CN111163364A - 视频播放网站对发往基站的信号码率实施均衡控制的方法 - Google Patents

Abstract

视频播放网络对发往基站的信号码率实施均衡控制的方法属于下行视频信号码率的均衡控制技术领域，其特征在于，是一种在用中央处理器对分散随机的点播诉求实施基站对口管理的基础。通过各对口微处理器在传递视频流片段时如何利用同一小区内历史上各时段的平均下行码率作为初始值去调整即将播放的视频流片段的播放码率以免由于小区路径、电磁等环境干扰而导致的下一个视频流码率初始值的失控问题，本发明用此方法解决了相邻两集电视剧之间的码率均衡运行问题，同时也适用于在一集电视剧在平均传播过程中由于环境干扰而导致的卡顿现象复原后带来的由于传输码长失衡而导致的后续的实时调整问题。

Description

视频播放网站对发往基站的信号码率实施均衡控制的方法

技术领域

视频播放网站对发往基站的信号码率实施均衡控制的方法属于下行视频信号码率均衡控制领域。

背景技术

申请号为201910822815.0，名称为视频源端下行视频流码率自适应均衡调整方法的中国发明专利于2019年9月2日提出了一种基于同一地区、同一时段历史数据的平均码率对视频源发往视频播放端的下行视频信号码率实施均衡控制的方法以控制区域多径干扰、电磁干扰而导致的由于下行信号码率失控而导致的下行信号码流失稳的问题，严重时可引发接收端屏幕的卡顿现象。

与对比文献不同的是，当前必须解决的是：视频播放源面对发散的VIP客户随机地向基站发出视频作品点播诉求时如何把发散、随机出现的VIP诉求转化为视频播放端发往与各基站对口的微处理器中便于执行的点播播放时刻表以便按优先级别和播放日期需求这两个判断准则去分时播放，第二个需要解决的问题是根据什么参考点来把视频作品划分为多个视频流片段，以实施分片段进行控制，第三个需要解决的问题是：当电视作品播放过程中由于环境干扰而突发卡顿现象时如何在屏幕复原后解决由于码率失稳而导致的码率传输的均衡控制问题，第四个问题是：播放时选择什么平台来实现对比文件所述的方法。

为了解决这四个问题，本发明首先构建了一个分布式的二级计算机控制系统以便实施下行码率的均衡控制，第二，以每集电视剧的播放时长来把视频作品总码长等分为多个视频流片段，第三，利用视频播放端的中央处理器实现VIP诉求重新输入，再按小区、优先级实施分级分时处理来制定各微处理器的点播播放时刻表以有序地处理VIP用户诉求，第四，本发明所述的实际播放时长的结算时刻，是任选的，既可选在每集电视剧播放结束前某一时刻点的时间点，以解决集间码率初始值的选择问题，也可选择黑屏现象复原后的任一点以克服黑屏现象导致的码流失衡问题，

从宏观的看，中央处理器解决了从分层、随机的VIP用户诉求转化为对口微处理器的分级、分时逐个地播放，微处理器解决了视频流实际播放时长结算点选择问题，经过先后两次转化为把对比文件所述的方法用于本发明所需解决的技术问题创建了客观条件，

发明内容

本发明提出了一个种基于对比文件所述的方法如何解决VIP用户点播视频作品时由于小区多径干扰，电磁干扰而引发的在平稳播放过程中码率失衡以及码率集间失衡的问题，其特征在于，这是一种视频播放网站在与视频作品供应商签订了视频作品著作权使用权许可合同后如何对下行发送到各基站的视频信号码率实施分布式均衡控制以避免在下行传递过程中出现码率失衡现象的方法，是在一个下行视频信号码率分布式均衡控制系统，以下简称系统中实现的：

步骤(1)，系统的构造：

所述系统包括：视频播放服务器、视频作品供应网站、移动通信基站，以及用户终端，其中：

视频播放服务器是一个设在视频播放网站的分布式计算机控制系统，包括：中央处理器、对应于各基站的微处理器CPU，无线收发模块、中央数据库、对应于中央数据库的数据缓存模块，其中：

