CN110996103A - 一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的方法，包括视频编码模块A，视频数据模块B，视频数据发送模块C，调节码率模块D，服务器中丢包率计算模块E；本发明的目的是通过系统判断来进行动态调节视频码率，让终端视频画面能够通过网络情况自动进行调节。手机智能终端作为视频源，将拍摄到的画面发送到服务器的过程中，服务端进行实时检测计算，将每3秒的数据进行丢包计算，并将结果发送给视频源终端，视频源终端通过记录和计算，连续产生3次丢包超过阈值，则自动降低码率：本发明是通过软件系统自身来动态进行调节视频码率的，取消了人为手动进行码率调节的过程，让视频通话视频效果更好更智能。

Description

一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的方法

技术领域

本发明涉及视频编码处理技术领域，尤其是涉及一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的方法。

背景技术

目前，VoIP(Voice over Internet Protocol，即网络电话)应用越来越多，这些应用可以利用手机智能终端设备的摄像头设备进行视频数据的采集，接着通过IP(网络之间互连的协议是Internet Protocol的外语缩写)网络，将手机智能终端实时视频画面传输到其他终端中去。

一般我们为了视频画面的实时性，采用UDP传输协议(User Datagram Protocol的简称，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务)的。但是由于网络情况较差，会出现网络抖动和网络丢包的情况，从而导致观看实时流视频的时候产生花屏、卡顿问题。

当视频源终端做为画面的产生和传输的一方。当视频源以高码率(码率又叫比特率，是指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(Bit Per Second)，比特率越高，传送数据速度越快。视频中的比特率是指将模拟信号转换成数字信号后，单位时间内的二进制数据量，是间接衡量视频质量的一个指标)的方式进行视频编码，那么传输的数据量会较大，这时候如果网络出现问题，只能通过另一端的视频的反馈，来通知视频源这端手动调节降低码率，从而使视频不卡顿或者花屏。

发明内容

本发明的目的是通过系统判断来进行动态调节视频码率，让终端视频画面能够通过网络情况自动进行调节。

具体是手机智能终端作为视频源，将拍摄到的画面发送到服务器的过程中，服务端进行实时检测计算，将每3秒的数据进行丢包计算，并将结果发送给视频源终端，视频源终端通过记录和计算，连续产生3次丢包超过阈值(第一次5％，第二次3％，第三次1％)，则自动降低码率：

以上描述涉及到的数字是本发明假设的数值，具体值内容，需要在不同环境下进行测试计算，我们假设有M、N两端，M为视频源手机终端，N为系统服务端。

本发明提供一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的方法，包括视频编码模块(A)，视频数据模块(B)，视频数据发送模块(C)(其包含监听服务器的消息通知模块)，调节码率模块(D)，服务器中丢包率计算模块(E)；

具体步骤如下：

步骤(1)、当视频编码模块(A)进行视频编码时，将获取到的编码后的视频存入视频数据模块(B)中；

步骤(2)、视频数据发送模块(C)取出视频数据模块(B)的视频数据，通过网络发送到服务器中丢包率计算模块(E)中，每个发送的数据包都有序列号(每一个包都有序列号，每个包的序列号都是从0开始依次递增)，每次发送完毕一个视频数据包，就发送下一个数据包；

步骤(3)、服务器中丢包率计算模块(E)接收到客户端的数据包，解析其中的序列号，因为序列号依次递增，当前收到的序列号减1如果大于上一个收到的数据包的序列号，说明中间有数据包丢失，通过当前数据包的序列号减去上个包的序列号，得知丢失的包数量；假定每隔p秒(本发明中选取3秒为例)为一个统计周期，那么p秒(本发明中选取3秒为例)内的丢包总数量x和p秒(本发明中选取3秒为例)内的包总数y(p秒(本发明中选取3秒为例)内第一个包的序列号和最后一个序列号之差)服务器中丢包率计算模块(E)计算获取到，则计算出丢包率f(百分比)，即：f＝x/y；

步骤(4)、服务器中丢包率计算模块(E)每p秒(本发明中选取3秒为例)将计算得到的丢包率数据通过网络发送给手机终端的视频数据发送模块(C)，视频数据发送模块(C)收到丢包数据后，将数据再传递给调节码率模块(D)；

