Http流媒體的速率自適方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種HTTP流媒體的速率自適方法和裝置，方法包括：客戶端在傳輸層采用TCP協(xié)議，在應(yīng)用層采用HTTP協(xié)議，從服務(wù)端獲取選擇碼率的流媒體，其中，選擇的碼率使得在當(dāng)前的下載速率下用于緩存流媒體的緩沖區(qū)的緩存數(shù)據(jù)量保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。本發(fā)明提高了用戶體驗。
【專利說明】HTTP流媒體的速率自適方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及HTTP流媒體的速率自適方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，動態(tài)HTTP流媒體傳輸技術(shù)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸。選擇視頻碼率過大，將導(dǎo)致下載速度小于播放速度，引起播放停頓；選擇視頻碼率過小，將導(dǎo)致帶寬浪費，視頻質(zhì)量較差。
[0003]在現(xiàn)有系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的時變特性，如何選擇合適的視頻碼率從而最大化用戶接受視頻質(zhì)量，仍然面臨挑戰(zhàn)。因此，選擇合適的視頻碼率比較重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種HTTP流媒體的速率自適方法和裝置，以解決上述的問題。
[0005]在本發(fā)明的實施例中，提供了一種HTTP流媒體的速率自適方法，包括:客戶端在傳輸層采用TCP協(xié)議，在應(yīng)用層采用HTTP協(xié)議，從服務(wù)端獲取選擇碼率的流媒體，其中，選擇的碼率使得在當(dāng)前的下載速率下用于緩存流媒體的緩沖區(qū)的緩存數(shù)據(jù)量保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。
[0006]在本發(fā)明的實施例中，提供了一種HTTP流媒體的速率自適裝置，包括:下載模塊，用于使客戶端在傳輸層采用TCP協(xié)議，在應(yīng)用層采用HTTP協(xié)議，從服務(wù)端獲取選擇碼率的流媒體；選擇模塊，用于選擇碼率，使得在當(dāng)前的下載速率下用于緩存流媒體的緩沖區(qū)的緩存數(shù)據(jù)量保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。
[0007]本發(fā)明上述實施例的HTTP流媒體的速率自適方法和裝置通過控制緩存區(qū)的飽和度來選擇速率，從而在充分利用帶寬的同時，保證視頻播放的連續(xù)性以及平滑性，提高了用戶體驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0009]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的動態(tài)HTTP流媒體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的速率調(diào)整的比例控制示意圖；
[0011]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的速率調(diào)整的比例微分控制示意圖；
[0012]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的HTTP流媒體的速率自適裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0014]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的動態(tài)HTTP流媒體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括:客戶端在傳輸層采用TCP協(xié)議，在應(yīng)用層采用HTTP協(xié)議，從服務(wù)端獲取選擇碼率的流媒體，其中，選擇的碼率使得在當(dāng)前的下載速率下用于緩存流媒體的緩沖區(qū)的緩存數(shù)據(jù)量保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。
[0015]在該實施例中，將接收端緩沖區(qū)中的緩存數(shù)據(jù)量作為反饋信號，調(diào)整視頻碼率，這相當(dāng)于依據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬狀況調(diào)整下載速率，從而在充分利用帶寬的同時，保證視頻播放的連續(xù)性以及平滑性，提高了用戶體驗。
[0016]優(yōu)選地，在服務(wù)端利用轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將視頻內(nèi)容編碼成具有不同碼率的多個視頻文件；將每個轉(zhuǎn)碼后的視頻文件切分成一定長度的多個視頻片段，并以文件的形式存儲在服務(wù)端；客戶端依次下載視頻片段，解碼并播放。具體的，包括以下步驟:
[0017]1、在服務(wù)器端，依據(jù)轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將每個視頻文件轉(zhuǎn)碼成具有不同碼率的多個視頻
文件(圖中的Seg USeg 2......Seg N)，然后將每個轉(zhuǎn)碼后的視頻文件，進(jìn)一步切分成一
定時間長度的視頻片段，并以文件的形式存儲于服務(wù)器上；
[0018]2、客戶端依據(jù)時間順序，依次請求下載視頻片段；
[0019]3、接收端下載完一個視頻片段后，對其進(jìn)行解碼并播放，并開始下一個片段的下
載
