專利名稱:一種交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法,尤其涉及一種交互 式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制傳輸和視點切換延遲的方法,屬于多媒體數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù):
多視點視頻和三維立體電視是新一代的交互式媒體服務(wù),給用戶帶來全新的觀看體 驗用戶可以自由地選擇觀看的視點并且隨時在不同視點間進(jìn)行切換;可以在不佩戴眼鏡 的情況下獲得三維的場景體驗和感受。同傳統(tǒng)二維電視相比,在視覺效果和用戶交互性上 的巨大優(yōu)勢,使得多視點視頻/三維立體電視成為研究的熱點,迅速發(fā)展和普及,將成為 繼數(shù)字電視后廣播網(wǎng)絡(luò)和寬帶網(wǎng)絡(luò)上新一代交互式媒體的重要應(yīng)用。
方便快捷的特點使得流媒體直播點播服務(wù)成為互聯(lián)網(wǎng)上提供媒體內(nèi)容服務(wù)的主要手 段??紤]到流媒體服務(wù)的廣泛普及,為了給互聯(lián)網(wǎng)用戶帶來更好的觀看體驗,使用流媒體 直播點播技術(shù)提供多視點視頻/三維立體電視節(jié)目成為一個自然而然的選擇,具有廣泛的 經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。
交互性的特點使得多視點視頻和三維立體電視流媒體服務(wù)對傳輸過程中和視點切換 過程中的延遲具有苛刻的要求,而互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境本身沒有對于服務(wù)的延遲保證機(jī)制。現(xiàn)有的 延遲保證方案完全依賴于流媒體服務(wù)器的支持,因此造成服務(wù)器帶寬資源的開銷巨大;而 另一方面,視點的切換需要經(jīng)過退出當(dāng)前視點頻道、加入新視點頻道等過程,造成視點切 換的延遲時間較大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中的控制延遲的方法,能應(yīng)用于多視 點視頻或者三維立體電視的流媒體直播或者點播服務(wù)。這是一種在保證多視點視頻流媒體 服務(wù)傳輸延遲以及視點切換延遲的基礎(chǔ)上,通過優(yōu)化流媒體服務(wù)器的調(diào)度策略以及有效利 用用戶帶寬資源,節(jié)約服務(wù)器帶寬資源開銷的方案。
本發(fā)明提出的交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法,包括以下步驟
(1) 用戶在開始觀看多視點視頻流媒體節(jié)目時,與服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議進(jìn)行時 間同步;
(2) 服務(wù)器使觀看同一視點的用戶構(gòu)建一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng),所有視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)聯(lián)合
構(gòu)建一個視點間覆蓋網(wǎng),構(gòu)建方法如下-
服務(wù)器在用戶選擇觀看的視點中隨機(jī)選取k個觀看相同視點的用戶,k個觀看相同視
點的用戶為該用戶的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)的鄰居節(jié)點,將該信息返回用戶,用戶與k個觀看相同視點的用戶建立連接,對每個用戶重復(fù)此過程,使觀看同一視點的用戶形成一個視點內(nèi)覆 蓋網(wǎng);在其他每個視點的用戶中隨機(jī)選取m個用戶,m個用戶為該用戶的視點間覆蓋網(wǎng)的 鄰居節(jié)點,將該信息返回用戶,用戶與(n—l)Xm個用戶建立連接,其中n是視點數(shù)量, 對每個用戶重復(fù)此過程,使用戶形成一個視點間覆蓋網(wǎng),k和m取值范圍為5<k<20, 2<m<10;
(3) 服務(wù)器按照上述視點的數(shù)量,將上述多視點視頻節(jié)目中的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)均分成關(guān) 鍵幀數(shù)據(jù)切片,分別向上述視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的部分用戶傳輸不同的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)切片,該部 分用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶進(jìn)行傳輸和交換;
(4) 經(jīng)過設(shè)定時間后,不同視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與其他 視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶進(jìn)行傳輸和交換;
(5) 服務(wù)器將接收的多視點視頻節(jié)目中的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)發(fā)送至各視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的 部分用戶,不同的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)發(fā)送不同的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù),該部分用戶將接收的非關(guān)鍵幀 數(shù)據(jù)向同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶傳輸和交換;
