一種基于視頻質量預測的svc視頻傳輸調度方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻編碼與傳輸領域，特別涉及一種基于視頻質量預測的SVC視頻傳 輸調度方法。
【背景技術】
[0002] 視頻媒體因其生動、形象的表現(xiàn)形式越來越多地被用在信息傳播、娛樂以及網(wǎng)絡 社交中。當前視頻應用產生的網(wǎng)絡流量已經遠大于文本、圖片等媒體產生的網(wǎng)絡流量，在移 動互聯(lián)網(wǎng)興起之后，視頻流量在移動互聯(lián)網(wǎng)流量中的占比也超過70%。因網(wǎng)絡帶寬資源和 鏈路質量等因素的限制，視頻數(shù)據(jù)在傳輸過程中有可能產生丟包或時延，較大時延后收到 的視頻數(shù)據(jù)也相當于丟包；無線網(wǎng)絡中低帶寬資源、不穩(wěn)定性的鏈路質量的狀況尤其突出。 因視頻壓縮采用了預測編碼，數(shù)據(jù)的丟失將在接收端視頻解碼時產生錯誤傳遞，視頻的質 量可能會受到嚴重影響，導致用戶的體驗下降。
[0003] 可伸縮視頻編碼（Scalable Video Coding，SVC)與其他的非可伸縮視頻編碼相比 更能適應帶寬資源受限的網(wǎng)絡。采用分層編碼結構的SVC在時間、空間和質量三個維度上 都具有可伸縮性，即每個維度上有一個基本層和多個增強層；它可以將一個視頻源編碼成 一個包含多個子流的SVC視頻流，不同的時間增強層、質量增強層和空間增強層的組合對 應不同的子流，其中每一個子流都能解碼出一個視頻，只是解碼視頻在時間、空間或質量的 分辨率上有差別而已。SVC的可伸縮特性使得編碼后視頻對受限的信道資源有更好的適應 性，即可以在發(fā)送端或接收端的指導下調整發(fā)送的視頻流量；視頻的抗丟包能力也更加突 出，即部分高層數(shù)據(jù)丟失的情況下，用接收到的視頻數(shù)據(jù)仍可以重構出一個低質量版本的 視頻。
[0004] SVC視頻對適應信道資源受限、鏈路不穩(wěn)定的網(wǎng)絡有天然的優(yōu)勢；另外通過對SVC 視頻的傳輸進行調度仍能較大幅度地提升接收視頻質量。當信道資源充足時可以發(fā)送較多 的視頻數(shù)據(jù)，充分利用信道資源優(yōu)化接收視頻的質量；當信道資源匱乏時，可以優(yōu)先發(fā)送那 些保證基本的視頻播放的數(shù)據(jù)，接收視頻在播放流暢性和清晰度上也得到了平衡。更進一 步地，通過預測所發(fā)送數(shù)據(jù)在通過信道傳輸之后將在接收端呈現(xiàn)的視頻質量，以這個預測 質量來調整并選擇最優(yōu)的SVC數(shù)據(jù)發(fā)送方案，可以達到進一步優(yōu)化接收視頻質量的目的。
[0005] 視頻傳輸中的視頻質量預測的準確性直接影響著調度的有效性。接收視頻質量預 測值是發(fā)送調度方案選擇的指導指標，最大化接收視頻質量的預測值即是SVC視頻發(fā)送調 度的目標。如果視頻質量預測方法準確，所選出的能最大化接收視頻質量預測值的調度方 案將是合理的；而如果視頻質量預測方法本身就不夠準確，那么所選擇的任何發(fā)送調度優(yōu) 化方案都將失去其意義。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的視頻數(shù)據(jù)調度方法所基于的視頻質量預測 方法不準確所存在的缺陷，從而提供一種計算復雜度較低、預測準確性較高的視頻數(shù)據(jù)調 度方法。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于視頻質量預測的SVC視頻傳輸調度方 法，包括：
