CN116260799B - 一种调整网络状态的方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种调整网络状态的方法和电子设备，涉及云游戏领域，该方法包括：记录当前网络状态下编码器的输出码率，并获取网络的实际带宽数值，将实际带宽数值除以输出码率获得比例值，其中，当前网络状态包括正常状态、过载状态和低载状态；获取视频量化参数的参数值；确定网络的带宽需要进行的变化，其中，变化包括减小带宽和增加带宽；在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出过载状态或低载状态，不调整输出码率。解决目前在根据网络带宽变化频繁调整视频编码码率造成视频质量出现严重下降，导致用户体验变差的问题。

Description

一种调整网络状态的方法和电子设备

技术领域

本申请涉及云游戏领域，尤其涉及一种调整网络状态的方法和电子设备。

背景技术

云游戏串流产品能够将云服务器中渲染的游戏画面，经过视频编码后传输到终端设备上。由于万维网环境复杂，经常出现网络抖动，需要根据网络的带宽变化对视频进行动态调整编码码率，来提升用户体验，例如，当网络处于过载状态，带宽估计算法计算出需要减小带宽，此时通过调节视频编码码率使网络状态退出过载状态；但在生产环境中我们发现，仅根据检测到的网络带宽参数对视频编码码率调整时，会造成视频质量不稳定的问题，尤其在带宽瞬时通常变化很剧烈时，仅根据网络的带宽变化进行调整，会出现频繁调整视频编码的情况，此时带宽瞬时变化很剧烈，但是平均带宽却很稳定，现有的带宽估计算法可以准确计算出带宽变化情况，并且采用各种码率调整算法或者前向纠错算法进行弱网对抗，虽然这些工作都是符合算法预期的，但是这样频繁的调整视频编码码率后，视频质量出现严重下降，导致用户体验变差。

发明内容

为此，本申请提供一种调整网络状态的方法和电子设备，有助于帮助解决目前在根据网络带宽变化频繁调整视频编码码率造成视频质量出现严重下降，导致用户体验变差的问题。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种调整网络状态的方法，包括：

记录当前网络状态下编码器的输出码率，并获取网络的实际带宽数值，将实际带宽数值除以输出码率获得比例值，其中，当前网络状态包括正常状态、过载状态和低载状态；

获取视频量化参数的参数值；

确定网络的带宽需要进行的变化，其中，变化包括减小带宽和增加带宽；

在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出过载状态或低载状态，不调整输出码率。

进一步地，在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出过载状态或低载状态，不调整输出码率，包括：

在确定网络的带宽需要进行的变化为增加带宽的情况下，当比例值处于第一预设值和第二预设值之间，且参数值达到第三预设值时，调整当前网络状态退出低载状态，不调整输出码率，其中，第一预设值小于第二预设值。

进一步地，在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出过载状态或低载状态，不调整输出码率，包括：

在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当比例值处于第一预设值和第二预设值之间，且输出码率没有达到第四预设值时，调整当前网络状态退出过载状态，不调整输出码率。

进一步地，在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出过载状态或低载状态，不调整输出码率，包括：

在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当比例值处于第五预设值和第六预设值之间，且输出码率达到第四预设值时，调整当前网络状态退出过载状态，不调整输出码率，其中，第五预设值小于第六预设值。

进一步地，确定网络的宽带需要进行的变化之后，还包括：

在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当比例值小于第五预设值，且输出码率达到第四预设值时，调整输出码率。