(6) 服務(wù)器端在時間L發(fā)布數(shù)據(jù)包S,設(shè)用戶與服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)往返延遲為T2, 流媒體服務(wù)中控制延遲目標(biāo)為T,則當(dāng)用戶在T,+ T - T2時刻仍然沒有接收到數(shù)據(jù)包S, 用戶直接向服務(wù)器請求數(shù)據(jù)包S,服務(wù)器將數(shù)據(jù)包S發(fā)送給用戶;
(7) 每個用戶每隔15秒向服務(wù)器定期報告本用戶當(dāng)前的數(shù)據(jù)包出流量速率,服務(wù)器 在每個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中選擇出流量速率最大的若干個用戶,服務(wù)器與選擇的用戶之間按照 步驟(3)和(5)中的方法傳輸數(shù)據(jù);
(8) 設(shè)服務(wù)器總的數(shù)據(jù)包出流量速率為rs,當(dāng)前多視點視頻節(jié)目碼率為r,服務(wù)器 向用戶當(dāng)前的直接推送倍數(shù)為Y ,當(dāng)ryr〉ay時,使Y增加為2y;當(dāng)r,/r〈eY時, 使Y減少為Y/2,其中e〈a, a和e的取值為2《a《20,0<P<2;
(9) 用戶從一個視點切換到另一視點時,同時向服務(wù)器以及該用戶在另一視點的視 點間覆蓋網(wǎng)鄰居節(jié)點發(fā)送切換視點請求,服務(wù)器向用戶推送比當(dāng)前節(jié)目時間慢T秒的節(jié)目 數(shù)據(jù),用戶同時從位于另一視點的視點間覆蓋網(wǎng)中的鄰居節(jié)點取得當(dāng)前節(jié)目數(shù)據(jù),用戶按 照步驟上述(2)加入到另一視點的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中,用戶向服務(wù)器發(fā)送一個停止數(shù)據(jù)直 接推送請求,用戶從鄰居節(jié)點獲取節(jié)目數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提出的一種交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法,其優(yōu)點是
1、 本發(fā)明方法是基于兩層結(jié)構(gòu)的對等覆蓋網(wǎng)絡(luò)作為多視點視頻傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠A(chǔ)。 用戶在收看多視點視頻節(jié)目時,在兩個層次上加入這種對等覆蓋網(wǎng)絡(luò)。這種兩層結(jié)構(gòu)的對 等覆蓋網(wǎng)絡(luò)使得用戶之間進(jìn)行充分地關(guān)聯(lián)和連接,保證了多視點視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)聂敯粜裕?并且能夠充分地利用用戶的帶寬資源,降低服務(wù)器的帶寬資源開銷。每個用戶均保持一個 與服務(wù)器的直接連接,在多視點視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容超過所控制的延遲時間仍未到達(dá)時,直接向 服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)請求,保證用戶的觀看質(zhì)量。
2、 本發(fā)明方法是基于關(guān)鍵幀切片的數(shù)據(jù)調(diào)度方法,多視點視頻節(jié)目中的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù) 被均分成多個關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)切片,分別傳給觀看不同視點的觀眾,所有觀眾互相交換各自的 關(guān)鍵幀切片,實現(xiàn)觀看不同視點的用戶共享關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)的目的,從而極大地減少了服務(wù)器傳輸關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)的數(shù)量,顯著地降低服務(wù)器傳輸多視點視頻節(jié)目的帶寬開銷,保證用戶的 觀看質(zhì)量和服務(wù)器提供多視點視頻服務(wù)的可擴(kuò)展性。
3、 本發(fā)明方法是一種具有自適應(yīng)能力的服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度方法,能夠根據(jù)當(dāng)前數(shù) 據(jù)的傳輸情況,改變此后的傳輸策略,在促進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸和節(jié)約服務(wù)器傳輸開銷之間進(jìn)行折 中,在保證多視點視頻節(jié)目傳輸延遲的基礎(chǔ)上,對服務(wù)器傳輸調(diào)度方法進(jìn)行優(yōu)化,減少傳 輸過程中服務(wù)器的帶寬開銷,提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)的可擴(kuò)展性。
4、 已有的用戶視點切換方法完全依賴于服務(wù)器直接推送切換后視點的內(nèi)容,造成服
務(wù)器的巨大帶寬開銷,本發(fā)明方法提出了視點切換方法,通過利用用戶的鄰居節(jié)點帶寬資
源傳輸切換后目標(biāo)視點的數(shù)據(jù),降低視點切換過程中對于服務(wù)器帶寬資源的依賴;減少視 點切換過程中的中間環(huán)節(jié),加快視點切換速度,提高服務(wù)質(zhì)量,增強用戶的觀看體驗。