[0020]步驟2中視頻傳輸采用標(biāo)準(zhǔn)的HTTP/TCP協(xié)議。步驟3中在進(jìn)行視頻片段的請求下載時，需要動態(tài)地決定視頻的碼率，從而選擇相應(yīng)的視頻片段。
[0021]在動態(tài)地決定視頻的碼率時，可以考慮碼率的調(diào)整時間和調(diào)整頻率的問題。
[0022]調(diào)整時間:網(wǎng)絡(luò)帶寬波動性比較大，在進(jìn)行速率調(diào)整時，如何依據(jù)帶寬的變換，及時地進(jìn)行速率切換，也是速率調(diào)整中面臨的一大問題，調(diào)整時間過長將導(dǎo)致速率切換置換滯后帶寬變化，進(jìn)而引起接收端緩沖區(qū)上溢或下溢。
[0023]調(diào)整頻率:視頻碼率的頻繁調(diào)整也會導(dǎo)致用戶觀看視頻的體驗降低，也即在帶寬發(fā)生短暫的抖動時，應(yīng)該避免速率的調(diào)整，從而保證視頻碼率的平滑性。因此，在動態(tài)HTTP流媒體系統(tǒng)中，如何選擇合適的視頻碼率從而提高用戶觀看視頻的體驗，顯得尤為必要。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)選實施例以控制論為理論基礎(chǔ)，下面進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]首先給出一些符號定義:
[0026]fk:第k個片段開始下載的時刻；
[0027]fk:第k個片段開始下載完成的時刻；
[0028]d(t):在時刻t時的下載速率；
[0029]p(t):在時刻t時的播放速率；
[0030]b(t):在時刻t時的接收端緩存的數(shù)據(jù)量；
[0031]L:每個視頻片段的持續(xù)時間；
[0032]V = Ir1, r2, , rj:可選用視頻碼率的集合,滿足!T1 < r2 <...< rL ；
[0033]r (k):被選擇的第k個片段的視頻碼率；
[0034]Q(x):量化函數(shù)，其定義為。




re K ,r<x
[0035]第一優(yōu)選實施例:
[0036]本優(yōu)選實施例的速率調(diào)整策略是一種比例控制，如圖2所示，其中K1和K2為系統(tǒng)參數(shù)，K1是速率調(diào)整的正向比例控制系數(shù)，K2是速率調(diào)整的反饋比例控制系數(shù)，并且
【權(quán)利要求】
1.一種HTTP流媒體的速率自適方法，其特征在于，包括: 客戶端在傳輸層采用TCP協(xié)議，在應(yīng)用層采用HTTP協(xié)議，從服務(wù)端獲取選擇碼率的所述流媒體，其中，選擇的碼率使得在當(dāng)前的下載速率下用于緩存所述流媒體的緩沖區(qū)的緩存數(shù)據(jù)量保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 預(yù)先將視頻內(nèi)容編碼成具有不同碼率的多個視頻文件，將每個所述視頻文件按時間先后切分成設(shè)定長度的多個視頻片段，并作為所述流媒體存儲在所述服務(wù)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，客戶端通過HTTP/TCP協(xié)議從服務(wù)端獲取選擇碼率的所述流媒體包括: 所述客戶端下載完第k-Ι個視頻片段的所述流媒體之后，根據(jù)當(dāng)前的下載速率和所述緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量確定相應(yīng)的碼率； 所述客戶端從所述服務(wù)端獲取具有所述相應(yīng)碼率的第k個視頻片段的所述流媒體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前的下載速率和所述緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量確定相應(yīng)的碼率包括:設(shè)置
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，設(shè)置
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，設(shè)置
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前的下載速率和所述緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量確定相應(yīng)的碼率包括:設(shè)置
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，設(shè)置
9.一種HTTP流媒體的速率自適裝置，其特征在于，包括: 下載模塊，用于使客戶端在傳輸層采用TCP協(xié)議，在應(yīng)用層采用HTTP協(xié)議，從服務(wù)端獲取選擇碼率的所述流媒體； 選擇模塊，用于選擇所述碼率，使得在當(dāng)前的下載速率下用于緩存所述流媒體的緩沖區(qū)的緩存數(shù)據(jù)量保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括: 編碼模塊，用于 將視頻內(nèi)容編碼成具有不同碼率的多個視頻文件； 分段模塊，用于將每個所述視頻文件按時間先后切分成設(shè)定長度的多個視頻片段，并作為所述流媒體存儲在所述服務(wù)端； 所述選擇模塊用于在所述客戶端下載完第k-Ι個視頻片段的所述流媒體之后，根據(jù)當(dāng)前的下載速率和所述緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)量確定相應(yīng)的碼率； 所述下載模塊用于使所述客戶端從所述服務(wù)端獲取具有所述相應(yīng)碼率的第k個視頻片段的所述流媒體。
【文檔編號】H04N21/238GK103702237SQ201210366974
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】周超, 張行功, 郭宗明 申請人:北京大學(xué), 北大方正集團(tuán)有限公司, 北京北大方正電子有限公司