[發明專利]一種視頻塊調度方法及系統

有效

• 申請號: 202010067502.1
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111225243B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 黃家瑋;李威赫;鄒邵軍;劉卓然;蘇琪琛;王建新
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04N21/239
• 分類號: H04N21/239;H04N21/4782;H04N21/262;H04N21/438;H04N21/2662
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 楊萍

本發明公開了一種視頻塊調度方法及系統，客戶端在視頻塊下載的過程中，實時記錄當前輪數據傳輸的往返延時RTT_c，并預測下一輪數據傳輸的往返延時RTT_p；計算當前視頻塊的剩余傳輸時間T_left；結合RTT_p和T_left確定下一個視頻塊的調度時間，即向服務器發出下一個視頻塊的調度請求的時間。本發明可以減少由于視頻塊請求而造成的帶寬浪費，同時可以靈活的切換視頻塊的碼率，從而提高網絡利用率和視頻的質量，改善用戶體驗。

技術領域

本發明涉及一種視頻塊調度方法及系統。

背景技術

近年來，基于HTTP的自適應視頻傳輸已被廣泛用于因特網視頻技術中，如Microsoft Smoothing Streaming，Adobe HDS和Apple HLS。如今，基于HTTP的自適應視頻流已被標準化為Dynamic Adaptive Streaming over HTTP(DASH，即HTTP動態自適應流媒體)。在運行在HTTP/1.1上的DASH系統中，每個視頻被編碼為多個不同比特率(碼率)的版本的視頻流，并且每個視頻流被切分成多個視頻塊(也稱視頻片段，每個視頻塊的時長一般為2-10秒)，利用DASH系統，客戶端播放器可以根據感知的實時網絡狀況(可用帶寬或者緩存占用大小)來動態靈活地切換所播放的視頻的比特率。

HTTP/1.1是當前因特網中使用最廣泛的HTTP協議，然而HTTP/1.1存在網絡帶寬利用率比較低的問題。因為基于HTTP/1.1的視頻塊傳輸，客戶端只有在當前視頻塊下載完成后才能去請求下一個視頻塊。HTTP/1.1的客戶端獲取(Client Fetch，CF)機制不可避免地會在視頻塊傳輸之間引入不必要的等待時間，從而導致頻繁的帶寬浪費并增加播放卡頓的風險。

最近，為了解決HTTP/1.1利用率低的問題，DASH利用HTTP/2中的服務器推送(Server Push，SP)功能允許服務器在單個請求上主動推送多個視頻塊，從而極大地消除了塊與塊之間的等待時間和帶寬浪費。但是，如果用戶過早地放棄觀看視頻，則推送的內容可能會浪費。更重要的是，由于服務器針對給定請求以相同的比特率級別推送多個視頻塊，因此視頻塊的比特率可能無法適應帶寬波動，從而導致視頻質量欠佳。

基于上述調度機制所存在的問題，有必要提供既能避免帶寬浪費，又能靈活地切換比特率，從而提升視頻的觀看質量的視頻塊調度方法及系統。

發明內容

本發明所解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種視頻塊調度方法及系統，既能避免帶寬浪費，又能靈活地切換比特率，從而提升視頻的觀看質量。

本發明所提供的技術方案為：

一方面，提供一種視頻塊調度方法，客戶端在視頻塊下載的過程中，實時記錄當前輪數據傳輸的往返延時RTT_c，并預測下一輪數據傳輸的往返延時RTT_p；計算當前視頻塊的剩余傳輸時間T_left；結合RTT_p和T_left確定下一個視頻塊的調度時間，即向服務器發出下一個視頻塊的調度請求的時間，使視頻塊以一種流水線的方式進行調度。

進一步地，客戶端按以下步驟預測下一輪數據傳輸的往返延時RTT_p：先根據過去R輪數據傳輸的往返延時信息計算出延時波動值γ；然后根據當前輪數據傳輸的往返延時RTT_c和延時波動值γ預測下一輪數據傳輸的往返延時RTT_p。

進一步地，所述延時波動值γ取過去R輪數據傳輸的往返延時的變異系數(即過去R輪數據傳輸的往返延時的標準差與平均值之比)。

進一步地，客戶端預測下一輪數據傳輸的往返延時RTT_p的公式為：