一種面向網(wǎng)絡(luò)直播的視頻編碼流控方法
【專利摘要】一種面向網(wǎng)絡(luò)直播的視頻編碼流控方法，包括：播放端參數(shù)設(shè)置步驟：將播放端初始緩沖區(qū)接收視頻數(shù)據(jù)的時長預(yù)設(shè)為M，將播放端最低接收帶寬預(yù)設(shè)為W；初始化編碼步驟：直播編碼開始后，根據(jù)預(yù)設(shè)的M、W建立模擬緩沖區(qū)；編碼步驟：在編碼過程中，周期性的預(yù)測正在編碼幀的數(shù)據(jù)大小及待編碼幀的數(shù)據(jù)大??；計算模擬緩沖區(qū)中視頻序列的狀態(tài)，并調(diào)整量化系數(shù)使得模擬緩沖區(qū)中視頻序列的數(shù)據(jù)量非空，然后繼續(xù)進行后續(xù)編碼；編碼數(shù)據(jù)分發(fā)步驟：在執(zhí)行編碼步驟的同時，直接或間接的向播放端分發(fā)編碼數(shù)據(jù)；視頻播放步驟：在所述播放端構(gòu)造解碼器，在任意時間點開始接收直播，在接收數(shù)據(jù)達到時長M的視頻數(shù)據(jù)量后開始播放視頻，同時使所述播放端的接收直播流的帶寬不低于W。
【專利說明】一種面向網(wǎng)絡(luò)直播的視頻編碼流控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種視頻流控技術(shù)，具體地，是關(guān)于一種面向網(wǎng)絡(luò)直播的視頻編碼流控方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，視頻服務(wù)的形式通?？煞譃橄螺d、點播、直播等。下載、點播業(yè)務(wù)特點是將已形成的視頻數(shù)據(jù)傳送到播放端并回放，直播業(yè)務(wù)則是在視頻數(shù)據(jù)實時產(chǎn)生的過程中，向播放端發(fā)送并回放。
[0003]視頻服務(wù)可基于多種傳輸網(wǎng)絡(luò)，如傳統(tǒng)的DVB-C、DMB-T等，近年來基于互聯(lián)網(wǎng)的視頻服務(wù)逐步增多，互聯(lián)網(wǎng)上的視頻播放器一般是PC瀏覽器內(nèi)嵌的flash播放控件，ios操作系統(tǒng)內(nèi)置的控件，開源軟件VLC等。
[0004]流控是視頻編碼的重要環(huán)節(jié)，其作用通常是保證編碼后的視頻與傳輸、解碼模型相匹配，且有好的視頻質(zhì)量。目前視頻流控主要模型包括HRD、VBV、ABR等。
[0005]HRD(Hypothetical Reference Decoder)模型，即假想?yún)⒖冀獯a緩沖模型，包括:編碼圖像緩沖器(CPB)、一個瞬時解碼過程、解碼圖像緩沖器(DPB)和輸出。
[0006]HRD模型的主要參數(shù)定義如下表:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種面向網(wǎng)絡(luò)直播的視頻編碼流控方法，其特征在于，所述視頻編碼流控方法包括: 播放端參數(shù)設(shè)置步驟:將播放端初始緩沖區(qū)接收視頻數(shù)據(jù)的時長預(yù)設(shè)為M，將播放端最低接收帶寬預(yù)設(shè)為W ； 初始化編碼步驟:直播編碼開始后，根據(jù)預(yù)設(shè)的M、W建立模擬緩沖區(qū)； 編碼步驟:在編碼過程中，周期性的預(yù)測正在編碼幀的數(shù)據(jù)大小及待編碼幀的數(shù)據(jù)大??；計算所述模擬緩沖區(qū)中視頻序列的狀態(tài)，并調(diào)整量化系數(shù)使得所述模擬緩沖區(qū)中視頻序列的數(shù)據(jù)量非空，然后繼續(xù)進行后續(xù)編碼； 編碼數(shù)據(jù)分發(fā)步驟:在執(zhí)行所述編碼步驟的同時，直接或間接的向所述播放端分發(fā)編碼數(shù)據(jù)； 視頻播放步驟:在所述播放端構(gòu)造解碼器，在任意時間點開始接收直播，在接收數(shù)據(jù)達到時長M的視頻數(shù)據(jù)量后開始播放視頻，同時使所述播放端的接收直播流的帶寬不低于W。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括:在初始化編碼步驟中，在編碼時長達到所述M后，將編碼的視頻數(shù)據(jù)放入所述的模擬緩沖區(qū)，將未進入模擬緩沖區(qū)的視頻序列的數(shù)據(jù)量定義為SN，此時，SN = O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括:在初始化編碼步驟中，設(shè)置視頻的平均帶寬為A，并以A為目標帶寬，按ABR模型進行編碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括:在編碼步驟中，以A為目標帶寬，按ABR模型先計算出量化系數(shù)，然后再依據(jù)模擬緩沖區(qū)數(shù)值來調(diào)整量化系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括:在編碼步驟中，每一幀視頻編碼完成后，預(yù)測正在編碼幀的數(shù)據(jù)大小及待編碼幀的數(shù)據(jù)大?。挥嬎闼瞿M緩沖區(qū)中視頻序列的狀態(tài)，并調(diào)整量化系數(shù)使得所述模擬緩沖區(qū)中視頻序列的數(shù)據(jù)量非空，然后繼續(xù)進行后續(xù)編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述編碼步驟還包括: 步驟1:在第i幀編碼后，通過直播的有限數(shù)據(jù)傳輸模型計算直播條件下的所述模擬緩沖區(qū)狀態(tài)；所述的有限數(shù)據(jù)傳輸模型為:
