一種流媒體自適應(yīng)處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及流媒體處理系統(tǒng)及方法，特別是基于移動(dòng)終端的流媒體自適應(yīng)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今，網(wǎng)絡(luò)帶寬仍然是流媒體系統(tǒng)應(yīng)用的最大瓶頸，為了應(yīng)付網(wǎng)絡(luò)帶寬的不足，許多流媒體系統(tǒng)將解決辦法放在流媒體系統(tǒng)架構(gòu)的改進(jìn)上。但是在傳輸上，對(duì)于相同的視頻內(nèi)容，傳統(tǒng)的流媒體系統(tǒng)大多采用單一碼率的視頻文件來(lái)為所有用戶提供服務(wù)，這種硬性的處理方式，忽略了網(wǎng)絡(luò)性能較好的部分群體或者一些時(shí)段。如圖1所示，為一個(gè)典型的視頻應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明的研究?jī)?nèi)容，就是拋開(kāi)P2P、CDN等復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，專注于討論兩點(diǎn)之間的傳輸，因此，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，同時(shí)拋開(kāi)NAT穿透等復(fù)雜的交互流程，在假設(shè)兩點(diǎn)之間能夠直接通信的前提下進(jìn)行研究工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明首先研究如何對(duì)流媒體文件進(jìn)行多碼率化，提出了媒體質(zhì)量等級(jí)的劃分策略，在劃分等級(jí)的情況下，能夠在盡量保證播放質(zhì)量的情況下最大地減小視頻文件的大小，以及在此基礎(chǔ)上對(duì)經(jīng)多碼率化的流媒體文件在磁盤上的組織和管理方案，以實(shí)現(xiàn)在媒體內(nèi)容切換時(shí)的快速定位到下一個(gè)需發(fā)送的音視頻幀。
[0004]其次是可用帶寬的測(cè)量方法的設(shè)計(jì)，通過(guò)采用適合于流媒體應(yīng)用的具有延遲預(yù)警的擁塞控制算法，并結(jié)合RTP/RTCP對(duì)該算法的計(jì)算因子進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，以獲取當(dāng)前可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
[0005]在實(shí)現(xiàn)文件多碼率化和可用帶寬測(cè)量的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)設(shè)計(jì)了多碼率文件的傳輸技術(shù)，在可用網(wǎng)絡(luò)帶寬發(fā)生變化的情況下，自適應(yīng)地切換到與可用帶寬相適應(yīng)的碼率的視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行傳輸，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)性能，使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率和選擇傳輸?shù)拿襟w內(nèi)容的質(zhì)量達(dá)到最大化。
[0006]最后設(shè)計(jì)了可變編解碼參數(shù)的Filters播放鏈路動(dòng)態(tài)重連機(jī)制，在自適應(yīng)傳輸過(guò)程中當(dāng)所播放的媒體文件的分辨率發(fā)生變化時(shí)，采用了“最短”的鏈路長(zhǎng)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)重連，防止因?yàn)閒ilters動(dòng)態(tài)重連產(chǎn)生的“停頓感”。
[0007]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提出的多碼率文件的傳輸技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬利用以及媒體播放內(nèi)容質(zhì)量的最大化，同時(shí)與傳統(tǒng)的單碼率文件傳輸相比，在網(wǎng)絡(luò)帶寬較小的情況下，還能夠減少緩沖等待次數(shù)和降低等待時(shí)間，提高了流媒體系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，因此特別適合移動(dòng)終端等網(wǎng)絡(luò)條件不穩(wěn)定的場(chǎng)合。
[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提出了:
[0009]—種流媒體自適應(yīng)處理方法，其特征在于，
[0010]在發(fā)送端執(zhí)行步驟，
[0011 ] 步驟A，發(fā)送端接受流媒體發(fā)送任務(wù)，根據(jù)任務(wù)指示在磁盤文件管理模塊找到媒體名稱和媒體質(zhì)量等級(jí)所對(duì)應(yīng)的媒體文件，并根據(jù)任務(wù)指示的開(kāi)始時(shí)間找到所對(duì)應(yīng)的媒體文件段；
[0012]步驟B，讀取媒體文件段，將媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行RTP封裝；
[0013]步驟C，發(fā)送封裝后的RTP包；
[0014]步驟D，測(cè)量當(dāng)前可用帶寬；
[0015]步驟E，根據(jù)可用帶寬，通過(guò)擁塞控制算法，計(jì)算下一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送速率；
[0016]步驟F，如果下一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送速率與當(dāng)前媒體質(zhì)量等級(jí)的不匹配，則查找匹配該發(fā)送速率的媒體質(zhì)量等級(jí)的媒體文件；如果滿足，則跳回步驟B繼續(xù)進(jìn)行下一文件段的處理；