进一步地，确定网络的宽带需要进行的变化之后，还包括：

在确定网络的宽带需要进行的变化为增加带宽的情况下，当比例值大于第二预设值，且参数值没有达到第三预设值时，调整输出码率。

第二方面，提供一种电子设备，包括：

处理器和存储器；

处理器与存储器通过通信总线相连接；

其中，处理器，用于调用并执行存储器中存储的程序；

存储器，用于存储程序，程序至少用于执行第一方面的一种调整网络状态的方法。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请通过记录当前网络状态下编码器的输出码率，并获取网络的实际带宽数值，将实际带宽数值除以输出码率获得比例值；获取视频量化参数的参数值；在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，判断比例值、参数值和输出码率是否满足预设条件，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出所述过载状态或所述低载状态。该过程通过获取输出码率，并获得实际带宽数值除以输出码率的比例值和视频量化参数的参数值，在比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出所述过载状态或所述低载状态，不需要调整输出码率，从而减少调整输出码率的次数，解决了在根据网络带宽变化频繁调整视频编码码率造成视频质量出现严重下降，导致用户体验变差的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种调整网络状态的方法流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在云游戏领域一般采用实时通信技术完成数据的发送和接收。实时通信技术中一个关键算法就是带宽估计。带宽估计算法一般分为三类：基于接收端带宽估计，基于发送端带宽估计，基于丢包的带宽估计。

基于接收端带宽估计算法包括几个基本步骤：包组延时评估，延时梯度计算，延时梯度值滤波，过载检测，带宽估计。

包组延时评估算法首先缓存两个5ms的rtp（Real-time Transport Protocol，实时流传输协议）包组，并且记录每个包组中rtp包的发送时间，到达时间和比特尺寸，然后计算包组中每个包的发送时间差，到达时间差，平均后作为包组的参数。

延时梯度计算算法根据包组的发送时间差和到达时间差计算延时梯度，延时梯度=到达时间差-发送时间差。

延时梯度值滤波算法主要用于解决延时梯度观测值的随机性误差。因为延时梯度的计算仅仅采用有限的rtp包的统计数据完成，容易受到随机性因素影响，因此通常采用卡尔曼滤波或者贝叶斯概率模型尽可能还原延时梯度。

过载检测算法在得到滤波后延时梯度参数，通过与阈值比较，判断当然网络状态：正常状态，过载状态，低载状态。

带宽估计算法根据过载状态和网络接口接收到的音视频数据的比特数，计算当前带宽，得到接收端带宽估计值。

基于丢包的带宽估计算法是在发送端完成。首先在发送端接收rtcp（Real-timeTransport Control Protocol，实时传输控制协议）反馈的丢包统计信息，然后根据丢包信息计算网络状态，调整带宽和阈值。当丢包率大于0.1时，减小带宽估计；当丢包率小于0.02时，增加带宽估计；丢包率在0.1和0.02之间时，不改变带宽估计。

发送端带宽估计与接收端带宽估计步骤与上述类似，由包组延时评估，延时梯度计算，延时梯度值滤波，过载检测，带宽估计和阈值估计组成。其中梯度滤波算法采用Trendline滤波器参数和贝叶斯概率模型实现，在过载检测中使用的阈值，也通过阈值估计动态自适应得到。

Trendline梯度滤波算法首先通过rtcp反馈的transport-cc（Transport-wideCongestion Control）中信息，将接收端包组的延时情况进行计算，得到梯度数据后，对接收时间差进行平滑处理。进一步将发送时间差和接收时间差组成数据对，采用线性回归方法，对梯度进行趋势预测。最后采用最小二乘法计算拟合直线的斜率。斜率值与过载阈值比较，得到当前网络状态，计算带宽，得到发送端带宽估计值。

阈值估计算法根据包组到达时间差变化数值进行调整。当包组到达时间差变小时，降低阈值；反之，增加阈值。

带宽估计算法首先根据发送端发送比特尺寸到与时间间隔，得到实际带宽数值，即发送端带宽估计值，并根据网络状态（正常状态,过载状态,低载状态），决定估算带宽保持不变，或者减小估计带宽，或者增加估计带宽。估计带宽时，需要限制估计带宽在1.5倍的实际带宽数值之内。在增加带宽时，不能无限增加，在达到当前网络最大带宽时，就不能继续增加了。当网络状态从过载状态退出时，此时的带宽就是最大带宽。

