CN110022498A - 一种实现码率切换的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种实现码率切换的方法及装置，该方法包括：根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。本方案能够确保播放的流畅度并保证视频最大的清晰度。

Description

一种实现码率切换的方法及装置
技术领域
本公开实施例涉及但不限于流媒体播放领域，尤其涉及一种实现码率切换的方法及装置。
背景技术
随着互联网带宽的不断提高，各种视频流媒体资源呈爆发式增长，越来越多的设备如手机，机顶盒，智能电视等接入网络播放各式各样的视频。为了在不同网络带宽下都能流畅播放视频节目，包含多种码率的流媒体播放协议如HLS(HTTP live streaming，HTTP(Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议)视频直播)协议，DASH(DynamicAdaptive Streaming over HTTP，HTTP上的动态自适应流)协议和MSS(Microsoft SmoothStreaming，微软平滑流)协议等应用越来越广泛；多码率流媒体服务器要求客户端播放器能自适应地播放，即根据自身所处的网络带宽下载码流的速度来选择相应的码率节目进行播放。这种在当前带宽流畅播放相应码率的协议，极大地提升了用户的体验。
播放多码率流媒体节目关键在于如何根据网络带宽的变化进行自适应切换不同的码率播放，而不影响播放的流畅度并保证视频最大的清晰度；目前很多现有的自适应码率算法都仅基于当前的网络带宽进行选择切换码率，并没有考虑到客户端播放器的缓存状况。这样若在播放器播放低码率的节目时缓存较少，但网络带宽向上波动较大时，若往高码率播放可能会引起在切换高码率播放后卡顿。若在播放器播放高码流的节目时缓存较多，但网络带宽向下波动较大时，若往低码率播放可能会牺牲视频清晰度，影响用户体验。因这种情况下，可在高码率播放更长的时间；另外仅根据网络带宽切换码率，在网络带宽波动较大的情况下，可能引起反复切换码率影响用户体验。
发明内容
本公开提供一种码率切换的方法及装置，以确保播放的流畅度并保证视频最大的清晰度。
一种实现码率切换的方法，包括：
根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
可选地，所述根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片，包括：
从配置中读出上一次播放的网络带宽，根据所述网络带宽选择对应的码率下载分片，如无上一次播放的网络带宽记录，则下载最低码率的分片。
可选地，所述根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片过程中，还包括：
从流媒体服务器中下载每个第一指定量的数据存入所述缓存中后，如确定所述缓存已满，则暂停读取数据和计算网络带宽，待播放的数据量为第二指定量后再重新下载数据，在重新下载的数据达第三指定量后再恢复计算网络带宽。
可选地，所述从流媒体服务器中下载每个第一指定量的数据存入所述缓存中后，还包括：
根据所述第一指定量及下载所述第一指定量的数据的耗时计算当前时刻网络带宽，将所述网络带宽存入链表中。
可选地，所述确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换，包括：
当确定当前分片已经下载完成时，根据链表中保存的网络带宽计算当前网络的平均网络带宽；
如确定当前分片是最后一个分片，则将所述平均网络带宽写入配置中，如确定当前分片不是最后一个分片，且所述平均网络带宽与当前播放的码率不匹配，则根据当前的缓存数据可播放时长的状况确定是否切换到与所述平均网络带宽相匹配的码率。
可选地，所述根据当前的缓存数据可播放时长的状况确定是否切换到与所述平均网络带宽相匹配的码率，包括：
若当前播放的码率不是节目最大码率，所述平均网络带宽大于当前播放码率的高一级码率，且当前的缓存数据可播放时长大于第二阈值，则切换为当前播放码率的高一级码率；
若当前播放的码率不是节目最小码率，所述平均网络带宽小于当前播放码率，且当前的缓存数据可播放时长小于第三阈值，则切换为当前播放码率的低一级码率。
可选地，所述确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换，还包括：
当确定所述分片下载耗时大于所述分片时长时，如确定当前的缓存数据可播放时长小于第一阈值，则将所述码率切换到节目最低码率。
可选地，所述当前的缓存数据可播放时长Tk是通过下式获得的：
