專利名稱：一種流媒體分發(fā)傳輸分級別自動減幀控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機網(wǎng)絡(luò)多媒體通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法。
背景技術(shù)：
隨著流媒體技術(shù)的不斷進步，大容量高并發(fā)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺、視頻會議系統(tǒng)平臺、網(wǎng)站流媒體視頻點播/直播服務(wù)平臺等網(wǎng)絡(luò)流媒體的應(yīng)用正逐漸在人們的辦公、日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。當(dāng)前的IP網(wǎng)絡(luò)僅能提供一種“盡力而為”的服務(wù)，無法對傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)抖動、傳輸延時、丟包率、包錯誤率、包亂序等要求較高的實時流媒體傳輸提供有效的服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證。QoS (Quality of Service)服務(wù)質(zhì)量,是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機制，是用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)。在正常情況下，如果網(wǎng)絡(luò)只用于特定的無時間限制的應(yīng)用系統(tǒng)，并不需要QoS，比如Web應(yīng)用，或E-mail設(shè)置等。但是對關(guān)鍵應(yīng)用和多媒體應(yīng)用就十分必要。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時，QoS能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時保證網(wǎng)絡(luò)的高效運行。在現(xiàn)實應(yīng)用中，視頻流媒體系統(tǒng)的媒體分發(fā)服務(wù)單元經(jīng)常要面臨著一個大容量的并發(fā)客戶群訪問；在這些客戶群中，有的客戶單元網(wǎng)絡(luò)帶寬較好，有的客戶單元則網(wǎng)絡(luò)帶寬較差；當(dāng)他們同時訪問同一視頻資源時候，需要分發(fā)服務(wù)單元根據(jù)各個客戶單元的網(wǎng)路環(huán)境自適應(yīng)的進行流媒體實時數(shù)據(jù)的傳輸，提高流媒體實時傳輸質(zhì)量(QoS)，從而有效的避免視頻畫面抖動、馬賽克、花屏、拖尾等異?，F(xiàn)象發(fā)生，提升視頻體驗的實時性和流暢性；目前，大部分視頻流媒體系統(tǒng)沒有進行自適應(yīng)的流媒體實時數(shù)據(jù)傳輸控制的視頻系統(tǒng)，也沒有提供自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸控制方法；或者是提供了基于UDP協(xié)議之上的實時傳輸協(xié)議(RTP )與實時傳輸控制協(xié)議(RTCP )的流媒體自適應(yīng)傳輸方法。因此在網(wǎng)絡(luò)抖動、傳輸延時、丟包率等嚴(yán)重的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，往往使得流媒體實時傳輸質(zhì)量(QoS)無法得到保證，從而導(dǎo)致一些視頻畫面的抖動、馬賽克、花屏、拖尾、卡塞等異常現(xiàn)象發(fā)生；在使用了基于UDP傳輸之上的RTP/RTCP協(xié)議進行傳輸控制的系統(tǒng)中，雖然在某些環(huán)境下得到較好的效果，但在某些環(huán)境下表現(xiàn)的卻非常糟糕；由于實質(zhì)是采用UDP協(xié)議進行流媒體傳輸，UDP本身沒有擁塞控制機制，不具有TCP傳輸友好性，而且也不保證流媒體數(shù)據(jù)的可靠傳輸，往往在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定情況下，比如亂序、丟包嚴(yán)重情況，RTP/RTCP本身不提供重傳，在應(yīng)用程序?qū)咏鉀Q又加大了難度，也違背了 RTP實時傳輸?shù)脑瓌t，從而無法較好的保證流媒體傳輸質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法，該方法使用了基于TCP傳輸協(xié)議的具有自適應(yīng)的流媒體實時數(shù)據(jù)傳輸控制的視頻流媒體系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟:步驟一，視頻流媒體系統(tǒng)為每個唯一編號的視頻資源創(chuàng)建一個分發(fā)服務(wù)單元；
