CN109803167A - 流媒体文件传输方法、流媒体客户端和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种流媒体文件传输方法、流媒体客户端和计算机可读存储介质，涉及多媒体技术领域。本公开的一种流媒体文件传输方法包括：根据索引文件和用户设定的视频清晰度获取传输流TS文件；从TS文件获取视频数据并缓存；消耗缓存的视频数据以播放视频；确定缓存的视频数据的剩余量变化情况；在确定缓存的视频数据减少的情况下，增加同时下载的TS文件数量。通过这样的方法，能够在缓存的视频数据变少的情况下增加同时下载的TS文件数量，提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

Description

流媒体文件传输方法、流媒体客户端和计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及多媒体技术领域，特别是一种流媒体文件传输方法、流媒体客户端和计算机可读存储介质。

背景技术

苹果公司的HLS(HTTP Live Streaming，动态码率自适应技术)流媒体技术已成为业界的事实标准，目前OTT(Over The Top，基于开放互联网的服务业务)普遍采用HLS技术提供视频业务。HLS服务器端将视频文件分割成若干个.ts文件(媒体数据)及.m3u8文件(媒体数据索引)存在于服务器之上，客户端访问.m3u8文件后按索引下载.ts文件进行播放。

HLS技术采用HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)下载TS(Transport Stream，传输流)媒体文件，文件下载速率不仅受到网络带宽的影响，也受到TCP(Transmission Control Protocol传输控制协议)吞吐量。TCP吞吐量与网络端到端时延、丢包率有关。4K(4096×2160的像素分辨率)视频的平均码流速率有20Mbps，HTTP下载要达到这个速率，网络端到端时延应小于10ms，丢包率应低于万分之五。当客户端下载速率低于编码速率时，视频播放缓存减小，客户端切换到获取低码率的TS文件以确保视频能流畅播放。

发明内容

发明人发现，客户端下载速率降低未必是网络带宽不够，更多的原因是网络端到端的传输时延和丢包率有所增加。

本公开的一个目的在于提升HLS媒体文件传输的网络吞吐量，优化视频清晰度。

根据本公开的一个方面，提出一种流媒体文件传输方法，包括：根据索引文件和用户设定的视频清晰度并播放；从TS文件获取视频数据并缓存；消耗缓存的视频数据以播放视频；确定缓存的视频数据的剩余量变化情况；在确定缓存的视频数据减少的情况下，增加同时下载的TS文件数量。

可选地，在确定缓存的视频数据减少的情况下，增加同时下载的TS文件数量包括：若缓存的视频数据减少，则以预定粒度增加同时下载的TS文件数量，直至缓存的视频数据停止减少或同时下载的TS文件数量达到预定上限。

可选地，还包括：在同时下载的TS文件数量达到预定上限且缓存的视频数据减少的情况下，降低获取的TS文件的码率。

可选地，还包括：根据索引文件判断是否已完成获取所有TS文件；确定缓存的视频数据的变化情况为：在未完成获取所有TS文件的情况下，确定缓存的视频数据的变化情况。

通过这样的方法，能够在缓存的视频数据变少的情况下增加同时下载的TS文件数量，提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

根据本公开的另一个方面，提出一种流媒体客户端，包括：TS文件获取单元，用于根据索引文件和用户设定的视频清晰度获取TS文件；缓存单元，用于从TS文件获取视频数据并缓存；播放单元，用于消耗缓存的视频数据以播放视频；并行下载切换单元，用于在确定缓存单元中缓存的视频数据减少的情况下，增加TS文件获取单元同时下载的TS文件数量。

可选地，并行下载切换单元用于：在确定缓存的视频数据减少的情况下，以预定粒度增加TS文件获取单元同时下载的TS文件数量，直至缓存的视频数据停止减少或同时下载的TS文件数量达到预定上限。

可选地，还包括：码率切换单元，用于在同时下载的TS文件数量达到预定上限且缓存的视频数据减少的情况下，切换并行下载切换单元降低获取的TS文件的码率。

可选地，还包括：下载判断单元，用于根据索引文件判断是否已完成获取所有TS文件；并行下载切换单元用于在未完成获取所有TS文件的情况下，确定视频数据缓存的剩余量变化情况。

根据本公开的又一个方面，提出一种流媒体客户端，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行上文中提到的任意一种流媒体文件传输方法。

这样的流媒体客户端能够在缓存的视频数据变少的情况下增加同时下载的TS文件数量，提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

根据本公开的再一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中提到的任意一种流媒体文件传输方法的步骤。

这样的计算机可读存储介质通过执行其上的指令，能够在缓存的视频数据变少的情况下增加同时下载的TS文件数量，提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开的流媒体文件传输方法的一个实施例的流程图。

