CN108966028A

CN108966028A - 一种基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法

Info

Publication number: CN108966028A
Application number: CN201810937421.5A
Authority: CN
Inventors: 陈斌
Original assignee: Shanghai Electronic Polytron Technologies Inc
Current assignee: Shanghai Electronic Polytron Technologies Inc
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2018-12-07
Anticipated expiration: 2038-08-17
Also published as: CN108966028B

Abstract

本发明涉及一种基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法，包括数据采集、计算最大延迟时间、计算播放速度。收集最近不超过10s的视频帧数据，记录下每帧视频的系统时间以及帧时间。计算得到收集的视频帧数据集最大的延迟。最后，根据视频缓冲区数据情况以及得到的最大延迟来决定是否加快播放。本发明保证低延时的情况下，避免出现快放慢放的情况，实现在网络不稳定或抖动的情况下，达到流畅播放的效果。

Description

一种基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法

技术领域

本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法。

背景技术

在视频监控和视频通信领域，视频接收端播放的实时性以及流畅性是衡量一款产品重要的指标，尤其是在网络不稳定的情况下，能够达到播放的实时性和流畅性显得尤为重要。

目前主流播放器播放视频主要基于视频所带的时间戳，但是在不稳定的网络环境下，简单的按照视频时间戳去播放或多或少会出现一些问题，比如延迟大，快放慢放的情况。目前主流的处理方法是对延迟做优化处理，就是通过加快后面帧的播放速度将前面帧产生的延迟弥补掉，但是该方案有个问题，就是没有去分析什么时候去加快后面帧的播放速度。在网络情况不好的情况下，简单的加快后面帧的播放速度只会增加卡顿的次数。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法。

为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法，包括：

步骤一：数据采集：

收集前10s内的的视频帧数据，记录下视频帧的系统时间以及视频帧的时间戳；收集到的视频帧的数量为N,从当前帧开始给收集到的视频帧按照视频帧的时间戳顺序，从后往前依次编号，视频帧的编号是[1,N]之间的整数；

步骤二：计算最大延迟时间：

2.1)检查N，如果大于等于2，则执行2.2)，否则执行3.9)：

2.2)初始化变量：总延迟、延迟次数、较大延迟都设置为零，迭代器设置为1；总延迟和较大延迟都是0～1000之间的的整数，单位是ms；延迟次数是0～10000之间的的整数，没有单位；迭代器是1～10000之间的的整数，没有单位；

2.3)迭代器的值为i,用公式一计算时间差：

公式一：T＝P+Q-R-S；

其中，T为时间差，是0～10000之间的的整数；P是编号为i的视频帧的系统时间，Q是编号为i+1的视频帧的时间戳，R是编号为i+1的视频帧的系统时间，S是编号为i的视频帧的时间戳；P、Q、R、S取值均是0～2×10¹⁵之间的整数，单位为ms；

如果时间差在[-δ,δ]的范围内，则不存在延迟，执行2.5)；否则存在延迟，执行2.4)；δ是安全阈值，由后台人员制定，取值是0～10000之间的的整数，单位是ms；

2.4)判断较大延迟与时间差的大小，如果时间差大于较大延迟，则较大延迟的值更新为时间差的值；否则，较大延迟的值不变；

延迟次数加1；

2.5)迭代器的值加1；

2.6)判断迭代器的值，如果等于N-1，则执行2.7)；否则，执行2.3)；

2.7)用公式二计算总延迟：

公式二：Y＝K+L-U-V；

其中，Y为总延迟，是0～10000之间的的整数；K是编号为1的视频帧的系统时间，L是编号为N的视频帧的时间戳，U是编号为N的视频帧的系统时间，V是编号为1的视频帧的时间戳；K、L、U、V取值均是0～2×10¹⁵之间的整数，单位为ms；

2.8)比较总延迟和较大延迟的大小，将较大取值作为最大延迟时间maxDelay；

步骤三：计算播放速度：

3.1)读取当前视频播放速度与视频正常播放速度，如果当前视频播放速度是视频正常播放速度的1.2倍，则执行3.5)，否则执行3.2)；正常播放速度由后台人员制定；当前视频播放速度、视频正常播放速度取值是0～1000之间的有理数，单位为fps；

3.2)从缓存的视频帧中获得取值最大的时间戳MaxTs，并读取当前时间playTime，如果MaxTs与playTime的差值大于800ms，则执行3.3)，否则，执行3.9)；