步骤(5)、假设之前还没有收到过丢包率通知，调节码率模块(D)的当前的状态为正常状态，当前状态的丢包阈值为5％；

当其收到视频数据发送模块(C)的丢包率数据时，如果丢包率≥5％，进入第一次预降码率状态，当前状态的丢包阈值为3％，否则就保持正常状态；

在第一次预降码率状态下，接着收到的丢包率≥3％，则进入第二次预降码率状态，当前的丢包阈值为1％，否则退出第一次预降码率状态，进入正常状态，当前状态的丢包阈值回到正常状态的5％；

如果当前的状态为第二次预降码率状态，接着收到丢包率≥1％，进入降码率状态，此时会通知视频编码模块(A)降低编码码率，并且状态恢复到正常状态，丢包阈值为5％，否则丢包率<1％，则退出第二次预降码率状态，进入正常状态，同样的，丢包率阈值恢复到为5％；

视频编码模块(A)收到调节码率模块(D)的降码率通知，根据当前的码率情况，重新设置编码器参数，将码率设置降低，比如可以每次设置成初始码率值的4/5；

接着系统模块会重复进行步骤1到6，根据网络情况可能会进行多次的调节过程；如果系统码率降低到视频画面最低标准的码率(比如，系统规定1280*720分辨率视频码率最低标准为1Mbps，1Mbps指的是每秒钟占用带宽1024k位数据，8位是一个字节，则1Mbps等于一秒128k个字节)后，视频编码模块(A)还是会收到调节码率模块(D)的降码率通知，说明网络不足以支撑最低质量的视频通话，可以通知终端使用者关闭视频通话中的视频模块，来保证音频通话质量(视频通话中，音频和视频传输都会占用网络带宽，如果视频最低质量都无法保证，可能音频质量也会出现问题，系统可以选择性地关闭视频，保证音频带宽使用)。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明是通过软件系统自身来动态进行调节视频码率的，取消了人为手动进行码率调节的过程，让视频通话视频效果更好更智能；在网络环境较差，不足以支撑最低标准的视频效果的时候，根据网络情况智能关闭视频模块，从而保证语音通话更为流畅。

附图说明

图1是本发明中一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的系统工作原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的方法的具体实施方式，一种根据网络情况对视频编码码率进行调节系统，包括如下功能模块：视频编码模块A，视频数据模块B，视频数据发送模块C(其包含监听服务器的消息通知模块)，调节码率模块D，服务器中丢包率计算模块E；

具体步骤如下：

步骤(1)、当视频编码模块A进行视频编码时，将获取到的编码后的视频存入视频数据模块B中；

步骤(2)、视频数据发送模块C取出视频数据模块B的视频数据，通过网络发送到服务器中丢包率计算模块E中，每个发送的数据包都有序列号(每一个包都有序列号，每个包的序列号都是从0开始依次递增)，每次发送完毕一个视频数据包，就发送下一个数据包；

步骤(3)、服务器中丢包率计算模块E接收到客户端的数据包，解析其中的序列号，因为序列号依次递增，当前收到的序列号减1如果大于上一个收到的数据包的序列号，说明中间有数据包丢失，通过当前数据包的序列号减去上个包的序列号，得知丢失的包数量；假定每隔3秒为一个统计周期，那么3秒内的丢包总数量x和3秒内的包总数y(3秒内第一个包的序列号和最后一个序列号之差)服务器中丢包率计算模块E计算获取到，则计算出丢包率f(百分比)，即：f＝x/y；

步骤(4)、服务器中丢包率计算模块E每3秒将计算得到的丢包率数据通过网络发送给手机终端的视频数据发送模块C，视频数据发送模块C收到丢包数据后，将数据再传递给调节码率模块D；

步骤(5)、假设之前还没有收到过丢包率通知，调节码率模块D的当前的状态为正常状态，当前状态的丢包阈值为5％；

当其收到视频数据发送模块C的丢包率数据时，如果丢包率≥5％，进入第一次预降码率状态，当前状态的丢包阈值为3％，否则就保持正常状态；

在第一次预降码率状态下，接着收到的丢包率≥3％，则进入第二次预降码率状态，当前的丢包阈值为1％，否则退出第一次预降码率状态，进入正常状态，当前状态的丢包阈值回到正常状态的5％；