[0008] 步驟1)、為待傳輸?shù)腟VC視頻數(shù)據(jù)在多個展開點各自離線準備一套用于視頻質量 預測的參數(shù)；所述參數(shù)包括視頻質量與視頻數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)丟失率之間的函數(shù)在一展開點做泰 勒展開后所得到的常數(shù)項參數(shù)、一次項參數(shù)以及二次項參數(shù)；
[0009] 步驟2)、利用步驟1)所得到的參數(shù)預測SVC視頻數(shù)據(jù)被接收到時的視頻質量，以 決定SVC視頻數(shù)據(jù)中有哪些視頻數(shù)據(jù)被發(fā)送。
[0010] 上述技術方案中，所述步驟1)進一步包括：
[0011] 在一個展開點V 近做泰勒展開，依次按如下方式計算常數(shù)項參數(shù)、一次項參 數(shù)以及二次項參數(shù)，其中，m e [1，Nf]，Nf為待傳輸SVC視頻數(shù)據(jù)的總體質量分層數(shù)：
[0012] 計算常數(shù)項參數(shù)：一段待傳輸?shù)腟VC視頻數(shù)據(jù)包括多個圖像組，每個圖像組包括 2AW幀，其中斗為待傳輸SVC視頻數(shù)據(jù)的時間分層數(shù)；在每一幀中都保留質量層不高于m 的那些NALU，更高層的NALU直接剔除；然后對一個圖像組中保留下來的數(shù)據(jù)進行解碼，并 計算這些幀的PSNR，然后將這2?- 1幀的PSNR相加作為該圖像組的常數(shù)項參數(shù)f(p' J ;其 中，/(PL) = /(P)|P=P;"表示當一個視頻圖像組中的所有的NALU的丟失概率分布為p' π時所 對應的圖像組質量；
[0013] 計算一次項參數(shù)包括：一個圖像組包括2^+1幀，每幀包括乂個NALU，為每個NALU 都計算一個一次項參數(shù)；在計算一次項參數(shù)時，首先將一個圖像組的每一幀中那些質量層 不高于m的那些NALU保留下來，更高層的NALU直接剔除；如果索引為k的NALU屬于更高的 質量層且已經被剔除，則直接分配一次項參數(shù)為0;如果索引為k的NALU質量層不高于m且 仍然在保留數(shù)據(jù)中，則將其剔除；然后對保留下來的數(shù)據(jù)進行解碼并計算這些幀的PSNR， 然后將這2?― 1幀的PSNR相加即為中間參數(shù)β kll，其中β kll表示當圖像組中只有索引為 k的NALU丟失時解碼后視頻的質量；進一步計算β kJ_2，β !^^表不當圖像組中所有的NALU 都被成功接收時解碼后視頻的質量，因此eki2=f V m);由計算索引為 k的NALU的一次項參數(shù)β k 1;
[0014] 計算二次項參數(shù)包括：一個圖像組包括幀，每幀包括N/h NALU，為每 個NALU計算一個二次項參數(shù)；所述二次項參數(shù)表示為β k_2，
【主權項】
1. 一種基于視頻質量預測的SVC視頻傳輸調度方法，包括： 步驟1)、為待傳輸?shù)腟VC視頻數(shù)據(jù)在多個展開點各自離線準備一套用于視頻質量預測 的參數(shù)；所述參數(shù)包括視頻質量與視頻數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)丟失率之間的函數(shù)在一展開點做泰勒展 開后所得到的常數(shù)項參數(shù)、一次項參數(shù)以及二次項參數(shù)； 步驟2)、利用步驟1)所得到的參數(shù)預測SVC視頻數(shù)據(jù)被接收到時的視頻質量，以決定SVC視頻數(shù)據(jù)中有哪些視頻數(shù)據(jù)被發(fā)送。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于視頻質量預測的SVC視頻傳輸調度方法，其特征在于，所 述步驟1)進一步包括： 在一個展開點P'm附近做泰勒展開，依次按如下