[发明专利]一种交互式多视点视频流媒体服务中控制延迟的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种交互式多视点视频流媒体服务中控制延迟的方法，尤其涉及一种交互式多视点视频流媒体服务中控制传输和视点切换延迟的方法，属于多媒体数据传输技术领域。

背景技术

多视点视频和三维立体电视是新一代的交互式媒体服务，给用户带来全新的观看体验：用户可以自由地选择观看的视点并且随时在不同视点间进行切换；可以在不佩戴眼镜的情况下获得三维的场景体验和感受。同传统二维电视相比，在视觉效果和用户交互性上的巨大优势，使得多视点视频/三维立体电视成为研究的热点，迅速发展和普及，将成为继数字电视后广播网络和宽带网络上新一代交互式媒体的重要应用。

方便快捷的特点使得流媒体直播点播服务成为互联网上提供媒体内容服务的主要手段。考虑到流媒体服务的广泛普及，为了给互联网用户带来更好的观看体验，使用流媒体直播点播技术提供多视点视频/三维立体电视节目成为一个自然而然的选择，具有广泛的经济价值和社会价值。

交互性的特点使得多视点视频和三维立体电视流媒体服务对传输过程中和视点切换过程中的延迟具有苛刻的要求，而互联网环境本身没有对于服务的延迟保证机制。现有的延迟保证方案完全依赖于流媒体服务器的支持，因此造成服务器带宽资源的开销巨大；而另一方面，视点的切换需要经过退出当前视点频道、加入新视点频道等过程，造成视点切换的延迟时间较大。

发明内容

本发明提出了一种交互式多视点视频流媒体服务中的控制延迟的方法，能应用于多视点视频或者三维立体电视的流媒体直播或者点播服务。这是一种在保证多视点视频流媒体服务传输延迟以及视点切换延迟的基础上，通过优化流媒体服务器的调度策略以及有效利用用户带宽资源，节约服务器带宽资源开销的方案。

本发明提出的交互式多视点视频流媒体服务中控制延迟的方法，包括以下步骤：

(1)用户在开始观看多视点视频流媒体节目时，与服务器通过网络时间协议进行时间同步；

(2)服务器使观看同一视点的用户构建一个视点内覆盖网，所有视点内覆盖网联合构建一个视点间覆盖网，构建方法如下：

服务器在用户选择观看的视点中随机选取k个观看相同视点的用户，k个观看相同视点的用户为该用户的视点内覆盖网的邻居节点，将该信息返回用户，用户与k个观看相同视点的用户建立连接，对每个用户重复此过程，使观看同一视点的用户形成一个视点内覆盖网；在其他每个视点的用户中随机选取m个用户，m个用户为该用户的视点间覆盖网的邻居节点，将该信息返回用户，用户与(n-1)×m个用户建立连接，其中n是视点数量，对每个用户重复此过程，使用户形成一个视点间覆盖网，k和m取值范围为：5＜k＜20，2＜m＜10；

(3)服务器按照上述视点的数量，将上述多视点视频节目中的关键帧数据均分成关键帧数据切片，分别向上述视点内覆盖网中的部分用户传输不同的关键帧数据切片，该部分用户将接收的关键帧切片数据与同一视点内覆盖网中的其他用户进行传输和交换；

(4)经过设定时间后，不同视点内覆盖网中的用户将接收的关键帧切片数据与其他视点内覆盖网中的用户进行传输和交换；

(5)服务器将接收的多视点视频节目中的非关键帧数据发送至各视点内覆盖网中的部分用户，不同的视点内覆盖网发送不同的非关键帧数据，该部分用户将接收的非关键帧数据向同一视点内覆盖网中的其他用户传输和交换；

(6)服务器端在时间T₁发布数据包S，设用户与服务器之间的网络往返延迟为T₂，流媒体服务中控制延迟目标为T，则当用户在T₁+T-T₂时刻仍然没有接收到数据包S，用户直接向服务器请求数据包S，服务器将数据包S发送给用户；

(7)每个用户每隔15秒向服务器定期报告本用户当前的数据包出流量速率，服务器在每个视点内覆盖网中选择出流量速率最大的若干个用户，服务器与选择的用户之间按照步骤(3)和(5)中的方法传输数据；

(8)设服务器总的数据包出流量速率为r_s，当前多视点视频节目码率为r，服务器向用户当前的直接推送倍数为γ，当r_s/r＞αγ时，使γ增加为2γ；当r_s/r＜βγ时，使γ减少为γ/2，其中β＜α，α和β的取值为：2≤α≤20，0＜β＜2；