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      基于丟包區(qū)分的移動(dòng)視頻監(jiān)控帶寬自適應(yīng)方法

      文檔序號(hào):9551723閱讀:804來(lái)源:國(guó)知局
      基于丟包區(qū)分的移動(dòng)視頻監(jiān)控帶寬自適應(yīng)方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明屬于無(wú)線傳輸技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于丟包區(qū)分的移動(dòng)視頻監(jiān)控帶寬自適應(yīng)方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,視頻監(jiān)控行業(yè)正在經(jīng)歷著一次蛻變,視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)正從傳統(tǒng)的固網(wǎng)模式發(fā)展到現(xiàn)在的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模式,用戶對(duì)以手持終端作為視頻監(jiān)控客戶端的需求也變得愈加強(qiáng)烈。
      [0003]無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜,容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞,而視頻傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞、丟包等比較敏感,一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞、帶寬不足,視頻播放就會(huì)不流暢,出現(xiàn)馬賽克,嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。因此,在移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,如何保障在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中數(shù)據(jù)發(fā)送的實(shí)時(shí)性,避免擁塞,實(shí)現(xiàn)客戶端播放的流暢性,是設(shè)計(jì)者需要考慮的問(wèn)題。
      [0004]目前主流的流媒體傳輸協(xié)議有RTP (Real-time Transport Protocol實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議)、RTCP (Real-time Transport Control Protocol 實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議)。RTP對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封包,提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸功能,RTCP獲取丟包、時(shí)延對(duì)RTP傳輸提供服務(wù)質(zhì)量的保證。但RTP、RTCP是針對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的,有線網(wǎng)絡(luò)丟包類型只有擁塞丟包,而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有擁塞丟包和無(wú)線鏈路丟包兩種類型。如果在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中僅將丟包歸結(jié)于網(wǎng)絡(luò)擁塞,當(dāng)發(fā)生丟包時(shí)降低傳輸速率,而丟包狀況沒(méi)有解決,就會(huì)不斷降低傳輸速率,使得傳輸速率維持在一個(gè)較低水平,嚴(yán)重降低網(wǎng)絡(luò)吞吐量,信道利用率也下降。目前無(wú)線流媒體傳輸?shù)膩G包算區(qū)分法主要有兩類:基于網(wǎng)關(guān)的代理方法和基于端到端的方法。基于網(wǎng)關(guān)代理的方法需要在基站或接入點(diǎn)保存大量流信息,造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改變,工作負(fù)擔(dān)加重;而基于端到端的方法未對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改變,沒(méi)有額外的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,比較適用。目前,主流的基于端到端的丟包區(qū)分算法有:Biaz、Spike、ZigZag等,Biaz算法是根據(jù)相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)包的間隔區(qū)分丟包類型,當(dāng)相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)包間隔大于閾值時(shí),判斷為擁塞丟包反之無(wú)線鏈路丟包;而Spike、ZigZag算法是根據(jù)R0TT (Relative One way Trip Time,單向傳輸時(shí)延),R0TT比閾值大的時(shí)候判為擁塞丟包,反之為無(wú)線丟包,這幾種算法存在的問(wèn)題是:閾值確定比較單一、采用單個(gè)R0TT進(jìn)行判別容易造成誤判。
