[發明專利]基于瞬時訪問速率值的在線視頻緩存管理方法和系統

有效

• 申請號: 201811491430.2
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109769136B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 李純喜;王唯;高志朋;趙永祥
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04N21/433
• 分類號: H04N21/433;H04N21/432;H04N21/442;H04N21/472;H04N21/231;H04N21/24;H04N21/845
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于瞬時訪問速率值的在線視頻緩存管理方法，其特征在于，將視頻按照時間順序切分成多個字節數相同且連續的視頻塊，所述方法包括：

視頻緩存裝置接收到用戶發來的某個視頻塊的請求后，從遠程視頻服務器中獲取所述某個視頻塊，將所述某個視頻塊發送給所述用戶，同時記錄用戶和視頻塊的歷史訪問信息；

視頻緩存裝置根據用戶和視頻塊的歷史訪問信息，計算出其視頻塊集合中的每個視頻塊和所述某個視頻塊的最大瞬時訪問速率MIRR，包括：

設視頻緩存裝置已緩存的視頻塊和所述的某個視頻塊的集合為Γ，對Γ中的每個視頻塊，執行以下操作：

根據在線用戶的觀看需求，計算視頻塊的最大在線用戶請求速率，包括：針對集合Γ中的任意一個視頻塊(v’,i’)，其中v’,i’分別是視頻塊對應的視頻編號和視頻塊編號，給定一個最大觀測窗口長度為[0，i'-1]，根據在線用戶正在觀看的所述最大觀測窗口長度[0，i'-1]范圍內的視頻塊(v',j_k)的位置，j_k≤i'，以及基于視頻塊訪問計數文件得出的視頻塊(v',i')和視頻塊(v',j_k)的被連續觀看總次數，得到所述在線用戶對視頻塊(v',i')的觀看概率和請求時間，將該請求時間作為所述最大觀測窗口長度[0，i'-1]范圍內的一個觀測窗口長度；

在每個觀測窗口長度上，將所有用戶對視頻塊(v',i')的觀看概率之和作為在該觀測窗口長度上衡量的視頻塊(v',i')將被觀看的總次數，將該總次數除以對應的觀測窗口長度，得到所述觀測窗口長度對應的視頻塊(v',i')的在線用戶訪問速率IRR，將所有觀測窗口長度對應的IRR進行比較，取IRR的最大值作為視頻塊(v',i')的最大在線用戶請求速率；

根據離線用戶的觀看需求，計算視頻塊的離線用戶請求速率，包括：針對集合Γ中的任意一個視頻塊(v’,i’)，根據視頻塊(v’,i’)在視頻塊訪問計數文件中記錄的最早一次被請求的時刻t_s，其對應的累計訪問的總次數為最近一次被請求的時刻為t_e，其對應的累計訪問的總次數為給定當前時刻t，視頻塊(v’,i’)的離線用戶請求速率ARR^(v′,i′)的計算公式如下式所示，其ARR值等于在過去的一段時間內，該視頻塊已被觀看的總次數除以這段時間的時長：

根據視頻塊在視頻中的位置，以一定策略結合所述視頻塊的最大在線用戶請求速率和所述視頻塊的離線用戶請求速率，形成該視頻塊的MIRR，包括：

設定視頻塊的編號閾值θ，對于編號大于θ的視頻塊，直接用其最大在線用戶請求速率作為該視頻塊的MIRR；對于編號小于或者等于θ的視頻塊，用該視頻塊的最大在線用戶請求速率和離線用戶請求速率的最大值作為該視頻塊的MIRR；

或者，

設定視頻塊的編號閾值θ，對于編號大于θ的視頻塊，直接用其最大在線用戶請求速率作為該視頻塊的MIRR；對于編號小于或者等于θ的視頻塊，用該視頻塊的ARR對在線用戶的觀看需求進行補償，計算一個新的有補償的用戶請求速率IRR₊^(v,i)，用該視頻塊的最大在線用戶請求速率和IRR₊^(v,i)的最大值作為該視頻塊的MIRR；

根據各個視頻塊的MIRR確定所述某個視頻塊的緩存方式，包括：

所述視頻緩存裝置將其空閑的緩存空間與需要緩存的某個視頻塊本身的內存大小進行比較，當空閑的緩存空間大于或者等于所述某個視頻塊本身的內存時，則所述視頻緩存裝置將所述某個視頻塊存入空閑的緩存空間；

當空閑的緩存空間小于所述某個視頻塊本身的內存時，所述視頻緩存裝置根據其存儲的各個視頻塊的歷史數據信息計算出其視頻塊集合中的每個視頻塊和所述某個視頻塊的MIRR值；當MIRR值最小的視頻塊不是所述某個視頻塊時，則在緩存空間中刪除所述MIRR值最小的視頻塊，并在對應緩存空間上存儲所述某個視頻塊；當MIRR值最小的視頻塊是所述某個視頻塊時，則不在本地緩存中存儲所述某個視頻塊。