图2A为相关技术中HLS文件传输示意图。

图2B为本公开的流媒体文件传输方法的一个实施例的示意图。

图3为本公开的流媒体文件传输方法的另一个实施例的流程图。

图4为本公开的流媒体客户端的一个实施例的示意图。

图5为本公开的流媒体客户端的另一个实施例的示意图。

图6为本公开的流媒体客户端的又一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

本公开的流媒体文件传输方法的一个实施例的流程图如图1所示。

在步骤101中，根据索引文件和用户设定的视频清晰度并播放。索引文件为m3u8文件，客户端根据索引文件依次获取符合用户设定的视频清晰度的TS文件。用户设定的视频清晰度可以为用户手动设定，也可以为针对用户网络情况、付费情况的清晰度，还可以是默认清晰度。

在步骤102中，从获取的TS文件中提取视频数据并缓存。在一个实施例中，视频数据可以在TS文件的获取过程中同步提取；在一个实施例中，可以在完成获取一个TS文件后提取其中的视频数据。

在步骤103中，消耗缓存的视频数据以播放视频。

在步骤104中，确定缓存的视频数据的剩余量变化情况。当缓存视频数据的速度与播放消耗的视频数据的速度的差值为负时，缓存的视频数据会逐步减少，当减少到一定程度时会发生卡顿，不能满足视频播放要求。

在步骤105中，在确定缓存的视频数据减少的情况下，增加同时下载的TS文件数量。

通过这样的方法，能够在缓存的视频数据变少的情况下增加同时下载的TS文件数量，提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

现有技术中HLS文件传输示意图如图2A所示：HLS服务端将视频文件切分成多个TS分片，并通过M3U8文件对TS分片进行索引；HLS客户通过索引文件，逐个下载服务端的TS分片，下载速率受制于网络的带宽、时延和丢包率；对于4K视频20Mps的传输速率，要求网络时延小于10ms，丢包率小于万分之五，以下为TCP吞吐量理论公式：

其中，Throuput为吞吐量，BW为带宽，RTT(Round-Trip Time)为往返时延，WindowSize为窗口宽度，MSS(Management Support System)为最大报文段长度，ρ为误码率。

当客户端下载速率低于编码速率时，视频播放缓存减小，客户端切换为获取低码率的TS文件，确保视频能流畅播放。

本公开的流媒体文件传输方法的一个实施例的示意图如图2B所示，当客户端视频缓存减小时，可先尝试进行2或3个TS文件同时下载。同时下载多个TS分片文件，相当于同时有多个TCP连接，总的网络吞吐量会得到有效提升，从而能够充分考虑到网络端到端的传输时延和丢包率有所增加引起的缓存减小，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

在一个实施例中，可以先根据索引文件确定TS文件分片是否已经获取完成。若视频文件已缓存完成，则忽略缓存的TS文件变少的情况，减少不必要的下载调节，避免造成系统混乱。

在一个实施例中，可以设定同时下载的TS文件数量的预定上限，如3个，从而避免对服务器造成太大的压力，有利于维持系统的稳定。

在一个实施例中，当并行下载的TS文件数量达到预定上限时，客户端视频数据缓存依旧在减小，则确定并行下载TS文件的方式无法满足播放需求，此时下切为获取低码率的TS文件，以降低清晰度的方式来保持播放的正常进行。

本公开的流媒体文件传输方法的另一个实施例的流程图如图3所示。

在步骤301中，根据索引文件和用户设定的视频清晰度获取TS文件，提取其中的视频数据并缓存，消耗视频数据以播放视频。

在步骤302中，根据索引文件判断是否完成获取所有的TS文件。若完成，则执行步骤303；若未完成，则执行步骤304。

在步骤303中，继续播放视频，直至完成全部视频数据的播放。

在步骤304中，确定缓存的视频数据的剩余量变化情况。

在步骤305中，若缓存的视频数据剩余量减少，则执行步骤306；若未减少，则返回执行步骤301。

在步骤306中，判断同时下载的TS文件的数量是否达到预定上限。若达到预定上限，则执行步骤308；若未达到预定上限，则执行步骤307。

在步骤307中，按照预定粒度增加同时下载的TS文件数量，预定粒度可以为1个、2个等，或可以根据实时的同时下载的TS文件数量的不同而有所不同。

在步骤308中，降低获取的TS文件的码率，如从高清视频降为流畅模式播放。

通过这样的方法，当视频缓存下降时，在降低码率前，先尝试采用多文件下载方式，保障业务体验不变，从而实现在保障视频流畅播放的基础上，尽可能的优化视频清晰度，同时能够维持系统和服务器的稳定。

在一个实施例中，当缓存的视频数据的变化情况恢复正常(如缓存量达到预定标准，或缓存文件的增加速度达到预定标准时)，切换为同时只下载1个TS分片，从而在满足视频播放需求的基础上尽快减少对业务平台的资源开销。

在一个实施例中，当缓存的视频数据逐步增多时，可以逐个减少同时下载的TS文件数，从而避免直接切换为同时下载一个TS文件造成过度调节，有利于维持缓存文件数量的稳定。

在一个实施例中，可以根据缓存的视频数据增加的速度确定逐个减少同时下载的TS文件数还是切换为同时只下载1个TS文件分片，如设定文件增加速度门限，若达到该门限则切换为同时只下载1个TS分片，若未达到该门限则按照预定减少粒度减少同时下载的TS文件数，预定减少粒度可以为1个、2个等，或可以根据实时的同时下载的TS文件数量的不同而有所不同，或可以根据文件增加速度的不同而有所不同。