      [0005]移動(dòng)視頻監(jiān)控帶寬自適應(yīng)方法的設(shè)計(jì)需要考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬、丟包區(qū)分和用戶需求等多種因素,針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計(jì)自適應(yīng)的控制機(jī)制。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中丟包有擁塞丟包和由于多徑效應(yīng)、碼間串?dāng)_引起的無(wú)線鏈路丟包,而傳統(tǒng)的流媒體傳輸協(xié)議不具備丟包區(qū)分、帶寬自適應(yīng)等。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有技術(shù)存在的缺陷,提供一種基于丟包區(qū)分的移動(dòng)視頻監(jiān)控帶寬自適應(yīng)方法,在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的環(huán)境下,準(zhǔn)確推斷出擁塞丟包的丟包率,進(jìn)而進(jìn)行碼流控制,保障客戶端視頻播放的流暢性。
      [0007]為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的構(gòu)思是:針對(duì)無(wú)線視頻傳輸丟包類型有擁塞丟包和無(wú)線鏈路丟包兩種類型及根據(jù)丟包狀況進(jìn)行帶寬自適應(yīng)而發(fā)明,發(fā)明引入了丟包區(qū)分算法和帶寬自適應(yīng)機(jī)制。
      [0008]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
      [0009]—種基于丟包區(qū)分的移動(dòng)視頻監(jiān)控帶寬自適應(yīng)方法,包含數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制連接建立、數(shù)據(jù)傳輸丟包區(qū)分和數(shù)據(jù)傳輸帶寬自適應(yīng)三個(gè)過(guò)程,具體步驟如下:
      [0010]a.所述數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制連接建立包含的實(shí)現(xiàn)步驟:
      [0011](a-Ι)、移動(dòng)視頻監(jiān)控服務(wù)端初始化階段,對(duì)指定端口進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)等待新的連接的到來(lái),客戶端在訪問(wèn)時(shí)向指定端口發(fā)送請(qǐng)求即可;
      [0012](a-2)、客戶端發(fā)起包含有URL的DESCRIBE請(qǐng)求;
      [0013](a-3)、服務(wù)端解析DESCRIBE請(qǐng)求,分析出所請(qǐng)求的資源,如果資源存在則以SDP (Sess1n Descript1n Protocol,會(huì)話描述協(xié)議)協(xié)議的形式生成媒體資源的信息,以文本形式附加在DESCRIBE請(qǐng)求的應(yīng)答消息之后;
      [0014](a-4)、客戶端收到服務(wù)端發(fā)來(lái)的應(yīng)答消息后,發(fā)起SETUP請(qǐng)求,請(qǐng)求會(huì)話建立并準(zhǔn)備傳輸,SETUP命令包含了 RTP的傳輸協(xié)議,傳輸方式等信息;
      [0015](a-5)、服務(wù)端收到客戶端的SETUP請(qǐng)求后,生成一個(gè)會(huì)話序列號(hào),將SETUP應(yīng)答消息發(fā)送至客戶端;
      [0016](a-6)、客戶端收到服務(wù)端發(fā)來(lái)的SETUP應(yīng)答消息后,客戶端將發(fā)出PLAY請(qǐng)求,目的是請(qǐng)求播放視頻;
      [0017](a-7)、服務(wù)端收到客戶端的PLAY請(qǐng)求后,會(huì)向RTP模塊發(fā)出消息,RTP模塊將視頻數(shù)據(jù)封裝成RTP數(shù)據(jù)包,根據(jù)SETUP時(shí)指定的傳輸協(xié)議發(fā)送,同時(shí)RTCP也進(jìn)入工作狀態(tài);
      [0018](a-8)、客戶端收到RTP數(shù)據(jù)包后,進(jìn)行解碼播放,如果客戶端要結(jié)束會(huì)話,則向服務(wù)端發(fā)出TEARDOWN請(qǐng)求。
      [0019]b.所述數(shù)據(jù)傳輸丟包區(qū)分的實(shí)現(xiàn)步驟:
      [0020](b-Ι)、服務(wù)端記錄上次發(fā)送的SR (send report)包,并接收客戶端發(fā)來(lái)的RR (receiver report)包,并判斷當(dāng)前是否有丟包事件發(fā)生;
      [0021](b-2)、根據(jù) SR、RR 包,提取 RTP 包時(shí)間戳,計(jì)算 RTT(i) = Tarrive ⑴ _Tsend(i);其中RTT(i)表示第i個(gè)包的雙向傳輸時(shí)延,TalT1TC(i)為第i個(gè)包到達(dá)時(shí)間,T_d(i)為第i個(gè)包發(fā)送時(shí)間;
      [0022](b-3)、對(duì) RTT(i)做平滑處理,計(jì)算 RTT (i) = (1_ γ ) *RTT (i) + γ *RTT (i_l),其中γ為平滑因子;
      [0023](b-4)、根據(jù)公式計(jì)算 Bstart、Bend,Bstart= RTT _+α * (RTTnax-RTT_)、Bend=ΚΤΤ_+β *(RTT_-RTT_);其中RTTjP RTT _分別為統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)RTT最小值和最大值,α和β為調(diào)節(jié)因子;
      [0024](b-5)、當(dāng)檢測(cè)到丟包事件時(shí),判斷RTT(i)與閾值的關(guān)系,如果大于BstaJlJ判斷為擁塞丟包,如果小于BOTd則判為無(wú)線鏈路丟包,如果介于B start、BOTd之間則處于待定區(qū);
      [0025](b-6)、當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前RTT(i)為待定區(qū)時(shí),需要進(jìn)一步做RTT變化趨勢(shì)判斷,計(jì)算RTT (i)與RTT (1-Ι)大小關(guān)系,如果RTT (i) >RTT (i_l),判為擁塞丟包,反之判為無(wú)線鏈路丟包;
