本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是涉及基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端及優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

HLS是Apple實(shí)現(xiàn)的基于HTTP的流媒體傳輸協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)流媒體的直播和點(diǎn)播，為移動設(shè)備提供音視頻直播和點(diǎn)播方案。

HLS協(xié)議在服務(wù)器端將媒體數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為不同質(zhì)量的、連續(xù)的、很短時長的媒體文件(MPEG-TS格式，一般每個小文件可以播放8秒鐘，稱之為分片)，而客戶端則不斷的下載并播放這些分片。

通常的，對于同一個節(jié)目，服務(wù)器提供質(zhì)量不同的多個音視頻流(每一種質(zhì)量的音視頻流包含一組分片，對應(yīng)于一種碼率)，并通過m3u8格式的配置文件給出這多個音視頻流的信息(包含每個音視頻流的碼率，所包含的分片獲取方式)。例如，配置文件中包含了7個音視頻流信息，如下所示：

音視頻流00：40Kbps有音頻流，無視頻流，有1張JPEG圖片

音視頻流01：120Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率176x144)

音視頻流02：300Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率320x180)

音視頻流03：500Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率400x224)

音視頻流04：800Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率480x270)

音視頻流05：1300Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率640x360)

音視頻流06：2200Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率1024x576)

由于數(shù)據(jù)通過HTTP協(xié)議傳輸，所以完全不用考慮防火墻或者代理的問題，而且分片文件的可以播放的時長很短，客戶端可以隨時選擇和切換到對應(yīng)的碼率上，以適應(yīng)不同帶寬條件下的播放。

下載音視頻流時，我們以分片作為最基本的播放單位，對于一個分片，只有兩種選擇：要么完全下載并播放，要么不下載或者下載一部分之后丟棄。

對于分片，我們一般把一個分片分為若干(≧5)個數(shù)據(jù)包來下載。每下載完成一次數(shù)據(jù)包，我們就可以獲得下載的信息(下載的字節(jié)數(shù)和下載時間)，通過這些下載信息，我們可以計(jì)算出網(wǎng)速。

在手機(jī)終端可以使用HLS客戶端來收看服務(wù)器上的節(jié)目。HLS客戶端首先接收m3u8格式的配置文件，然后計(jì)算當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)速度，并實(shí)時依據(jù)網(wǎng)絡(luò)速度來下載對應(yīng)帶寬的音視頻流，以達(dá)到最佳的用戶體驗(yàn)。

其中，計(jì)算當(dāng)前網(wǎng)速的方法是：將最近已經(jīng)下載的50個數(shù)據(jù)包字節(jié)大小/50個數(shù)據(jù)包的下載時間，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)平均速度。通常的，一個分片少于50個包，因此需要下載至少一個分片后才能測算出當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)平均速度。

當(dāng)網(wǎng)速發(fā)生極大波動時，因?yàn)樵械挠?jì)算方法是取得50個包網(wǎng)絡(luò)平均速度，故不能及時根據(jù)變化后的網(wǎng)速選擇切換到對應(yīng)的碼流，會導(dǎo)致卡頓時間比較長(網(wǎng)速快速下降時)或進(jìn)入最佳播放狀態(tài)的時間比較長(網(wǎng)速快速提高時)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端及優(yōu)化方法，當(dāng)網(wǎng)速發(fā)生極大波動時，播放HLS媒體流出現(xiàn)卡頓時間比較短并且可以快速進(jìn)入最佳播放狀態(tài)。本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端，包括即時速度檢測模塊、頻流帶寬檢測模塊以及網(wǎng)絡(luò)流切換模塊，所述即時速度檢測模塊用于獲得即時速度或者即時速度的平均速度，所述頻流帶寬檢測模塊用于獲得當(dāng)前音視頻流帶寬；

所述網(wǎng)絡(luò)流切換模塊通過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，或者通過比較即時速度信息與平均速度信息，區(qū)分網(wǎng)速變動的類型，再根據(jù)所述網(wǎng)速變動的類型來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流。

所述即時速度檢測模塊獲得即時速度具體為通過當(dāng)前數(shù)據(jù)包下載的字節(jié)數(shù)和下載所需的時間計(jì)算所述即時速度。

基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法，通過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，或者通過比較即時速度信息與平均速度信息，區(qū)分網(wǎng)速變動的類型，再根據(jù)所述網(wǎng)速變動的類型來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流。

