CN112532985B - 基于变周期采样的移动终端视频流码率的自适应调节方法 - Google Patents

基于变周期采样的移动终端视频流码率的自适应调节方法 Download PDF

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Abstract

基于变周期采样的移动终端视频流码率的自适应调节方法属于移动终端视频播放技术领域，其特征在于，由于环境干扰而导致额定播放状态转为变码率的失稳状态，CPU用额定状态下的一段设定时长作为尺度去衡量变周期中的一段同样时长内实测得到的播放码长,从而得到码率在动态变化下下降的倍率，以此来控制视频播放器码率变化的增量，同样的以额定状态下设定的一段码流长度检测所在变采样周期的时长，以便按变采样周期的序号对下一个变采样周期的码率进行自适应的码率超前调节直到视频播放结束，是一种着眼于以同一个时长段和对应码流段作为两个尺度去衡量稳态和对应的失态下码率变化的有差控制的方法。本发明具有超前，平稳且精准控制的优点。

Description

基于变周期采样的移动终端视频流码率的自适应调节方法
技术领域
基于变周期采样的移动终端视频流码率的自适应调节方法属于移动终端视频播放技术领域，尤其涉及一个视频块内的码流播放速度即码率的自动调节技术
背景技术
申请号为201910218253.9名为“基于有限状态机的面向视频直播的码率自适应方法及装置”发明专利申请“(以下简称对比文件)”提出了一种视频直播时的码率自适应调节方法，是一种基于过去一个预设决策周期内系统反馈的原始数据作为历史数据来设置对应的充足缓冲阈值和危险缓冲阈值以提高当前带宽估计准确度来调节视频播放快慢变化的方法，克服了视频点播时常用的BBA，MPC以及pensieve等方法不考虑源端动态变化及不考虑端到端延时的时延约束的缺点。其与本发明的区别是
所要解决的问题不同：第一，对比文件适用于解决视频直播时的码率调节，而本发明适用于解决移动终端视频播放码率的自适应调节的，其次，前者适用于视频点播，而本发明不仅可以适用于视频点播也适用于非点播的常态下视频播放。第二，由于所要解决的问题不同，直接导致两者采用的方法不同。对比文件基于用充足和危险两个缓冲阈值对历史数据的估计，而本发明则从额定播放状态向码率动态变化状态的过渡这个角度出发，以秒作为所述变采样周期的计时单位，以额定状态下播放m*LH码长所需时间m*TH作为尺度，检测变采样周期T′H(m，p)内的一个同样的时间段m*TH实测的播放码长L″H(m，p)，检测出L″H(m，p)比m*LH少了多少倍，以此倍率K＝(m*LH)/L″H(m，p)去调整视频编码器的码率。同样的按设定的码长段m*LH去检测所在的变采样周期的时长，按变采样周期TH(m，p)的序号p顺次找出下一个变采样周期初始时刻所应采取的码率的倍数KH(m，p，2)，便可实现码率动态变化下的自适应有差调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于变周期采样的移动终端视频播放码率的自适应调节方法。
本发明的特征在于，是在一个移动终端视频流码率调节系统，以下简称系统中依次按以下步骤实现的：
步骤(1)系统建构，包括：
一个微处理器和一个视频流缓冲器，其中：所述微处理器，设有：CPU，存储模块，缓存模块，变采样周期的时长、码长测量模块，以及码率动态调节模块，其中：
存储模块，设有：
移动终端视频播放器在中速档以额定码率NH播放视频块时输入的额定码长LH、码率NH和播放周期的时长TH，下标符号“H”表示额定播放状态，NH＝LH/TH，各参数以分作为计时单位，但在雷电、强电磁源、多径干扰分别作用下，或视频码流下行码率失稳时，经过视频编码器输入到系统视频播放器内的视频流是失稳的，从而就使系统由额定播放状态转变为变码率的失稳状态，存储器在失稳状态下，存入下述针对码率失稳而出现的变采样周期所对应的各参数，各参数都以秒作为计时单位，包括：变采样周期T′H是指对比于额定状态，同样传送等码长m*LH时所需的时间T′(H，m)，m为变采样周期T′(H，m)下可能选择的额定码长调节系数，m＜1，在开区间(0.1，0.9)中选取，上标符号“’”表示变采样状态，各变采样周期T′H(m，p)的下标组合(m，p)中的字母“p”表示各变采样周期的序号，p＝(1，2，...，p，...，P)，字母“P”表示变采样周期总数，P＝1/m，下标中的‘，’表示后一个字母p是前一个字母m的下标，下同，无论哪一类干扰作用时，码率都会下降，因而，TH＜T′H，T′H＝∑T′H(m，p)|p，各变采样周期下码长L′H(m，p)＝m*LH，但变采样周期内总码长L′H＝LH，
