[发明专利]一种自适应网络带宽实时视频传输方法

说明书

技术领域：

本发明涉及视频传输领域，特别是针对实时视频数据的网络传输领域。

背景技术：

随着网络，处理器性能，以及视频采集设备等各项技术的进步和发展，简单的语音或文字交流已无法满足人们的沟通需求。高清晰实时视频，将会迅速得以普及，成为未来人与人沟通的重要渠道。

由于视频数据量较大，而实际网络状况非常复杂，有的地方网络带宽大，有的地方网络带宽小，并且还经常现出其它应用抢占网络带宽的情况，因此视频网络带宽无法得到保证。使用一般的实时视频传输方法：要么占用较大带宽，提供高质量图像，但是在网络带宽较小时，出现拥塞，画面非常不流畅；要么占用较小带宽，画面相对流畅，但是画面较小或者不清晰。

本发明正是针对上述问题，提供一种新的视频传输方法。本方法能根据网络统计信息，自适应计算出当前最适合网络传输的带宽。这样，在网络较好时，可以占用较大的带宽传输视频，提高视频质量。在网络变坏时，可以选择较小的带宽传输视频，优先保证视频的流畅性。在实际网络环境下测试，使用本发明描述的方法，相比未使用本发明的情况，视频质量得到大幅度提升。

发明内容：

经过大量测试统计及分析后，我们发现：目前绝大部分网络模型可以划分为三类：时延型，丢包型，以及时延丢包结合型。

时延型网络特征是：如附图2所示，在传输数据未达到网络带宽瓶颈时，网络时延及丢包率均很小。当传输数据接近网络带宽瓶颈时，传输时延急速上升，而丢包率仍较低。如果传输数据带宽继续增加，传输时延将维持在高位，不再继续上升，而丢包率将急速上升。

丢包型网络特征是：如附图3所示，在传输数据未达到网络带宽瓶颈时，网络时延及丢包率均很小。当传输数据接近网络带宽瓶颈时，丢包率迅速上升，而时延相对变化比较平稳。

时延及丢包结合型网络，是由于时延型网络和丢包型网络串联造成的。其某一段特征符合时延型或丢包型网络特征中的一种。

本发明依据上述网络模型的统计特征，来自动调节网络传输带宽大小，从而达到在保证网络不出现拥塞(保证实时性)的前提下，最大限度提高传输数据带宽(提高视频质量)的目的。具体方法如下：

如图2所示，当统计出随着网络带宽增加，网络时延急速上升的情况时，认为时延达到网络最大带宽的临界区域。如果时延小于临界区域，则认为小于临界点。如果时延大于临界区域，则认为大于临界点。

如图3所示，当统计出随着网络带宽增加，网络丢包率迅速上升的情况时，认为丢包率达到网络最大带宽的临界区域。如果丢包率小于临界区域，则认为小于临界点。如果丢包率大于临界区域，则认为大于临界点。

如图4所示，当统计得出时延和丢包率均小于临界点时，则增加网络传输带宽。当时延或丢包二者之一大于临界点时，则降低网络传输带宽。否则，时延或丢包率必然有一个值位于临界区域以内，则保持网络传输带宽不变。

如图1所示，网络传输模块将网络传输的时延和丢包率数据，实时送到网络模型分析模块进行分析，更新网络模型数据。分析产生的网络带宽信息，立即送给视频编码器模块，用于调整压缩比，增加或减小产生的数据，控制网络传输带宽。

附图说明：

图1自适应网络带宽实时视频传输整体流程

图2时延型网络模型

图3丢包型网络模型

图4网络带宽自适应流程

具体实施方式：

网络带宽自适应过程按如下步骤执行：

步骤1：编码器模块及网络模型分析模块均使用初始带宽开始工作。初始带宽可设定为一个经验值。

步骤2：网络传输模块统计出网络时延及丢包率，实时送到网络模型分析模块进行分析。

步骤3：网络模型分析模块将分析得出的结果(网络带宽)，送给编码器模块。编码器模块按新的带宽来产生数据。重复步骤2。

网络模型分析模块按如下步骤执行：

步骤1：设定初始网络带宽，最大带宽，最小带宽，初始时延及丢包率。

步骤2：统计过去一段时间平均时延。如图2所示，如果时延迅速增加，则设定达时延达到临界点。如果时延超过阈值，则设定时延超过临界点。所有条件皆不满足，则设定时延未达到临界点。

步骤3：统计过去一段时间的丢包率。如图3所示，如果丢包率迅速增加，则设定丢包率达到临界点。如果丢包率超过阈值，则设定丢包率超过临界点。所有条件皆不满足，则设定丢包率未达到临界点。

步骤4：以一个统计时间段的最差结果为准，如果时延及丢包均未达到临界点，则提高网络带宽。如果超过最大带宽，则维持最大带宽。重复步骤2。