Tk＝F/fps+H/R，其中，F为已经解码但还没输出的视频帧数，fps为节目的帧率，H为所述缓存中未解码的数据量，R为当前播放的码率。
一种实现码率切换的装置，其中，包括：
下载模块，用于根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
切换模块，用于播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
一种实现码率切换的装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
综上，本公开实施例提供一种码率切换的方法及装置，能够确保播放的流畅度并保证视频最大的清晰度。
附图说明
图1是本公开实施例的一种实现码率切换的方法的流程图；
图2是本公开另一实施例的一种实现码率切换的方法的流程图；
图3是图2步骤102的流程图；
图4是图2步骤104的流程图；
图5为本公开实施例的一种实现码率切换的装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1为本公开实施例的一种实现码率切换的方法的流程图，如图1所示，本实施例的方法包括：
步骤11、根据配置中的网络带宽选择对应的码率开始下载分片；
步骤12、播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
本公开实施例提供一种基于缓存的实现码率切换的方法，解决根据网络带宽的变化进行自适应切换不同的码率播放，而不影响播放的流畅度并保证视频最大的清晰度的技术问题。
以下以具体实施例对本公开的方法进行详细的说明。
如图2所示，本公开实施例提供一种实现码率切换的方法，包括如下步骤：
步骤101、播放器根据配置开始下载分片，并记录下载时间；
终端从配置中读出上一次播放的网络带宽，根据这个网络带宽，选择相应的码率的第一个分片进行下载播放，若无上一次播放的网络带宽记录，则由最低码率的第一个分片开始下载播放，并记录当前分片下载的开始时间T1，并从请求的分片描述文件中获取到分片的时长Ts。
步骤102、播放器根据播放器缓存阈值计算网络带宽，如图3所示，可以包括以下步骤：
步骤1021、播放器从流媒体服务器中下载大小为M的数据存入播放器内存中，并获取当前时间T2计算该分片下载耗时Tc＝T2–T1；
步骤1022、判断此时播放器内存是否已满，若是，则转步骤1023，否则转步骤1027，
步骤1023、暂停读取数据和计算网络带宽；
步骤1024、判断播放器是否消耗数据量为阈值C的数据，如是，转步骤1025，否则转步骤1023；
如果不等播放器消耗一定的数据量(此处为C)就会出现频繁停启获取数据，且获取数据的大小也是不确定的，会导致计算当前读取数据的网络带宽不准确，所以要等到播放器消耗一定的数据量。
步骤1025、重新开始下载大小为M的数据；
步骤1026、判断已重新下载的数据总大小是否为E，如是，则转步骤1027，否则，转步骤1025继续下载大小为M的数据；
其中，E要大于播放器下一级缓存的大小，但小于上文所述的阈值C。
步骤1027、恢复计算网络带宽。
但此时不会立刻恢复计算网络带宽操作，而是在读取了大小为E的数据后再恢复计算网络带宽。
本实施例中规定读取了E后再恢复计算网络带宽，主要是为了读空协议栈中的缓存数据，因为这部分数据是在播放器暂停从读取数据时缓存在协议栈中的，如果这些数据也用于计算带宽，由于是从协议栈缓存中读出来，这时计算出的网络带宽会很大，但这并不是网络带宽。
步骤103、计算下载M数据的网络带宽及当前播放器缓存可播放时长；
根据步骤102中从流媒体服务器中下载数据大小M及耗时t计算出当前时刻网络带宽Bw＝M/t，并将Bw存入链表中；
根据播放器内已经解码但还没输出的视频帧数F和节目的帧率fps、播放器缓存中未解码的数据量H和当前播放的码率R，计算出当前播放器缓存可播放时长Tk＝F/fps+H/R。
步骤104、根据分片下载耗时和分片可播放时长切换码率，如图4所示，可以包括以下步骤：
步骤1041、下载大小为M的数据；
步骤1042、判断当前分片下载耗时Tc是否大于当前分片时长Ts，若是，则转步骤1043，否则转步骤1041；
步骤1043、获取当前播放器缓存可播放时长，判断当前播放器缓存可播放时长Tk是否小于阈值Te，若是，则转步骤1044；否则转步骤1041；
步骤1044、切换码率到节目最低码率，并在接下来的Tm时间内不能再进行码率切换。
步骤105、判断当前分片是否已经下载完成，若未完成，则执行步骤102；若已经下载完成一个分片，则转步骤106；
步骤106、根据链表中保存的每次下载的网络带宽计算当前网络的平均带宽Bv；
