专利名称：一种自适应网络带宽实时视频传输方法
技术领域：
本发明涉及视频传输领域，特别是针对实时视频数据的网络传输领域。
背景技术：
随着网络，处理器性能，以及视频采集设备等各项技术的进步和发展，简单的语音或文字交流已无法满足人们的沟通需求。高清晰实时视频，将会迅速得以普及，成为未来人 与人沟通的重要渠道。由于视频数据量较大，而实际网络状况非常复杂，有的地方网络带宽大，有的地方网络带宽小，并且还经常现出其它应用抢占网络带宽的情况，因此视频网络带宽无法得到 保证。使用一般的实时视频传输方法要么占用较大带宽，提供高质量图像，但是在网络带 宽较小时，出现拥塞，画面非常不流畅；要么占用较小带宽，画面相对流畅，但是画面较小或 者不清晰。本发明正是针对上述问题，提供一种新的视频传输方法。本方法能根据网络统计 信息，自适应计算出当前最适合网络传输的带宽。这样，在网络较好时，可以占用较大的带 宽传输视频，提高视频质量。在网络变坏时，可以选择较小的带宽传输视频，优先保证视频 的流畅性。在实际网络环境下测试，使用本发明描述的方法，相比未使用本发明的情况，视 频质量得到大幅度提升。
发明内容
经过大量测试统计及分析后，我们发现目前绝大部分网络模型可以划分为三类 时延型，丢包型，以及时延丢包结合型。时延型网络特征是如附图2所示，在传输数据未达到网络带宽瓶颈时，网络时延 及丢包率均很小。当传输数据接近网络带宽瓶颈时，传输时延急速上升，而丢包率仍较低。 如果传输数据带宽继续增加，传输时延将维持在高位，不再继续上升，而丢包率将急速上升。丢包型网络特征是如附图3所示，在传输数据未达到网络带宽瓶颈时，网络时延 及丢包率均很小。当传输数据接近网络带宽瓶颈时，丢包率迅速上升，而时延相对变化比较 平稳。时延及丢包结合型网络，是由于时延型网络和丢包型网络串联造成的。其某一段 特征符合时延型或丢包型网络特征中的一种。本发明依据上述网络模型的统计特征，来自动调节网络传输带宽大小，从而达到 在保证网络不出现拥塞(保证实时性)的前提下，最大限度提高传输数据带宽(提高视频 质量)的目的。具体方法如下如图2所示，当统计出随着网络带宽增加，网络时延急速上升的情况时，认为时延 达到网络最大带宽的临界区域。如果时延小于临界区域，则认为小于临界点。如果时延大 于临界区域，则认为大于临界点。
如图3所示，当统计出随着网络带宽增加，网络丢包率迅速上升的情况时，认为丢 包率达到网络最大带宽的临界区域。如果丢包率小于临界区域，则认为小于临界点。如果 丢包率大于临界区域，则认为大于临界点。如图4所示，当统计得出时延和丢包率均小于临界点时，则增加网络传输带宽。当 时延或丢包二者之一大于临界点时，则降低网络传输带宽。否则，时延或丢包率必然有一个 值位于临界区域以内，则保持网络传输带宽不变。如图1所示，网络传输模块将网络传输的时延和丢包率数据，实时送到网络模型 分析模块进行分析，更新网络模型数据。分析产生的网络带宽信息，立即送给视频编码器模 块，用于调整压缩比，增加或减小产生的数据，控制网络传输带宽。
图1自适应网络带宽实时视频传输整体流程图2时延型网络模型图3丢包型网络模型图4网络带宽自适应流程
具体实施例方式网络带宽自适应过程按如下步骤执行步骤1 编码器模块及网络模型分析模块均使用初始带宽开始工作。初始带宽可 设定为一个经验值。步骤2 网络传输模块统计出网络时延及丢包率，实时送到网络模型分析模块进 行分析。步骤3 网络模型分析模块将分析得出的结果(网络带宽)，送给编码器模块。编 码器模块按新的带宽来产生数据。重复步骤2。网络模型分析模块按如下步骤执行步骤1 设定初始网络带宽，最大带宽，最小带宽，初始时延及丢包率。步骤2 统计过去一段时间平均时延。如图2所示，如果时延迅速增加，则设定达 时延达到临界点。如果时延超过阈值，则设定时延超过临界点。所有条件皆不满足，则设定 时延未达到临界点。步骤3 统计过去一段时间的丢包率。如图3所示，如果丢包率迅速增加，则设定 丢包率达到临界点。如果丢包率超过阈值，则设定丢包率超过临界点。所有条件皆不满足， 则设定丢包率未达到临界点。步骤4:以一个统计时间段的最差结果为准，如果时延及丢包均未达到临界点，则 提高网络带宽。如果超过最大带宽，则维持最大带宽。重复步骤2。步骤5 如果时延或丢包超过临界点，则降低网络带宽。如果低于最小带宽，则维 持最小带宽。重复步骤2。步骤6 以上条件皆不满足，则维持当前带宽，重复步骤2。
权利要求
本发明是这样实现的一种白适应网络带宽实时视频传输应方法，其特征在于，该方法包括以下步骤通过统计网络状态信息，分析并计算出网络传输带宽(传输能力)，并使用该结果控制数据发送方调整产生数据的大小。
2.如权利要求1所述统计网络状态信息，其特征在于统计网络传输的时延及丢包率特征，以当网络接近传输极限时，网络时延或丢包率急 速上升的统计特征作为判定网络进入临界状态的条件。具体指在时延型网络中，当统计出随着网络带宽增加，时延急速上升作为临界状态判定条件。 时延低于该临界区域，则认为时延小于临界点。时延超过该临界区域，则认为时延大于临界点.在丢包型网络中，当统计出随着网络带宽增加，丢包率急速上升作为临界状态判定条 件。丢包率低于该临界区域，则认为丢包率小于临界点。丢包率超过该临界区域，则认为丢 包率大于临界点。
3.如权利要求1所述分析并计算出网络带宽，其特征在于以权利要求2所述统计特征作为计算网络带宽的依据。当丢包或时延任一特征大于临 界点，则降低网络带宽。当丢包或时延统计特征均小于临界点，则提高网络带宽。否则保持 当前网络带宽不变.
全文摘要
本发明公开了一种自动适应网络带宽，大幅度提高实时视频流图像质量的方法。依据网络传输过程中获取的时延和丢包率统计信息，实时建立和动态调整网络模型，分析并计算出当前网络传输带宽(传输能力)。视频编码器依据网络传输带宽调整编码输出大小。这样既保证了网络不出现拥塞(保证实时性)，又最大限度使用了网络带宽，提高了视频质量。本发明同样可应用到其它对实时性要求较高的数据传输需求中。
文档编号H04L12/56GK101800697SQ20101010395
公开日2010年8月11日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者陈兴桃 申请人:深圳市宇速科技有限公司