用于預(yù)測(cè)的緩沖和網(wǎng)絡(luò)成形的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，并更特別低，涉及改進(jìn)此類網(wǎng)絡(luò)中的自適應(yīng)視頻串'流顯示。
【背景技術(shù)】
[0002]許多網(wǎng)絡(luò)用戶遇到的共同的問題是低自適應(yīng)視頻串流觀看體驗(yàn)。傷害到終端用戶的觀看體驗(yàn)的兩個(gè)主要難題是觀看中間視頻分辨率和頻繁的分辨率變化。
[0003]播放器試圖通過采集數(shù)據(jù)的緩存并測(cè)量下載數(shù)據(jù)速率以決定有關(guān)分辨率的變化來解決這些問題。變化網(wǎng)絡(luò)/通信鏈路狀況可能引起網(wǎng)絡(luò)突發(fā)。這種行為可能引起快速的分辨率變化。這些變化使整體用戶體驗(yàn)降低并應(yīng)當(dāng)被避免。
[0004]需要一種保證自適應(yīng)流的最大比特率播放而最小化播放器分辨率變化方法，以得到更好的觀看體驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種自適應(yīng)視頻串流系統(tǒng)，包括:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括數(shù)據(jù)源；視頻播放器；會(huì)話控制器，被配置為并行使用可變數(shù)量的串流以最大化從所述數(shù)據(jù)源至所述視頻播放器的下載吞吐量；以及自適應(yīng)串流優(yōu)化器，連接在所述數(shù)據(jù)源與所述視頻播放器之間，所述自適應(yīng)串流優(yōu)化器被配置為預(yù)測(cè)播放器即將請(qǐng)求的下一分辨率并相應(yīng)地確定下載哪個(gè)分段。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種自適應(yīng)視頻串流優(yōu)化的方法，包括:從視頻播放器接收即將從給定網(wǎng)址下載特定分辨率的自適應(yīng)視頻串流的請(qǐng)求；從給定網(wǎng)址下載給定分辨率的分段并以相同速率將其上傳至播放器；以及在與確定時(shí)間已經(jīng)過去之后試圖提高上傳至播放器的分段的當(dāng)前分辨率。
[0007]試圖提高分辨率可以包括最大化從給定網(wǎng)址下載當(dāng)前分辨率分段的速率并限制上傳至所述播放器的所述當(dāng)前分辨率分段的速率在下一更高分辨率以下。
[0008]該方法可以進(jìn)一步包括如果所述播放器請(qǐng)求所述下一分辨率并且所述第二緩沖足夠滿，則將所述下一分辨率的分段下載至第二緩沖并將分段從所述第二緩沖上傳至播放器。
【附圖說明】
[0009]為了更好地理解本發(fā)明并顯示出怎樣實(shí)施本發(fā)明，將僅通過示例的方式參照附圖進(jìn)行說明。
[0010]現(xiàn)在具體地詳細(xì)參照附圖，強(qiáng)調(diào)所示的具體說明是通過示例的方式并且僅僅是出于對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行示意性的論述的目的，并且為了提供相信在本發(fā)明的原理和概念方面最有用和容易理解的說明而呈現(xiàn)。在這一點(diǎn)上，沒有企圖更具體地顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，對(duì)本發(fā)明的基本理解是必要的，結(jié)合附圖進(jìn)行說明對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說會(huì)更加清楚本發(fā)明的幾種形式實(shí)際上是可以實(shí)施的。在附圖中:
[0011]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的自適應(yīng)視頻系統(tǒng)的示意性框圖；
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)視頻串流系統(tǒng)的示意性框圖；
[0013]圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明的由自適應(yīng)串流優(yōu)化器執(zhí)行的處理的一般流程圖；
[0014]圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的由自適應(yīng)串流優(yōu)化器執(zhí)行的優(yōu)化處理的具體流程圖；
[0015]圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的使用優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)性結(jié)果的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0016]在具體闡述本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于對(duì)以下說明中所述的或附圖中示出的具體結(jié)構(gòu)和組件的配置的應(yīng)用。本發(fā)明可應(yīng)用于其他實(shí)施方式或者以各種方式實(shí)施或執(zhí)行的實(shí)施方式。并且，應(yīng)當(dāng)理解于此采用的措辭和術(shù)語是出于說明的目的并不應(yīng)當(dāng)被視為限制。
[0017]本發(fā)明旨在通過保證自適應(yīng)流的最大比特率播放而最小化播放器分辨率變化來克服現(xiàn)有技術(shù)的自適應(yīng)視頻串流系統(tǒng)的缺陷。這個(gè)目標(biāo)通過以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0018]1.形成網(wǎng)絡(luò)突發(fā)(Network burst)并預(yù)測(cè)下一分辨率,從而保證具有最小分辨率變化的高質(zhì)量視頻。