步骤107、判断当前播放分片是否是最后一个分片，若是，则退出算法并将此次播放的网络平均带宽Bv写入配置中，否则执行步骤108；
步骤108、判断当前网络平均带宽Bv是否与当前播放的码率相匹配，若是，则执行步骤101继续下载播放下一个分片；否则转步骤109；
步骤109、根据网络带宽和播放器缓存可播放时长切换码率；
获取当前播放器中缓存数据可播放时长Tk，若Tk大于Ta，且当前网络带宽Bv大于当前播放的码率，则切换到与当前带宽相匹配的码率；若Tk小于Tb且当前网络带宽Bv小于当前播放的码率，则切换到与当前带宽相匹配的码率；然后继续执行步骤101继续下载播放下一个分片并记录当前分片下载的开始时间。
其中，Ta大于Tb，Tb大于分片的时长Ts。
本公开实施例提供一种基于缓存的码率切换方法，利用从服务器中下载流媒体数据的速度计算出当前网络带宽，并根据播放器缓存数据可播放时长而可以自适应地选择与当前网络带宽相当的码率的视频进行播放，当某一分片下载耗时大于分片时长时，根据当前播放器缓存可播放时长来判断是否切换到最小码率播放，保证播放的流畅度和清晰度，提高用户体验。
在本实施例中，所述步骤101中，可根据不同配置取用不同的码率进行起播，流畅度优先选取节目低码率进行起播；也可以清晰度优先，选取节目的高码率进行起播；本实施例中选取上一次播放时的网络带宽的码率进行起播。
在所述步骤106中计算网络流媒体网络平均带宽时，单次读取数据计算得出的网络带宽可能会有较大波动，需要统计多次读取数据的网络带宽取平均值作为最终的网络带宽。本公开实施例所采用的策略可以是：当前10次读取数据的网络带宽平均值乘权重0.6与当前100次的网络带宽平均值乘权重0.4之和：
在所述步骤109中，码率动态切换还需要考虑当前播放器的缓存情况，防止往高码率切换时由于缓存数据太少而引起卡顿，往低码率切换时由于缓存太多而影响播放的体验；同时考虑缓存情况也能减少由于网络不稳定、网速不准确而引起的码率频繁切换、卡顿；本公开实施例可以采用的策略如下：
A、在当前播放的码率并非是节目最大码率，当前网络带宽大于当前播放码率的高一级码率且当前播放器缓存数据可播放时长大于Ta秒时，向高一级码率切换；
B、在当前播放的码率并非是节目最小码率，当前网络带宽小于播放码率且当前播放器缓存数据可播放时长小于Tb秒时向低一级码率切换。
本公开实施例所提供的码率切换方法可用于HLS，DASH等流媒体播放协议中，适用于计算机，手机，平板电脑和机顶盒等多种终端中。
图5为本公开实施例的一种实现码率切换的装置的示意图，如图5所示，本实施例的装置包括：
下载模块，用于根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
切换模块，用于播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
在一实施例中，所述下载模块，根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片，包括：从配置中读出上一次播放的网络带宽，根据所述网络带宽选择对应的码率下载分片，如无上一次播放的网络带宽记录，则下载最低码率的分片。
在一实施例中，所述下载模块，根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片过程中，还包括：从流媒体服务器中下载每个第一指定量的数据存入所述缓存中后，如确定所述缓存已满，则暂停读取数据和计算网络带宽，待播放的数据量为第二指定量后再重新下载数据，在重新下载的数据达第三指定量后再恢复计算网络带宽。
在一实施例中，所述下载模块，从流媒体服务器中下载每个第一指定量的数据存入所述缓存中后，还包括：根据所述第一指定量及下载所述第一指定量的数据的耗时计算当前时刻网络带宽，将所述网络带宽存入链表中。
在一实施例中，所述切换模块，根据本地的缓存状况切换所述码率，包括：当确定当前分片已经下载完成时，根据链表中保存的网络带宽计算当前网络的平均网络带宽；如确定当前分片是最后一个分片，则将所述平均网络带宽写入配置中，如确定当前分片不是最后一个分片，且所述平均网络带宽与当前播放的码率不匹配，则根据当前的缓存数据可播放时长的状况确定是否切换到与所述平均网络带宽相匹配的码率。
在一实施例中，所述切换模块，根据当前的缓存数据可播放时长的状况确定是否切换到与所述平均网络带宽相匹配的码率，包括：若当前播放的码率不是节目最大码率，所述平均网络带宽大于当前播放码率的高一级码率，且当前的缓存数据可播放时长大于第二阈值，则切换为当前播放码率的高一级码率；若当前播放的码率不是节目最小码率，所述平均网络带宽小于当前播放码率，且当前的缓存数据可播放时长小于第三阈值，则切换为当前播放码率的低一级码率。
