WO2010034226A1

WO2010034226A1 - 一种控制缓存溢出的方法及装置

Info

Publication number: WO2010034226A1
Application number: PCT/CN2009/073805
Authority: WO
Inventors: 谷安文; 李斌; 周素萍; 陈玉芳
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2010-04-01
Also published as: CN101360058A

Description

一种控制緩存溢出的方法及装置

本申请要求于 2008 年 9 月 8 日提交中国专利局、申请号为 200810215645.1、发明名称为"一种控制緩存溢出的方法及装置"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种控制緩存溢出的方法及装置。背景技术

流媒体视频业务是第三代移动通信（3G ) 的一项重要应用。目前， 3G网络可以提供丰富的流媒体视频业务，包括流媒体视频点播业务和流媒体视频直播业务。随着 3G的不断发展，流媒体视频业务越来越受到用户的青睐。

由于 3G网络的不稳定性，例如： 3G 网络受多径、弱覆盖等影响，信号的误码率增大，数据重传的次数增加，导致一段时间内传输链路吞吐率过大，网路节点堆积了大量流媒体视频业务数据帧。当堆积的流媒体视频业务数据帧过多，超过了网络节点緩存的负荷，就会产生緩存溢出，丟弃此时到达的部分流媒体视频业务数据帧。

现有控制緩存溢出的方法包括：緩存队列长度管理技术以及随机早期检测技术。緩存队列长度管理技术是对每个緩存队列设定一个最大长度，并且通常以流媒体视频业务视频帧的个数为单位，当队列长度小于最大长度时，网络节点接收到达的所有流媒体视频业务视频帧，一旦队列长度达到最大长度，就拒绝接收随后到达的流媒体视频业务视频帧。但是若队列中有的流媒体视频业务视频帧因为被发送而离开队列，导致队列长度小于最大长度，网络节点会继续接收到达的流媒体视频业务视频帧。

随机早期检测技术根据緩存内流媒体视频业务视频帧的情况动态控制緩存溢出。随机早期检测技术不是筒单地当緩存满了才丟弃流媒体视频业务视频帧，而是以一定的概率丟弃到达的流媒体视频业务视频帧。具体来说，当緩存内的流媒体视频业务视频帧较少，则到达的流媒体视频业务视频帧不大可能被丟掉，当緩存内的流媒体视频业务视频帧较多，则表示当前发生了拥塞，到达的流媒体视频业务视频帧很有可能被丟掉。

发明人在实现本发明的过程中，发现上述两种现有方法至少存在如下缺点：当发生緩存溢出时，对流媒体视频业务视频帧不加分辨就直接丟弃，如果丟弃的视频帧携带有重要信息，就会严重影响流媒体视频业务的业务质量。发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种控制緩存溢出的方法及装置，以解决现有技术对流媒体视频业务视频帧不加分辨就直接丟弃的问题。

一种控制緩存溢出的方法，所述方法包括：

判断緩存队列中緩存数据量是否大于预设门限值；

若所述緩存队列中所述緩存数据量大于所述预设门限值，根据所述緩存队列中视频帧的类型和位置，丟弃错误扩散范围小的视频帧。

一种控制緩存溢出的装置，所述装置包括：

判断单元，用于判断緩存队列中緩存数据量是否大于预设门限值；控制单元，用于若所述判断单元判断所述緩存队列中所述緩存数据量大于所述预设门限值，根据所述緩存队列中视频帧的类型和位置，丟弃错误扩散范围小的视频帧。

可以看出：当緩存队列负荷过大，达到溢出门限时，根据视频帧的类型和位置有选择地控制緩存溢出，从而提高了流媒体视频业务的业务质量，有效减少了画面中的马赛克、跳跃等现象。

附图说明

图 1为本发明方法实施例的流程图一；

图 2为本发明方法实施例的流程图二；

图 3为本发明装置实施例的结构图一；

图 4为本发明装置实施例的结构图二。

具体实施方式

为使本发明的上述特征、优点更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明实施例可以适用于各种视频帧，例如，可以适用于音视频混合编码的视频帧，也可以适用于视频单独编码的视频帧，并不限定其类型。本发明实施例所提到的緩存，可以适用于各种端到端的网络，可以适用于各种网元的各个层次，并不限定其应用范围。请参考图 1 , 示出了本发明的方法实施例流程图一，包括：

