基于混合优先级的移动医疗流媒体数据调度方法及系统技术方案

技术编号:13959732 阅读:97 留言:0更新日期:2016-11-02 23:40
一种基于混合优先级的移动医疗流媒体数据调度方法,包括如下步骤:建立以播放序列时间轴为横坐标、以分层流媒体数据的层次为纵坐标的坐标系;在所述坐标系中,在播放序列时间轴上设定以播放点bu为起点的所述流媒体数据的缓存区窗口;按照距离所述播放点距离的远近,将所述缓存区窗口分多个不同的调度区;在所述纵坐标的分层流媒体的数据层次上,设定临界层lc,在所述临界层以上的流媒体数据为高层,在所述临界层以下的流媒体数据为低层;其特征在于:在单位时间内对所述缓存区窗口中的所述多个不同的调度区的高层、低层流媒体数据按照全局优先级进行轮询调度,以在带宽有限的情况下保证清晰度和流畅度的均衡。本发明专利技术还提出了一种基于上述调度方法的移动医疗流媒体系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种流媒体的数据调度方法,特别涉及一种基于混合优先级的移动流媒体数据调度方法。
技术介绍
远程医疗技术是目前国际上发展十分迅速的跨学科高新科技,已跨越国界和时空,对医疗保健改革产生巨大现实的影响,它的意义在于打破地域界限,既可以使偏远地区的患者享受高水平的医疗服务,又可以提高大城市的医疗服务水平,还可以提高医学自身的水平,更合理地配置医疗资源,它无疑将极大促进医疗和保健事业的发展。随着移动互联网的爆发和4G时代的到来,移动医疗流媒体作为远程医疗的新型服务如今已成为研究的热点。未来无论远程会诊、远程接诊、手术示教还是移动查房都离不开移动医疗流媒体技术的支持。国际上,今年谷歌眼镜的推出加速了移动医疗远程会诊的发展进程,目前已逐步走进医院的手术室。国内已有多个城市试水移动医疗视频咨询,国内首个“手机医疗视频咨询”在武汉试运行,好医网研发的手机APP开始邀约医生测试。很多专业流媒体技术供应商开始研发并推出医疗流媒体系统解决方案,方案整合各种流媒体视频资源,实现医疗资料学习、手术视频观看、精品教学展示、远程临床教学观摩、远培训考核等全面的流媒体应用,并向移动端发展。可见不远的未来,以可穿戴式设备和移动网络为核心的远程医疗流媒体体系将爆发式的发展。医疗流媒体较之传统流媒体具有高清晰度和高流畅度等特点,然而移动网络的终端性能差异性和无线链路的动态性决定了医疗流媒体难以获得较好的质量。数据调度算法是保证流媒体QoS的重要途径,数据调度算法最直接的目标不仅仅是提高各个节点的吞吐量,还要提高分层流媒体的层到达率、降低无用包率等。因此研究移动医疗流媒体中的数据调度算法具有重要意义。传统互联网中P2P流媒体数据调度算法的研究已有很多,譬如自适应的数据调度算法,该算法优先调度稀缺数据,算法降低了服务器负载,但节点吞吐量和流畅度等方面不适合移动网络带宽受限不稳定的环境;基于缓存区段的数据调度算法,即在不同的区段采用不同的调度算法,在固定网络中该算法能提高节点的吞吐量和降低服务器的负载,但移动环境还需进一步优化;基于最大化吞吐量的数据调度算法,即类似贪婪算法,不 考虑网络负载,尽可能提高节点的数据到达率。以上均为固定网络中已存在的流媒体调度算法。而目前一些适用于移动环境下的算法,譬如将分层编码应用到P2MVOD中,用于解决移动网络中的终端带宽的异构性,以及基于分层编码的LayerP2P算法,该算法应用于固定网络,基于LayerP2P的模型,提出了适用于移动网络的MLayerP2P算法,取得很好的效果。虽然有文献提出了一种应用于移动P2P流媒体系统的数据调度算法——二维数据调度算法。该算法基于流媒体分层编码技术,使用二维坐标对视频数据块进行标注(层坐标和块坐标),数据块的调度顺序由其二维坐标确定。但该算法针对医疗流媒体业务存在两点问题:一是各区域带宽独立分配二维数据调度算法将缓存区划为三个独立区域分别执行各自的调度算法,三个区域间没有关联。带宽的分配原则为先把带宽分配给紧急调度区,然后把剩余带宽分给决策调度区,最后把带宽分给稀缺调度区,这不能很好的适应移动网络中带宽急剧变化、信道恶劣的情况。比如当带宽比较低时,若仍优先获取紧急区域高层的数据将导致后两个区域中低层的数据缺失,从而可能造成流媒体播放中断。二是无法平衡清晰度和流畅度带宽受限的情况下,流畅度和清晰度是互相矛盾的,但两者是医疗流媒体的主要QoS指标。尽管该算法减少了无用包和中断次数,但该算法无法很好平衡清晰度和流畅度,即在一定清晰度的前提下,尽可能的提高流媒体的流畅度。该场景较之传统P2P网络,有两点不同:一是节点数很少。观看者一般是医生或部分病人,比如灾难救助现场使用高清摄像机通过4G网络传输到后端各个医生处,医生的数目远小于传统P2P流媒体的观看者。二是,医疗流媒体具有高清晰度和高流畅度的特点。医疗流媒体相对于传统流媒体不仅仅是观看,更偏向于会诊和救助,因此对清晰度和流畅度要求较高。节点相对稳定和使用特定核心传输网传输的特点可以忽略系统中节点流失率和网络流量的影响。故而,上述现有的流媒体数据调度算法中几乎没有针对移动医疗流媒体的需求特性而提供数据调度算法解决方案:医疗流媒体具有高清晰度、高流畅度和节点数量少等特点,上述传统算法不能直接被应用。现代高清晰度的移动医疗流媒体需要一种在流媒体播放时尽可能保证一定清晰度,同时高播放的流畅度,即在移动带宽有限的提前下,实现清晰度和流畅度的平衡的均衡 调度算法。
