CN111385648A - 一种视频帧率的调控方法和系统 - Google Patents

一种视频帧率的调控方法和系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种视频帧率的调控方法和系统,其中方法包括:在视频业务进行过程中,被叫用户端实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,周期性地统计丢包率并向主叫用户端发送相应的接收报告,所述接收报告携带所述丢包率和当前的时延抖动值;当所述主叫用户端接收到所述接收报告时,根据所述接收报告携带的时延抖动值,确定当前的网络变化类型,根据网络变化类型和所述接收报告携带的丢包率,对当前的视频帧率进行相应的调控。采用本发明,可以解决弱覆盖网络条件下视频卡顿的问题。

Description

一种视频帧率的调控方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术,特别是涉及一种视频帧率的调控方法和系统。
背景技术
目前,在宽带集群通信(B-TrunC)标准协议中,定义了视频单呼类业务的端到端流程。在视频业务开始时主叫用户和被叫用户通过媒体参数的协商流程,制定本次业务发起的媒体参数格式。
发明人在实现本发明的过程发现:基于上述现有B-TrunC标准协议实现视频单呼类业务时,如果用户在弱覆盖网络条件下进行视频业务,将会存在丢包严重、视频质量差、出现花屏或黑屏等现象。具体原因分析如下:
现有B-TrunC标准协议中,为了保证视频业务的实时性,应用层采用了用户数据包协议(UDP),没有重传机制以保证业务的可靠性。同时,网络侧也没有相应的速率调整机制,以匹配网络带宽。因此,当用户处于弱覆盖地区时,网络带宽不能满足业务需求,从而导致丢包严重,引起视频卡顿花屏。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种视频帧率的调控方法和系统,可以解决弱覆盖网络条件下视频卡顿的问题。
为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:
一种视频帧率的调控方法,包括:
在视频业务进行过程中,被叫用户端实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,周期性地统计丢包率并向主叫用户端发送相应的接收报告,所述接收报告携带所述丢包率和当前的时延抖动值;
当所述主叫用户端接收到所述接收报告时,根据所述接收报告携带的时延抖动值,确定当前的网络变化类型,根据网络变化类型和所述接收报告携带的丢包率,对当前的视频帧率进行相应的调控。
较佳地,所述确定当前的网络变化类型包括:
按照Jitter_Diff=|Jitter(i)-Jitter(i-1)|,计算当前的时延抖动差值Jitter_Diff,其中,Jitter(i)表示本次接收报告携带的时延抖动值;Jitter(i-1)表示前一次接收报告携带的时延抖动值;
如果Jitter_Diff>Jitter_Th,则判定当前的网络变化类型为网络环境急剧变差;否则,判定当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化;其中,Jitter_Th为预设的时延抖动变化门限。
较佳地,所述对当前的视频帧率进行相应的调控包括:
当前的网络变化类型为网络环境急剧变差时,如果所述丢包率大于预设的第一丢包率门限小于预设的第二丢包率门限,则将当前的视频帧率下调一级;如果所述丢包率大于所述第二丢包率门限小于预设的第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调两级;如果所述丢包率大于所述第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调至预设的最低等级的视频帧率;其中,第三丢包率门限大于第二丢包率门限;第二丢包率门限大于第一丢包率门限。
较佳地,所述对当前的视频帧率进行相应的调控包括:
当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化时,按照FL_Filted(i)=(1-α)×FL(i-1)+α×FL(i),对本次接收报告携带的丢包率FL(i)进行平滑滤波,得到当前经过平滑滤波的丢包率FL_Filted(i);如果FL_Filted(i)大于预设的滤波丢包率门限,并且当前的视频帧率不是预设的最低等级的视频帧率,则将当前的视频帧率下调一级;其中,FL(i-1)为上一次接收到的接收报告携带的丢包率;α为预设的滤波系数;FL(0)=0,所述i表示所述被叫用户端发送所述接收报告的次数编号。
较佳地,所述对当前的视频帧率进行相应的调控进一步包括:
如果当前满足预设的上调条件,则将当前的视频帧率上调一级;所述上调条件为:在最近一次视频帧率的调整之后,连续N个周期的所述接收报告携带的丢包率均小于预设的可容忍丢包率门限,且当前的视频帧率不是所述视频业务发起时的初始配置帧率。
