[发明专利]一种实时通讯中H264编码视频数据传输方法以及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时通讯中H264编码视频数据传输方法。

背景技术

WLAN(Wireless Local Area Network)无线局域网在我们的生活中已经无处不在，同时多媒体应用的迅速发展，如远程教学，远程医疗，远程监控等，在WLAN无线据网上承载的视频业务数据越来越庞大，特别是在实时视频业务的进一步发展的趋势下，针对如上业务其实都是采用实时视频通讯的方式，如实时视频会议，实时课堂，实时医疗诊断等。

WLAN因其随处连接随处移动的便捷特性，在大部分的服务网的末端接收设备上基本都是采用WLAN无线连接的方式进行数据的交互，但是基于WLAN无线环境下的多径衰减，信号干扰，突发性错误的信道特性，所以WLAN无线链路环境下的数据传数是不可靠的，并且大部分的实时视频数据采用的是基于RTP协议的UDP传输，UDP协议本身也是不可靠的协议，所以这就成了制约视频传输质量的瓶颈。如何利用有线的带宽，尽可能的保证视频质量，提高QoS成了无线网络的一个重要问题。

在实时视频通讯的过程中，因其视频原始数据体积较大，为了减小体积方便进行传输，所以实时视频通讯过程中的视频数据都是通过编解码算法进行压缩后的视频数据，其中主流的编解码算法中，H264编解码器标准因其高压缩和高质量，并且支持多种网络流媒体传输的特性作为多数视频通讯厂家所采用的视频编解码方案。

H264编解码算法采用的是主流的预测模型算法，所以在H264的标准下定义了三种类型的数据帧：

I帧：帧内编码帧，I帧表示关键帧，完整编码的帧，表示一帧画面的完整保留；解码时只需要本帧数据就可以完成播放

P帧：前向预测编码帧，表示的是这一帧跟之前的一个关键帧(或P帧)的差别，解码时需要用之前缓存的画面叠加上本帧定义的差别，生成最终画面。

B帧：双向预测内插编码帧。双向差别帧，也就是B帧记录的是本帧与前后帧的差别，要解码B帧，不仅要取得之前的整缓存画面，还要解码之后的画面，通过前后画面的与本帧数据的叠加取得最终的画面。

现有的技术和方案中主要是根据无线网络环境的参数指标，如丢包率，信道内的sta(无线终端设备)个数，ap(无线发射设备)个数等的变化作为指标作为评判网络环境变化的一个标准，识别通讯数据中的视频业务数据，将视频业务数据与其它业务数据区分开来进行对应的QOS策略，其策略下的粒度单元分为非视频数据与视频数据两类，现有技术下的QOS策略主要是通告对应的视频发送源降低比特率以达到降低码率，减少丢包的目的，同时现有技术方案无针对GOP以及WIFI节电的QOS报文处理。

现有的技术上，一种是不区分数据业务，所有的数据皆以同等优先级业务数据处理转发，该这种业务无法保证视频业务的传输质量，另外一种是主要是以视频业务这个大类作为QOS策略的区分单元，如上所述视频数据根据不同的编解码算法存在不同类型的帧，随机的保证以视频作为大类的数据，不能够完整的保证视频的通讯质量，所以现有的技术上的QOS策略的基本单元粒度太大，难以完整保证视频通讯质量，其次现有技术下的QOS策略太过单一，而且弱化了用户的视频体验，视频的码率越低，视频画面的质量越差，并且QOS的策略并没有与具体的视频编解码算法参数属性进行关联，使得QOS策略的灵活性极大的降低。

在802.11e中无线QoS标准中提供四种QoS优先级，分别是Video，Audio，BestEffort和BackGround优先级，共8条发送队列，每个优先级对应两条本优先级内的高低发送队列，针对无线网卡来说产生则是8个不同优先级的发送队列，不同的QoS优先级来保证不同的应用质量，不同优先级的发送对流对于业务数据来说则是获得较高的发送机会，Aduio主要针对传输实时性要求较高的应用，Video主要针对传输大量数据块的应用场景，BestEffort则针对传输高可靠性要求的应用场景，而BackGround则针对普通传输要求的应用场景。

在现有的视频传输的QOS策略上，对于视频流中所有的视频报文采取同样的优先级别，将上层传递的所有视频帧置于视频流优先级队列中发送，同时另外通过判断无线网络环境的一些硬性指标，如连接的终端个数、SNR等指标；通告对应的视频源做进一步的策略动作，并无针对单独视频队列的直观丢包判断与处理，然而在现有的视频编码技术中，具有不同类型的视频帧。

如图1所示，现有的无线视频传输方案中，主要的流程步骤为：

将H264视频编码生成对应视频帧,在每个视频码流中生成I帧，B帧，P帧