[0019]2.最大化用于給定因特網(wǎng)連接的下載速度，從而保證播放器能夠在最小的分辨率變化處顯示最高分辨率。
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的自適應(yīng)視頻系統(tǒng)100的示意性框圖，如在同時(shí)進(jìn)行申請(qǐng)(co-pending)的國際階段專利申請(qǐng)N0.PCT/IB2013/059334所描述的，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)源)140、視頻顯示器120和中間會(huì)話控制器130。
[0021]會(huì)話控制器130提供獨(dú)立于正在被下載的內(nèi)容的一般的機(jī)制或者在可變數(shù)量的串流中并行使用的播放速率以最大化任意時(shí)間的吞吐量。
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)視頻串流系統(tǒng)200的示意性框圖，額外地包括自適應(yīng)串流優(yōu)化器210，該優(yōu)化器210用于預(yù)測(cè)播放器即將請(qǐng)求的下一分辨率并相應(yīng)地確定下載分段。
[0023]在自適應(yīng)流中，每個(gè)給定質(zhì)量(分辨率)的串流建立于分段，所以播放器可以在分段間切換為不同流質(zhì)量。
[0024]為了加速自適應(yīng)展示一我們需要在播放器請(qǐng)求之前下載分段。
[0025]為了進(jìn)行這項(xiàng)工作一一我們需要了解那個(gè)串流可以用于展示、他們的相關(guān)性，及每個(gè)獨(dú)立串流的分段。
[0026]該信息在展示的清單文件中查找。
[0027]用于HLS (HTTP Live Streaming)的 “.m3u8”
[0028]用于Smooth Streaming 的 “/manifest，，
[0029]用于MPEG-DASH 的 “.mpd，，
[0030]播放器還需要了解該元數(shù)據(jù)一所以播放器為了進(jìn)行播放詢問元數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，清單請(qǐng)求被優(yōu)化器210攔截，如通過特定的整合或通過代理自動(dòng)配置(ProxyAuto-config)，響應(yīng)被解析，串流源的網(wǎng)址被替換為優(yōu)化模塊210的網(wǎng)址，并且清單的修改版本返回至播放器120。
[0031]圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明的由自適應(yīng)串流優(yōu)化器210執(zhí)行的處理的一般流程圖300。
[0032]在步驟310中，優(yōu)化器從播放器接收從給定網(wǎng)址下載自適應(yīng)視頻串流的請(qǐng)求。播放器指定需要的分辨率。
[0033]在步驟320和330中，優(yōu)化器開始從給定網(wǎng)址下載請(qǐng)求的分辨率的分段并以相同的速率將其上傳至播放器。
[0034]在這個(gè)階段還沒有進(jìn)行優(yōu)化，以允許優(yōu)化器在其啟動(dòng)過程中有足夠的時(shí)間。
[0035]在步驟340中，一旦啟動(dòng)時(shí)間期滿，優(yōu)化器就開始執(zhí)行優(yōu)化處理，如以下結(jié)合圖4進(jìn)行描述。
[0036]優(yōu)化處理可以結(jié)束如下:
[0037]a.通過返回“失敗”狀態(tài)，在該狀態(tài)中優(yōu)化器返回播放器控制下載分辨率和速率的步驟310 ；
[0038]b.通過到達(dá)視頻串流的結(jié)尾。
[0039]圖4是顯示了根據(jù)本發(fā)明的由自適應(yīng)串流優(yōu)化器210執(zhí)行的優(yōu)化處理340的具體流程圖。、
[0040]在步驟410中，處理繼續(xù)以最大速率下載當(dāng)前分辨率分段并在相同時(shí)間限制上傳速率僅低于要求的下一(較高)分辨率的速率(步驟420)。這是打算使播放器請(qǐng)求下一(較高)分辨率。
[0041]在步驟430中，處理核對(duì)當(dāng)前分辨率緩沖是否是滿的，或者具有至少足夠的數(shù)據(jù)提供給播放器直至下一分辨率緩沖準(zhǔn)備用于上傳。
[0042]計(jì)算包括:
[0043]a.下載下一分辨率緩沖的所需時(shí)間；
[0044]b.在播放器接收到較高速率的數(shù)據(jù)時(shí)要求傳遞至下一分辨率的所需時(shí)間；
[0045]c.如果下一緩沖在預(yù)期時(shí)間內(nèi)未滿，要求恢復(fù)至當(dāng)前分辨率的時(shí)間。
[0046]如果計(jì)算表明不可能增大分辨率，則由播放器請(qǐng)求的最后分辨率被測(cè)試以找出是否該最后分辨率不同于第一和第二分辨率二者。例如，這可能由網(wǎng)絡(luò)問題引起。在這種情況下，處理返回“失敗”狀態(tài)。否則，處理返回至步驟410。
[0047]在步驟440中，處理計(jì)算下一分辨率的哪個(gè)分段應(yīng)當(dāng)被下載。該計(jì)算考慮了在新的分辨率緩沖中具有足夠的數(shù)據(jù)來開始從該緩沖進(jìn)行上傳需要花費(fèi)多長時(shí)間。
[0048]在步驟460中，根據(jù)以前的計(jì)算，處理開始將分段下載至第二分辨率緩沖中。
