[发明专利]一种自适应网络带宽的视频流传输控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应网络带宽的视频流传输控制方法。

背景技术

目前，RTP是流媒体传输常用的协议，但是由于RTP是建立在不进行任何拥塞控制的UDP协议基础上，需要在应用层上加入拥塞控制方法，因此不能直接应用于窄变带宽网络环境下实时视频监视。为了克服上述问题，许多文献提出了不同的方法。在已有的传输控制方法中，解决方法主要分两种：视频流码率控制与网络传输控制。前者根据网络传输信道的情况来调整编码参数，以生成适合当前网络传输的视频流，从而使视频传输需要的带宽尽可能小并能充分利用动态变化的带宽；后者根据网络传输带宽自适应地调节视频数据的发送量，当网络带宽良好时，减小视频数据丢弃率，增加数据发送速率。反之，增加视频数据丢弃率，减小数据发送速率。此类控制方法的关键是如何计算网络速率变化情况以及视频数据丢弃策略，以减少视频流的抖动，提高播放的平稳特性。但这些控制方法均未将视频流特点与网络传输控制方法进行结合，前者重点阐述视频码率的控制方法，而对视频传输过程中如何触发码率调整以及码率切换过程中视频数据如何平滑传输未作分析；后者重点阐述根据网络带宽变化调节视频数据发送与丢弃的策略，而对如何利用视频流码率调整实现视频流随网络带宽变化自适应传输均未探讨。因此，这些方法还不能直接应用于实际网络中传输视频流，上述视频流适用于H.264、MPEG4。

在发明专利“一种自适应网络带宽实时视频传输方法”(专利申请号：201010103951.3)中，本发明依据网络传输过程中获取的时延和丢包率统计信息，并设定了一个时延与丢包临界点，分析出当前网络传输带宽，从而依据网络传输带宽调整视频编码器编码输出大小。在该发明中需要视频接收方提供时延和丢包率，当网络带宽变小时，发送方得到这些信息的延迟较大。发送方利用这些较早的信息调整视频编码器编码参数，可能与当前网络状况不符合，甚至相反。因此，该发明提供的方法在实际动态带宽网络中传输视频难于达到理想效果。

理想情况下，视频编码器输出数据的速率与网络带宽相同，并能随着网络带宽的变化而相应变化，以便视频数据能实时地传输给接收方。但实际情况下由于网络带宽与视频场景随机变化，视频码率不可能完全与网络带宽完全相同，视频码率调整总是延迟于网络带宽的变化。因此，一个有效的视频传输控制方法必须解决如下问题：

其一，能及时发现网络带宽的变化，并控制视频码率作相应调整，使得视频码率尽可能最大；

其二、能处理好因网络带宽变小时在发送方积累的视频数据。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种具有较好视频数据丢帧策略的自适应网络带宽的视频流传输控制方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种具有较好视频数据丢帧策略、同时能根据网络拥堵情况及时下调视频编码器输出码率的自适应网络带宽的视频流传输控制方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述现有技术提供一种具有较好视频数据丢帧策略、同时能根据网络拥堵或空闲情况及时下调或上调视频编码器输出码率的自适应网络带宽的视频流传输控制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该自适应网络带宽的视频流传输控制方法，将发送方的缓存分成两个：一个为视频数据缓存，用于存储来自视频编码器的视频帧数据M_d，另一个为视频发送缓存M_s，用于暂存来自视频数据缓存M_d的一帧视频数据，等待传输链路发送；

设置两个并行运行的线程，一个为视频数据输入线程，用于负责视频数据缓存中视频数据的输入；另一个为视频数据发送线程，用于负责视频发送缓存中视频数据的输入与输出；

其特征在于：

在视频数据缓存M_d中设置一个帧计数器n，将视频数据缓存M_d中存有的n帧视频数据，分别记为M₁、M₂、...、M_n，若第i帧最后一个字节在视频数据缓存中的地址为P_i，则视频数据缓存M_d中的视频数据的地址会构成一个帧地址数组{P_i}(i＝1，...n)，且P₁＜P₂＜...＜P_n，每次视频发送缓存M_s从视频数据缓存M_d获取视频数据时，从视频数据缓存M_d中取得最前面一帧视频数据，同时将帧计数器减1；