所述即時速度信息的獲取方式具體為：通過當(dāng)前數(shù)據(jù)包的下載信息計(jì)算即時速度，所述下載信息為下載的字節(jié)數(shù)和下載所需的時間。

所述通過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，區(qū)分網(wǎng)速變動的類型具體為：

比較所述即時速度和當(dāng)前音視頻流帶寬的關(guān)系，如果所述即時速度<第一閾值與所述當(dāng)前音視頻流帶寬的乘積，則是網(wǎng)速陡降；如果所述即時速度>第二閾值與所述當(dāng)前音視頻流帶寬的乘積，則是網(wǎng)速陡升；否則為網(wǎng)速緩升或網(wǎng)速緩降。

所述通過即時速度信息與所述平均速度信息間的比較區(qū)分網(wǎng)速變動的類型具體為：如果所述即時速度<第一閾值與所述平均速度的乘積，則是網(wǎng)速陡降；如果所述即時速度>第二閾值與平均速度的乘積，則是網(wǎng)速陡升；否則為網(wǎng)速緩升或網(wǎng)速緩降。

如果當(dāng)前屬于網(wǎng)速陡升或者網(wǎng)速陡降，通過所述即時速度與m3u8配置來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流；否則，根據(jù)所述平均速度和m3u8配置來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流。

如果當(dāng)前屬于網(wǎng)速陡升或者網(wǎng)速陡降，對幾個即時速度求平均值以后，根據(jù)平均即時速度和m3u8配置來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

該系統(tǒng)及方法能夠?qū)⒕W(wǎng)速的波動劃分為以下幾種類型：網(wǎng)速緩升，網(wǎng)速緩降，網(wǎng)速陡升，網(wǎng)速陡降；通過即時速度信息區(qū)分網(wǎng)速變動的類型，并依據(jù)網(wǎng)速變動類型作出選擇；

具體來說，過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，或者通過所述即時速度信息與m3u8配置信息的相互比較；或者該該方法還能夠通過即時速度信息與平均速度信息間的比較，來確定網(wǎng)速變動的類型，最終通過對網(wǎng)速大幅突然變化的類型優(yōu)化處理，提升用戶體驗(yàn)。

及時根據(jù)變化后的網(wǎng)速選擇切換到對應(yīng)的碼流，使卡頓時間縮短或者快速進(jìn)入最佳播放狀態(tài)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法的第一實(shí)施方式的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法的第二實(shí)施方式的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端及優(yōu)化方法，為使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及效果更加清楚，明確，以及參照附圖并舉實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明所涉及的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端，參閱圖1，為本發(fā)明提供的第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

包括即時速度檢測模塊110、頻流帶寬檢測模塊120以及網(wǎng)絡(luò)流切換模塊130，所述即時速度檢測模塊110用于獲得即時速度或者即時速度的平均速度，所述頻流帶寬檢測模塊120用于獲得當(dāng)前音視頻流帶寬；

所述網(wǎng)絡(luò)流切換模塊130通過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，或者通過比較即時速度信息與平均速度信息，區(qū)分網(wǎng)速變動的類型，再根據(jù)所述網(wǎng)速變動的類型來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端，采用網(wǎng)絡(luò)流切換模塊，該模塊比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，或者與m3u8配置信息的相互比較，使在下載網(wǎng)絡(luò)流時用戶端可以快速根據(jù)網(wǎng)絡(luò)蘇變動進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流選擇，大大縮短了網(wǎng)絡(luò)流間相互切換的時間，提升用戶體驗(yàn)。

參閱圖2，圖2是本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

除了第一種實(shí)施方式中所包含的模塊以外，該系統(tǒng)還包括平均速度獲取模塊140，所述網(wǎng)絡(luò)流切換模塊130，通過即時速度信息與平均速度信息間的比較，區(qū)分網(wǎng)速變動的類型，并依據(jù)所述網(wǎng)速變動的類型作出網(wǎng)絡(luò)流選擇。

具體的，所述即時速度檢測模塊110獲得即時速度具體為通過當(dāng)前數(shù)據(jù)包下載的字節(jié)數(shù)和下載所需的時間計(jì)算所述即時速度。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載終端中，絡(luò)流切換模塊還可以通過平均速度模塊，將即時速度與平均速度進(jìn)行比較，為網(wǎng)絡(luò)流選擇提供另一個途徑，大大縮短了網(wǎng)絡(luò)流間相互切換的時間，提升用戶體驗(yàn)。