圖1是本發(fā)明提出的交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 示意圖。
圖1中,l是服務(wù)器,2是用戶,3是用戶與服務(wù)器的直接連接,4是服務(wù)器與各視點 內(nèi)覆蓋網(wǎng)內(nèi)部分用戶的連接,5是視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)用戶之間的連接,6是視點間覆蓋網(wǎng)中用 戶之間的連接,7是視點內(nèi)覆蓋網(wǎng),8是視點間覆蓋網(wǎng)
具體實施例方式
本發(fā)明提出的交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法,其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖l所
示,包括以下步驟
(1) 用戶2在開始觀看多視點視頻流媒體節(jié)目時,與服務(wù)器1通過網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議進(jìn) 行時間同步;
(2) 服務(wù)器使觀看同一視點的用戶構(gòu)建一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)7,所有視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)聯(lián) 合構(gòu)建一個視點間覆蓋網(wǎng)8,構(gòu)建方法如下
服務(wù)器在用戶選擇觀看的視點中隨機(jī)選取k個觀看相同視點的用戶,k個觀看相同視 點的用戶為該用戶的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)的鄰居節(jié)點,將該信息返回用戶,用戶與k個觀看相同 視點的用戶建立連接,如圖1中的5所示。對每個用戶重復(fù)此過程,使觀看同一視點的用 戶形成一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng);在其他每個視點的用戶中隨機(jī)選取m個用戶,m個用戶為該用 戶的視點間覆蓋網(wǎng)的鄰居節(jié)點,將該信息返回用戶,用戶與(n—l)Xm個用戶建立連接, 如圖1中的6所示。其中n是視點數(shù)量,對每個用戶重復(fù)此過程,使用戶形成一個視點間 覆蓋網(wǎng),k和m取值范圍為5<k<20, 2<m<10;
(3) 服務(wù)器按照上述視點的數(shù)量,將上述多視點視頻節(jié)目中的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)均分成關(guān) 鍵幀數(shù)據(jù)切片,分別向上述視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的部分用戶傳輸不同的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)切片,該部 分用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶進(jìn)行傳輸和交換;
(4) 經(jīng)過設(shè)定時間后,不同視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與其他 視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶進(jìn)行傳輸和交換;(5) 服務(wù)器將接收的多視點視頻節(jié)目中的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)發(fā)送至各視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的 部分用戶,不同的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)發(fā)送不同的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù),該部分用戶將接收的非關(guān)鍵幀 數(shù)據(jù)向同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶傳輸和交換;
(6) 服務(wù)器端在時間L發(fā)布數(shù)據(jù)包S,設(shè)用戶與服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)往返延遲為T2, 流媒體服務(wù)中控制延遲目標(biāo)為T,則當(dāng)用戶在L+T - T2時刻仍然沒有接收到數(shù)據(jù)包S, 用戶直接向服務(wù)器請求數(shù)據(jù)包S,服務(wù)器將數(shù)據(jù)包S發(fā)送給用戶;
(7) 每個用戶每隔15秒向服務(wù)器定期報告本用戶當(dāng)前的數(shù)據(jù)包出流量速率,服務(wù)器 在每個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中選擇出流量速率最大的若干個用戶,服務(wù)器與選擇的用戶之間按照 步驟(3)和(5)中的方法傳輸數(shù)據(jù);
(8) 設(shè)服務(wù)器總的數(shù)據(jù)包出流量速率為rs,當(dāng)前多視點視頻節(jié)目碼率為r,服務(wù)器 向用戶當(dāng)前的直接推送倍數(shù)為Y,當(dāng)rs/r〉ay時,使Y增加為2Y;當(dāng)rs/r< 0 Y時, 使Y減少為Y/2,其中e〈a, a和e的取值為2《a《2O,O<0<2;