CPU，初始化时，设有：所述TH、LH、NH、P、m各参数；
步骤(2)，所述CPU依次按以下步骤实现变采样周期下的视频流码率N′H＝m*LH/T′H(m，p)的自适应调节
步骤(2.1)，在播放设定码率等级下的某一个视频流时，在额定状态下，视频块中的码流以额定参数NH、LH、TH送入所述视频编码器后，再进入视频播放器以中速档播放全部视频帧，
步骤(2.2)，CPU检测所述视频流缓冲器的输出码率，若偏离额定值NH且下降时，采取以下步骤进行自适应调节：
步骤(2.2.1)，在一个变采样周期开始时所述CPU向所述变采样周期码长测量模块输入设定的额定时长段m*TH对经过所述缓存模块输入的码流实时测量其传送码长L″H(m，p)，以判别在同样时间段m*TH下传送码流在变采样状态下的值，其中的上标“””表示在变采样周期内实测到的参数值，
步骤(2.2.2)，在第一个变采样周期末，所述CPU向所述变采样的周期时长测量模块输入设定的额定码长段m*LH以判别在同样m*LH下变采样周期时长的值，以确定第二个变采样周期的起点时刻，
步骤(2.2.3)，在所述CPU控制下，所述码率动态调节模块对输入的L″H(m，p，1)和m*LH值按式KH(m，p，1)＝(m*LH)/L″H(m，p，1)计算出KH(m，p，1)值并送入所述CPU计算出码率增长的倍率KH(m，p，1)，接着判定：
若K＝1，则表示已由变码率的状态转入额定的稳态，不作处理，并把KH(m，p，1)存储，
若KH(m，p，1)＞1，则把所述缓冲器的输出码率提高KH(m，p，1)倍，并在第二变采样周期TH(m，p，2)的起始时刻去提高第二个变采样周期的播放码率N′H(m，p，2)，
步骤(2.3)，重复步骤(2.2)，直到变采样周期总数为P为止，此时T′H与TH之差值为正，处于允许误差范围内，从而用连续的有差调节法实现了失稳状态向新的稳态过渡。
本发明的优点是：本发明具有超前，平稳且精准控制的优点。
附图说明
图1，本发明的系统结构示意图。
图2，变采样原理示意图：图2-1，第一变采样周期T′H(m，p，1)示意图，图2-2，第二变采样周期T′H(m，p，2)示意图。
图3，本发明的程序流程图。
附图标注说明如下
TH额定周期时长以分钟为单位计时，LH额定播放码长，
NH额定播放码率
变采样周期总时长T′H，T′H＝∑T′H(m，p)|p，p为各变采样周期的序号，P为所有变采样周期的总数。
m*LH为额定状态时各采样周期内设定的码流段长度，m为调节系数，取值空间(0.1，0.9)，
L′H(m，p)，各变采样周期码长L′H(m，p)＝m*LH
L″H(m，p)为各变采样周期T′H(m，p)内的一个时间段m*TH内实测的播放码长，(m*TH)＜T′H(m，p)
K为码率调节倍率：额定播放状态下，K＝1，变采样状态下K＞1这是因为在电磁干扰或多径干扰，或视频播流下行码率受干扰时，码率会下降KH(m，p)＝(m*LH)/L″H(m，p)倍，使得T′H喵的周期时长增大
具体实施方式：
其中，以各变采样周期作为调节步长，以(m*TH)作为采样步长，以采样步长实现超前控制，以调节步长实现相邻两个变采样周期之间的码率调整倍数。
请见图2的原理示意图
在第一变采样周期T′H(m，p)时，见图2-1，横轴是播放码长L，纵轴是各变采样周期总时长TH，由于播放速度因干扰变慢，而使码率下降，第一变采样周期T′H(m，p，1)，因码率失稳而大于m*TH，于是同样在m*TH额定播放时段内其实测码长L″H(m，p)便小于额定状态下对应时段m*TH内的额定播放码长段m*LH，便得到了第二个变采样周期T′H(m，p，2)的初始码率。
在图2-2中，以上情形再次在第二采样周期T′H(m，p，1)内重复，由于此时播放码率按LH/L″H(m,p,2)倍增加，使第二采样周期T′H(m，p，2)缩短，使得码流L″H(m，p，2)大于L″H(m，p，1)由此可见，m*TH实现了每一个变采样周期采一次的等次数采样。同样的用码长段去确定所在变采样周期的时长，以实现超前控制，码率调节强度取决于实测的L″H(mm,p)的变化。
从而实现了变周期控制的连续性。

Claims (1)

