[發(fā)明專利]一種改善視頻傳輸延遲的方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010440198.0
• 申請(qǐng)日: 2020-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111669545A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟利民;楊重歡;應(yīng)頌翔;林夢(mèng)嫚;蔣維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N7/18
• 分類號(hào): H04N7/18;H04L29/06
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

本發(fā)明的一種改善視頻傳輸延遲的方法，包括：1)視頻發(fā)送端根據(jù)RTP層的反饋信息，經(jīng)過(guò)帶寬估測(cè)模塊得出帶寬估測(cè)結(jié)果，然后不斷動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)向監(jiān)控用戶端的視頻流傳輸速率；2)監(jiān)控用戶端利用QoS監(jiān)測(cè)模塊得出包丟失率和傳輸時(shí)間等反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的參數(shù)并將這些信息反饋給視頻發(fā)送端；3)視頻發(fā)送端根據(jù)監(jiān)控用戶端反饋的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息為視頻編碼器提供編碼速率的控制參數(shù)，使視頻數(shù)據(jù)流能夠在編碼器進(jìn)行發(fā)送速率的自適應(yīng)編碼；4)監(jiān)控用戶端接收視頻數(shù)據(jù)流，然后再通過(guò)解碼器進(jìn)行視頻解壓和解碼，還原出圖像。本發(fā)明還提供了一種改善視頻延遲傳輸裝置。本發(fā)明能夠減小視頻數(shù)據(jù)包丟失率，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，能夠降低實(shí)時(shí)視頻傳輸?shù)膫鬏斞舆t。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種改善視頻傳輸延遲的方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，公眾安全意識(shí)的不斷提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為安防產(chǎn)業(yè)中的重要部分，已經(jīng)廣泛地運(yùn)用在生活中的許多場(chǎng)所。事實(shí)上，公路、公共場(chǎng)所、室內(nèi)也是已經(jīng)安裝部署了大量的視頻監(jiān)控設(shè)備，隨之而來(lái)的就是聯(lián)網(wǎng)的需要。近年來(lái)隨著以國(guó)標(biāo)GB/T28181為代表的一批視頻聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的公布，各公共部門(mén)及跨部門(mén)、跨區(qū)域的視頻聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展。但是發(fā)展也帶來(lái)了新的問(wèn)題，由于各種原因，有些監(jiān)控視頻系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可能十分復(fù)雜，這就不可避免地帶來(lái)了監(jiān)控視頻質(zhì)量的下降。

現(xiàn)在社會(huì)各行業(yè)和部門(mén)系統(tǒng)視頻監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬、數(shù)據(jù)包丟失率和延遲等指標(biāo)都有嚴(yán)格的要求，但由于系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)上的視頻處理主機(jī)的性能不同，以及網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的頻繁變化，往往不能滿足實(shí)時(shí)視頻信號(hào)傳輸對(duì)高帶寬和低延時(shí)要求，以致出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況，并造成監(jiān)控視頻質(zhì)量的降低。

為了克服上述問(wèn)題，提高監(jiān)控視頻服務(wù)質(zhì)量，人們提出了多種對(duì)應(yīng)的解決方案，下面分別介紹這些技術(shù)。

一種是現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)上的交換機(jī)和路由器等設(shè)備能對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用提供資源預(yù)約及服務(wù)質(zhì)量的保證；

另一種就是在維持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的狀況下，通過(guò)端到端的擁塞控制和差錯(cuò)控制技術(shù)來(lái)最大程度地改善視頻的傳輸。

常用的端到端的擁塞和差錯(cuò)控制方法是像TCP一樣基于窗口的控制方式，它以數(shù)據(jù)包個(gè)數(shù)為單位，獲取可用網(wǎng)絡(luò)帶寬的匹配主要是采用緩慢增加擁塞窗口的方式，當(dāng)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，會(huì)迅速減少擁塞窗口的大小，避免發(fā)生網(wǎng)絡(luò)沖突。這種技術(shù)的一個(gè)明顯缺點(diǎn)就是不能有效地解決重傳時(shí)的抖動(dòng)和延遲長(zhǎng)等問(wèn)題。

因此，當(dāng)前迫切需要一種能夠減小視頻數(shù)據(jù)包丟失率，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率，降低視頻傳輸?shù)膫鬏斞舆t解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)上的缺點(diǎn)，提供一種能夠減小視頻數(shù)據(jù)包丟失率、提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率、降低視頻傳輸?shù)囊环N改善視頻傳輸延遲的方法及裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種改善視頻傳輸延遲的方法，包括下列步驟：

1)視頻發(fā)送端根據(jù)RTP層的反饋信息，經(jīng)過(guò)帶寬估測(cè)模塊得出帶寬估測(cè)結(jié)果，然后不斷動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)向監(jiān)控用戶端的視頻流傳輸速率；

1.1)帶寬估測(cè)模塊根據(jù)反饋信息按照伯努利模型估測(cè)網(wǎng)絡(luò)的有效和可用帶寬，其中所述帶寬估需要預(yù)測(cè)出下一時(shí)刻的有效帶寬，然后才能夠應(yīng)用速率控制機(jī)制隨著有效帶寬的變化動(dòng)態(tài)地調(diào)整目標(biāo)傳輸速率，從而避免網(wǎng)絡(luò)阻塞的發(fā)生；判斷網(wǎng)絡(luò)是否擁塞需要關(guān)注兩個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)：數(shù)據(jù)包丟失率和傳輸時(shí)間。而當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)載會(huì)較重，則數(shù)據(jù)包丟失率和傳輸時(shí)間均會(huì)增大；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞較輕時(shí)，數(shù)據(jù)包丟失率和傳輸時(shí)間相應(yīng)也較小；

1.2)根據(jù)估測(cè)帶寬結(jié)果，速率調(diào)整模塊負(fù)責(zé)對(duì)編碼后的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行速率和位率的調(diào)整和改進(jìn)，從而控制輸出的比特流，這樣可以為避免發(fā)生網(wǎng)絡(luò)擁塞，做到實(shí)際輸出的視頻速率與網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際可用帶寬資源相匹配；