[發(fā)明專利]一種基于用戶體驗的實時視頻傳輸速率自適應(yīng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310362762.1
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103475951A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱曉榮;錢超;鞏曉迪;李偉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04N21/647
• 分類號: H04N21/647;H04N21/63
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務(wù)所 32241
• 代理人: 唐小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自適應(yīng)視頻傳輸技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實時視頻傳輸自適應(yīng)方法，主要是針對視頻傳輸比特率進(jìn)行適配。

背景技術(shù)

???????隨著無線和移動網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，流媒體業(yè)務(wù)在移動終端上的應(yīng)用和發(fā)展也越來越備受關(guān)注。然而移動網(wǎng)絡(luò)是一個時變信道，如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況的不斷變化，自適應(yīng)的進(jìn)行流媒體實時數(shù)據(jù)的傳輸，提高流媒體傳輸質(zhì)量已成為當(dāng)前急需解決的重大問題。

???????同時，流媒體業(yè)務(wù)中的端到端的用戶體驗（Quality?of?Experience，QoE）也越來越收到運(yùn)營商及廣大用戶的重視，QoE作為用戶對所接受服務(wù)的質(zhì)量的綜合評價，與終端用戶、業(yè)務(wù)與內(nèi)容提供商、網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)運(yùn)營商、設(shè)備制造商的關(guān)系密切相關(guān)。通過對QoE的研究和實際網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，可以改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、提高用戶感受到的服務(wù)質(zhì)量。因此很有必要在提供自適應(yīng)流媒體服務(wù)的同時，加入QoE因素，為用戶提供更好的服務(wù)體驗。

發(fā)明內(nèi)容

???????技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有流媒體業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)的不足，提供一種在實時視頻傳輸過程中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況、視頻類型、用戶體驗來對視頻發(fā)送比特率進(jìn)行自適應(yīng)適配的方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的基于用戶體驗的實時視頻傳輸速率自適應(yīng)適配方法，該方法由移動采集端，播放客戶端以及適配服務(wù)器三部分構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，可根據(jù)移動采集端和播放客戶端所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、傳輸視頻的類型以及用戶反饋的用戶體驗QoE評分動態(tài)自適應(yīng)地改變移動采集端的發(fā)送速率，具體步驟如下：

a）對適配服務(wù)器進(jìn)行初始化，在指定的端口進(jìn)行監(jiān)聽，準(zhǔn)備接收來自移動采集端和播放客戶端的實時數(shù)據(jù)信息。

b）對移動采集端進(jìn)行初始化，開始監(jiān)測自身網(wǎng)絡(luò)狀況以及傳輸視頻的類型，并將網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度、鏈路速率信息以及所處運(yùn)動狀態(tài)信息通過套接字（socket）通信發(fā)送至適配服務(wù)器。對播放客戶端進(jìn)行初始化，開始監(jiān)測自身網(wǎng)絡(luò)狀況，并將網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度、鏈路速率信息發(fā)送至適配服務(wù)器。

c）播放客戶端向移動采集端發(fā)起視頻傳輸請求，二者之間開始傳輸實時視頻數(shù)據(jù)；適配服務(wù)器開啟適配服務(wù)，根據(jù)當(dāng)前的移動采集端的網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度、傳輸視頻的類型、播放客戶端的網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度以及用戶反饋的用戶體驗QoE評分，通過適配算法決策出適合當(dāng)前狀況的最佳發(fā)送比特率并發(fā)送至移動采集端。

d）移動采集端接收后，將發(fā)送比特率調(diào)整為該最佳發(fā)送比特率值，播放客戶端接收調(diào)整后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行觀看。

本發(fā)明中移動采集端包括三個模塊：發(fā)送比特率適配、網(wǎng)絡(luò)狀況監(jiān)測、傳輸視頻類型識別。播放客戶端包括兩個模塊：網(wǎng)絡(luò)狀況檢測、用戶體驗QoE評分。適配服務(wù)器由適配決策模塊構(gòu)成。其中，發(fā)送比特率適配模塊用來接收適配決策后的發(fā)送速率值，并將移動采集端的發(fā)送速率調(diào)整為該值；網(wǎng)絡(luò)狀況監(jiān)測模塊用于在視頻傳輸過程中對移動采集端或播放客戶端所處的網(wǎng)絡(luò)的信號強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測，并將網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)度值發(fā)送至適配服務(wù)器進(jìn)行適配；傳輸視頻類型識別模塊用于判斷移動采集端的運(yùn)動狀態(tài)，并將其發(fā)送至適配服務(wù)器作為適配算法的一個參量。用戶體驗QoE評分模塊用于用戶在觀看視頻的過程中對視頻質(zhì)量進(jìn)行打分，并將該值反饋至適配服務(wù)器以進(jìn)行適配服務(wù)；適配決策模塊負(fù)責(zé)接收來自移動采集端和播放客戶端的各項數(shù)據(jù)信息，綜合適配決策。

本發(fā)明的移動采集端、播放客戶端與適配服務(wù)器之間構(gòu)成傳統(tǒng)的客戶端服務(wù)器模式，通過套接字實現(xiàn)客戶端服務(wù)器之間通信。

本發(fā)明的適配算法的參數(shù)包括移動采集端網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度、播放客戶端網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度、移動采集端傳輸視頻類型、客戶端實時的用戶體驗QoE評分4項參數(shù)。具體適配算法如下：先將移動采集端和播放客戶端的網(wǎng)絡(luò)狀況根據(jù)其取值范圍將其分成若干等級，如S1、S2、S3、S4、S5?5個級別；再將發(fā)送比特率（Send?Bit?Rate，?SBR）進(jìn)行相應(yīng)的分級，如A、B、C、D、E?5個級別，然后根據(jù)當(dāng)前的移動采集端和播放客戶端的網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度的具體值判斷其對應(yīng)的級別，并映射出其相應(yīng)的發(fā)送比特率級別。確定SBR的級別后，再根據(jù)當(dāng)前發(fā)送視頻的類型以及用戶體驗QoE評分來確定發(fā)送比特率的具體值。

播放客戶端在觀看實時視頻的同時，可以對當(dāng)前視頻的質(zhì)量進(jìn)行打分，即用戶體驗QoE評分，并將該評分反饋至適配服務(wù)器端，若該評分低于最低用戶體驗QoE評分的門限值，則立刻觸發(fā)適配算法調(diào)整當(dāng)前的視頻發(fā)送比特率，否則將該評分作為下一次自適應(yīng)速率調(diào)整的參數(shù)值。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：