SNi = SNiJFi，
若 SNi > D3W，則 SN1- = D3W， 否則SNi = 0 ;其中，F(xiàn)i為第i個視頻幀的數(shù)據(jù)大小，第i個視頻幀對應(yīng)的時長:Di = (DTS1:TS1-<第i個視頻幀的DTS時間戳為DTSpSNi為第i幀編碼后未進入所述模擬緩沖區(qū)的視頻序列的數(shù)據(jù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述預(yù)測正在編碼幀的數(shù)據(jù)大小及待編碼幀的數(shù)據(jù)大小，計算所述模擬緩沖區(qū)中視頻序列的狀態(tài)，并調(diào)整量化系數(shù)使得所述模擬緩沖區(qū)中視頻序列的數(shù)據(jù)量非空，包括: 步驟2:設(shè)定待編碼視頻幀F(xiàn)i+a+1的量化系數(shù)的中間參數(shù)q的值:
qi+a+1 = qi+a + qj+a X Oi — A * Zj=oDj)/(A * max ^l.Jsj=O Dj)): 依據(jù) q 計算量化系數(shù):QPi+a+1 = 12 + 6* 1g2 (^ff):步驟4 :設(shè)直5 i+a+1 = 0 ；步驟 5 :以 qi+a+1+ 6 i+a+1* A 為預(yù)測 q 值，預(yù)測待編碼幀：Fi+a+1、Fi+a+2........Fi+a+b ；其中，A為常量，代表q變化的最小值，F(xiàn)i+a+b為第i+a+b個視頻幀的數(shù)據(jù)大小，從第1 幀到第i幀一共i幀的累積數(shù)據(jù)大小為o i = o H+Fp a為目前編碼系統(tǒng)并行編碼幀的數(shù) 量，b表示編碼預(yù)測分析的視頻幀序列長度，8表示q調(diào)整的程度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述計算所述模擬緩沖區(qū)中視頻序列的 狀態(tài)，并調(diào)整量化系數(shù)使得所述模擬緩沖區(qū)中視頻序列的數(shù)據(jù)量非空，然后繼續(xù)進行后續(xù) 編碼，還包括：步驟6 :根據(jù)有限數(shù)據(jù)傳輸模型：SN ' i+a+b = SNi+Fi+1+Fi+2+…+Fi+a+b，若 SN,i+a+b > (DTSi:7_DTSi) * W，則 SN'i+a+b _= (DTSi+a^-DTSi) * W ;否則泖'= Q ；DB/ i+a+b = M-SN / i+a+b/W;當(dāng) DB' i+a+b > 0 時，重新計算量化系數(shù) QPi+a+1 = 12 + 6 *log2(qi+a+1o+^+a+1*A),然后進行后續(xù)幀的編碼；其中，第i個視頻幀編碼完成后模擬緩沖區(qū)中視頻序列的時長為DBp預(yù)測的第i個視 頻幀編碼完成后視頻序列的時長為DB' it)
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述編碼步驟中，當(dāng)所述
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，若
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在所述編碼步驟中，當(dāng)所述DB'i+a+b< = 0,則定義S i+a+1映射到DB' i+a+b的函數(shù)為：y = f (x) ；y含義為5 i+a+1 = x時，計算得出的DB/ i+a+b 值；定義 P-1 階多項式：
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，若所有yk<=0，將x= 0,1,2, , P-1，及其對應(yīng)的1 =1^,12，…，yp-i，作為參考樣本點，進行最小二乘法擬合，得出多項 式函數(shù)的各項系數(shù)t:, t2, , tp_!；求最小的整數(shù)x，x 6使得不等式g(x) > 0成立；通過牛頓下山法對方程
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，若存在Xrart，則:
若 g' (Xroot) > O,則令 δ i+a+1=INT (xroot) +1 ;若 g' (xroot) < O,則令 δ i+a+1=INT (xroot)；若 g' (x_)=0，則 g" (x_) > 0，令 δ i+a+1=INT(x_);重新計算量化系數(shù)QPi+a+1 = 12 + 6* 1g2(Qi+a+10+35+a+1^)，然后進行第i+1幀編碼； 其中，INT(X)表示不大于χ的最大整數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法還包括，在視頻播放步驟中，對flash播放器，通過設(shè)置NetConnection類的成員屬性NetConnection::bufferTime指定flash播放控件在開始播放之前，需要緩存M時長的視頻數(shù)據(jù)，具體包括: 將M賦值到bufferTime中:
varnc:NetConnection=new NetConnection ；.
var flvbuftime:Number=stage.loaderlnf0.parameters[〃buftime"]；
nc.bufferTime=flvbuftime, flvbuftime 艮P為 Μ。
【文檔編號】H04N21/4402GK103475934SQ201310418457
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】李毅, 羅翰, 要文濤 申請人:北京世紀鼎點軟件有限公司