[發(fā)明專利]基于瞬時(shí)訪問速率值的在線視頻緩存管理方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811491430.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN109769136B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李純喜;王唯;高志朋;趙永祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N21/433
• 分類號(hào): 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(wù)所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發(fā)明提供了一種基于瞬時(shí)訪問速率值的在線視頻緩存管理方法和系統(tǒng)。該方法包括：將視頻按照時(shí)間順序切分成多個(gè)字節(jié)數(shù)相同且連續(xù)的視頻塊，視頻緩存裝置接收到用戶發(fā)來的某個(gè)視頻塊的請(qǐng)求后，從本地或必要時(shí)從遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器中獲取某個(gè)視頻塊，將某個(gè)視頻塊發(fā)送給用戶；視頻緩存裝置根據(jù)各個(gè)視頻塊的FIFO數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中和用戶行為文件中記錄的信息，計(jì)算出其緩存空間內(nèi)中的每個(gè)視頻塊和某個(gè)視頻塊的最大瞬時(shí)訪問速率值，根據(jù)各個(gè)視頻塊的最大瞬時(shí)訪問速率值確定某個(gè)視頻塊的緩存方式。本發(fā)明利用了視頻點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)的用戶觀看行為特性，計(jì)算瞬時(shí)訪問速率的依據(jù)來自于在線用戶未來觀看行為，使得視頻塊的重要度值和視頻觀看的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度很高，從而能夠提升視頻緩存的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻存儲(chǔ)管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于瞬時(shí)訪問速率值的在線視頻緩存管理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著在線觀看視頻的用戶數(shù)量越來越多以及可供下載的視頻數(shù)量和尺寸越來越大，視頻服務(wù)器面臨著巨大的文件存儲(chǔ)壓力和帶寬開銷。文件視頻緩存裝置是緩解這一壓力的常用方法。

在視頻緩存領(lǐng)域，現(xiàn)有的緩存替換方法包括LRU(Least Recently Used，最早最近訪問)策略和LFU(Least Frequently Used，最少訪問頻率)策略。它們共同的做法都是假定用戶將來的行為與過去的行為相似，進(jìn)而根據(jù)用戶對(duì)文件的歷史訪問記錄，預(yù)測(cè)文件的訪問模式；當(dāng)緩存滿時(shí)，這些緩存策略從緩存中優(yōu)先剔除最不可能被訪問的文件。其中，LRU策略基于歷史訪問記錄，從緩存中優(yōu)先剔除最近訪問時(shí)間最早的文件；其本質(zhì)是基于文件的短期流行度預(yù)測(cè)該文件的訪問模式，即，如果文件最近被訪問過，那么其未來被訪問的機(jī)率更高。LFU策略根據(jù)歷史訪問記錄統(tǒng)計(jì)文件被請(qǐng)求的頻率，優(yōu)先從緩存中剔除訪問頻率最少文件；其本質(zhì)是基于長(zhǎng)期文件的長(zhǎng)期流行度預(yù)測(cè)的該文件的訪問模式，即:如果文件在過去被訪問了很多次，那么未來被訪問的頻率更高。

上述現(xiàn)有技術(shù)中的視頻的緩存替換方法的缺點(diǎn)為：LRU策略和LFU策略都是以文件的歷史被訪問信息代替文件未來被訪問的模式，往往會(huì)出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤，準(zhǔn)確度有限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于瞬時(shí)訪問速率值的在線視頻緩存管理方法和系統(tǒng)，以提高視頻緩存的效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于瞬時(shí)訪問速率值的在線視頻緩存管理方法，將視頻按照時(shí)間順序切分成多個(gè)字節(jié)數(shù)相同且連續(xù)的視頻塊，所述方法包括：

視頻緩存裝置接收到用戶發(fā)來的某個(gè)視頻塊的請(qǐng)求后，從遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器中獲取所述某個(gè)視頻塊，將所述某個(gè)視頻塊發(fā)送給所述用戶，同時(shí)記錄用戶和視頻塊的歷史訪問信息；

視頻緩存裝置根據(jù)用戶和視頻塊的歷史訪問信息，計(jì)算出其視頻塊集合中的每個(gè)視頻塊和所述某個(gè)視頻塊的最大瞬時(shí)訪問速率MIRR，根據(jù)各個(gè)視頻塊的MIRR確定所述某個(gè)視頻塊的緩存方式。

進(jìn)一步地，所述的將視頻按照時(shí)間順序切分成多個(gè)字節(jié)數(shù)相同且連續(xù)的視頻塊，包括：

將視頻按照時(shí)間順序分成多個(gè)字節(jié)數(shù)相同且連續(xù)的視頻塊，視頻緩存裝置在其內(nèi)部的緩存空間中以視頻塊的方式對(duì)各個(gè)視頻進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器以視頻塊的方式存儲(chǔ)和管理所有視頻，遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器通過通信網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)視頻緩存裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；

視頻緩存裝置存儲(chǔ)和管理視頻塊的歷史數(shù)據(jù)信息，所述歷史數(shù)據(jù)信息包括：用戶觀看進(jìn)度文件和/或視頻塊訪問計(jì)數(shù)文件，所述用戶觀看進(jìn)度文件用于記錄每個(gè)在線用戶最近一次觀看的視頻塊和觀看時(shí)刻，所述視頻塊訪問計(jì)數(shù)文件用于記錄每個(gè)視頻塊截至每次被訪問時(shí)累計(jì)的訪問次數(shù)。

進(jìn)一步地，所述的視頻緩存裝置接收到用戶發(fā)來的某個(gè)視頻塊的請(qǐng)求后，從遠(yuǎn)程視頻服務(wù)器中獲取所述某個(gè)視頻塊，將所述某個(gè)視頻塊發(fā)送給所述用戶，包括：