參閱圖3，圖3是本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法第一實(shí)施方式的流程示意圖。

基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法具體為：s110：通過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，或者通過比較即時速度信息與平均速度信息，區(qū)分網(wǎng)速變動的類型，s120：再根據(jù)所述網(wǎng)速變動的類型來選擇作出網(wǎng)絡(luò)流的選擇。

所述即時速度信息的獲取方式具體為：通過當(dāng)前數(shù)據(jù)包的下載信息計(jì)算即時速度，所述下載信息為下載的字節(jié)數(shù)和下載所需的時間。

所述通過即時速度信息的相互比較區(qū)分網(wǎng)速變動的類型具體為：

比較所述即時速度和當(dāng)前音視頻流帶寬的關(guān)系，如果所述即時速度<第一閾值與所述當(dāng)前音視頻流帶寬的乘積，則是網(wǎng)速陡降；如果所述即時速度>第二閾值與所述當(dāng)前音視頻流帶寬的乘積，則是網(wǎng)速陡升；否則為網(wǎng)速緩升或網(wǎng)速緩降。

所述通過即時速度信息與所述平均速度信息間的比較區(qū)分網(wǎng)速變動的類型具體為：如果所述即時速度<第一閾值與所述平均速度的乘積，則是網(wǎng)速陡降；如果所述即時速度>第二閾值與平均速度的乘積，則是網(wǎng)速陡升；否則為網(wǎng)速緩升或網(wǎng)速緩降。

如果當(dāng)前屬于網(wǎng)速陡升或者網(wǎng)速陡降，通過所述即時速度與m3u8配置來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流；否則，根據(jù)所述平均速度和m3u8配置來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法，該方法采用了兩種方式，對網(wǎng)速變動類型進(jìn)行識別，1)通過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，2)或者該該方法還能夠通過即時速度信息與平均速度信息間的比較，依據(jù)所述網(wǎng)速變動的類型作出網(wǎng)絡(luò)流選擇；這樣大大縮短了網(wǎng)絡(luò)流間相互切換的時間，提升用戶體驗(yàn)。及時根據(jù)變化后的網(wǎng)速選擇切換到對應(yīng)的碼流，使卡頓時間縮短或者快速進(jìn)入最佳播放狀態(tài)。

參閱圖4，圖4是本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法第二實(shí)施方式的流程示意圖，該圖給出了一個實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)流程。

第一步、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的即時速度；

具體的，通過當(dāng)前數(shù)據(jù)包的下載信息(下載信息包括：下載的字節(jié)數(shù)和下載所需的時間)，計(jì)算即時速度。例如，通過當(dāng)前3個數(shù)據(jù)包的下載信息計(jì)算即時速度。

可選的，該步驟中還通過最近一段時期數(shù)據(jù)包的下載信息，計(jì)算平均速度。例如，通過最近50個數(shù)據(jù)包的下載信息計(jì)算平均速度。其中，即時速度可以反映當(dāng)前的下載速度，平均速度反映一段時間內(nèi)的下載速度。為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的即時速度和平均速度，系統(tǒng)需要始終保持若干個數(shù)據(jù)包的下載信息。

第二步、通過即時速度，判斷是否屬于網(wǎng)速陡升或陡降。

具體判斷方式為：方式1，比較即時速度和當(dāng)前音視頻流帶寬的關(guān)系；如果即時速度<第一閾值*當(dāng)前音視頻流帶寬，則認(rèn)為是網(wǎng)速陡降；如果即時速度>第二閾值*當(dāng)前音視頻流帶寬，則認(rèn)為是網(wǎng)速陡升。

方式2，比較即時速度和平均速度的關(guān)系；如果即時速度<第一閾值*平均速度，則認(rèn)為是網(wǎng)速陡降；如果即時速度>第二閾值*平均速度，則認(rèn)為是網(wǎng)速陡升。

例如，配置文件中包含了7個音視頻流信息，如下所示：

音視頻流00：40Kbps有音頻流，無視頻流，有1張JPEG圖片

音視頻流01：120Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率176x144)

音視頻流02：300Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率320x180)

音視頻流03：500Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率400x224)

