Http流媒体的速率自适方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种HTTP流媒体的速率自适方法和装置，方法包括：客户端在传输层采用TCP协议，在应用层采用HTTP协议，从服务端获取选择码率的流媒体，其中，选择的码率使得在当前的下载速率下用于缓存流媒体的缓冲区的缓存数据量保持在设定的范围内。本发明提高了用户体验。
【专利说明】HTTP流媒体的速率自适方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明属于网络视频传输【技术领域】，具体涉及HTTP流媒体的速率自适方法及装置。
【背景技术】
[0002]近几年来，动态HTTP流媒体传输技术广泛应用于网络视频传输。选择视频码率过大，将导致下载速度小于播放速度，引起播放停顿；选择视频码率过小，将导致带宽浪费，视频质量较差。
[0003]在现有系统中，由于网络带宽的时变特性，如何选择合适的视频码率从而最大化用户接受视频质量，仍然面临挑战。因此，选择合适的视频码率比较重要。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种HTTP流媒体的速率自适方法和装置，以解决上述的问题。
[0005]在本发明的实施例中，提供了一种HTTP流媒体的速率自适方法，包括:客户端在传输层采用TCP协议，在应用层采用HTTP协议，从服务端获取选择码率的流媒体，其中，选择的码率使得在当前的下载速率下用于缓存流媒体的缓冲区的缓存数据量保持在设定的范围内。
[0006]在本发明的实施例中，提供了一种HTTP流媒体的速率自适装置，包括:下载模块，用于使客户端在传输层采用TCP协议，在应用层采用HTTP协议，从服务端获取选择码率的流媒体；选择模块，用于选择码率，使得在当前的下载速率下用于缓存流媒体的缓冲区的缓存数据量保持在设定的范围内。
[0007]本发明上述实施例的HTTP流媒体的速率自适方法和装置通过控制缓存区的饱和度来选择速率，从而在充分利用带宽的同时，保证视频播放的连续性以及平滑性，提高了用户体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0009]图1示出了根据本发明实施例的动态HTTP流媒体系统结构示意图；
[0010]图2示出了根据本发明实施例的速率调整的比例控制示意图；
[0011]图3示出了根据本发明实施例的速率调整的比例微分控制示意图；
[0012]图4示出了根据本发明实施例的HTTP流媒体的速率自适装置的示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0014]图1示出了根据本发明实施例的动态HTTP流媒体系统结构示意图，包括:客户端在传输层采用TCP协议，在应用层采用HTTP协议，从服务端获取选择码率的流媒体，其中，选择的码率使得在当前的下载速率下用于缓存流媒体的缓冲区的缓存数据量保持在设定的范围内。
[0015]在该实施例中，将接收端缓冲区中的缓存数据量作为反馈信号，调整视频码率，这相当于依据网络带宽状况调整下载速率，从而在充分利用带宽的同时，保证视频播放的连续性以及平滑性，提高了用户体验。
[0016]优选地，在服务端利用转码技术，将视频内容编码成具有不同码率的多个视频文件；将每个转码后的视频文件切分成一定长度的多个视频片段，并以文件的形式存储在服务端；客户端依次下载视频片段，解码并播放。具体的，包括以下步骤:
[0017]1、在服务器端，依据转码技术，将每个视频文件转码成具有不同码率的多个视频
文件(图中的Seg USeg 2......Seg N)，然后将每个转码后的视频文件，进一步切分成一
定时间长度的视频片段，并以文件的形式存储于服务器上；
[0018]2、客户端依据时间顺序，依次请求下载视频片段；
[0019]3、接收端下载完一个视频片段后，对其进行解码并播放，并开始下一个片段的下
载
[0020]步骤2中视频传输采用标准的HTTP/TCP协议。步骤3中在进行视频片段的请求下载时，需要动态地决定视频的码率，从而选择相应的视频片段。
[0021]在动态地决定视频的码率时，可以考虑码率的调整时间和调整频率的问题。
[0022]调整时间:网络带宽波动性比较大，在进行速率调整时，如何依据带宽的变换，及时地进行速率切换，也是速率调整中面临的一大问题，调整时间过长将导致速率切换置换滞后带宽变化，进而引起接收端缓冲区上溢或下溢。
[0023]调整频率:视频码率的频繁调整也会导致用户观看视频的体验降低，也即在带宽发生短暂的抖动时，应该避免速率的调整，从而保证视频码率的平滑性。因此，在动态HTTP流媒体系统中，如何选择合适的视频码率从而提高用户观看视频的体验，显得尤为必要。
[0024]本发明的优选实施例以控制论为理论基础，下面进一步详细说明。
[0025]首先给出一些符号定义:
[0026]fk:第k个片段开始下载的时刻；
[0027]fk:第k个片段开始下载完成的时刻；
[0028]d(t):在时刻t时的下载速率；
[0029]p(t):在时刻t时的播放速率；
[0030]b(t):在时刻t时的接收端缓存的数据量；
[0031]L:每个视频片段的持续时间；
[0032]V = Ir1, r2, , rj:可选用视频码率的集合,满足!T1 < r2 <...< rL ；
[0033]r (k):被选择的第k个片段的视频码率；
[0034]Q(x):量化函数，其定义为。
re K ,r<x
[0035]第一优选实施例:
[0036]本优选实施例的速率调整策略是一种比例控制，如图2所示，其中K1和K2为系统参数，K1是速率调整的正向比例控制系数，K2是速率调整的反馈比例控制系数，并且
【权利要求】
1.一种HTTP流媒体的速率自适方法，其特征在于，包括: 客户端在传输层采用TCP协议，在应用层采用HTTP协议，从服务端获取选择码率的所述流媒体，其中，选择的码率使得在当前的下载速率下用于缓存所述流媒体的缓冲区的缓存数据量保持在设定的范围内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 预先将视频内容编码成具有不同码率的多个视频文件，将每个所述视频文件按时间先后切分成设定长度的多个视频片段，并作为所述流媒体存储在所述服务端。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，客户端通过HTTP/TCP协议从服务端获取选择码率的所述流媒体包括: 所述客户端下载完第k-Ι个视频片段的所述流媒体之后，根据当前的下载速率和所述缓冲区的数据量确定相应的码率； 所述客户端从所述服务端获取具有所述相应码率的第k个视频片段的所述流媒体。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据当前的下载速率和所述缓冲区的数据量确定相应的码率包括:设置
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，设置
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，设置
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据当前的下载速率和所述缓冲区的数据量确定相应的码率包括:设置
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设置
9.一种HTTP流媒体的速率自适装置，其特征在于，包括: 下载模块，用于使客户端在传输层采用TCP协议，在应用层采用HTTP协议，从服务端获取选择码率的所述流媒体； 选择模块，用于选择所述码率，使得在当前的下载速率下用于缓存所述流媒体的缓冲区的缓存数据量保持在设定的范围内。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括: 编码模块，用于 将视频内容编码成具有不同码率的多个视频文件； 分段模块，用于将每个所述视频文件按时间先后切分成设定长度的多个视频片段，并作为所述流媒体存储在所述服务端； 所述选择模块用于在所述客户端下载完第k-Ι个视频片段的所述流媒体之后，根据当前的下载速率和所述缓冲区的数据量确定相应的码率； 所述下载模块用于使所述客户端从所述服务端获取具有所述相应码率的第k个视频片段的所述流媒体。
【文档编号】H04N21/238GK103702237SQ201210366974
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】周超, 张行功, 郭宗明 申请人:北京大学, 北大方正集团有限公司, 北京北大方正电子有限公司