中央数据库是一种磁盘式存储器，外接于中央处理器，其中包括：

视频作品磁盘，是指不断更新着的热播作品的磁盘，存储着历史基站所在小区历史上视频信号下行码率的日统计数据，所述日统计数据是一条每日视频信号下行码率的日统计曲线，横轴是一天24小时内的工作时段其中包括：上午 8:00-12:00，下午14:00-17:00的工作时段，12:00-14:00以及17:00-18:00的休息时段以及18:00-次日8:00的自由处理时段，纵轴是对应时段内按小时统计得到的下行视频信号的平均码率存储方式：按年月日分时段存入的数据，为时段内的平均码率，

数据缓存模块：分别是当下非热播作品的盘片，以一日内时段视频信号下行平均码率的日志格式分小区存储，

分布式计算机控制子系统中分别对应于各基站的分布式微处理器用CPU₁，CPU₂，…CPU_n…CPU_N表示，下标n对应的基站编号，N为视频播放区内的基站个数，其作用为：

在初始时刻终端用户先后经所在的小区基站，所述无线收发模块把作为VIP 用户的视频播放请求送往对应端号的微处理CPU_n，n为微处理器编号，N为微处理器总数，所述微处理器向所述中央处理器发送用户播放请求中包含所期望播出的视频作品的请求，在收到中央处理器发来的期望视频作品电子版后，微处理器CPU_n，便将其送入中央数据库的指定存储区域，等待播放，同时也会为今后遇到相同播放时从中央数据库中提取，并按以下步骤实施：

在播放时段内的时刻t1，CPU_n对从数据缓存模块转入的用户期望播放的视频作品，按照设定的等时段播放的原则，把电子版作品的总码长，分成按帧数计量的多个视频码流片段，以便分段播放，

在时刻t2，CPU_n从中央数据库内找出历史的、同一基站、同一日期、同一统计时段内视频信号下行平均码率值，并以此站作为发送第一个视频流片段时的初始下行信号的码率，再计算出发完第一个视频流片段内所有码流所需的时间，在时刻t3，CPU_n从所述电子版视频流片段的技术使用说明中找出发送所述电子版视频作品时用的平均码率，总时长及总码流长度，其中平均码率是从额定转速中计算得到的，发送这一个视频流片段所需的时长从分段时得到的一个视频流片段的码长和平均码率计算得到的，

在时刻t4，从t1-t3时段内的结果得出用历史的所述平均码率代替电子版视频作品中规定的额定码率，去下发码长相同的第一个视频流片段时，两者在下行码率上的差值，即时长差：

在时段t5，在后继发送第二个视频流片段时：

若历史平均码率<额定码率，则应加大历史平均码率，使其尽量等于或小于额定码率，以从小到大的方向缩小时差，

若历史平均码率>额定码率，则应减小历史平均码率，以从大到小的方向减少时差，

在均衡播放时刻，若接收基站信号转向另一个相邻基站，则在发送第二个视频流片段时应以新基站的历史平均码率代替之，

中央处理器，按照基站对用户申请播放视频中规定的用户优先级别，对用户请求实行平行输入，按优先级别以基站为单位，按小区分时处理的原则进行处理，同时按热播视频作品的有效生命周期随时处理，

步骤(2)，中央处理器依次按以下步骤实现视频播放网站对基站的分布式均衡控制：

步骤(2.1)系统初始化：

中央数据库初始化：

热播视频作品存储区：从日志形式存储，数据格式为：《存入日期、视频作品提供者、视频作品全名称》，

历史上当日各时段内平均下行码率的存储区，以日志形式存储，数据格式为《年、月、日、时段名称、平均下行码率即平均码率》，常以季度形式计时时，以矩阵形式提供、行为季度的序号、列为各时段序号、元素为平均码率，也可用春、夏、秋、冬代替了季度进行计时，