音視頻流04：800Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率480x270)

音視頻流05：1300Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率640x360)

音視頻流06：2200Kbps有音頻流，有視頻流(視頻流分辨率1024x576)

可以選取3個數(shù)據(jù)包的即時速度來進(jìn)行判斷；選取50個數(shù)據(jù)包的信息計(jì)算平均速度。

即時速度Vm1＝最近下載的第1個數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)/對應(yīng)數(shù)據(jù)包下載時間

即時速度Vm2＝最近下載的第2個數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)/對應(yīng)數(shù)據(jù)包下載時間

即時速度Vm3＝最近下載的第3個數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)/對應(yīng)數(shù)據(jù)包下載時間

平均速度Vn＝最近下載的50個數(shù)據(jù)包總字節(jié)數(shù)/對應(yīng)數(shù)據(jù)包下載總時間

當(dāng)前音視頻流帶寬Va＝當(dāng)前下載的音視頻流對應(yīng)的碼率

網(wǎng)速陡降閾值a(取值為0.6)

網(wǎng)速陡升閾值b(取值為2.0)

如果對于Vm1，Vm2，Vm3都<a*Vn，或者都<a*Va，就認(rèn)為這是網(wǎng)速陡降。

如果對于Vm1，Vm2，Vm3都>b*Vn，或者都>b*Va，就認(rèn)為這是網(wǎng)速陡升。

第三步、如果當(dāng)前屬于網(wǎng)速陡升或者網(wǎng)速陡降，通過即時速度和m3u8配置來選擇對應(yīng)的流。否則，還是根據(jù)平均速度和m3u8配置來選擇對應(yīng)的流。

具體的，可以是對幾個即時速度求平均值以后，再選擇對應(yīng)的流。

例：m3u8配置如前面配置文件中的7個音視頻流信息

當(dāng)前播放的為02音視頻流，速度300KBps

Vn＝350KBps

Vm1＝150KBps；Vm2＝160KBps；Vm3＝140KBps；

發(fā)現(xiàn)Vm1，Vm2，Vm3都<a*Vn，認(rèn)為這是網(wǎng)速陡降，然后計(jì)算得到即時速度的平均速度150KBps，依據(jù)m3u8配置中的不同流需要的網(wǎng)速，切換到流01。

網(wǎng)速陡升情況改進(jìn)后的效果：通過3組的測試對比，自適應(yīng)所需的時間減少了50％～80％不等，平均減少的自適應(yīng)時間為原來總時間的70％。

網(wǎng)速陡降改情況進(jìn)后的效果：

對于原來的算法，原來的用戶體驗(yàn)根本不能接受，在某些極端(網(wǎng)速下降的比例很大)的測試中，音視頻會卡1分鐘以上。

通過3組的測試對比，原來的算法，音視頻會卡平均20秒以上；而采用了改進(jìn)后的方法之后，基本上沒有卡的情況出現(xiàn)，少數(shù)情況會卡1～3秒，在可以接受的范圍內(nèi)。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的基于HLS客戶端的網(wǎng)絡(luò)流下載優(yōu)化方法，該方法采用了兩種方式，對網(wǎng)速變動類型進(jìn)行識別，1)通過比較即時速度信息與當(dāng)前音視頻流帶寬，2)或者該該方法還能夠通過即時速度信息與平均速度信息間的比較，在選擇網(wǎng)絡(luò)流時，還可以對幾個即時速度求平均值以后，根據(jù)平均即時速度和m3u8配置來選擇對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流，依據(jù)所述網(wǎng)速變動的類型作出網(wǎng)絡(luò)流選擇。

具體的HLS網(wǎng)絡(luò)流音視頻節(jié)目點(diǎn)播在不同網(wǎng)速變化情況下的測試數(shù)據(jù)如下：

本實(shí)施例還給出了測試對比的真實(shí)案例，做了3組測試實(shí)驗(yàn)，說明這樣大大縮短了網(wǎng)絡(luò)流間相互切換的時間，提升用戶體驗(yàn)。通過3組的測試對比，自適應(yīng)所需的時間減少了50％～80％不等，網(wǎng)速選擇切換到對應(yīng)的碼流的時間大大減小，平均減少的自適應(yīng)時間為原來總時間的70％，明顯使卡頓時間縮短或者快速進(jìn)入最佳播放狀態(tài)。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。