一种视频帧率的调控系统,包括:
被叫用户端,在视频业务进行过程中,被叫用户端实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,周期性地统计丢包率并向主叫用户端发送相应的接收报告,所述接收报告携带所述丢包率和当前的时延抖动值;
主叫用户端,当接收到所述接收报告时,根据所述接收报告携带的时延抖动值,确定当前的网络变化类型,根据网络变化类型和所述接收报告携带的丢包率,对当前的视频帧率进行相应的调控。
较佳地,所述主叫用户端,按照Jitter_Diff=|Jitter(i)-Jitter(i-1)|,计算当前的时延抖动差值Jitter_Diff,其中,Jitter(i)表示本次接收报告携带的时延抖动值;Jitter(i-1)表示前一次接收报告携带的时延抖动值;如果Jitter_Diff>Jitter_Th,则判定当前的网络变化类型为网络环境急剧变差;否则,判定当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化;Jitter_Th为预设的时延抖动变化门限。
较佳地,所述主叫用户端,在当前的网络变化类型为网络环境急剧变差时,如果所述丢包率大于预设的第一丢包率门限小于预设的第二丢包率门限,则将当前的视频帧率下调一级;如果所述丢包率大于所述第二丢包率门限小于预设的第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调两级;如果所述丢包率大于所述第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调至预设的最低等级的视频帧率;其中,第三丢包率门限大于第二丢包率门限;第二丢包率门限大于第一丢包率门限。
较佳地,其特征在于,所述主叫用户端,在当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化时,按照FL_Filted(i)=(1-α)×FL(i-1)+α×FL(i),对本次接收报告携带的丢包率FL(i)进行平滑滤波,得到当前经过平滑滤波的丢包率FL_Filted(i);如果FL_Filted(i)大于预设的滤波丢包率门限,并且当前的视频帧率不是预设的最低等级的视频帧率,则将当前的视频帧率下调一级;其中,FL(i-1)为上一次接收到的接收报告携带的丢包率;α为预设的滤波系数;FL(0)=0,所述i表示所述被叫用户端发送所述接收报告的次数编号。
较佳地,所述主叫用户端,进一步用于如果当前满足预设的上调条件,则将当前的视频帧率上调一级;所述上调条件为:在最近一次视频帧率的调整之后,连续N个周期的所述接收报告携带的丢包率均小于预设的可容忍丢包率门限,且当前的视频帧率不是所述视频业务发起时的初始配置帧率。
综上所述,本发明提出的视频帧率的调控方法和系统,在视频业务进行过程中,由视频业务的被叫用户端根据主叫用户端的接收报告,实时地对视频业务帧率进行调控,实现了对视频业务帧率自适应调整,从而可以有效解决弱覆盖网络条件下视频业务进行中的视频卡顿的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的方法流程示意图;
图2为本发明实施例的系统结构示意图。
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,下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明实施例的方法流程示意图,如图1所示,该实施例实现的视频帧率的调控方法主要包括:
步骤101、在视频业务进行过程中,被叫用户端实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,周期性地统计丢包率并向主叫用户端发送相应的接收报告,所述接收报告携带所述丢包率和当前的时延抖动值。
本步骤中,被叫用户端需要实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,并且按照一定的统计周期,周期性地统计丢包率,然后通过接收报告将所统计的丢包率通知给主叫用户端,这里,接收报告不仅需要携带所述丢包率还需要携带当前的时延抖动值,以便主叫用户端可以实时地对当前通信环境状况进行判断,进而可以对视频帧率进行相应的调控,以提高视频传输质量。
本步骤中,丢包检测的具体实现为本领域技术人员所掌握,在此不再赘述。
在实际应用中,本领域技术人员可以根据实际需要设置合适的用于统计丢包率的周期长度。
在实际应用中,对于所述接收报告,将由网络侧透传给被叫用户。
另外,视频业务的发起过程同现有协议,即:视频业务发起时,主叫用户通过NAS信令CALL REQUEST发送本次视频业务的媒体格式,在H.264parameter消息(消息格式如下表1)中携带帧率格式,主叫用户端采用该种帧率则对应的标志位配置为1。
Figure BDA0001926335930000051
表1
其中,FrameRate1(octet 2,bit 1):15帧/秒;