如果当前的状态为第二次预降码率状态，接着收到丢包率≥1％，进入降码率状态，此时会通知视频编码模块A降低编码码率，并且状态恢复到正常状态，丢包阈值为5％，否则丢包率<1％，则退出第二次预降码率状态，进入正常状态，同样的，丢包率阈值恢复到为5％；

视频编码模块A收到调节码率模块D的降码率通知，根据当前的码率情况，重新设置编码器参数，将码率设置降低，比如可以每次设置成初始码率值的4/5；

接着系统模块会重复进行步骤(1)到步骤(6)，根据网络情况可能会进行多次的调节过程；如果系统码率降低到视频画面最低标准的码率(比如，系统规定1280*720分辨率视频码率最低标准为1Mbps，1Mbps指的是每秒钟占用带宽1024k位数据，8位是一个字节，则1Mbps等于一秒128k个字节)后，视频编码模块A还是会收到调节码率模块D的降码率通知，说明网络不足以支撑最低质量的视频通话，可以通知终端使用者关闭视频通话中的视频模块，来保证音频通话质量(视频通话中，音频和视频传输都会占用网络带宽，如果视频最低质量都无法保证，可能音频质量也会出现问题，系统可以选择性地关闭视频，保证音频带宽使用)。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种根据网络情况对视频编码码率进行调节的方法，其特征在于，包括视频编码模块(A)，视频数据模块(B)，视频数据发送模块(C)，调节码率模块(D)，服务器中丢包率计算模块(E)；

具体步骤如下：

步骤(1)、当视频编码模块(A)进行视频编码时，将获取到的编码后视频存入视频数据模块(B)中；

步骤(2)、视频数据发送模块(C)取出视频数据模块(B)的视频数据，通过网络发送到服务器中丢包率计算模块(E)中，每个发送的数据包都有序列号，每次发送完毕一个视频数据包，就发送下一个数据包；

步骤(3)、服务器中丢包率计算模块(E)接收到客户端的数据包，解析其中的序列号，因为序列号依次递增，当前收到的序列号减1如果大于上一个收到的数据包的序列号，说明中间有数据包丢失，通过当前数据包的序列号减去上一个数据包的序列号，得知丢失的数据包数量；假定每隔p秒为一个统计周期，那么p秒内的丢包总数量x和p秒内的包总数y由服务器中丢包率计算模块(E)计算获取到，则计算出丢包率f，即：f＝x/y；

步骤(4)、服务器中丢包率计算模块(E)每p秒将计算得到的丢包率数据通过网络发送给手机终端的视频数据发送模块(C)，视频数据发送模块(C)收到丢包数据后，将数据再传递给调节码率模块(D)；

步骤(5)、假设之前还没有收到过丢包率通知，调节码率模块(D)的当前状态为正常状态，当前状态的丢包阈值为5％；

当其收到视频数据发送模块(C)的丢包率数据时，如果丢包率≥5％，进入第一次预降码率状态，当前状态的丢包阈值为3％，否则就保持正常状态；

在第一次预降码率状态下，接着收到的丢包率≥3％，则进入第二次预降码率状态，当前的丢包阈值为1％，否则退出第一次预降码率状态，进入正常状态，当前状态的丢包阈值回到正常状态的5％；

如果当前的状态为第二次预降码率状态，接着收到丢包率≥1％，进入降码率状态，此时会通知视频编码模块(A)降低编码码率，并且状态恢复到正常状态，丢包阈值为5％，否则丢包率<1％，则退出第二次预降码率状态，进入正常状态，同样的，丢包率阈值恢复到为5％；

视频编码模块(A)收到调节码率模块(D)的降码率通知，根据当前的码率情况，重新设置编码器参数，将码率设置降低，比如每次设置成初始码率值的4/5；

接着系统模块会重复进行步骤(1)到(6)，根据网络情况可能会进行多次的调节过程；如果系统码率降低到视频画面最低标准的码率后，视频编码模块(A)还是会收到调节码率模块(D)的降码率通知，说明网络不足以支撑最低质量的视频通话，通知终端使用者关闭视频通话中的视频模块，来保证音频通话质量。

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