本公开的流媒体客户端的一个实施例的示意图如图4所示。TS文件获取单元401能够根据索引文件和用户设定的视频清晰度获取TS文件，索引文件可以为m3u8文件。缓存单元402能够从TS文件获取视频数据并缓存。播放单元403能够消耗缓存的视频数据以播放视频，如经过视频解码后交由播放器播放。当缓存单元402中缓存的视频数据减少时，可能会导致缓存进度达不到播放进度要求，造成卡顿等现象。并行下载切换单元404能够在确定缓存单元中缓存的视频数据减少的情况下，增加TS文件获取单元同时下载的TS文件数量。

这样的流媒体客户端能够在缓存的视频数据变少的情况下增加同时下载的TS文件数量，提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

在一个实施例中，并行下载切换单元404能够判断同时下载的TS文件数量是否已经达到预定上限，若达到预定上限，则不再增加TS文件获取单元401同时下载的TS文件数量，避免对服务器造成太大的压力，有利于维持系统的稳定。

在一个实施例中，如图4所示，流媒体客户端还包括码率切换单元405，能够当并行下载的TS文件数量达到预定上限，但客户端视频缓存依旧在减小时，确定并行下载TS文件的方式无法满足播放需求，切换TS文件获取单元401降低获取的TS文件的码率，从而保持播放的正常进行。

在一个实施例中，如图4所示，流媒体客户端还包括下载判断单元406，能够根据索引文件确定TS文件分片是否已经获取完成，若视频文件已缓存完成，则忽略缓存的视频数据变少的情况，并行下载切换单元只在未完成获取所有TS文件的情况下确定视频数据缓存的变化情况，从而减少不必要的下载调节，减少对终端资源的占用，避免造成系统混乱。

本公开流媒体客户端的一个实施例的结构示意图如图5所示。流媒体客户端包括存储器510和处理器520。其中：存储器510可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中流媒体文件传输方法的对应实施例中的指令。处理器520耦接至存储器110，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器120用于执行存储器中存储的指令，能够提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

在一个实施例中，还可以如图6所示，流媒体客户端600包括存储器610和处理器620。处理器620通过BUS总线630耦合至存储器610。该流媒体客户端600还可以通过存储接口640连接至外部存储装置650以便调用外部数据，还可以通过网络接口660连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。

在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够实现提升媒体文件传输的网络吞吐量，防止在带宽充足的情况下盲目降低码率，优化视频清晰度。

在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现流媒体文件传输方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种流媒体文件传输方法，包括：

根据索引文件和用户设定的视频清晰度获取传输流TS文件；

从所述TS文件获取视频数据并缓存；

消耗缓存的所述视频数据以播放视频；

确定缓存的视频数据的剩余量变化情况；

在确定缓存的视频数据减少的情况下，增加同时下载的TS文件数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在确定缓存的视频数据减少的情况下，增加同时下载的TS文件数量包括：

若缓存的视频数据减少，则以预定粒度增加同时下载的TS文件数量，直至缓存的视频数据停止减少或同时下载的TS文件数量达到预定上限。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在同时下载的TS文件数量达到预定上限且缓存的所述视频数据减少的情况下，降低获取的TS文件的码率。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，还包括：

根据所述索引文件判断是否已完成获取所有TS文件；

所述确定缓存的视频数据的剩余量变化情况为：在未完成获取所有TS文件的情况下，确定缓存的视频数据的剩余量变化情况。

5.一种流媒体客户端，包括：

传输流TS文件获取单元，用于根据索引文件和用户设定的视频清晰度获取TS文件；

缓存单元，用于从所述TS文件获取视频数据并缓存；

播放单元，用于消耗缓存的所述视频数据以播放视频；

并行下载切换单元，用于在确定所述缓存单元中缓存的视频数据减少的情况下，增加所述TS文件获取单元同时下载的TS文件数量。

6.根据权利要求5所述的客户端，其中，所述并行下载切换单元用于：

在确定缓存的视频数据减少的情况下，以预定粒度增加所述TS文件获取单元同时下载的TS文件数量，直至缓存的所述视频数据停止减少或同时下载的TS文件数量达到预定上限。

7.根据权利要求6所述的客户端，还包括：

码率切换单元，用于在同时下载的TS文件数量达到预定上限且缓存的视频数据减少的情况下，切换所述并行下载切换单元降低获取的TS文件的码率。

8.根据权利要求5、6或7所述的客户端，还包括：下载判断单元，用于根据所述索引文件判断是否已完成获取所有TS文件；

所述并行下载切换单元用于在未完成获取所有TS文件的情况下，确定视频数据缓存的剩余量变化情况。

9.一种流媒体客户端，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至4任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现权利要求1至4任意一项所述的方法的步骤。