[0017]步驟G，如果找到，則切換到適合該發(fā)送速率的媒體質(zhì)量等級(jí)的媒體文件，跳回步驟B繼續(xù)進(jìn)行下一文件段的處理；如果找不到，則根據(jù)適合的媒體質(zhì)量等級(jí)對(duì)媒體文件進(jìn)行重編碼，并切換到重編碼后的媒體文件，跳回步驟B繼續(xù)進(jìn)行下一文件段的處理；
[0018]接收端執(zhí)行步驟，
[0019]步驟H，接收發(fā)送端發(fā)來(lái)的RTP封裝后的數(shù)據(jù)包；
[0020]步驟I，向發(fā)送端反饋數(shù)據(jù)包以便計(jì)算帶寬；
[0021 ] 步驟J，對(duì)接收到的RTP包進(jìn)行解封裝；
[0022]步驟K，對(duì)接收到的媒體數(shù)據(jù)的音視頻幀的進(jìn)行重組；
[0023]步驟L，將重組的音視頻幀存入緩沖區(qū)；
[0024]步驟M，創(chuàng)建f ilter鏈路，以實(shí)現(xiàn)音視頻幀的解碼播放；
[0025]步驟N，跳回步驟Η接收下一個(gè)數(shù)據(jù)包。
[0026]如上所述的方法，其特征在于，
[0027]步驟Α中還包括:
[0028]步驟A1，根據(jù)任務(wù)指示查找是否存在指定的媒體質(zhì)量等級(jí)所對(duì)應(yīng)的媒體文件，如果存在，則選擇該媒體文件，如果不存在則根據(jù)指定的媒體質(zhì)量等級(jí)對(duì)媒體文件進(jìn)行重編碼。
[0029]如上所述的方法，其特征在于，
[0030]步驟A中還包括:
[0031]步驟A2，根據(jù)任務(wù)指示查找對(duì)應(yīng)的媒體文件，并且根據(jù)媒體質(zhì)量等級(jí)的劃分策略，將媒體文件重編碼為多種不同媒體質(zhì)量等級(jí)的媒體文件，其中包括任務(wù)指示指定的媒體質(zhì)量等級(jí)。
[0032]如上所述的方法，其特征在于，
[0033]步驟A中還包括:
[0034]步驟A3，根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔，將找到媒體文件或者重編碼的媒體文件切分為多個(gè)文件段。
[0035]如上所述的方法，其特征在于，
[0036]步驟G中還包括:
[0037]步驟G1，根據(jù)適合的媒體質(zhì)量等級(jí)對(duì)媒體文件進(jìn)行重編碼時(shí)，將已經(jīng)切分后的媒體文件按逐個(gè)文件段進(jìn)行重編碼，生成已經(jīng)分段后的重編碼媒體文件。
[0038]如上所述的方法，其特征在于，
[0039]步驟L中還包括，
[0040]步驟L1，判斷接收到的媒體數(shù)據(jù)質(zhì)量等級(jí)是否發(fā)生變化，如果是，則調(diào)整緩沖區(qū)的大小。
[0041]如上所述的方法，其特征在于，
[0042]步驟Μ中還包括，
[0043]步驟Μ1，判斷接收到的媒體數(shù)據(jù)質(zhì)量等級(jí)是否發(fā)生變化，如果是，則重新連接filter 鏈路。
[0044]本發(fā)明還提出了一種流媒體自適應(yīng)處理系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，其特征在于:
[0045]發(fā)送端包括以下模塊；
[0046]磁盤文件管理模塊，功能是為上層提供文件的查詢、文件內(nèi)容的讀取等操作，并實(shí)現(xiàn)文件的分類功能；
[0047]媒體質(zhì)量等級(jí)劃分模塊，包括媒體質(zhì)量等級(jí)的劃分策略，預(yù)設(shè)有不同質(zhì)量等級(jí)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)；
[0048]媒體文件重編碼模塊，實(shí)現(xiàn)媒體文件的重編碼；
[0049]媒體文件分段模塊，根據(jù)設(shè)置將媒體文件切分成固定時(shí)長(zhǎng)的小段；
[0050]RTP包組裝模塊，根據(jù)RTP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)媒體文件的文件段的RTP包封裝；
[0051]媒體質(zhì)量等級(jí)切換模塊，當(dāng)對(duì)發(fā)送端發(fā)送速率進(jìn)行調(diào)整時(shí)，對(duì)發(fā)送的媒體質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行重新選擇，選擇適合發(fā)送速率的質(zhì)量等級(jí)的媒體文件進(jìn)行發(fā)送；
[0052]可用帶寬測(cè)量模塊，通過(guò)反饋的數(shù)據(jù)包進(jìn)行實(shí)時(shí)地計(jì)算得到當(dāng)前的可用帶寬大?。?br>[0053]擁塞控制模塊，根據(jù)可用帶寬，通過(guò)擁塞控制算法，計(jì)算下一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送速率；
[0054]媒體數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，實(shí)現(xiàn)媒體數(shù)據(jù)包向?qū)Χ说陌l(fā)送；
[0055]接收端包括以下模塊，
[0056]媒體數(shù)據(jù)接收模塊，實(shí)現(xiàn)媒體數(shù)據(jù)包的接收；
[0057]RTP包解封模塊，對(duì)接收到的RTP包進(jìn)行解封裝；
[0058]音視頻幀重組模塊，實(shí)現(xiàn)音視頻幀的重組操作，為上層播放層提供音視頻幀的獲取接口 ；
[0059]播放器控制接口模塊，為用戶提供友好的播放控制界面；
[0060]Filter Graph管理器模塊，F(xiàn)ilter Graph管理器功能在于創(chuàng)建filter鏈路，以實(shí)現(xiàn)音視頻幀的解碼播放，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)在媒體質(zhì)量等級(jí)切換時(shí)filter鏈路的動(dòng)態(tài)重連機(jī)制；
[0061]緩沖區(qū)管理