[發明專利]一種可伸縮編碼視頻流的多網并發傳輸方法

有效

• 申請號: 201410342348.9
• 申請日: 2014-07-17
• 公開（公告）號: CN105263067B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 鄧振杰;劉銀龍;胡亞輝;周旭;慈松;趙志軍;譚紅艷
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04N21/647
• 分類號: H04N21/647;H04N19/33
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司11472
• 代理人: 王宇楊,楊青

技術領域

本發明涉及網絡通信領域，特別涉及可伸縮編碼視頻流的多網并發傳輸方法。

背景技術

近年來，移動視頻業務迅速發展增長，已經逐漸成為移動互聯網的主導業務。根據思科的市場研究報告，預計到2015年移動視頻流量將占超過全球移動業務流量的一半。然而，傳輸高質量的視頻流往往需要占用大量的帶寬。例如，傳輸一個H.264編碼的1080P視頻平均需要6-8Mbit/s。盡管利用寬帶有線網絡能夠滿足這種高質量視頻流的傳輸需求，但是，單一的無線接入網絡難以實現高質量的視頻質量。這是由于無線接入網絡存在資源受限以及信道時變的特性，只利用單一的接口傳輸高質量視頻流會導致播放過程的頻繁失真。

隨著無線接入技術的發展和多模終端的普及，使得多模終端同時利用多個接口連接到多個無線網絡以進行數據的并發傳輸成為了可能。因此，可以同時利用多個無線接入網的傳輸能力來實現高質量視頻流的傳輸。利用多網并發傳輸高質量視頻流的一個關鍵技術是分組調度，即根據應用所要求的QoS和接入網的特點來確定視頻數據包通過哪個接入網來傳輸。針對該問題，國內外學者已提出了很多的解決算法，例如傳統的round-robin隨機方法以及速率控制算法。傳統的round-robin方法因為沒有考慮接入網絡間的負載均衡以及數據包的亂序到達，從而導致視頻質量的下降和播放失真。而速率控制方法沒有考慮視頻數據包之間的相互依賴關系，會導致某些接收到的視頻分組不能解碼，從而導致緩存的浪費和視頻質量的下降。

與此同時，可伸縮視頻編碼(如H.264/SVC標準)由于其編解碼高效和向后兼容性已廣泛應用在視頻流傳輸中。H.264/SVC的可擴展維度包括空間可擴展性、時間可擴展性以及質量可擴展性。在可伸縮視頻編碼中，一個視頻比特流可以被分層為基本層和基礎層。基礎層向后兼容非可伸縮視頻編碼并提供基本的視頻質量，而增強層和基礎層結合起來可以進一步改善視頻的質量。圖1為可伸縮視頻編碼的分層結構圖，圖中的箭頭表示視頻幀之間的相互依賴關系，視頻幀之間的這種相互依賴關系表明在多網并發傳輸視頻流時需要充分地考慮各種因素，而不能簡單地采用傳統的round-robin方法以及速率控制方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的多網并發傳輸方法在做分組調度時沒有考慮接入網絡間的負載均衡以及數據包的亂序到達等缺陷，從而提供一種能夠提高異構接入網絡中并行傳輸視頻流性能的方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種可伸縮編碼視頻流的多網并發傳輸方法，包括：

對可伸縮編碼視頻流中的網絡提取層單元進行分類，將對視頻質量影響較大的網絡提取層單元歸為第一類，將對視頻質量影響較小的網絡提取層單元歸為第二類；在所述第一類與第二類中各自對類內的網絡提取層單元按照從大到小的順序進行排序；對排序后的各個網絡提取層單元分配可接入網絡，其中，對于第一類中的網絡提取層單元，為其分配丟包率最小且還有可用容量的可接入網絡，對于第二類中的網絡提取層單元，為其分配時延最小且有可用容量的滿足丟包率要求的可接入網絡。

上述技術方案中，該方法進一步包括：

步驟1)、在一個時隙里，將該時隙所要傳輸的圖像組內需要傳輸的網絡提取層單元進行分類，將屬于I幀和P幀的網絡提取層單元歸類成基礎層，將屬于B幀的網絡提取層單元歸類成增強層，然后將基礎層和增強層中的網絡提取層單元按照網絡提取層單元大小d_k/s_k,l以從大到小的順序分別進行排序；

檢測并保存每個接入網的可用速率C_n、往返時延τ_n以及丟包率p_n；

步驟2)、對基礎層中的經排序后的網絡提取層單元按照如下方式依次逐一處理：判斷一網絡提取層單元若要成功解碼所依賴的視頻幀是否已經被調度傳輸，若已經被調度傳輸，那么將該網絡提取層單元調度到丟包率最小且還有可用容量的可接入網絡進行傳輸，若未被調度傳輸，則等待該網絡提取層單元所依賴的視頻幀被調度傳輸后再將該網絡提取層單元調度到丟包率最小且還有可用容量的可接入網絡進行傳輸；