在一实施例中，所述切换模块，根据本地的缓存状况切换所述码率，还包括：当确定所述分片下载耗时大于所述分片时长时，如确定当前的缓存数据可播放时长小于第一阈值，则将所述码率切换到节目最低码率。
在一实施例中，所述当前的缓存数据可播放时长Tk是通过下式获得的：Tk＝F/fps+H/R，其中，F为已经解码但还没输出的视频帧数，fps为节目的帧率，H为所述缓存中未解码的数据量，R为当前播放的码率。
本公开实施例还提供一种实现码率切换的装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
本公开实施例提供的一种实现码率切换的装置，解决了根据网络带宽的变化进行自适应切换不同的码率播放，而不影响播放的流畅度并保证视频最大的清晰度的技术问题。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被执行时实现所述码率切换的方法。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上仅为本发明的优选实施例，当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现码率切换的方法，包括：
根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片，包括：
从配置中读出上一次播放的网络带宽，根据所述网络带宽选择对应的码率下载分片，如无上一次播放的网络带宽记录，则下载最低码率的分片。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片过程中，还包括：
从流媒体服务器中下载每个第一指定量的数据存入所述缓存中后，如确定所述缓存已满，则暂停读取数据和计算网络带宽，待播放的数据量为第二指定量后再重新下载数据，在重新下载的数据达第三指定量后再恢复计算网络带宽。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述从流媒体服务器中下载每个第一指定量的数据存入所述缓存中后，还包括：
根据所述第一指定量及下载所述第一指定量的数据的耗时计算当前时刻网络带宽，将所述网络带宽存入链表中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换，包括：
当确定当前分片已经下载完成时，根据链表中保存的网络带宽计算当前网络的平均网络带宽；
如确定当前分片是最后一个分片，则将所述平均网络带宽写入配置中，如确定当前分片不是最后一个分片，且所述平均网络带宽与当前播放的码率不匹配，则根据当前的缓存数据可播放时长的状况确定是否切换到与所述平均网络带宽相匹配的码率。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述根据当前的缓存数据可播放时长的状况确定是否切换到与所述平均网络带宽相匹配的码率，包括：
若当前播放的码率不是节目最大码率，所述平均网络带宽大于当前播放码率的高一级码率，且当前的缓存数据可播放时长大于第二阈值，则切换为当前播放码率的高一级码率；
若当前播放的码率不是节目最小码率，所述平均网络带宽小于当前播放码率，且当前的缓存数据可播放时长小于第三阈值，则切换为当前播放码率的低一级码率。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换，还包括：
当确定所述分片下载耗时大于所述分片时长时，如确定当前的缓存数据可播放时长小于第一阈值，则将所述码率切换到节目最低码率。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于：所述当前的缓存数据可播放时长Tk是通过下式获得的：
Tk＝F/fps+H/R，其中，F为已经解码但还没输出的视频帧数，fps为节目的帧率，H为所述缓存中未解码的数据量，R为当前播放的码率。
9.一种实现码率切换的装置，其特征在于，包括：
下载模块，用于根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
切换模块，用于播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
10.一种实现码率切换的装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
根据配置中的网络带宽选择对应的码率下载分片；
播放所述分片的过程中，确定当前的缓存数据可播放时长，根据所述缓存数据可播放时长对所述码率进行切换。
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