1.变周期采样的移动终端视频流码率的自适应调节方法，其特征在于，是在一个移动终端视频流码率调节系统，以下简称系统中依次按以下步骤实现的：
步骤(1)系统建构,包括：
一个微处理器和一个视频流缓冲器，其中：所述微处理器，设有：CPU，存储模块，缓存模块，变采样周期的时长、码长测量模块，以及码率动态调节模块，其中：
存储模块，设有：
移动终端视频播放器在中速档以额定码率NH播放视频块时输入的额定码长LH、码率NH和播放周期的时长TH，下标符号“H”表示额定播放状态,NH＝LH/TH，各参数以分作为计时单位，但在雷电、强电磁源、多径干扰分别作用下，或视频码流下行码率失稳时，经过视频编码器输入到系统视频播放器内的视频流是失稳的，从而就使系统由额定播放状态转变为变码率的失稳状态，存储器在失稳状态下，存入下述针对码率失稳而出现的变采样周期所对应的各参数，各参数都以秒作为计时单位，包括：变采样周期T′H是指对比于额定状态，同样传送等码长m*LH时所需的时间T′(H,m)，m为变采样周期T′(H,m)下可能选择的额定码长调节系数，m＜1，在开区间(0.1，0.9)中选取，上标符号“'”表示变采样状态，各变采样周期T′H(m,p)的下标组合(m，p)中的字母“p”表示各变采样周期的序号，p＝(1，2，...，p，...，P)，字母“P”表示变采样周期总数，P＝1/m，下标中的‘,’表示后一个字母p是前一个字母m的下标，下同，无论哪一类干扰作用时，码率都会下降，因而，TH＜T′H，T′H＝∑T′H(m,p)|p，各变采样周期下码长L′H(m,p)＝m*LH，但变采样周期内总码长L′H＝LH，
CPU，初始化时，设有：所述TH、LH、NH、P、m各参数；
步骤(2)，所述CPU依次按以下步骤实现变采样周期下的视频流码率
N′H＝m*LH/T′H(m,p)的自适应调节
步骤(2.1)，在播放设定码率等级下的某一个视频流时，在额定状态下，视频块中的码流以额定参数NH、LH、TH送入所述视频编码器后，再进入视频播放器以中速档播放全部视频帧，
步骤(2.2)，CPU检测所述视频流缓冲器的输出码率，若偏离额定值NH且下降时，采取以下步骤进行自适应调节：
步骤(2.2.1)，在一个变采样周期开始时所述CPU向所述变采样周期码长测量模块输入设定的额定时长段m*TH对经过所述缓存模块输入的码流实时测量其传送码长L″H(m,p)，以判别在同样时间段m*TH下传送码流在变采样状态下的值，其中的上标“””表示在变采样周期内实测到的参数值，
步骤(2.2.2)，在第一个变采样周期末，所述CPU向所述变采样的周期时长测量模块输入设定的额定码长段m*LH以判别在同样m*LH下变采样周期时长的值，以确定第二个变采样周期的起点时刻，
步骤(2.2.3)，在所述CPU控制下，所述码率动态调节模块对输入的L″H(m,p,1)和m*LH值按式KH(m,p,1)＝(m*LH)/L″H(m,p,1)计算出KH(m,p,1)值并送入所述CPU计算出码率增长的倍率KH(m,p,1)，接着判定：
若K＝1，则表示已由变码率的状态转入额定的稳态，不作处理，并把KH(m,p,1)存储，
若KH(m,p,1)＞1，则把所述缓冲器的输出码率提高KH(m,p,1)倍，并在第二变采样周期TH(m,p,2)的起始时刻去提高第二个变采样周期的播放码率N′H(m,p,2)，
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113179160B (zh) * 2021-04-15 2022-03-18 中国电子科技集团公司第三十研究所 一种适用于qkd中私钥放大的最优输入码长处理方法及单元

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008182494A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd サンプリング・レート・コンバータ
CN106791860A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 重庆邮电大学 一种自适应视频编码控制系统及方法
CN108235016A (zh) * 2016-12-21 2018-06-29 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种码率控制方法及装置
CN108292970A (zh) * 2015-12-07 2018-07-17 网络洞察力知识产权公司 通过互联网(ott)直播分发的自适应比特率(abr)调整
CN109644444A (zh) * 2016-09-23 2019-04-16 Oppo广东移动通信有限公司 无线通信的方法和装置
CN109996087A (zh) * 2019-03-21 2019-07-09 武汉大学 一种基于有限状态机的面向视频直播的码率自适应方法及装置
CN110690931A (zh) * 2019-10-11 2020-01-14 中国科学院软件研究所 一种基于多小波基联合的数字信号自适应码率估计方法和装置
CN111163364A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 北方工业大学 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

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008182494A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd サンプリング・レート・コンバータ
CN108292970A (zh) * 2015-12-07 2018-07-17 网络洞察力知识产权公司 通过互联网(ott)直播分发的自适应比特率(abr)调整
CN109644444A (zh) * 2016-09-23 2019-04-16 Oppo广东移动通信有限公司 无线通信的方法和装置
CN108235016A (zh) * 2016-12-21 2018-06-29 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种码率控制方法及装置
CN106791860A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 重庆邮电大学 一种自适应视频编码控制系统及方法
CN109996087A (zh) * 2019-03-21 2019-07-09 武汉大学 一种基于有限状态机的面向视频直播的码率自适应方法及装置
CN110690931A (zh) * 2019-10-11 2020-01-14 中国科学院软件研究所 一种基于多小波基联合的数字信号自适应码率估计方法和装置
CN111163364A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 北方工业大学 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

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王苍灵 ; 李泽平 ; .一种动态自适应HTTP流码率切换算法.计算机与现代化.2017,(第04期),全文. *

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