(9)用戶從一個視點切換到另一視點時,同時向服務(wù)器以及該用戶在另一視點的視點間 覆蓋網(wǎng)鄰居節(jié)點發(fā)送切換視點請求,服務(wù)器向用戶推送比當(dāng)前節(jié)目時間慢T秒的節(jié)目數(shù) 據(jù),用戶同時從位于另一視點的視點間覆蓋網(wǎng)中的鄰居節(jié)點取得當(dāng)前節(jié)目數(shù)據(jù),用戶按照 步驟上述(2)加入到另一視點的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中,用戶向服務(wù)器發(fā)送一個停止數(shù)據(jù)直接 推送請求,用戶從鄰居節(jié)點獲取節(jié)目數(shù)據(jù)。 以下詳細(xì)介紹本發(fā)明的內(nèi)容
在多視點視頻流媒體服務(wù)中,服務(wù)器將觀眾按照一定的規(guī)則組織成一個覆蓋于底層物 理網(wǎng)絡(luò)之上的虛擬網(wǎng)絡(luò),這個虛擬網(wǎng)絡(luò)被稱為對等覆蓋網(wǎng)絡(luò)(以下簡稱為覆蓋網(wǎng))。多視 點^L頻節(jié)目,即多視點視頻編碼將通過這個覆蓋網(wǎng)進(jìn)行傳輸。本發(fā)明方法提出了一種構(gòu)造 2層結(jié)構(gòu)覆蓋網(wǎng)的方法服務(wù)器使觀看同一視點的用戶構(gòu)建一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng),所有視點 內(nèi)覆蓋網(wǎng)聯(lián)合構(gòu)建一個視點間覆蓋網(wǎng),構(gòu)建方法如下當(dāng)用戶加入并開始觀看節(jié)目的時候,
服務(wù)器在用戶選擇觀看的視點中隨機(jī)選取k個觀看相同視點的用戶,k個觀看相同視點的
用戶為該用戶的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)的鄰居節(jié)點,將該信息返回用戶,用戶與k個觀看相同視點
的用戶建立連接,對每個用戶重復(fù)此過程,使觀看同一視點的用戶形成一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng); 在其他每個視點的用戶中隨機(jī)選取m個用戶,m個用戶為該用戶的視點間覆蓋網(wǎng)的鄰居節(jié) 點,將該信息返回用戶,用戶與(n—1) Xm個用戶建立連接,其中n是視點數(shù)量,對每 個用戶重復(fù)此過程,使用戶形成一個視點間覆蓋網(wǎng),k和m取值范圍為5<k<20, 2< m<10;用戶在開始觀看多視點視頻節(jié)目時,與服務(wù)器使用NTP網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議進(jìn)行時間同 步,并且與服務(wù)器保持一個直接連接作為救援連接。NTP協(xié)議全稱網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議(Network TimeProcotol)。它的目的是在國際互聯(lián)網(wǎng)上傳遞統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的時間。具體的實現(xiàn)方案是 在網(wǎng)絡(luò)上指定若干時鐘源網(wǎng)站,為用戶提供授時服務(wù),并且這些網(wǎng)站間應(yīng)該能夠相互比對, 提高準(zhǔn)確度。
月艮務(wù)器在傳輸多視點視頻節(jié)目的時候,首先把多視點視頻節(jié)目進(jìn)行流化,即將整個多 視點視頻節(jié)目分成許多相同大小的數(shù)據(jù)包,然后傳輸流化后的數(shù)據(jù)包。每個數(shù)據(jù)包有一個 依次遞增的序列號,用戶按照數(shù)據(jù)包的序列號對數(shù)據(jù)包進(jìn)行請求。根據(jù)數(shù)據(jù)包負(fù)載部分的內(nèi)容,可以將數(shù)據(jù)包分為關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)包和非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)包。本發(fā)明提出了一種基于關(guān)鍵幀 數(shù)據(jù)切片的方法,在觀看不同視點的用戶之間共享關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)包,從顯著降低服務(wù)器的帶 寬開銷。其具體方法為服務(wù)器按照上述視點的數(shù)量,將多視點視頻節(jié)目中的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù) 包均分成關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)切片,分別向上述視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的部分用戶傳輸不同的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù) 切片,該部分用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶進(jìn)行傳輸和 交換;經(jīng)過設(shè)定時間后,不同視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與其他視點 內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶進(jìn)行傳輸和交換;服務(wù)器將接收的多視點視頻節(jié)目中的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)發(fā) 送至各視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的部分用戶,不同的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)發(fā)送不同的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù),該部 分用戶將接收的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)向同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶傳輸和交換。