基站初始化，统一设定：

VIP用户的优先权分级标识，作为VIP用户下行识别码的前缀，

发往相同序号的微处理器的VIP用户点播请求的数据格式：《基站编号、微处理器编号、申请日期、播放日期、VIP用户身份识别码、手机号、视频作品全称》，

微处理器初始化，

为各小区基站统一设定与对应微处理器标用的序号，n＝1,2….n…N，N为各基站微处理器的总数，设定：代表对应基站内所在小区内的VIP用户向中央处理器发出点播视频作品请求的数据格式，《微处理器序号、申请日期、播放日期、 VIP用户的识别码、点播的视频作品全称、VIP用户优先级》

中央处理器初始化：

为各微处理器设定序号，

以小时作为间隔、按各微处理器提供的信息，把点播视频作品的VIP用户先按优先或非优先划分，对非优先级用户按播放日期排序，对优先级用户，先按优先等级，再按播放日期排序，在此基础上，对申请点播视频作品的小区用户按小区进行全排序，得出一张以小时为间隔，向CPU_n发出的按日优先播放的时刻表并为由中央处理器认定的热播视频作品加上一个标识作为前缀，再把这一时间间隔内提出点播请求的热播视频作品送入中央数据库，供各微处理器调用，从而达到了平行输入、以基站为单位，按优先权级别、按小区分时提前处理的目的，

步骤(2.2)，CPU_n收到来自中央处理器的视频播放日期、VIP用户优先级、分小区、分时播放的视频作品播放时刻表后，进入播放进程，

步骤(2.2.1)，在处理首个视频作品时，请求中央处理器向视频源要求提供所述视频作品，并标识其是否为热播作品后，把热播视频作品列入中央数据库，否则，直接按送入数据缓存模块，

步骤(2.2.2)，调取(2.2.1)中所述视频作品的总播放时长总码流长及磁盘的额定转速，计算出对应于磁盘额定转速下的码率，

步骤(2.2.3)，根据设定的视频作品每集播放的额定时长及额定码长，等分为多个视频流片段，再按每个视频流片段初始时刻的时长和码长，按集依次播放视频作品，

步骤(2.2.4),在播放第一个视频流片段时，从中央数据库或数据缓存模块中取出历史上播放日所属月份中对应时段的下行信号日平均码率的中值，作为对照用的初始值d₁，同时测量出播放第一个视频流片段时的实际码长

步骤(2.2.5)，比较步骤(2.2.3)和步骤(2.2.4)的结果，并判别：

若：第一个视频流片段的额定码长

等于实际播放的码长

则在播放第二个视频流片段时采用所述的播放第一个视频流时的初始码率 d₁，

若

则按下式计算播放第二个视频流片段时用的码率平均估值

T_M为播放第一视频流片段时的额定时长，

为播放第二视频流片段时的额定码长，

若

则：

2.根据权利需求1所述的视频播放网站对发往基站的信号码率实施均衡控制的方法，本发明的特征在于，在每集电视剧的平均播过程中，由于包括路径、电磁在内的路径干扰而导致的卡顿现象丧失复原后发生后继码率失衡现时，计算实际发送码长的起始时间点从复原时刻到电视剧的播放完毕时刻之间中任何一点中选择。

本发明的优点在于：

1.解决了视频播放端与各基站间由于环境干扰引起的二大下行信号码率失衡问题。

2.本发明为视频播放端提供了一个自动系统地解决VIP用户点播视频作品的技术方案，具有广泛的应用领域。

3.给热播与非热播作品分别处理节省了存储空间。

附图说明：

图1.本发明的系统框图。

图2.本发明程序流程框图。

具体实施方式：

下面结合图1-2再次对具体实施方式进行说明：

本发明对于中央处理器而言，具有被动、随机的特点，其作用是分散、随机、多样化的用户需要转化各种不同播放时刻、内容、优先级的用户需求，以电视作品播放时刻表随机或定时地发往下级微处理器CPU，处于分布式系统第二级的 CPU在中央处理器的控制下单集视频作品为一个视频流片，且赋以统一的播放时长，以集间广告的播放时长作为缓冲时长，对多径干扰、或环境电磁干扰触发的卡顿现象后期出现的雪花状屏幕实行码率的有差控制以减少屏幕复原重播的时间间隔。

