[發(fā)明專利]一種基于組播和單播混合策略的PIS補(bǔ)幀算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010200074.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN111770389A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李奇兵;燕強(qiáng);張國(guó)慧;劉良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳宇翊技術(shù)股份有限公司;中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H04N21/6375
• 分類號(hào): H04N21/6375;H04N21/231;H04N21/262;H04N21/439;H04N21/44;H04L29/06
• 代理公司: 深圳力拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44313
• 代理人: 龔健

本發(fā)明公開了一種基于組播和單播混合策略的PIS補(bǔ)幀算法，使用UDP單播和組播混合策略實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的補(bǔ)幀，對(duì)于地面播控和車載播控，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有差別(地面網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相對(duì)更寬，限制?。卉囕d網(wǎng)絡(luò)帶寬嚴(yán)格受限)，播控?cái)?shù)目不一樣(地面播控?cái)?shù)目巨大，車載相對(duì)很有限)，采用UDP單播和組播的混合補(bǔ)幀策略，面向地面播控走組播補(bǔ)幀，面向車載走單播補(bǔ)幀，總體有效地節(jié)省了補(bǔ)幀用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，降低了流媒體服務(wù)端的開銷。本發(fā)明中原始音視頻幀傳輸與補(bǔ)幀是兩個(gè)獨(dú)立行為，原始音視頻幀的封裝格式保持不變，從而具備更強(qiáng)的應(yīng)用場(chǎng)景適應(yīng)性：比如某些客戶端(比如播放控制器)不支持補(bǔ)幀協(xié)議，在丟包不明顯的情況下系統(tǒng)也是可以正常工作的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于組播和單播混合策略的PIS補(bǔ)幀算法。

背景技術(shù)

在城市軌交行業(yè)中，乘客信息系統(tǒng)(PIS)是信息化建設(shè)的必要部分，它一般由中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)、車載子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)等組成。中心子系統(tǒng)(作為服務(wù)端)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將列車信息、直播視頻流、廣告信息等推送到車站的播放控制器(作為客戶端)，其中推送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的過(guò)程則會(huì)涉及TCP(傳輸控制協(xié)議)或UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)的使用。

地面網(wǎng)絡(luò)一般是比較穩(wěn)定的，丟包率很低；而使用車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)把視頻流傳送到行駛的列車時(shí)，因?yàn)轭l繁地進(jìn)行基站切換，可能造成較高的丟包率，從而導(dǎo)致車載播放畫面出現(xiàn)聲音卡頓、視頻花屏等現(xiàn)象。如何消除該現(xiàn)象，就需要在應(yīng)用層以及網(wǎng)絡(luò)層想辦法，消除或者降低因網(wǎng)絡(luò)丟包造成音視頻丟幀的概率，在異常時(shí)進(jìn)行補(bǔ)幀或者針對(duì)特定數(shù)據(jù)包的補(bǔ)包功能。

補(bǔ)幀或者補(bǔ)包，一般是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)UDP單播來(lái)完成的。在PIS系統(tǒng)中，流媒體服務(wù)器一般通過(guò)UDP組播向各個(gè)播放控制器發(fā)送視頻流，播放控制器相應(yīng)地通過(guò)UDP組播來(lái)接收流媒體服務(wù)器的輸出。在播放控制器應(yīng)用層檢測(cè)發(fā)現(xiàn)視頻流存在丟幀或者丟包時(shí)，播放控制器通過(guò)UDP協(xié)議向流媒體服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，要求流媒體服務(wù)器重發(fā)播放控制器側(cè)沒有收到的音視頻幀或者數(shù)據(jù)包。流媒體服務(wù)器響應(yīng)其該請(qǐng)求，通過(guò)UDP單播向提出請(qǐng)求的播放控制器重發(fā)對(duì)應(yīng)的音視頻幀或者數(shù)據(jù)包。

在應(yīng)用層，基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)UDP單播進(jìn)行補(bǔ)幀或補(bǔ)包存在以下缺點(diǎn)：

網(wǎng)絡(luò)帶寬要求可能很高：在大量播放控制器組網(wǎng)應(yīng)用的情況下，如果丟幀或者丟包嚴(yán)重，很多播放控制器都會(huì)提出補(bǔ)發(fā)請(qǐng)求，流媒體服務(wù)器隨之響應(yīng)，其帶寬需要消耗多少具有不確定性，有可能會(huì)對(duì)帶寬提出很高的要求，這樣的話從帶寬的規(guī)劃設(shè)計(jì)到實(shí)際應(yīng)用供給都帶來(lái)困難；

流媒體服務(wù)端開銷高：由于所有的播放控制器的重發(fā)請(qǐng)求都需要流媒體服務(wù)端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地進(jìn)行響應(yīng)，從而造成在播放控制器數(shù)目多、丟幀或丟包率高的情況下服務(wù)端的壓力非常大，甚至要考慮設(shè)置專門的補(bǔ)幀或補(bǔ)包服務(wù)器來(lái)進(jìn)行響應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于組播和單播混合策略的PIS補(bǔ)幀算法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于組播和單播混合策略的PIS補(bǔ)幀算法的單播補(bǔ)幀算法，包含以下步驟：

A、服務(wù)端間隔發(fā)送原始的音視頻數(shù)據(jù)幀；

B、客戶端接收到數(shù)據(jù)幀后會(huì)計(jì)算出該數(shù)據(jù)幀的特征碼，并將包含特征碼的包頭發(fā)給服務(wù)端；

C、服務(wù)端如果收到包頭消息，就會(huì)從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中查找該數(shù)據(jù)包是否存在，不存在就丟掉該消息，存在就會(huì)驗(yàn)證包頭是否相同；

D、客戶端只接收到之前發(fā)送給服務(wù)端的包頭，則說(shuō)明數(shù)據(jù)幀傳輸成功，不需要補(bǔ)包；如果接收到新包頭以及各個(gè)數(shù)據(jù)小包的特征碼，則表示數(shù)據(jù)幀有丟失，需要請(qǐng)求補(bǔ)包；

E、客戶端向服務(wù)端申請(qǐng)小包補(bǔ)包；

F、服務(wù)端如果收到申請(qǐng)單播補(bǔ)小包的消息，就會(huì)從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中查找該數(shù)據(jù)小包是否存在；