步骤 101 : 判断緩存队列中緩存数据量是否大于预设门限值；

步骤 102: 若所述緩存队列中所述緩存数据量大于预设门限值，根据所述緩存队列中视频帧的类型和位置，丟弃错误扩散范围小的视频帧。

本发明实施例中所述的緩存数据量，例如，可以是包的个数，也可以是视频帧的个数，也可以是緩存空间大小（bit ), 本发明实施例并不限定其具体表现形式。

当緩存队列负荷过大，达到溢出门限时，根据视频帧的类型和位置有选择地控制緩存溢出，可以提高流媒体视频业务的业务质量，有效减少了画面中的马赛克、跳跃等现象。

下面结合具体实施例对图 1所示各步骤进行详细说明。

视频帧是流媒体视频业务最小的单位，按照类型可以分为 I帧、 P帧、 B帧。一个画面组是以 I帧为起始帧的一组 I帧、 P帧、 B帧的组合。 I帧是帧内编码， P 帧和 B帧是帧间编码。 B帧编码时参考了与其前后相邻的 I帧或 P帧， P帧的编码参考了与其前向相邻的 I帧或者 P帧。接收端解码时，由于 I帧是帧内编码，因此 I帧可以根据编码信息独自解码，而 P帧和 B帧必须获得其参考帧才可以进行解码。

根据 I帧、 P帧、 B帧的编码特性，在接收端，当 I帧、 P帧、 B帧发生错误时，例如 I帧、 P帧或者 B帧被丟弃， I帧、 P帧、 B帧按照相互影响程度进行排列，为： 1帧 > ?帧 > 8帧。即由于 P帧和 B帧的编码均需要参考 I帧，所以 I帧对 P帧和 B帧的影响程度最大，影响一个画面组的所有 P帧及 B帧；由于 I帧和 P帧的编码均不需要参考 B帧，所以 B帧对 I帧和 P帧的影响程度最小，只影响 B帧自身；而 P帧对 I帧和 B帧的影响程度介于 I帧和 B帧之间，并且取决于 P帧在一个画面组中的位置， P帧影响与其前向相邻的连续 B帧直至一个画面组中结尾的所有 P帧和 B 帧。

由于 I帧对 P帧和 B帧影响程度最大，所以， I帧对流媒体视频业务的质量影响程度最大，同样，由于 B帧对 I帧和 P帧影响程度最小，所以， B帧对流媒体视频业务的质量影响程度最小。本发明实施例以视频帧的上述特性为出发点，根据 I帧、 P帧、 B帧相互之间的影响程度，当緩存队列中緩存数据量大于预设门限值时，启动緩存溢出控制，首先丟弃只影响自身的帧，即 B帧。当 B帧被丟弃完时，若緩存队列中緩存数据量仍然大于预设门限值，再丟弃 P帧，直至緩存队列中緩存数据量不大于预设的门限值为止。

请参考图 2, 为本发明方法实施例的流程图二，具体可以包括以下步骤：步骤 201 : 判断緩存队列的緩存数据量是否大于预设的门限值 N, 如果大于，则进入步骤 202, 否则，继续执行该步骤；

步骤 202: 判断緩存队列中是否有 B帧，若有，则进入步骤 203 , 否则，进入步骤 204;

步骤 203: 丟弃緩存队列中的最后一个 B帧，返回步骤 201 ;

在步骤 203中，由于 B帧只影响自身，所以从删除 B帧开始，在此，仅以删除最后一个 B帧为例进行说明。

步骤 204: 判断緩存队列中是否有 I帧，若有，则进入步骤 205 , 否则，进入步骤 206;

在步骤 204中，緩存队列中可以有一个 I帧，也可以有多个 I帧。

步骤 205: 丟弃緩存队列中与 I帧前向相邻的 P帧，返回步骤 201 ;

当緩存队列中有一个 I帧时，则删除与该 I帧前向相邻的 P帧。当緩存队列中有多个 I帧时，则按照 I帧在緩存队列中从后向前的顺序，依次删除各 I帧前向相邻的 P帧。

步骤 206: 丟弃緩存队列中的最后一个 P帧，返回步骤 201。

在步骤 205与步骤 206中，由于 P帧影响与其前向相邻的连续 B帧直至一个画面组中结尾的所有 P帧和 B帧，在没有 B帧的情况下， P帧影响一个画面组中从该 P帧至该 P帧所在画面组结尾所有的 P帧，所以，需要从画面组中最后一个 P帧开始删除，减少对该画面组中的其它 P帧的影响，降低緩存溢出对流媒体时频业务质量的影响。

以上对本发明方法实施例进行了详细说明，可以看出，当緩存队列中緩存数据量大于预设门限值时，根据緩存队列中视频帧的类型和位置有选择地进行丟弃，从只影响自身的 B帧开始丟弃，而对其它帧影响最大的 I帧始终不予丟弃，从而提高了流媒体视频业务的业务质量，有效减少了画面中的马赛克、跳跃等现象。

请参考图 3 , 为本发明装置实施例结构图一，包括：

判断单元 301 , 用于判断緩存队列中緩存数据量是否大于预设门限值；控制单元 302, 若所述判断单元判断所述緩存队列中所述緩存数据量大于预设门限值，根据所述緩存队列中视频帧的类型和位置，丟弃错误扩散范围小的视频帧。