本发明也适用于中央处理器按预定的时刻表依次混合播放新闻、娱乐节目时出现短暂卡顿现象的情况，所不同的是：以一档节目作为一个视频流片段，但播放时长又各不相同，需要在中央处理器控制下来对播放时的码率进行有差控制。

Claims (2)

1.视频播放网站对发往基站的信号码率实施均衡控制的方法，其特征在于，这是一种视频播放网站在与视频作品供应商签订了视频作品著作权使用权许可合同后如何对下行发送到各基站的视频信号码率实施分布式均衡控制以避免在下行传递过程中出现码率失衡现象的方法，是在一个下行视频信号码率分布式均衡控制系统，以下简称系统中实现的：

步骤(1)，系统的构造：

所述系统包括：视频播放服务器、视频作品供应网站、移动通信基站，以及用户终端，其中：

视频播放服务器是一个设在视频播放网站的分布式计算机控制系统，包括：中央处理器、对应于各基站的微处理器CPU，无线收发模块、中央数据库、对应于中央数据库的数据缓存模块，其中：

中央数据库是一种磁盘式存储器，外接于中央处理器，其中包括：

视频作品磁盘，是指不断更新着的热播作品的磁盘，存储着历史基站所在小区历史上视频信号下行码率的日统计数据，所述日统计数据是一条每日视频信号下行码率的日统计曲线，横轴是一天24小时内的工作时段其中包括：上午8:00-12:00，下午14:00-17:00的工作时段，12:00-14:00以及17:00-18:00的休息时段以及18:00-次日8:00的自由处理时段，纵轴是对应时段内按小时统计得到的下行视频信号的平均码率存储方式：按年月日分时段存入的数据，为时段内的平均码率，

数据缓存模块：分别是当下非热播作品的盘片，以一日内时段视频信号下行平均码率的日志格式分小区存储，

分布式计算机控制子系统中分别对应于各基站的分布式微处理器用CPU₁，CPU₂，…CPU_n…CPU_N表示，下标n对应的基站编号，N为视频播放区内的基站个数，其作用为：

在初始时刻终端用户先后经所在的小区基站，所述无线收发模块把作为VIP用户的视频播放请求送往对应端号的微处理CPU_n，n为微处理器编号，N为微处理器总数，所述微处理器向所述中央处理器发送用户播放请求中包含所期望播出的视频作品的请求，在收到中央处理器发来的期望视频作品电子版后，微处理器CPU_n，便将其送入中央数据库的指定存储区域，等待播放，同时也会为今后遇到相同播放时从中央数据库中提取，并按以下步骤实施：

在播放时段内的时刻t1，CPU_n对从数据缓存模块转入的用户期望播放的视频作品，按照设定的等时段播放的原则，把电子版作品的总码长，分成按帧数计量的多个视频码流片段，以便分段播放，

在时刻t2，CPU_n从中央数据库内找出历史的、同一基站、同一日期、同一统计时段内视频信号下行平均码率值，并以此站作为发送第一个视频流片段时的初始下行信号的码率，再计算出发完第一个视频流片段内所有码流所需的时间，

在时刻t3，CPU_n从所述电子版视频流片段的技术使用说明中找出发送所述电子版视频作品时用的平均码率，总时长及总码流长度，其中平均码率是从额定转速中计算得到的，发送这一个视频流片段所需的时长从分段时得到的一个视频流片段的码长和平均码率计算得到的，

在时刻t4，从t1-t3时段内的结果得出用历史的所述平均码率代替电子版视频作品中规定的额定码率，去下发码长相同的第一个视频流片段时，两者在下行码率上的差值，即时长差：

在时段t5，在后继发送第二个视频流片段时：

若历史平均码率<额定码率，则应加大历史平均码率，使其尽量等于或小于额定码率，以从小到大的方向缩小时差，

若历史平均码率>额定码率，则应减小历史平均码率，以从大到小的方向减少时差，

在均衡播放时刻，若接收基站信号转向另一个相邻基站，则在发送第二个视频流片段时应以新基站的历史平均码率代替之，

中央处理器，按照基站对用户申请播放视频中规定的用户优先级别，对用户请求实行平行输入，按优先级别以基站为单位，按小区分时处理的原则进行处理，同时按热播视频作品的有效生命周期随时处理，

