[發明專利]一種應用于移動設備的視頻流緩沖優化方法及系統

有效

• 申請號: 201210395794.7
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102892041A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 吳迪;何堅;薛政
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04N21/433
• 分類號: H04N21/433;H04N21/239;H04N21/438
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術領域

本發明涉及視頻流媒體技術領域，具體涉及一種應用于移動設備的視頻流緩沖優化方法及系統。

背景技術

隨著近年來移動終端技術的飛速發展，在智能手機上觀看在線視頻成為一種潮流和趨勢。移動終端產生的網絡流量已經呈現出指數級的增長，思科視覺網絡指數（VNI）報告指出2011到2016這幾年間移動終端所產生的網絡流量將會增長18倍。而這其中最主要的驅動者是在線視頻流的傳輸。

移動終端主要依靠無線網絡來獲取視頻流數據，而無線網絡的一個特點就是其帶寬的不穩定性。為了保證在線視頻播放的流暢度，傳統而有效的方法是采用緩沖技術，通過在帶寬條件好的時候緩沖一定的流數據，從而避免在帶寬差的時候出現播放凍結的情況。然而另一方面，測量結果表明，用戶通過移動終端觀看在線視頻時中途放棄播放的概率比較高。用戶的這個行為將會導致處于緩沖區的數據浪費掉，也就是說系統下載了這些數據，但是不會被播放。

這種浪費對于有線網絡環境來說是不足為患的，但是在無線網絡中最為寶貴的就是帶寬資源，而無線網絡ISP一般采用按使用量計費的模式，所以用戶需要為這些浪費的數據買單。另外，從大的無線網絡環境來看，這種普遍存在的浪費也將增大網絡生態系統的負載。緩沖區數據的浪費帶來的另一個不容忽視的影響是對移動終端電池電量的消耗。電池蓄電量的不足本身就是移動終端設備發展的一大制約條件，而在線視頻流數據下載過程的電量開銷更增加了移動終端電量消耗，甚至成為移動終端主要的電量消耗之一。為了保持移動終端電池的續航能力，我們需要盡可能地減少浪費的數據量。

綜上所述，無線網絡環境下的視頻流媒體服務需要緩沖技術的支持，但是傳統的應用于個人PC上的緩沖策略不適用于移動終端觀看在線視頻。

發明內容

本發明解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種在保證播放質量的前提下減少播放開銷的應用于移動設備的視頻流緩沖優化方法。

本發明還提供一種在保證播放質量的前提下減少播放開銷的應用于移動設備的視頻流緩沖優化系統。

為解決上述技術問題，本發明第一個發明目的的技術方案如下：

一種應用于移動設備的視頻流緩沖優化方法，包括如下步驟：

將視頻播放周期切割成若干個時間段；

在每一個時間段里，獲取移動設備系統中的狀態信息；

根據狀態信息決策出本時間段的決策下載量；

根據決策下載量從視頻流服務器中下載數據塊并放入緩沖區，當實時下載量等于決策下載量時停止下載。

作為一種優選方案，所述狀態信息包括緩沖區數據量、下載帶寬、用戶離開概率、電量開銷、計費開銷。

作為進一步的優選方案，所述根據狀態信息通過優化策略決策出本時間段的決策下載量，優化策略具體為：

根據狀態信息在每一個時間段內計算出滿足min(Δ(Θ(t))?+?V?·?H(w(t))p(t))的決策下載量，完成本時間段的決策；

其中Θ(t)表示隊列數組，Δ(Θ(t))表示相鄰兩個時間段隊列數組的變化量，V是一個可控參數，H(w(t))表示浪費的開銷，p(t)表示用戶離開概率；Θ(t)?=?(B(t),?F(t),G(t))，B(t)表述緩沖區數據量隊列，F(t)表示播放凍結時間隊列，G(t)表示播放能耗隊列。

作為更進一步的優選方案，所述浪費的開銷H(w(t))根據計費開銷和電量開銷的加權和計算得到。

本發明第二個發明目的的技術方案如下：

一種應用于移動設備的視頻流緩沖優化系統，包括：

用于將視頻播放周期切割成若干個時間段的周期切割模塊；

用于在每一個時間段里獲取移動設備系統中的狀態信息的狀態信息獲取模塊；

用于根據狀態信息決策出本時間段的決策下載量的決策模塊；

用于根據決策下載量從視頻流服務器中下載數據塊并放入緩沖區，當實時下載量等于決策下載量時停止下載的下載模塊。

作為一種優選方案，所述狀態信息獲取模塊獲取的狀態信息包括緩沖區數據量、下載帶寬、用戶離開概率、電量開銷、計費開銷。

作為進一步的優選方案，所述決策模塊具體用于：

根據狀態信息在每一個時間段內計算出滿足min(Δ(Θ(t))?+?V?·?H(w(t))p(t))的決策下載量，完成本時間段的決策；