[發明專利]一種H264視頻流暢傳輸方法

在審

• 申請號: 202011426435.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112584190A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 栗及時;沈修平
• 申請（專利權）人: 上海悠絡客電子科技股份有限公司
• 主分類號: H04N21/2187
• 分類號: H04N21/2187;H04N21/2662;H04N21/4788;H04N21/6375;H04N7/14;H04N7/15
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 徐偉奇

本發明提供了一種H264視頻流暢傳輸方法，具體步驟如下：(1)在視頻編碼側的TCP收發模塊部分，增加重傳緩存隊列，避免TCP發送失敗時發生數據丟失情況；(2)在視頻解碼側的TCP收發模塊部分，增加對收包信息、緩存隊列長隊以及解碼信息的統計，整理組織后反向發送至編碼側，作為其調整傳輸策略的依據；(3)在視頻編碼側依據解碼側回傳的反饋信息，對編碼碼率進行動態調整，避免數據傳輸量大于網絡傳輸能力。本方法通過對現有技術方法在應用軟件層面的優化改造，較大的提高了流媒體通訊軟件對網絡環境的適應性，具有一定的社會及經濟價值。

技術領域

本發明屬于流媒體實時通訊領域，主要用于視頻會議、網上教學、網絡直播等實時視頻通訊行業的流媒體數據實時可靠傳輸。

背景技術

網絡實時交互視頻的應用越來越廣泛，該技術在視頻會議、網上教學、網絡直播等各個行業都有大量的應用，而且隨著用戶對產品質量的要求越來越高，流暢、清晰的視覺體驗也已經成為考察產品質量的首要技術指標。

常用的網絡視頻通訊技術中，以基于TCP的數據收發為基礎，在視頻編碼端設置發送緩存隊列，在接收端設置接收緩存隊列。數據的可靠性直接依賴TCP協議的重傳機制，視頻解碼的流暢性依靠接收緩存隊列以及預先設置編碼器碼率參數。此類方法可以應對網絡條件較好的情況，但在組網復雜，帶寬抖動的環境中，該方法則難以應對，時常會發生解碼延時，或畫面卡頓的情況，而且在復雜的網絡環境條件下，TCP也會產生丟包，此時就會發生某段時間內解碼端顯示花屏或黑屏的情況。

由圖1現有技術的常用視頻通訊方法，可以看出，此類方法的優點是流程清晰、實現簡單，但對環境的穩定性有較高的要求，如果網絡出現帶寬抖動或者數據丟包的情況則會對解碼終端造成較大影響，用戶體驗大大下降。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的針對以上提及的現有技術的缺點，提出一種改進方法來實現對即時視頻通訊實時性與可靠性的優化。

對現有方法進行分析可以發現，簡單基于TCP自身傳輸可靠性存在一定的風險，因為TCP協議在網絡丟包率較大的情況下仍然會收發數據失敗。而在通訊帶寬出現變化時，固定的編碼碼率也會常常導致數據發送延遲或失敗，導致解碼端丟失數據，進而產生視頻解碼的延時、卡頓甚至花屏、黑屏的現象。

本發明通過引入一定的信息反饋機制，在編碼側動態的調整編碼參數確保數據的流量能適配當前的網絡帶寬，避免數據發送不出去導致的各種問題。通過加入適當的應用層數據重傳機制來規避單純依賴TCP本身可靠性的問題。

基于以上幾點考慮，對現有方法進行優化改進，避免以上提及的缺陷，提高視頻通訊軟件的網絡環境適應能力，提供更好的用戶體驗，本發明提出一種H264視頻流暢傳輸方法，具體步驟如下：

1.在視頻編碼側的TCP收發模塊部分，增加重傳緩存隊列，避免TCP發送失敗時發生數據丟失情況；

2.在視頻解碼側的TCP收發模塊部分，增加對收包信息、緩存隊列長隊以及解碼信息的統計，整理組織后反向發送至編碼側，作為其調整傳輸策略的依據；

3.在視頻編碼側依據解碼側回傳的反饋信息，對編碼碼率進行動態調整，避免數據傳輸量大于網絡傳輸能力。

依據圖3搭建測試環境，測試結果如下：

1.現有技術的測試數據如下：

經本發明優化后的測試數據如下：

可以看出，沒有采用本發明優化的方法只有在網絡帶寬穩定，無丟包的情況下才可以保證視頻流傳輸的穩定與流暢，而在網絡帶寬變化較大或是網絡丟包的情況下，基本上都會出現不同程度的解碼花屏、卡頓與延遲過大的現象。