[发明专利]一种基于DASH的全景视频自适应传输方法

摘要

本发明涉及一种基于DASH的全景视频自适应传输方法，属于全景视频传输技术领域。该方法包括：建立三维全景视频与二维平面全景视频的映射关系模型，基于人体视觉和运动特性对全景视频进行区域优先级划分，服务器端将全景视频进行切片化，客户端带宽估计模块利用卡尔曼滤波算法进行预测可用带宽，客户端视频缓存模块基于缓存区状态对可用带宽进行平滑处理，客户端用户视窗感知模块基于运动惯性进行用户视窗预测，客户端决策模块综合考虑用户视窗、网络环境和缓存区状态自适应传输全景视频。相比传统视频传输方法，本发明综合考虑到了网络环境、缓存区状态以及用户视窗，提高了用户体验质量QoE。

主权项

1.一种基于DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，基于HTTP的动态自适应多媒体流)的全景视频自适应传输方法，其特征在于，该方法是建立三维全景视频与二维平面全景视频的映射关系模型，基于人体视觉和运动特性对全景视频进行区域优先级划分，服务器端将全景视频进行切片化，客户端带宽估计模块利用卡尔曼滤波算法进行预测可用带宽，客户端视频缓存模块基于缓存区状态对可用带宽进行平滑处理，客户端用户视窗感知模块基于运动惯性进行用户视窗预测，客户端决策模块综合考虑用户视窗、网络环境和缓存区状态自适应传输全景视频；该方法具体包括以下步骤：S1：依据人体视觉特性与头部运动特性，将三维全景视频划分为三个质量优先级区域；S2：服务器端依据视频总时长S与划分时间间隔T，在时域上将全景视频划分为N＝S/T个片段，每个视频片段表示为Segi，i∈[1,N]，根据步骤S1得出每个视频片段对应有三个质量不同的版本，每个视频版本划分m*n个网格切片，对二维平面全景视频进行编码，总共生成m*n*3*N个视频切片，且生成含有时间、空间位置、码率、分辨率与帧率信息的媒体文件展示描述(Media Presentation Description,MPD)文件；其中m、n表示分布在横轴和纵轴上的视频切片个数；S3：客户端下载服务器上的媒体文件展示描述MPD文件，解析得到全景视频切片的信息，包含时间、空间位置、分辨率、URL；基于快速启动原理，决策模块生成在时间t∈[0,jT]内下载的低质量级的全景视频的URL集，切片请求模块基于URL请求下载视频切片集；其中j表示初始阶段系统拟定快速启动的视频片段的个数；S4：带宽估计模块依据阶段性历史下载吞吐量进行预测可用带宽S5：为了避免视频播放卡顿，步骤S4中得出的可用带宽需要考虑缓存区状态，视频缓存区模块考虑R_filling与R_change对步骤S4得出的进行平滑处理，得到B₂[i]；其中R_filling代表缓存数据占用缓存区的百分比即缓存区饱和度，R_change代表缓存深度的变化率，B₂[i]代表考虑缓存区状态平滑后的平滑带宽；S6：根据全景视频头戴式显示器(Head Mount Display,HMD)实时获取陀螺仪的数据,即用户头部运动数据，用户视窗感知模块基于用户历史运动数据构建预测模型，预测下一时刻的用户视窗；S7：决策模块综合考虑可用带宽、缓存状态以及用户视窗确定待传输的全景视频质量组合，步骤S5得出的平滑后的可用带宽B2[i]作为片段下载码率，步骤S6得出的用户视窗预测值Spredict作为切片不同等级码率组合的依据，随着视频时间的持续，传输的视频质量逐渐改善，从而达到自适应传输高质量全景视频的目的。