[0049]在步驟470中，處理核對(duì)第一緩沖是否太低(low)來維持當(dāng)前分辨率中的播放器，其中從第一緩沖上傳至播放器當(dāng)前正在進(jìn)行。如果為是，則處理返回至步驟410以繼續(xù)下載當(dāng)前分辨率。否則，如果第一緩沖足夠滿，則處理核對(duì)(步驟475)第二緩沖是否準(zhǔn)備好，即是否足夠滿的來開始上傳第二分辨率至播放器。如果未下載至第二緩沖，在步驟460中繼續(xù)。
[0050]如果第二分辨率緩沖被發(fā)現(xiàn)足夠滿一從當(dāng)前(第一)緩沖上傳至播放器被加速(步驟480)，以為了使播放器請(qǐng)求第二(更高)分辨率。
[0051]在步驟485中，處理核對(duì)(如所預(yù)期的)播放器是否已經(jīng)請(qǐng)求了第二分辨率。如果已經(jīng)請(qǐng)求一轉(zhuǎn)換播放器，也就是第二分辨率緩沖被設(shè)置為當(dāng)前緩沖并且第二分辨率被設(shè)置為當(dāng)前分辨率(步驟490)，因而提高了發(fā)送至播放器的數(shù)據(jù)質(zhì)量。
[0052]處理接著返回至步驟410以嘗試并進(jìn)一步改善數(shù)據(jù)質(zhì)量。
[0053]否則，如果在已經(jīng)加速上傳之后，還沒有從播放器接收到第二分辨率的請(qǐng)求，則處理再次核對(duì)第一緩沖是否太低來維持當(dāng)前分辨率中的播放器(步驟495)，其中從第一緩沖上傳至播放器當(dāng)前正在進(jìn)行。如果為是，則處理返回至步驟410以繼續(xù)下載當(dāng)前分辨率。否貝Ij，上傳加速處理在步驟480中繼續(xù)。
[0054]圖5是顯示了根據(jù)本發(fā)明的使用優(yōu)化的經(jīng)驗(yàn)性結(jié)果的曲線圖，該曲線圖顯示了與現(xiàn)有技術(shù)的未優(yōu)化的方法相比，穩(wěn)定的高分辨率。
[0055]除非另外定義的，如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員共同理解的，于此使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有相同的意思。雖然與于此描述的方法類似或等同的方法實(shí)際可以用于實(shí)施或本發(fā)明的測(cè)試，但是適合的方法于此被描述了。
[0056]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于已經(jīng)特別顯示的和以上描述的。應(yīng)當(dāng)說，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求定義并包括以上所描述的各個(gè)特征的組合和子組合以及在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀以上說明之后進(jìn)行的改變和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自適應(yīng)視頻串流系統(tǒng)，包括: 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括數(shù)據(jù)源； 視頻播放器； 會(huì)話控制器，被配置為并行使用可變數(shù)量的串流以最大化從所述數(shù)據(jù)源至所述視頻播放器的下載吞吐量；以及 自適應(yīng)串流優(yōu)化器，連接在所述數(shù)據(jù)源與所述視頻播放器之間，所述自適應(yīng)串流優(yōu)化器被配置為預(yù)測(cè)播放器即將請(qǐng)求的下一分辨率并相應(yīng)地確定下載哪個(gè)分段。2.一種自適應(yīng)視頻串流優(yōu)化的方法，包括: 從視頻播放器接收即將從給定網(wǎng)址下載特定分辨率的自適應(yīng)視頻串流的請(qǐng)求； 從給定網(wǎng)址下載給定分辨率的分段并以相同速率將其上傳至播放器；以及 在與確定時(shí)間已經(jīng)過去之后一試圖提高上傳至播放器的分段的當(dāng)前分辨率。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述試圖提高分辨率包括最大化從給定網(wǎng)址下載當(dāng)前分辨率分段的速率并限制上傳至所述播放器的所述當(dāng)前分辨率分段的速率在下一更高分辨率以下。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括如果所述播放器請(qǐng)求所述下一分辨率并且所述第二緩沖足夠滿，則將所述下一分辨率的分段下載至第二緩沖并將分段從所述第二緩沖上傳至播放器。
【專利摘要】自適應(yīng)視頻串流系統(tǒng)和方法，包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，包括數(shù)據(jù)源；視頻播放器；會(huì)話控制器，被配置為并行使用可變數(shù)量的串流以最大化從所述數(shù)據(jù)源至所述視頻播放器的下載吞吐量；以及自適應(yīng)串流優(yōu)化器，連接在所述數(shù)據(jù)源與所述視頻播放器之間，所述自適應(yīng)串流優(yōu)化器被配置為預(yù)測(cè)播放器即將請(qǐng)求的下一分辨率并相應(yīng)地確定下載哪個(gè)分段。
【IPC分類】H04N21/845, H04N21/647, H04N21/438
【公開號(hào)】CN104954862
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410352595
【發(fā)明人】Y·贊格, G·加, R·埃佩爾鮑姆, O·阿特伊茨
【申請(qǐng)人】格瑞菲技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2014年7月23日
【公告號(hào)】EP2925002A1, US20150271235