3.3)如果满足判定条件3.1，则执行3.4)，否则，执行3.9)；判定条件3.1为：

(MaxTs-playTime)*0.8＞1.8*maxDelay+500；

3.4)将当前播放速度设置为原来的1.2倍；

3.5)将maxDelay设置为原来的1.8倍；

3.6)如果maxDelay大于500ms，则执行3.8)，否则，执行3.7)；

3.7)将maxDelay设置为500ms；

3.8)如果满足判定条件3.2，则执行3.8)，否则，执行3.9)；判定条件3.2为：MaxTs-playTime＜maxDelay+100；

3.8)将当前视频播放速度设置为视频正常播放速度；

3.9)按照当前视频播放速度播放视频。

本发明的有益成果为：本发明提供了一种基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法，收集最近不超过10s的视频帧数据，记录下每帧视频的系统时间以及帧时间。计算得到收集的视频帧数据集最大的延迟。最后，根据视频缓冲区数据情况以及得到的最大延迟来决定是否加快播放。本发明保证低延时的情况下，避免出现快放慢放的情况，实现在网络不稳定或抖动的情况下，达到流畅播放的效果。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：

实施例1：本实施例具体介绍网络中的延迟和抖动，如下：

延迟和抖动是网络性能的重要参数，对上层应用都有非常重要的影响。延迟是不可避免的，因为数据在链路中的传输必须经过一定的时间。对于一个特定的网络路径，延迟主要有传输延迟、传播延迟、处理延迟是固定延迟，排队延迟是可变延迟。排队延迟是由网络动态来决定的，网络中的拥塞状况不同，排队延迟有很大的变化。抖动是由数据包到达延迟的不同造成的。避免抖动主要基于缓冲技术。

网络延迟：

数据包穿越一个或多个网段所经历的时间称为延迟。从用户的角度讲，延迟即用户发出请求到接收到远端应用系统的响应的时间。基于TCP/IP协议网络传输包括以下处理过程：路由器处理、用户数据单元在网络上传输以及服务器处理过程，相应地将产生路由延迟和用户数据单元在网络上的传输延迟。路由延迟包括域名请求延迟、TCP连接建立和释放延迟以及IP寻径延迟。从测试的角度讲，延迟分为单向延迟和双向延迟。

延迟的分类：

在数据传输过程中，一般认为延迟分为如下几个部分：传输延迟，传播延迟，处理延迟和排队延迟。

打包延迟：各层的协议数据单元(PDU)都具有不同的有效负载长度，而应用层产生的响应大小的信息流需要一定的持续时间。协议层等待应用层产生满足PDU有效负载长度的字节流量，然后才能打包成协议数据单元(PDU)。这段等待时间就是打包延迟。打包延迟是实时数据流应用独有的延迟，实时流应用是指对基于时间的信息，如视频、音频和动画等进行实时传送的应用。

传输延迟：传输延迟是将所有分组的比特全部传送到线路上所需要的时间，即PDU的第一个比特从端点传送到线路上直到最后一个比特离开端点的这段时间。传输延迟与PDU大小及线路上的传送速率有关。一个存储转发机制的网络中，数据包将会产生多次的传输延迟，每次将PDU转发下一跳都将产生一次传输延迟。

传播延迟：一个数据包中的每一个比特被推向链路后，该比特向下一跳路由器进行传播。从该链路的起点到到达下一跳路由器传输所需要的时间是传播时延。传播实验取决于比特穿过介质的速率，即该链路的传播速率，往往是等待或略小于光速的。传输时延等于两个路由器之间的距离除以传播速率，链路上的传播实验可以用PDU的第一个比特穿过链路所用的时间来定义。在局域网中，传播延迟往往不是延迟重要的组成部分，因为它往往很小。但是广域网中的传播延迟可以达到毫秒级。

排队延迟：排队延迟在分组交换网产生的延迟中占主要部分，每一次分组交换将使数据加入到缓冲队列中，每一个PDU的目的输出端可能存在着许多分组排队，这就是排队延迟。在先进先出队列中，新到达的分组的排队延迟等于所有已在该端口上排队的分组传输延迟的总和。所以说，特定分组的排队延迟取决于先期到达的正在排队等待向链路传输的分组的数量，另外也取决于输出端口的传送速度。排队延迟受网络负载的影响很大，是分组交换网中延迟变化的主要因素。排队延迟可以使毫秒级甚至是微秒级。

处理延迟：处理延迟是分组交换过程中发送端和目的端对数据进行处理所需时间的总和，如检查分组首部和决定将该分组导向哪里所需要的时间等，都是属于处理延迟。处理延迟还包括一些其他因素，如检查比特级别差错所需要的时间等。