FrameRate2(octet 2,bit 2):20帧/秒;
FrameRate3(octet 2,bit 3):25帧/秒;
FrameRate4(octet 2,bit 4):30帧/秒。
步骤102、当所述主叫用户端接收到所述接收报告时,根据所述接收报告携带的时延抖动值,确定当前的网络变化类型,根据网络变化类型和所述接收报告携带的丢包率,对当前的视频帧率进行相应的调控。
本步骤中,基于接收报告携带的时延抖动值,可以获知当前的网络变化类型,进而可以区别不同的网络变化状况,采用与之相匹配的视频帧率调整方式,对视频帧率进行自适应调控,实现对视频帧率进行准确地调整,使之与实际的通信环境更匹配,从而可以有效解决现有宽带集群通信系统中弱覆盖网络条件下视频业务进行中视频卡顿的问题。
需要说明的是,考虑到实际应用中当网络环境恶化时,往往会先引起时延抖动的变化,而丢包率的上升则会发生在之后,这样,本步骤中通过对时延抖动的变化的监测,可以及时获知网络环境的恶化进而可以基于此,及时进行帧率的调整,从而可以较大程度的降低网络环境的恶化对视频流传输质量的影响。
较佳地,本步骤中可以采用下述方法确定当前的网络变化类型:
按照Jitter_Diff=|Jitter(i)-Jitter(i-1)|,计算当前的时延抖动差值Jitter_Diff。
其中,Jitter(i)表示本次接收报告携带的时延抖动值;Jitter(i-1)表示前一次接收报告携带的时延抖动值;
如果Jitter_Diff>Jitter_Th,则判定当前的网络变化类型为网络环境急剧变差;否则,判定当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化。
其中,Jitter_Th为预设的时延抖动变化门限。
较佳地,基于上述不同网络变化类型,具体可以采用下述方法对当前的视频帧率进行相应的调控:
当前的网络变化类型为网络环境急剧变差时,如果所述丢包率大于预设的第一丢包率门限小于预设的第二丢包率门限,则将当前的视频帧率下调一级;如果所述丢包率大于所述第二丢包率门限小于预设的第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调两级;如果所述丢包率大于所述第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调至预设的最低等级的视频帧率。
其中,上述门限满足:第三丢包率门限大于第二丢包率门限;第二丢包率门限大于第一丢包率门限。
上述方法中,当网络环境急剧变差时,为了尽可能的减少该情况下对视频流传输质量的影响,需要根据当前的丢包率,确定针对视频帧率的下调程度,即丢包率越高,下调的力度会越大。
这里,本领域技术人员基于上述约束条件可以根据实际需要设置第三丢包率门限、第二丢包率门限和第一丢包率门限。
较佳地,当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化时,可以采用下述方法对当前的视频帧率进行相应的调控:
当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化时,按照FL_Filted(i)=(1-α)×FL(i-1)+α×FL(i),对本次接收报告携带的丢包率FL(i)进行平滑滤波,得到当前经过平滑滤波的丢包率FL_Filted(i);如果FL_Filted(i)大于预设的滤波丢包率门限,并且当前的视频帧率不是预设的最低等级的视频帧率,则将当前的视频帧率下调一级。
其中,FL(i-1)为上一次接收到的接收报告携带的丢包率。所述i表示当前所述被叫用户端发送所述接收报告的次数编号。
α为预设的滤波系数;具体可由本领域技术人员根据实际需要设置合适取值。
FL(0)=0,
所述滤波丢包率门限可由本领域技术人员根据实际需要设置合适取值,在此不再赘述。
上述方法中考虑到网络环境的变化是缓慢的,意味着视频传输质量的下降不是急速的,相应的,这里对视频帧率的调整也是逐级的,使得视频帧率与网络环境更匹配。
在实际应用中,当网络环境恢复,视频业务的丢包率下降时,可以考虑对视频帧率进行上调,以在确保视频流传输质量的同时,提高其传输速度,使得视频播放更加流畅。较佳地,可以采用下述方法对当前的视频帧率进行相应的调控:
如果当前满足预设的上调条件,则将当前的视频帧率上调一级;所述上调条件为:在最近一次视频帧率的调整之后,连续N个周期的所述接收报告携带的丢包率均小于预设的可容忍丢包率门限,且当前的视频帧率不是所述视频业务发起时的初始配置帧率。
上述上调视频帧率的实现过程中,不同于网络环境急剧变差时的下调流程可能跨级进行调整,上调帧率只能一级一级的调整,以确保视频业务的稳定性。
所述可容忍丢包率门限可由本领域技术人员根据实际应用中用户对丢包率的容忍程度,设置合适的取值。
上述上调条件中包含了当前的视频帧率不是所述视频业务发起时的初始配置帧率,这样,视频业务发起时的初始配置帧率将成为当前视频业务的最高帧率。
图2为与上述方法实施例相对应的视频帧率的调控系统,具体包括:
被叫用户端,在视频业务进行过程中,被叫用户端实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,周期性地统计丢包率并向主叫用户端发送相应的接收报告,所述接收报告携带所述丢包率和当前的时延抖动值;
主叫用户端,当接收到所述接收报告时,根据所述接收报告携带的时延抖动值,确定当前的网络变化类型,根据网络变化类型和所述接收报告携带的丢包率,对当前的视频帧率进行相应的调控。
较佳地,所述主叫用户端,按照Jitter_Diff=|Jitter(i)-Jitter(i-1)|,计算当前的时延抖动差值Jitter_Diff,其中,Jitter(i)表示本次接收报告携带的时延抖动值;Jitter(i-1)表示前一次接收报告携带的时延抖动值;如果Jitter_Diff>Jitter_Th,则判定当前的网络变化类型为网络环境急剧变差;否则,判定当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化;Jitter_Th为预设的时延抖动变化门限。
较佳地,所述主叫用户端,在当前的网络变化类型为网络环境急剧变差时,如果所述丢包率大于预设的第一丢包率门限小于预设的第二丢包率门限,则将当前的视频帧率下调一级;如果所述丢包率大于所述第二丢包率门限小于预设的第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调两级;如果所述丢包率大于所述第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调至预设的最低等级的视频帧率;其中,第三丢包率门限大于第二丢包率门限;第二丢包率门限大于第一丢包率门限。
较佳地,其特征在于,所述主叫用户端,在当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化时,按照FL_Filted(i)=(1-α)×FL(i-1)+α×FL(i),对本次接收报告携带的丢包率FL(i)进行平滑滤波,得到当前经过平滑滤波的丢包率FL_Filted(i);如果FL_Filted(i)大于预设的滤波丢包率门限,并且当前的视频帧率不是预设的最低等级的视频帧率,则将当前的视频帧率下调一级;其中,FL(i-1)为上一次接收到的接收报告携带的丢包率;α为预设的滤波系数;FL(0)=0,所述i表示所述被叫用户端发送所述接收报告的次数编号。
较佳地,所述主叫用户端,进一步用于如果当前满足预设的上调条件,则将当前的视频帧率上调一级;所述上调条件为:在最近一次视频帧率的调整之后,连续N个周期的所述接收报告携带的丢包率均小于预设的可容忍丢包率门限,且当前的视频帧率不是所述视频业务发起时的初始配置帧率。
另外,本发明的每一个实施例可以通过由数据处理设备如计算机执行的数据处理程序来实现。显然,数据处理程序构成了本发明。此外,通常存储在一个存储介质中的数据处理程序通过直接将程序读取出存储介质或者通过将程序安装或复制到数据处理设备的存储设备(如硬盘和或内存)中执行。因此,这样的存储介质也构成了本发明。存储介质可以使用任何类型的记录方式,例如纸张存储介质(如纸带等)、磁存储介质(如软盘、硬盘、闪存等)、光存储介质(如CD-ROM等)、磁光存储介质(如MO等)等。
因此本发明还公开了一种存储介质,其中存储有数据处理程序,该数据处理程序用于执行本发明上述方法的任何一种实施例。
另外,本发明所述的方法步骤除了可以用数据处理程序来实现,还可以由硬件来实现,例如,可以由逻辑门、开关、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等来实现。因此这种可以实现本发明所述方法的硬件也可以构成本发明。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种视频帧率的调控方法,其特征在于,包括:
在视频业务进行过程中,被叫用户端实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,周期性地统计丢包率并向主叫用户端发送相应的接收报告,所述接收报告携带所述丢包率和当前的时延抖动值;
当所述主叫用户端接收到所述接收报告时,根据所述接收报告携带的时延抖动值,确定当前的网络变化类型,根据网络变化类型和所述接收报告携带的丢包率,对当前的视频帧率进行相应的调控。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定当前的网络变化类型包括:
按照Jitter_Diff=|Jitter(i)-Jitter(i-1)|,计算当前的时延抖动差值Jitter_Diff,其中,Jitter(i)表示本次接收报告携带的时延抖动值;Jitter(i-1)表示前一次接收报告携带的时延抖动值;
如果Jitter_Diff>Jitter_Th,则判定当前的网络变化类型为网络环境急剧变差;否则,判定当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化;其中,Jitter_Th为预设的时延抖动变化门限。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对当前的视频帧率进行相应的调控包括:
当前的网络变化类型为网络环境急剧变差时,如果所述丢包率大于预设的第一丢包率门限小于预设的第二丢包率门限,则将当前的视频帧率下调一级;如果所述丢包率大于所述第二丢包率门限小于预设的第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调两级;如果所述丢包率大于所述第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调至预设的最低等级的视频帧率;其中,第三丢包率门限大于第二丢包率门限;第二丢包率门限大于第一丢包率门限。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对当前的视频帧率进行相应的调控包括:
当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化时,按照FL_Filted(i)=(1-α)×FL(i-1)+α×FL(i),对本次接收报告携带的丢包率FL(i)进行平滑滤波,得到当前经过平滑滤波的丢包率FL_Filted(i);如果FL_Filted(i)大于预设的滤波丢包率门限,并且当前的视频帧率不是预设的最低等级的视频帧率,则将当前的视频帧率下调一级;其中,FL(i-1)为上一次接收到的接收报告携带的丢包率;α为预设的滤波系数;FL(0)=0,所述i表示所述被叫用户端发送所述接收报告的次数编号。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,所述对当前的视频帧率进行相应的调控进一步包括:
如果当前满足预设的上调条件,则将当前的视频帧率上调一级;所述上调条件为:在最近一次视频帧率的调整之后,连续N个周期的所述接收报告携带的丢包率均小于预设的可容忍丢包率门限,且当前的视频帧率不是所述视频业务发起时的初始配置帧率。
6.一种视频帧率的调控系统,其特征在于,包括:
被叫用户端,在视频业务进行过程中,被叫用户端实时地对所接收的业务数据流进行丢包检测,周期性地统计丢包率并向主叫用户端发送相应的接收报告,所述接收报告携带所述丢包率和当前的时延抖动值;
主叫用户端,当接收到所述接收报告时,根据所述接收报告携带的时延抖动值,确定当前的网络变化类型,根据网络变化类型和所述接收报告携带的丢包率,对当前的视频帧率进行相应的调控。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述主叫用户端,按照Jitter_Diff=|Jitter(i)-Jitter(i-1)|,计算当前的时延抖动差值Jitter_Diff,其中,Jitter(i)表示本次接收报告携带的时延抖动值;Jitter(i-1)表示前一次接收报告携带的时延抖动值;如果Jitter_Diff>Jitter_Th,则判定当前的网络变化类型为网络环境急剧变差;否则,判定当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化;Jitter_Th为预设的时延抖动变化门限。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述主叫用户端,在当前的网络变化类型为网络环境急剧变差时,如果所述丢包率大于预设的第一丢包率门限小于预设的第二丢包率门限,则将当前的视频帧率下调一级;如果所述丢包率大于所述第二丢包率门限小于预设的第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调两级;如果所述丢包率大于所述第三丢包率门限,则将当前的视频帧率下调至预设的最低等级的视频帧率;其中,第三丢包率门限大于第二丢包率门限;第二丢包率门限大于第一丢包率门限。
9.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述主叫用户端,在当前的网络变化类型为网络环境逐渐变化时,按照FL_Filted(i)=(1-α)×FL(i-1)+α×FL(i),对本次接收报告携带的丢包率FL(i)进行平滑滤波,得到当前经过平滑滤波的丢包率FL_Filted(i);如果FL_Filted(i)大于预设的滤波丢包率门限,并且当前的视频帧率不是预设的最低等级的视频帧率,则将当前的视频帧率下调一级;其中,FL(i-1)为上一次接收到的接收报告携带的丢包率;α为预设的滤波系数;FL(0)=0,所述i表示所述被叫用户端发送所述接收报告的次数编号。
10.根据权利要求8或9所述的系统,其特征在于,所述主叫用户端,进一步用于如果当前满足预设的上调条件,则将当前的视频帧率上调一级;所述上调条件为:在最近一次视频帧率的调整之后,连续N个周期的所述接收报告携带的丢包率均小于预设的可容忍丢包率门限,且当前的视频帧率不是所述视频业务发起时的初始配置帧率。
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