在觀看多視點視頻節(jié)目的過程中,當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)某部分多視點視頻數(shù)據(jù)在將要超過傳輸 延遲控制的目標(biāo)值時,將會向服務(wù)器發(fā)送請求,要求服務(wù)器直接將這部分內(nèi)容推送給用戶, 從而保證用戶的觀看質(zhì)量。其具體方法為服務(wù)器端在時間L發(fā)布數(shù)據(jù)包S,設(shè)用戶與服 務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)往返延遲為T2,流媒體服務(wù)中控制延遲目標(biāo)為T,則當(dāng)用戶在T,+ T - T2 時刻仍然沒有接收到數(shù)據(jù)包S,用戶直接向服務(wù)器請求數(shù)據(jù)包S,服務(wù)器將數(shù)據(jù)包S發(fā)送 給用戶。
在多視點視頻節(jié)目的傳輸過程中,服務(wù)器會收集用戶傳輸多視點視頻節(jié)目的速率,并 根據(jù)用戶多視點視頻節(jié)目傳輸速率的情況,選擇主動推送多視點視頻節(jié)目的節(jié)點,使得數(shù) 據(jù)傳輸能力強的用戶首先得到最新的多視點視頻節(jié)目數(shù)據(jù),使這部分用戶發(fā)揮他們的傳輸 能力將最新的多視點視頻數(shù)據(jù)傳輸給其他用戶。其具體步驟為每個用戶每隔15秒向服 務(wù)器定期報告本用戶當(dāng)前的數(shù)據(jù)包出流量速率,服務(wù)器在每個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中選擇出流量 速率最大的若干個用戶,按照上述的服務(wù)器傳輸方法將多視點視頻數(shù)據(jù)傳輸給這部分用 戶。
對于任意一個特定的流媒體數(shù)據(jù)包,服務(wù)器都會至少主動推送一份拷貝到某一個用 戶。對于一個數(shù)據(jù)包,如果服務(wù)器直接推送了Y份拷貝到一部分用戶(每個用戶至多推送 一份拷貝),稱直接推送倍數(shù)為Y。服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前多視點視頻數(shù)據(jù)的傳輸情況調(diào)整直接 推送倍數(shù),從而起到在控制數(shù)據(jù)傳輸延遲的基礎(chǔ)上,節(jié)約服務(wù)器帶寬資源。其具體方法為
設(shè)服務(wù)器總的數(shù)據(jù)包出流量速率為rs,當(dāng)前多視點視頻節(jié)目碼率為r,服務(wù)器向用戶當(dāng)前 的直接推送倍數(shù)為Y,當(dāng)rVr〉aY時,使Y增加為2Y;當(dāng)rs/r〈Py時,使Y減少為 Y/2,其中e〈a。
a和e的取值為2《a《20,0<e<2;
原有的用戶視點切換方法完全依賴于服務(wù)器直接推送切換后視點的內(nèi)容,造成服務(wù)器 的巨大帶寬開銷,本發(fā)明提出了一種在利用用戶鄰居節(jié)點帶寬資源基礎(chǔ)上的視點切換方 法,實現(xiàn)快速的視點切換和較低的服務(wù)器帶寬開銷。具體方法為用戶從一個視點切換到 另一視點時,同時向服務(wù)器以及該用戶在另一視點的視點間覆蓋網(wǎng)鄰居節(jié)點發(fā)送切換視點 請求,服務(wù)器向用戶推送比當(dāng)前節(jié)目時間慢T秒的節(jié)目數(shù)據(jù),用戶同時從位于另一視點的
視點間覆蓋網(wǎng)中的鄰居節(jié)點取得當(dāng)前節(jié)目數(shù)據(jù),用戶加入到另一視點的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中, 用戶向服務(wù)器發(fā)送一個停止數(shù)據(jù)直接推送請求,并從鄰居節(jié)點獲取節(jié)目數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法,其特征在于該方法包括以下步驟(1)用戶在開始觀看多視點視頻流媒體節(jié)目時,與服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議進(jìn)行時間同步;(2)服務(wù)器使觀看同一視點的用戶構(gòu)建一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng),所有視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)聯(lián)合構(gòu)建一個視點間覆蓋網(wǎng),構(gòu)建方法如下服務(wù)器在用戶選擇觀看的視點中隨機(jī)選取k個觀看相同視點的用戶,k個觀看相同視點的用戶為該用戶的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)的鄰居節(jié)點,將該信息返回用戶,用戶與k個觀看相同視點的用戶建立連接,對每個用戶重復(fù)此過程,使觀看同一視點的用戶形成一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng);在其他每個視點的用戶中隨機(jī)選取m個用戶,m個用戶為該用戶的視點間覆蓋網(wǎng)的鄰居節(jié)點,將該信息返回用戶,用戶與(n—1)×m個用戶建立連接,其中n是視點數(shù)量,對每個用戶