实施例2：本实施例具体举例说明了基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法的步骤，包括：

步骤一：数据采集：

步骤二：计算最大延迟时间：

2.1)检查N，如果大于等于2，则执行2.2)，否则执行3.9)：

2.3)迭代器的值为i,用公式一计算时间差：

公式一：T＝P+Q-R-S；

延迟次数加1；

2.5)迭代器的值加1；

2.7)用公式二计算总延迟：

公式二：Y＝K+L-U-V；

步骤三：计算播放速度：

(MaxTs-playTime)*0.8＞1.8*maxDelay+500；

3.4)将当前播放速度设置为原来的1.2倍；

3.5)将maxDelay设置为原来的1.8倍；

3.6)如果maxDelay大于500ms，则执行3.8)，否则，执行3.7)；

3.7)将maxDelay设置为500ms；

3.8)将当前视频播放速度设置为视频正常播放速度；

3.9)按照当前视频播放速度播放视频。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。

Claims

1.一种基于网络状况动态调节播放速度的防抖动方法，其特征在于，包括以下处理步骤：

步骤一：数据采集：

收集前10s内的的视频帧数据，记录下视频帧的系统时间以及视频帧的时间戳；收集到的视频帧的数量为N,从当前帧开始给收集到的视频帧按照所述视频帧的时间戳顺序，从后往前依次编号，视频帧的编号是[1,N]之间的整数；

步骤二：计算最大延迟时间：

2.1)检查ND的大小，如果N大于等于2，则执行2.2)，否则执行3.9)：

2.2)初始化变量：将总延迟、延迟次数、较大延迟都设置为零，迭代器设置为1；所述总延迟和所述较大延迟都是0～1000之间的的整数，单位是ms；所述延迟次数是0～10000之间的的整数，没有单位；所述迭代器是1～10000之间的的整数，没有单位；

2.3)所述迭代器的值为i,用公式一计算时间差：

公式一：T＝P+Q-R-S；

其中，T为所述时间差，是0～10000之间的的整数；P是编号为i的视频帧的系统时间，Q是编号为i+1的视频帧的时间戳，R是编号为i+1的视频帧的系统时间，S是编号为i的视频帧的时间戳；所述P、所述Q、所述R、所述S取值均是0～2×10¹⁵之间的整数，单位为ms；

如果所述时间差在[-δ,δ]的范围内，则不存在延迟，执行2.5)；否则存在延迟，执行2.4)；所述δ是安全阈值，由后台人员制定，取值是0～10000之间的的整数，单位是ms；

2.4)判断所述较大延迟与所述时间差的大小，如果所述时间差大于所述较大延迟，则所述较大延迟的值更新为所述时间差的值；否则，所述较大延迟的值不变；

所述延迟次数加1；

2.5)所述迭代器的值加1；

2.6)判断所述迭代器的值，如果等于N-1，则执行2.7)；否则，执行2.3)；

2.7)用公式二计算所述总延迟：

公式二：Y＝K+L-U-V；

其中，Y为所述总延迟，是0～10000之间的的整数；K是编号为1的视频帧的系统时间，L是编号为N的视频帧的时间戳，U是编号为N的视频帧的系统时间，V是编号为1的视频帧的时间戳；所述K、所述L、所述U、所述V取值均是0～2×10¹⁵之间的整数，单位为ms；

2.8)比较所述总延迟和所述较大延迟的大小，将较大取值作为最大延迟时间maxDelay；

步骤三：计算播放速度：

3.1)读取当前视频播放速度与视频正常播放速度，如果所述当前视频播放速度是所述视频正常播放速度的1.2倍，则执行3.5)，否则执行3.2)；所述正常播放速度由后台人员制定；所述当前视频播放速度、所述视频正常播放速度取值是0～1000之间的有理数，单位为fps；

3.2)从缓存的视频帧中获得取值最大的时间戳MaxTs，并读取当前时间playTime，如果所述MaxTs与所述playTime的差值大于800ms，则执行3.3)，否则，执行3.9)；

3.3)如果满足判定条件3.1，则执行3.4)，否则，执行3.9)；所述判定条件3.1为：

(MaxTs-playTime)*0.8＞1.8*maxDelay+500；

3.4)将所述当前播放速度设置为原来的1.2倍；

3.5)将所述maxDelay设置为原来的1.8倍；

3.6)如果所述maxDelay大于500ms，则执行3.8)，否则，执行3.7)；

3.7)将maxDelay设置为500ms；

3.8)如果满足判定条件3.2，则执行3.8)，否则，执行3.9)；所述判定条件3.2为：MaxTs-playTime＜maxDelay+100；

3.8)将所述当前视频播放速度设置为所述视频正常播放速度；

3.9)按照所述当前视频播放速度播放视频。