[发明专利]一种视频数据流量整形的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种视频数据流量整形的方法和装置。

背景技术

由于原始视频数据较大，因此视频数据需经过编码压缩后，才能在IP网络中进行传输，如图1所示。常见的视频压缩编码有MJPEG、MPEG2、MPEG4、H264等。

常见有两类视频压缩编码方式：一种为采用空间域压缩方式，帧与帧之间相对比较独立，每帧的数据量相对比较均衡，如MJPEG；另一种为采用空间域与时间域相结合的压缩方式，通过降低帧与帧之间的冗余信息来压缩视频数据，因此帧与帧之间一般有较强关联，如MPEG2、MPEG4、H264等。

对于空间域与时间域相结合的MPEG与H264视频数据压缩方式，又将帧划分为3类：I帧、P帧、B帧。其中，I（intracoded）帧为帧内编码，不参考其他帧，可作为其他类型帧的参考帧，与其它帧没有关联，可独立播放。因此，I帧数据量相对较大；P（predicted）帧为预测帧，采用帧间编码，参考前一个I帧或P帧，用作运动补偿；B（bidirectional）帧即双向预测帧，参考前后两个方向的I帧或P帧，但B帧与B帧之间没有关联。由于双向预测帧需要关联前后帧，所有一般只用于视频存储、VOD等非实时通信中。对于视频会议、监控等实时要求较高的通讯中，一般只采用I帧和P帧。

由于I帧使用帧内编码，因此I帧数据量相对比P帧多很多，一般为P帧的4倍以上。在没有任何视频码流平滑情况下，将在I帧时刻可能产生网络流量突发。特别对于监控实况应用场合中，由于常常会用到一路视频码流复制分发到多个目的地进行同时播放情况，导致I帧集中发送，此时，在I帧时刻将产生更大的网络流量突发，容易导致网络丢包，并最终导致可能无法播放实况。图2所示为编码设备在100Mbps网卡情况下的视频数据网络流量简要示意图。为解决I帧网络流量突发问题，一般对每路实况采用总最大流量限制的流量整形方法来进行码率平滑，图3所示为编码设备在100Mbps网卡、30Mbps限流平滑情况下，视频数据网络流量简要示意图。通过限制最大发送码率，延长发送时长即增加网络传输延时，从而达到降低网络突发流量的目的。

如图3所示，采用总最大流量限制的流量整形方法对视频数据进行了码率平滑，I帧与P帧采用了相同的以最大流量值进行视频数据传输。该方法虽然已经对流量进行了整形，但在实际的应用中，还存在流量突出的情况；所以对现有的流量整形技术进行进一步的改进是技术人员需要开展的工作。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种视频数据流量整形的方法和装置。

本发明技术实现方案如下：

该视频数据流量整形的方法应用于编码设备上，该方法包括：对P帧数据进行流量整形时，根据最大发送时延时间和帧间隔时间中较小的时间进行发送速率的设置。优选地，该根据最大发送时延时间和帧间隔时间中较小的时间进行发送速率的设置具体为：S1、当发送P帧时，判断当前设置的发送时延时间是否大于帧间隔时间，如果是，执行步骤S2，否则执行S3；S2、判断当前是否有被I帧影响的P帧，如果是，执行S4；否则执行S5；S3、设置当前P帧发送速率为：P帧发送速率=P帧数据量/当前设置的最大发送时延时间；返回S1；S4、设置当前P帧发送速率为：P帧发送速率=当前P帧缓冲的总数据量/（（n+1）*帧间隔时间-当前帧组已发送时间），其中n为被影响的P帧的帧数，n≥1；转S6；S5、设置当前P帧发送速率为：P帧发送速率=P帧数据量/帧间隔时间；返回S1；S6、判断计算得到的P帧发送速率是否大于本帧组中的I帧发送速率，如果是，执行步骤S7，否则执行S8；S7、以本帧组中I帧发送速率作为当前P帧的发送速率；返回S1；S8、以计算得到的P帧发送速率作为当前P帧的发送速率；返回S1。

优选地，该最大发送时延时间为静态值。

优选地，将I帧按照预设速率限速的情况下，最大发送时延时间=I帧数据量/对I帧预设的限速速率；在对I帧未按照预设速率限速的情况下，最大发送时延时间=I帧数据量/网卡支持的最大发送速率。

优选地，该最大发送时延时间为动态调整值。