重復(fù)此過程,使用戶形成一個視點間覆蓋網(wǎng),k和m取值范圍為5<k<20,2<m<10;(3)服務(wù)器按照上述視點的數(shù)量,將上述多視點視頻節(jié)目中的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)均分成關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)切片,分別向上述視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的部分用戶傳輸不同的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)切片,該部分用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶進(jìn)行傳輸和交換;(4)經(jīng)過設(shè)定時間后,不同視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶將接收的關(guān)鍵幀切片數(shù)據(jù)與其他視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的用戶進(jìn)行傳輸和交換;(5)服務(wù)器將接收的多視點視頻節(jié)目中的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)發(fā)送至各視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的部分用戶,不同的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)發(fā)送不同的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù),該部分用戶將接收的非關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)向同一視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中的其他用戶傳輸和交換;(6)服務(wù)器端在時間T1發(fā)布數(shù)據(jù)包S,設(shè)用戶與服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)往返延遲為T2,流媒體服務(wù)中控制延遲目標(biāo)為T,則當(dāng)用戶在T1+T-T2時刻仍然沒有接收到數(shù)據(jù)包S,用戶直接向服務(wù)器請求數(shù)據(jù)包S,服務(wù)器將數(shù)據(jù)包S發(fā)送給用戶;(7)每個用戶每隔15秒向服務(wù)器定期報告本用戶當(dāng)前的數(shù)據(jù)包出流量速率,服務(wù)器在每個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中選擇出流量速率最大的若干個用戶,服務(wù)器與選擇的用戶之間按照步驟(3)和(5)中的方法傳輸數(shù)據(jù);(8)設(shè)服務(wù)器總的數(shù)據(jù)包出流量速率為rs,當(dāng)前多視點視頻節(jié)目碼率為r,服務(wù)器向用戶當(dāng)前的直接推送倍數(shù)為γ,當(dāng)rs/r>αγ時,使γ增加為2γ;當(dāng)rs/r<βγ時,使γ減少為γ/2,其中β<α,α和β的取值為2≤α≤20,0<β<2;(9)用戶從一個視點切換到另一視點時,同時向服務(wù)器以及該用戶在另一視點的視點間覆蓋網(wǎng)鄰居節(jié)點發(fā)送切換視點請求,服務(wù)器向用戶推送比當(dāng)前節(jié)目時間慢T秒的節(jié)目數(shù)據(jù),用戶同時從位于另一視點的視點間覆蓋網(wǎng)中的鄰居節(jié)點取得當(dāng)前節(jié)目數(shù)據(jù),用戶按照步驟上述(2)加入到另一視點的視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)中,用戶向服務(wù)器發(fā)送一個停止數(shù)據(jù)直接推送請求,用戶從鄰居節(jié)點獲取節(jié)目數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交互式多視點視頻流媒體服務(wù)中控制延遲的方法,屬于多媒體數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。首先用戶與服務(wù)器進(jìn)行時間同步;服務(wù)器使觀看同一視點的用戶構(gòu)建一個視點內(nèi)覆蓋網(wǎng),所有視點內(nèi)覆蓋網(wǎng)聯(lián)合構(gòu)建一個視點間覆蓋網(wǎng),用戶在收看多視點視頻節(jié)目時,在兩個層次上加入這種對等覆蓋網(wǎng);多視點視頻節(jié)目中的關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)被均分成多個關(guān)鍵幀數(shù)據(jù)切片,分別傳給觀看不同視點的觀眾,所有觀眾互相交換各自的關(guān)鍵幀切片;根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)的傳輸情況,減少傳輸過程中服務(wù)器的帶寬開銷。本方法根據(jù)鄰居節(jié)點帶寬資源,降低視點切換過程中對于服務(wù)器帶寬資源的依賴,減少視點切換過程中的中間環(huán)節(jié),加快視點切換速度,提高服務(wù)質(zhì)量,增強用戶的觀看體驗。
文檔編號H04N7/24GK101459837SQ200910076120
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者孫立峰, 萌 張, 楊士強, 陳志博 申請人:清華大學(xué)