请参考图 4, 为本发明装置实施例结构图二。图 4在图 3的基础上，结合步骤 201至步骤 206, 控制单元可以至少包括以下模块之一：

第一控制模块 302-1 , 用于当所述緩存队列中有 B帧时，丟弃所述 B帧中的至少一个；

第二控制模块 302-2, 用于当所述緩存队列中有 I帧但没有 B帧时，丟弃与所述 I帧前向相邻的 P帧；

第三控制模块 302-3 , 用于当所述緩存队列中没有 I帧且没有 B帧时，丟弃所述緩存队列中最后一个 P帧。

下面结合步骤 201至步骤 206对图 4中各单元以及模块执行的操作进行详细说明。

当判断单元 301判断出緩存队列中緩存数据量大于预设门限值时，第一控制模块 302-1判断所述緩存队列中是否有 B帧，如果有 B帧，丟弃緩存队列中的最后一个 B帧，在此，仅以删除最后一个 B帧为例进行说明，本申请并不限制删除的 B帧的个数。

或者，当判断单元 301判断出緩存队列中緩存数据量大于预设门限值时，第二控制模块 302-2判断出緩存队列中有 I帧但是没有 B帧时，丟弃与 I帧前向相邻的 P帧。同样需要指出的是，当緩存队列中有一个 I帧时，第二控制模块 302-2 丟弃与该 I帧前向相邻的 P帧。当緩存队列中有多个 I帧时，第二控制模块 302-2 按照 I帧在緩存队列中从后向前的顺序，依次丟弃各 I帧前向相邻的 P帧。

或者，当判断单元 301判断出緩存队列中緩存数据量大于预设门限值时，第三控制模块 302-3判断出緩存队列中没有 I帧并且没有 B帧时，丟弃緩存队列中最后一个 P帧。本发明装置实施例提供的装置可以包括各网络节点以及终端，其中，网络节点可以包括基站控制器 BSC、无线网络控制器 RNC、网关 GPRS支持节点 GGSN、网关 GW或者传输节点。终端可以包括固定终端或者移动终端，具体可以为：用户设备 UE、个人电脑 PC。

可以看出，由于控制单元可以根据视频帧的类型和视频帧在緩存队列中的位置、有选择地对緩存队列中的视频帧进行删除，具体为，删除对其它视频帧影响最小或者较小的视频帧，而不删除对其它视频帧影响最大的视频帧，进而，提高了流媒体视频业务的业务质量，有效减少了画面中的马赛克、跳跃等现象。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。在没有更多限制的情况下，由语句 "包括一个 ...... "限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如 ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明所提供的一种控制緩存溢出的方法及装置进行了详细介实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

权利要求

1、一种控制緩存溢出的方法，其特征在于，所述方法包括：

判断緩存队列中緩存数据量是否大于预设门限值；

2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，根据所述緩存队列中视频帧的类型和位置，丟弃错误扩散范围小的视频帧包括：

当所述緩存队列中有 B帧时，丟弃所述 B帧中的至少一个。

3、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，根据所述緩存队列中视频帧的类型和位置，丟弃错误扩散范围小的视频帧包括：

当所述緩存队列中有 I帧但没有 B帧时，丟弃与所述 I帧前向相邻的 P帧。

4、根据权利要求 3所述的方法，其特征在于，当所述緩存队列中有 I帧但没有 B帧时，丟弃与所述 I帧前向相邻的 P帧包括：

当所述緩存队列中有一个 I帧时，丟弃与所述 I帧前向相邻的 P帧；或者，当所述緩存队列中有至少两个 I帧时，按照所述至少两个 I帧在所述緩存队列中从后向前的顺序，依次丟弃所述至少两个 I帧前向相邻的 P帧。

5、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，根据所述緩存队列中视频帧的类型和位置，丟弃错误扩散范围小的视频帧包括：

当所述緩存队列中没有 I帧且没有 B帧时，丟弃所述緩存队列中最后一个 P帧。

6、一种控制緩存溢出的装置，其特征在于，所述装置包括：

7、根据权利要求 6所述的装置，其特征在于，所述控制单元至少包括下述模块之一：

第一控制模块，用于当所述緩存队列中有 B帧时，丟弃所述 B帧中的至少一个；第二控制模块，用于当所述緩存队列中有 I帧但没有 B帧时，丟弃与所述 I帧前向相邻的 P帧；

第三控制模块，用于当所述緩存队列中没有 I帧且没有 B帧时，丟弃所述緩存队列中最后一个 P帧。

8、根据权利要求 6或 7所述的装置，其特征在于，所述装置包括：网络节点或终端。

9、根据权利要求 8所述的装置，其特征在于，所述网络节点包括：基站控制器 BSC、无线网络控制器 RNC、网关通用无线分组业务 GPRS支持节点 GGSN、网关或者传输节点。