基于发送端带宽估计算法是综合接收端带宽估计值，基于丢包带宽估计值和发送端带宽估计值作为参考数据，在根据发送端检测的其他参考数据，综合得到发送端的带宽估计值，即最优的带宽估计值，称为基于发送端的带宽估计值，在现有技术中，根据基于发送端的带宽估计值调整视频编码的输出码率。

游戏在运行过程中，编码器的编码码率会根据画面的复杂程度，动态调整输出码率，因此在游戏进程中，输出码率本身就是动态，导致上述带宽估计算法在编码码率变化过程中计算包组的发送和达到时间差出现误差，误以为需要重新估计带宽，并对视频编码码率进行频繁调整，最终导致游戏画面画质下降，本申请在视频编码后，把视频编码的rtp数据包的发送时间、到达时间和比特尺寸放入队列中，同时记录表示视频质量的视频量化参数的参数值，然后把带宽估计算法中当前网络每秒能够发送最大的比特数与视频经过编码器后输出的最大每秒比特数根据实际带宽数值进行关联，要求视频编码的输出码率不能高于实际带宽数值。

请参见图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种调整网络状态的方法流程图，该方法步骤包含：

S101、记录当前网络状态下编码器的输出码率，并获取网络的实际带宽数值，将实际带宽数值除以输出码率获得比例值，其中，当前网络状态包括正常状态、过载状态和低载状态；

S102、获取视频量化参数的参数值；

S103、确定网络的带宽需要进行的变化，其中，变化包括减小带宽和增加带宽；

S104、在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出过载状态或低载状态，不调整输出码率。

在一个具体实施例中，记录当前网络状态下编码器的输出码率，并获取网络的实际带宽数值，将实际带宽数值除以输出码率获得比例值，其中，当前网络状态包括正常状态、过载状态和低载状态；获取视频量化参数的参数值；确定当前网络状态下的网络的带宽需要进行的变化，其中，变化包括减小带宽和增加带宽；在确定网络的带宽需要进行的变化的情况下，当比例值、参数值和输出码率满足预设条件时，调整当前网络状态退出过载状态或低载状态，不调整输出码率，从而减少调整输出码率的次数，较好的平滑了带宽值的变化，降低因带宽剧烈变化导致的视频质量下降，解决了在根据网络带宽变化频繁调整视频编码码率造成视频质量出现严重下降，导致用户体验变差的问题。

在一个具体的实施例中，在确定网络的带宽需要进行的变化为增加带宽的情况下，当比例值处于第一预设值和第二预设值之间，且参数值达到第三预设值时，调整当前网络状态退出所述低载状态，不调整输出码率，其中，第一预设值小于所述第二预设值。

具体的，第一预设值为0.7，第二预设值为1.3，第三预设值是视频编码器设置的最小值，当在确定网络的带宽需要进行的变化为增加带宽的情况下，实际带宽数值除以输出码率的比例值在0.7到1.3之间，且视频量化参数的参数值达到最小值时，调整当前网络状态退出所述低载状态，不调整输出码率。

在一个具体实施例中，在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当比例值处于第一预设值和第二预设值之间，且输出码率没有达到第四预设值时，调整所述当前网络状态退出所述过载状态，不调整所述输出码率。

具体的，第四预设值是人为设置的视频编码码率，第五预设值是0.9，第六预设值时1.1，每秒采集编码器实际的输出码率，将实际的输出码率与第四预设值做比较，如果实际的输出码率与第四预设值比较接近，即处于第四预设值的0.8到1.2倍之间，判断视频画面变化剧烈；如果实际的输出码率与第四预设值的差值大于第四预设值的50%，则判断视频画面为静态画面。

在视频画面为静态画面时，且在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当实际带宽数值除以输出码率的比例值处于0.7和1.3之间，且输出码率没有达到第四预设值时，调整当前网络状态退出过载状态，不调整输出码率。