步驟二，每個分發(fā)服務(wù)單元通過操作系統(tǒng)API向操作系統(tǒng)預(yù)申請一個對應(yīng)的內(nèi)存空間，并將其定義為該分發(fā)服務(wù)單元的內(nèi)存池，用于接收視頻源數(shù)據(jù)幀的推送輸入；步驟三，當(dāng)每個唯一編號的視頻資源的數(shù)據(jù)幀推送輸入到該分發(fā)服務(wù)單元時，該分發(fā)服務(wù)單元通過內(nèi)存池API在內(nèi)存池中申請一個對應(yīng)每個唯一編號的內(nèi)存空間，用于保存該數(shù)據(jù)幀，同時把該數(shù)據(jù)幀封裝為一個帶引用計數(shù)的智能對象幀，初始引用計數(shù)為1，被引用一次計數(shù)加1，離開作用域即解引用一次計數(shù)減1，當(dāng)該對象引用計數(shù)為O時，該對象自動釋放內(nèi)存到內(nèi)存池中；步驟四，該分發(fā)服務(wù)單元接收客戶單元的媒體信令請求，把該客戶單元用于媒體傳輸?shù)腡CP連接放入到客戶連接隊列中，同時為該客戶單元創(chuàng)建指定容量的智能對象幀發(fā)送隊列；步驟五，該分發(fā)服務(wù)單元把客戶連接TCP的套接字設(shè)置為非阻塞模式，以判斷發(fā)送結(jié)果和避免發(fā)送阻塞，實現(xiàn)實時傳輸目的；步驟六，當(dāng)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)幀推送輸入到來時，該分發(fā)服務(wù)單元遍歷客戶連接隊列，把步驟三中生成的智能對象幀放入每個客戶連接的智能對象幀發(fā)送隊列尾部；步驟七，該分發(fā)服務(wù)單元取出每個客戶端待發(fā)送的智能對象幀，繼續(xù)上次發(fā)送位置處發(fā)送數(shù)據(jù)；步驟八，該分發(fā)服務(wù)單元基于每個指定容量的智能對象幀發(fā)送隊列的當(dāng)前長度，計算出每個智能對象幀隊列使用情況，并且根據(jù)每個智能對象幀發(fā)送隊列使用情況做出網(wǎng)絡(luò)等級評估:步驟九，該分發(fā)服務(wù)單元根據(jù)判斷出來的網(wǎng)絡(luò)等級評估結(jié)果，進行，實現(xiàn)正常發(fā)送、丟B幀、丟B/P幀、只保留最后一個關(guān)鍵幀的自動減幀QoS決策控制。所述步驟四中所述的指定容量的最大的預(yù)定義值為100，初始設(shè)定值為O。所述在步驟七中，當(dāng)沒有待發(fā)送的智能對象幀或者智能對象幀發(fā)送完畢時，取出發(fā)送隊列頭部智能對象幀，并且將其賦值給待發(fā)送的智能對象幀。所述在步驟七中，當(dāng)智能對象幀的發(fā)送過程中出現(xiàn)發(fā)送非完整一幀數(shù)據(jù)的情況時，分發(fā)服務(wù)單元自動記錄上次發(fā)送的偏移位置。所述在步驟八、九中，所述計算出的每個智能對象發(fā)送隊列的使用情況以該隊列的當(dāng)前長度除以步驟四中設(shè)定的最大預(yù)定值100而得出，并且按照表一對應(yīng)關(guān)系決定網(wǎng)絡(luò)等級。表一智能對象與決定網(wǎng)絡(luò)等級對應(yīng)關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法，該方法使用了基于TCP傳輸協(xié)議的具有自適應(yīng)的流媒體實時數(shù)據(jù)傳輸控制的視頻流媒體系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，視頻流媒體系統(tǒng)為每個唯一編號的視頻資源創(chuàng)建一個分發(fā)服務(wù)單元； 步驟二，每個分發(fā)服務(wù)單元通過操作系統(tǒng)API向操作系統(tǒng)預(yù)申請一個對應(yīng)的內(nèi)存空間，并將其定義為該分發(fā)服務(wù)單元的內(nèi)存池，用于接收視頻源數(shù)據(jù)幀的推送輸入； 步驟三，當(dāng)每個唯一編號的視頻資源的數(shù)據(jù)幀推送輸入到該分發(fā)服務(wù)單元時，該分發(fā)服務(wù)單元通過內(nèi)存池API在內(nèi)存池中申請一個對應(yīng)每個唯一編號的內(nèi)存空間，用于保存該數(shù)據(jù)幀，同時把該數(shù)據(jù)幀封裝為一個帶引用計數(shù)的智能對象幀，初始引用計數(shù)為1，被引用一次計數(shù)加1，離開作用域即解引用一次計數(shù)減1，當(dāng)該對象引用計數(shù)為O時，該對象自動釋放內(nèi)存到內(nèi)存池中； 