      [0026](b-7)根據(jù)丟包類型判斷,統(tǒng)計(jì)丟包率,并根據(jù)丟包率判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況為輕載、滿載和過(guò)載。
      [0027]c.所述數(shù)據(jù)傳輸帶寬自適應(yīng)的實(shí)現(xiàn)步驟:
      [0028]c-Ι.根據(jù)相鄰I幀之間的差別,判斷為靜態(tài)視頻后帶寬自適應(yīng)的實(shí)現(xiàn)步驟:
      [0029](c-1-l)、根據(jù)步驟2所述,依據(jù)丟包率大小判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀態(tài),分別為網(wǎng)絡(luò)過(guò)載、網(wǎng)絡(luò)輕載和網(wǎng)絡(luò)滿載;
      [0030](c-1-2)、判斷為網(wǎng)絡(luò)過(guò)載時(shí),需要進(jìn)一步判斷是否滿幀,如果滿幀則降低30%幀率,反之丟棄下一個(gè)G0P區(qū)間內(nèi)的所有I幀、P幀、B幀;
      [0031](c-1-3)、判斷為網(wǎng)絡(luò)輕載時(shí),需要進(jìn)一步判斷是否是最高分辨率,如果不是,則提高一級(jí)分辨率,反之保持參數(shù)不變;
      [0032](c-1-4)、判斷為網(wǎng)絡(luò)滿載時(shí),保持參數(shù)不變。
      [0033]c-2.根據(jù)相鄰I幀之間的差別,判斷為動(dòng)態(tài)視頻后帶寬自適應(yīng)的實(shí)現(xiàn)步驟:
      [0034](c-2-l)、根據(jù)步驟2所述,依據(jù)丟包率大小判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀態(tài),分別為網(wǎng)絡(luò)過(guò)載、網(wǎng)絡(luò)輕載和網(wǎng)絡(luò)滿載;
      [0035](c-2-2)、判斷為網(wǎng)絡(luò)過(guò)載時(shí),需要進(jìn)一步判斷是否是最高分辨率,如果是則降低一級(jí)分辨率,反之減小P幀增加B幀,降低傳輸速率;
      [0036](c-2-3)、判斷為網(wǎng)絡(luò)輕載時(shí),需要進(jìn)一步判斷是否滿幀,如果滿幀則進(jìn)一步判斷是否最高分辨率,如果是最高分辨率則參數(shù)不變,反之提高一級(jí)分辨率;如果不滿幀,則提高幀數(shù)至滿幀狀態(tài);
      [0037](c-2-4)、判斷為網(wǎng)絡(luò)滿載時(shí),保持參數(shù)不變。
      [0038]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較,具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著技術(shù)進(jìn)步:
      [0039]本方法在網(wǎng)絡(luò)狀況不穩(wěn)定的情況下,盡可能保持視頻播放的流暢性,與以往的流媒體傳輸?shù)膸捵赃m應(yīng)方法相比,本發(fā)明方法引入了改進(jìn)的Spike的丟包區(qū)分算法,能區(qū)別出擁塞丟包和無(wú)線鏈路丟包,進(jìn)而準(zhǔn)確根據(jù)丟包率判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況。本發(fā)明方法在帶寬自適應(yīng)機(jī)制上根據(jù)相鄰I幀的差別判斷當(dāng)前畫(huà)面動(dòng)態(tài)程度并分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分別進(jìn)行碼流調(diào)整,并根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況采用適應(yīng)的幀率、分辨率等;本發(fā)明方法具有準(zhǔn)確度高、帶寬適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),是一種有效的應(yīng)用于移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的帶寬自適應(yīng)方法。
      【附圖說(shuō)明】
      [0040]圖1為一種基于丟包區(qū)分的移動(dòng)視頻監(jiān)控帶寬自適應(yīng)方法總體框架圖。
      [0041]圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸建立階段。
      [0042]圖3為本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸丟包區(qū)分流程圖。
      [0043]圖4為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況圖。
      [0044]圖5為靜態(tài)視頻帶寬自適應(yīng)機(jī)制流程圖。
      [0045]圖6為動(dòng)態(tài)視頻帶寬自適應(yīng)機(jī)制流程圖。
      【具體實(shí)施方式】
      [0046]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下:
      [0047]根據(jù)圖1描述總體框架圖,可以看出,在經(jīng)過(guò)RTSP控制層的身份認(rèn)證并完成RTSP交互后,服務(wù)端才開(kāi)始將采集編碼后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)RTP打包處理發(fā)給客戶端。RTCP處理模塊的主要作用是提供和處理反饋信息
      當(dāng)前第1頁(yè)1 2 
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