[發明專利]一種連續隧道場景下優化自適應碼率視頻調度方法和系統

在審

• 申請號: 202211242080.2
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115695846A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 王磊;李歡歡;肖宏武;宗浩楠;陳昊;劉崢
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04N21/234
• 分類號: H04N21/234;H04N21/2343;H04N21/2662;H04N21/2387;H04N21/4402;H04N21/433;H04N21/845;H04N21/643;H04L69/164
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉艷艷

1.一種連續隧道場景下優化自適應碼率視頻調度方法，其特征在于，包括：

步驟(1)、使用編碼器將用戶上傳的視頻進行編碼，根據要求切割成需要的幾種碼率，得到編碼后的視頻；

步驟(2)、對編碼后的視頻進行視頻切片，每一個視頻都會在切片之后產生對應的一個文件目錄結構，包含著不同的碼率下的視頻切片以及根據切片信息生成對應的文檔描述mpd文件，并存儲在QUIC服務器中；

步驟(3)、響應于客戶端需要向QUIC服務器發送視頻分片請求，客戶端根據當前網絡速度S_i和當前時刻對應的緩沖區長度B_t，利用自定義ABR算法來選擇合適碼率的視頻分片，客戶端向QUIC服務器請求選擇的合適碼率的視頻分片；

步驟(4)、QUIC服務器向客戶端發送被請求的碼率的視頻分片。

2.根據權利要求1所述的連續隧道場景下優化自適應碼率視頻調度方法，其特征在于，利用自定義ABR算法來選擇合適碼率的視頻分片，包括：

當前碼率為R_k，默認的單個視頻分片播放時長為T＝2s，對應分片的范圍從1....i....max；緩沖區大小為B₁....B_t....B_m，其中B_t為t時刻對應的緩沖區長度；當前碼率單個切片大小為C_k，每個切片的傳輸時間為T_i；當前網絡速度為S_i；當前碼率對應的低一級碼率的切換閾值為S_k，不同碼率對應閾值為S₁....S_k....S_max，碼率由低到高；

緩沖區大小B_t低于緩沖區閾值B_l，會判斷是否需要碼率切換；緩沖區最大長度為B_m；

緩沖區大小會存在上限，防止用戶不觀看視頻的時候，依舊向服務器請求數據，造成服務器帶寬的浪費；緩沖區中存儲著已經被下載但是還未播放的視頻，緩存區B_t表示t時刻對應的緩沖區長度；每個分片增加的緩沖區大小為L_t，緩沖區大小隨著下載視頻塊的過程中變化，下載一個分片的耗時為T_i，其模型為：B_(t+1)＝B_t+L_t-T_i；

記錄分片下載時長，判斷網絡狀況是否進入隧道狀態：

當單個分片下載不超過10s，未進入隧道狀態；

根據最近j個分片下載的速度計算客戶端當前網絡速度S_k為當前碼率對應的向下切換閾值；S_k+1為向上高一級碼率對應的切換閾值；B_t為t時刻對應的緩沖區長度，B_l為緩沖區下限閾值，B_m為緩沖區最大長度；

(1)S_i＜S_k：

(1a)響應于S_i＜S_k，且B_l≤B_t，緩沖區大小B_t不低于緩沖區下限閾值B_l，碼率維持現有水平，不切換碼率；

(1b)響應于S_i＜S_k，且B_l＞B_t，緩沖區大小B_t低于緩沖區下限閾值B_l，則需要重新選擇適合的碼率；通過S_i的值，判斷S_i所處的閾值區間，選擇對應的更低碼率的視頻分片，然后重新開始緩存；

(2)響應于S_k＜S_i≤S_k+1，B_t＜λB_m；λ為緩沖區系數，范圍(0，1】；默認初始λ的初始值為0.1，初始的緩沖區長度為12s；通過調整λ來調整緩沖區長度；

(3)響應于S_i＞S_k+1，滿足高一級清晰度選擇條件，則選擇高于S_i一級的對應碼率。