[发明专利]转发视频数据的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术中的视频通信技术，尤其涉及一种转发视频数据 的方法、装置和系统。

背景技术

因特网协议电视(Internet Protocol Television，IPTV)是一种利用宽带有 线电视网，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，能够向用户提供包 括数字电视在内的多种交互式服务。IPTV系统中一个焦点问题是快速频道切 换，现有IPTV系统中频道切换时延都比较长，严重影响用户视觉体验(Quality of  Experience，QoE)。影响IPTV频道切换时延的因素有多种，包括离开老频道 组播组的时间，加入新频道组播组的时间，用户终端，例如机顶盒(Set Top Box， STB)去抖动缓存填充时间，等待新频道可解码I帧消耗的时间等，其中，等待 新频道I帧的时间是其中的关键部分。

IPTV系统目前普遍采用MPEG-2、H.264编码标准进行视频压缩，电视画面 被编码成由I帧、P帧以及B帧组成的画面组(Group of Pictures，GOP)，其中I 帧称为内部编码帧，可以独立解码显示，又称为关键帧；P帧称为前向预测帧， 由在它前面的P帧或者I帧预测生成，它不能独立解码显示；B帧也叫双向内插帧， 它根据相邻的前一帧、后一帧预测生成，也不能独立解码显示。由于P帧、B帧 采用帧间参考编码算法，不必编码整个视频画面，因此比I帧具有更高的编码效 率。广播电视运营时为了获取更高的压缩率，采用的编码序列通常I帧间隔在 0.55秒左右，这样形成的编码形式中P帧、B帧的数量远远多于I帧，当用户切换 频道时，大部分情况下遇到的是P帧或B帧，若此时网络设备直接从该P帧或B帧 开始将媒体流推送给用户终端(如STB)，由于P帧、B帧必须依靠前面的I帧才 能解码，用户终端在收到P帧、B帧后也只有丢弃，并等到下一个I帧后才能开始 解码。

为了解决等待I帧引起的频道切换延时过长的问题，现有技术方案中，网络设 备在收到用户的频道切换请求时，在缓存中获取从I帧开始的媒体流快速推送给 用户终端，从而减少了用户终端等待I帧的时延，实现了快速频道切换，具体步 骤如下：

(1)网络设备实时缓存各个IPTV频道对应的媒体流；

(2)频道切换的时候，用户终端从网络设备请求新频道的媒体流；

(3)网络设备将缓存的新频道的媒体流从I帧开始通过单播快速推送给用户 终端；

(4)用户终端接收到完整I帧后，开始解码播放新频道的视频；

(5)用户终端请求加入新频道对应的组播组，并在加入组播组后，接收实时 组播媒体流；

(6)当用户终端发现从网络设备获取到的媒体流与实时组播媒体流出现重 复的时候，停止从网络设备获取单播媒体流。

然而，当IPTV直播电视的GOP比较长(4～8秒)，即I帧间隔比较长的时候， 在用户终端请求频道切换时，网络设备需要快速推送的突发媒体流的流量就会 很大，极端情况下需要将缓存的1～7秒的媒体流都要快速推送给用户终端，这 样一来：由于突发流的数据量比较大，对用户终端的缓存器有较高要求，中低端 的用户终端会因缓存溢出而丢失报文，影响画面质量，同时对传送带宽有较高要 求；并且突发推送持续时间比较长，如果在带宽受限线路上推送，长时间快速推 送导致的丢失报文会耗费额外的重传时间和带宽，同时也增加了服务器的负担。

此外，随着Triple-play业务的快速发展，尤其是视频业务的日益丰富，对网 络带宽的需求也不断增加，现有的网络带宽远不能满足用户的需求，因此，不 可避免的会出现网络拥塞。网络拥塞时，现有技术通常采用随机丢弃的机制， 当网络设备缓存队列被占满后，不考虑所传送数据的优先级差异，直接丢弃新 到达的数据包。对于视频业务，如果随机丢弃掉一些重要的数据，就会出现画 面花屏、抖动等用户不可接受的问题，严重影响用户视觉体验QoE。

综合以上情况，在视频传输过程中，需要在不影响终端用户画面体验的前 提下，通过选择性的丢弃掉一些视频数据，以减少切换时延，提高传输效率， 减轻网络负担。

发明内容

本发明实施例提供了一种转发视频数据的方法、装置和系统。能够在传输 视频的过程中，减少切换时延，减轻网络负担。