[发明专利]一种弱网环境下的音视频数据传输系统、优化设备及方法

说明书

本发明提出一种弱网环境下的音视频数据传输系统、优化设备及方法，所述优化设备包括：控制模块、音视频转码模块和数据包转发、过滤及缓存模块；其中，数据包转发、过滤及缓存模块用于捕获所述终端传输的数据包并将音视频数据包按照收发方向分别缓存至发送队列和接收队列；控制模块用于生成工作模式切换策略并通知发送端侧；音视频转码模块用于根据工作模式切换策略对相应的音视频数据进行重新编码，以生成占用带宽更低的音视频数据包。本发明不需要改变原始终端功能，仅需要在终端和网络之间增加一个优化设备，即可实现弱网环境下的数据包传输方式调整，大幅节约传输所需的带宽，成本很低，使用方便。

技术领域

本发明涉及互联网视频会议技术领域，具体涉及一种弱网环境下的音视频数据传输系统、优化设备及方法。

背景技术

互联网视频会议领域，通常存在因网络间歇性丢包或其它设备抢占带宽所引起的声音卡顿、视频花屏和延迟问题。针对这些问题，绝大部分厂家都有各自的处理方法，常见的有丢包重传、前向纠错、动态带宽调整等。但是，由于各个厂家专有算法的协议格式不同，所以某一个厂家的算法无法在不同品牌的设备之间启用。另外，一些早期型号的视频会议设备所支持的音视频编码格式有限，相比最新的音视频编码格式，同等分辨率和质量下所占用的带宽较大，对网络带宽要求也较高，直接替换这些旧设备，成本非常高昂。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种弱网环境下的音视频数据传输系统、优化设备及方法。

技术方案：本发明首先提出一种弱网环境下的音视频数据传输优化设备，连接在终端与网络之间，所述音视频数据传输优化设备包括：控制模块、音视频转码模块和数据包转发、过滤及缓存模块；

所述数据包转发、过滤及缓存模块用于捕获所述终端传输的数据包，并将非音视频数据包直接转发，将音视频数据包按照收发方向分别缓存至发送队列和接收队列；

所述控制模块用于统计当前的发送带宽、接收带宽和接收丢包率，进而评估网络延迟与带宽，然后生成工作模式切换策略通知发送端侧的音视频数据传输优化设备切换工作模式；所述工作模式包括丢包重传模式、前向纠错模式和音视频自适应转码模式，其中，音视频自适应转码模式下，发送端侧所述音视频数据传输优化设备的音视频转码模块对相应的音视频数据进行重新编码，以生成占用带宽更低的音视频数据包。

针对所述音视频数据传输优化设备，以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述音视频数据传输优化设备还包括虚拟网桥，所述虚拟网桥包括虚拟网络接口和物理网络接口，所述虚拟网络接口用于连接所述数据包转发、过滤及缓存模块，所述物理网络接口用于连接终端设备和网络侧设备。

可选的，所述数据包转发、过滤及缓存模块还用于对捕获的数据包进行过滤，并将过滤出的非音视频数据包进行直通转发。

另一方面，本发明还提出一种弱网环境下的音视频数据传输系统，包括：终端和所述的音视频数据传输优化设备，所述终端通过所述音视频数据传输优化设备接入网络。

再一方面，本发明还提出一种弱网环境下的音视频数据传输方法，所述方法基于所述的音视频数据传输优化设备实现，包括以下步骤：

（1）所述数据包转发、过滤及缓存模块捕获网络中传输的音视频数据包，并按照传输方向分别备份缓存在发送队列和接收队列中；

（2）所述控制模块统计发送队列和接收队列中的音视频数据包，计算出发送带宽、接收带宽和接收丢包率，进而计算出网络延迟和网络带宽；

（3）所述控制模块根据实时的发送带宽、接收带宽和接收丢包率生成工作模式切换策略并反馈给发送端一侧的音视频数据传输优化设备；

（4）发送端一侧的音视频数据传输优化设备根据接收到的工作模式切换策略在丢包重传模式、前向纠错模式和音视频自适应转码模式之间切换。