步骤(2)，中央处理器依次按以下步骤实现视频播放网站对基站的分布式均衡控制：

步骤(2.1)系统初始化：

中央数据库初始化：

热播视频作品存储区：从日志形式存储，数据格式为：《存入日期、视频作品提供者、视频作品全名称》，

历史上当日各时段内平均下行码率的存储区，以日志形式存储，数据格式为《年、月、日、时段名称、平均下行码率即平均码率》，常以季度形式计时时，以矩阵形式提供、行为季度的序号、列为各时段序号、元素为平均码率，也可用春、夏、秋、冬代替了季度进行计时，

基站初始化，统一设定：

VIP用户的优先权分级标识，作为VIP用户下行识别码的前缀，

发往相同序号的微处理器的VIP用户点播请求的数据格式：《基站编号、微处理器编号、申请日期、播放日期、VIP用户身份识别码、手机号、视频作品全称》，

微处理器初始化，

为各小区基站统一设定与对应微处理器标用的序号，n＝1,2….n…N，N为各基站微处理器的总数，设定：代表对应基站内所在小区内的VIP用户向中央处理器发出点播视频作品请求的数据格式，《微处理器序号、申请日期、播放日期、VIP用户的识别码、点播的视频作品全称、VIP用户优先级》

中央处理器初始化：

为各微处理器设定序号，

以小时作为间隔、按各微处理器提供的信息，把点播视频作品的VIP用户先按优先或非优先划分，对非优先级用户按播放日期排序，对优先级用户，先按优先等级，再按播放日期排序，在此基础上，对申请点播视频作品的小区用户按小区进行全排序，得出一张以小时为间隔，向CPU_n发出的按日优先播放的时刻表并为由中央处理器认定的热播视频作品加上一个标识作为前缀，再把这一时间间隔内提出点播请求的热播视频作品送入中央数据库，供各微处理器调用，从而达到了平行输入、以基站为单位，按优先权级别、按小区分时提前处理的目的，

步骤(2.2)，CPU_n收到来自中央处理器的视频播放日期、VIP用户优先级、分小区、分时播放的视频作品播放时刻表后，进入播放进程，

步骤(2.2.1)，在处理首个视频作品时，请求中央处理器向视频源要求提供所述视频作品，并标识其是否为热播作品后，把热播视频作品列入中央数据库，否则，直接按送入数据缓存模块，

步骤(2.2.2)，调取(2.2.1)中所述视频作品的总播放时长总码流长及磁盘的额定转速，计算出对应于磁盘额定转速下的码率，

步骤(2.2.3)，根据设定的视频作品每集播放的额定时长及额定码长，等分为多个视频流片段，再按每个视频流片段初始时刻的时长和码长，按集依次播放视频作品，

步骤(2.2.4),在播放第一个视频流片段时，从中央数据库或数据缓存模块中取出历史上播放日所属月份中对应时段的下行信号日平均码率的中值，作为对照用的初始值d₁，同时测量出播放第一个视频流片段时的实际码长

步骤(2.2.5)，比较步骤(2.2.3)和步骤(2.2.4)的结果，并判别：

若：第一个视频流片段的额定码长

等于实际播放的码长

则在播放第二个视频流片段时采用所述的播放第一个视频流时的初始码率d₁，

若

则按下式计算播放第二个视频流片段时用的码率平均估值

T_M为播放第一视频流片段时的额定时长，

为播放第二视频流片段时的额定码长，

若

则：

2.根据权利需求1所述的视频播放网站对发往基站的信号码率实施均衡控制的方法，本发明的特征在于，在每集电视剧的平均播过程中，由于包括路径、电磁在内的路径干扰而导致的卡顿现象丧失复原后发生后继码率失衡现时，计算实际发送码长的起始时间点从复原时刻到电视剧的播放完毕时刻之间中任何一点中选择。

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