在视频画面变化剧烈时，且在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当实际带宽数值除以输出码率的比例值处于0.9和1.1之间，且输出码率达到第四预设值时，调整当前网络状态退出过载状态，不调整输出码率。

在一个具体实施例中，在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当比例值小于述第五预设值，且输出码率达到第四预设值时，调整所述输出码率。

具体的，在确定网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，实际带宽数值除以输出码率的比例值小于0.9，且输出码率达到第四预设值时，基于发送端的带宽估计值对输出码率进行调整，其中，采用基于发送端的带宽估计值对输出码率进行调整属于现有技术。

在一个具体实施例中，在确定网络的宽带需要进行的变化为增加带宽的情况下，当比例值大于第二预设值，且参数值没有达到第三预设值时，调整所述输出码率。

具体的，在确定网络的宽带需要进行的变化为增加带宽的情况下，实际带宽数值除以输出码率的比例值大于1.3，且视频量化参数的参数值没有达到最小值，基于发送端的带宽估计值对输出码率进行调整，其中，采用基于发送端的带宽估计值对输出码率进行调整属于现有技术。

基于同一构思，本申请实施例中提供了一种电子设备，如图2所示，图2是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图示意图，该电子设备2包括：

存储器21，其上存储有可执行程序；

处理器22，用于存储器21中的可执行程序，以实现上述中任一项方法的步骤。

对于电子设备2，其处理器22执行存储器21中程序，在有关相应方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既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。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种调整网络状态的方法，其特征在于，包括：

记录当前网络状态下编码器的输出码率，并获取网络的实际带宽数值，将所述实际带宽数值除以所述输出码率获得比例值，其中，所述当前网络状态包括正常状态、过载状态和低载状态；

获取视频量化参数的参数值；

确定所述网络的带宽需要进行的变化，其中，所述变化包括减小带宽和增加带宽；

在确定所述网络的带宽需要进行的变化的情况下，当所述比例值、所述参数值和所述输出码率满足预设条件时，调整所述当前网络状态退出所述过载状态或所述低载状态，不调整所述输出码率；

在确定所述网络的带宽需要进行的变化为增加带宽的情况下，当所述比例值处于第一预设值和第二预设值之间，且所述参数值达到第三预设值时，调整所述当前网络状态退出所述低载状态，不调整所述输出码率，其中，所述第一预设值小于所述第二预设值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定所述网络的带宽需要进行的变化的情况下，当所述比例值、所述参数值和所述输出码率满足预设条件时，调整所述当前网络状态退出所述过载状态或所述低载状态，不调整所述输出码率，包括：

在确定所述网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当所述比例值处于第一预设值和第二预设值之间，且所述输出码率没有达到第四预设值时，调整所述当前网络状态退出所述过载状态，不调整所述输出码率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在确定所述网络的带宽需要进行的变化的情况下，当所述比例值、所述参数值和所述输出码率满足预设条件时，调整所述当前网络状态退出所述过载状态或所述低载状态，不调整所述输出码率，包括：

在确定所述网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当所述比例值处于第五预设值和第六预设值之间，且所述输出码率达到第四预设值时，调整所述当前网络状态退出所述过载状态，不调整所述输出码率，其中，所述第五预设值小于所述第六预设值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述网络的宽带需要进行的变化之后，还包括：

在确定所述网络的宽带需要进行的变化为减小带宽的情况下，当所述比例值小于所述第五预设值，且所述输出码率达到所述第四预设值时，调整所述输出码率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述网络的宽带需要进行的变化之后，还包括：

在确定所述网络的宽带需要进行的变化为增加带宽的情况下，当所述比例值大于所述第二预设值，且所述参数值没有达到所述第三预设值时，调整所述输出码率。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器和存储器；

所述处理器与存储器通过通信总线相连接；

其中，所述处理器，用于调用并执行所述存储器中存储的程序；

所述存储器，用于存储程序，所述程序至少用于执行权利要求1-5任一项所述的一种调整网络状态的方法。