步驟四，該分發(fā)服務(wù)單元接收客戶單元的媒體信令請求，把該客戶單元用于媒體傳輸?shù)腡CP連接放入到客戶連接隊列中，同時為該客戶單元創(chuàng)建指定容量的智能對象幀發(fā)送隊列； 步驟五，該分發(fā)服務(wù)單元把客戶連接TCP的套接字設(shè)置為非阻塞模式，以判斷發(fā)送結(jié)果和避免發(fā)送阻塞，實現(xiàn)實時傳輸目的； 步驟六，當(dāng)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)幀推送輸入到來時，該分發(fā)服務(wù)單元遍歷客戶連接隊列，把步驟三中生成的智能對象幀放入每個客戶連接的智能對象幀發(fā)送隊列尾部； 步驟七，該分發(fā)服務(wù)單元取出每個客戶端待發(fā)送的智能對象幀，繼續(xù)上次發(fā)送位置處發(fā)送數(shù)據(jù)； 步驟八，該分發(fā)服務(wù)單元基于每個指定容量的智能對象幀發(fā)送隊列的當(dāng)前長度，計算出每個智能對象幀隊列使用 情況，并且根據(jù)每個智能對象幀發(fā)送隊列使用情況做出網(wǎng)絡(luò)等級評估: 步驟九，該分發(fā)服務(wù)單元根據(jù)判斷出來的網(wǎng)絡(luò)等級評估結(jié)果，進行QoS決策，實現(xiàn)正常發(fā)送、丟B幀、丟B/P幀、只保留最后一個關(guān)鍵幀的自動減幀QoS決策控制。
2.如權(quán)利要求1所述的一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法，其特征在于: 所述步驟四中的指定容量的最大的預(yù)定義值為100，初始設(shè)定值為O。
3.如權(quán)利要求1所述的一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法，其特征在于:所述步驟七中，當(dāng)沒有待發(fā)送的智能對象幀或者智能對象幀發(fā)送完畢時，取出發(fā)送隊列頭部智能對象幀，并且將其賦值給待發(fā)送的智能對象幀。
4.如權(quán)利要求1所述的一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法，其特征在于:所述步驟七中，當(dāng)智能對象幀的發(fā)送過程中出現(xiàn)發(fā)送非完整一幀數(shù)據(jù)的情況時，分發(fā)服務(wù)單元自動記錄上次發(fā)送的偏移位置。
5.如權(quán)利要求1所述的一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法，其特征在于:在步驟八、九中，所述計算出的每個智能對象發(fā)送隊列的使用情況以該隊列的當(dāng)前長度除以步驟四中設(shè)定的最大預(yù)定值100而得出，并且按照表一對應(yīng)關(guān)系決定網(wǎng)絡(luò)等級； 表一智能對象與決定網(wǎng)絡(luò)等級對應(yīng)關(guān)系
全文摘要
本發(fā)明是一種流媒體分發(fā)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸分級別自動減幀控制方法，使用了基于TCP傳輸協(xié)議的具有自適應(yīng)的流媒體實時數(shù)據(jù)傳輸控制的視頻流媒體系統(tǒng)，本方法通過視頻流媒體系統(tǒng)為每個唯一編號的視頻資源創(chuàng)建一個分發(fā)服務(wù)單元，并且通過創(chuàng)建相應(yīng)的內(nèi)存空間來對視頻資源的數(shù)據(jù)幀進行相應(yīng)的處理，以便自動判斷視頻數(shù)據(jù)的發(fā)送狀況和對客戶端網(wǎng)絡(luò)進行等級評估，并且根據(jù)評估的具體結(jié)果自動實現(xiàn)自動減幀的QoS決策控制，從而較好的保證了流媒體實時傳輸質(zhì)量，有效的避免視頻畫面抖動、馬賽克、花屏、拖尾等異?，F(xiàn)象發(fā)生，減輕了應(yīng)用層實現(xiàn)邏輯的復(fù)雜性，提升了視頻體驗的實時性和流暢性。
文檔編號H04N21/647GK103152649SQ20131003750
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者呂亮亮, 鄭傳江, 張輝, 陳鴻強, 王曉亮 申請人:北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司