技术实现思路
基于现有算法应用于目前高清晰度的移动医疗流媒体系统中的诸多问题,我们提出了一种充分考虑数据节点以及均衡了清晰度和流畅度的流媒体数据调度解决方案——混合优先级的流媒体数据调度方法。根据本专利技术提出的基于混合优先级的流媒体数据调度方法,包括如下步骤:建立以播放序列时间轴为横坐标、以分层流媒体数据的层次为纵坐标的坐标系;在所述坐标系中,在播放序列时间轴上设定以播放点bu为起点的所述流媒体数据的缓存区窗口;按照距离所述播放点距离的远近,将所述缓存区窗口分多个不同的调度区;在所述纵坐标的分层流媒体的数据层次上,设定临界层lc,在所述临界层以上的流媒体数据为高层,在所述临界层以下的流媒体数据为低层;其特征在于: 在单位时间内对所述缓存区窗口中的所述多个不同的调度区的高层、低层流媒体数据按照全局优先级进行轮询调度,以在带宽有限的情况下保证清晰度和流畅度的均衡。如上所述的方法,其特征在于:所述临界层lc按照如下方式设定:在临界层lc以下的分层流媒体数据,即低层流媒体数据,构建视频的基本图像;在临界层lc以上的分层流媒体数据,即高层流媒体数据,构建视频的细节图像;所述高层流媒体数据需要相应的所述低层流媒体数据的支持,在缺少所述低层流媒体数据时,相应的所述高层流媒体数据成为无用包。如上所述的方法,其特征在于:所述按照全局优先级进行轮询调度包括:所述多个不同的调度区中的每一个按照预定算法来确定本区域流媒体数据的优先级;基于所述流媒体数据的优先级的高低来调度所述缓存区窗口中的流媒体数据。如上所述的方法,其特征在于:所述算法依据所述流媒体数据中的每块数据的时间坐标和层次坐标以及相应的数据块的数据节点数确定所述流媒体数据的优先级。如上任一所述的方法,其特征在于:所述多个不同的调度区至少包括三个调度区,从在所述时间轴上距离所述播放点的距离的远近依次是稀缺调度区、决策调度区、紧急调度区。如上所述的方法,其特征在于:所述稀缺调度区远离播放时刻,该区域的调度规则是:涵盖该区域中的数据块的节点数越少,所述数据块的优先级越高;且在不同的调度区域间,该区域稀缺数据的优先级高于部分决策调度区高层的数据。如上所述的方法,其特征在于:所述稀缺调度区的优先级预定算法是: pri r a r e = pri m a x αn 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于混合优先级的移动医疗流媒体数据调度方法,包括如下步骤:建立以播放序列时间轴为横坐标、以分层流媒体数据的层次为纵坐标的坐标系;在所述坐标系中,在播放序列时间轴上设定以播放点bu为起点的所述流媒体数据的缓存区窗口;按照距离所述播放点距离的远近,将所述缓存区窗口分多个不同的调度区;在所述纵坐标的分层流媒体的数据层次上,设定临界层lc,在所述临界层以上的流媒体数据为高层,在所述临界层以下的流媒体数据为低层;其特征在于:在单位时间内对所述缓存区窗口中的所述多个不同的调度区的高层、低层流媒体数据按照全局优先级进行轮询调度,以在带宽有限的情况下保证清晰度和流畅度的均衡。

【技术特征摘要】
2015.04.22 CN 20151019252011.一种基于混合优先级的移动医疗流媒体数据调度方法,包括如下步骤:建立以播放序列时间轴为横坐标、以分层流媒体数据的层次为纵坐标的坐标系;在所述坐标系中,在播放序列时间轴上设定以播放点bu为起点的所述流媒体数据的缓存区窗口;按照距离所述播放点距离的远近,将所述缓存区窗口分多个不同的调度区;在所述纵坐标的分层流媒体的数据层次上,设定临界层lc,在所述临界层以上的流媒体数据为高层,在所述临界层以下的流媒体数据为低层;其特征在于:在单位时间内对所述缓存区窗口中的所述多个不同的调度区的高层、低层流媒体数据按照全局优先级进行轮询调度,以在带宽有限的情况下保证清晰度和流畅度的均衡。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述临界层lc按照如下方式设定:在临界层lc以下的分层流媒体数据,即低层流媒体数据,构建视频的基本图像;在临界层lc以上的分层流媒体数据,即高层流媒体数据,构建视频的细节图像;所述高层流媒体数据需要相应的所述低层流媒体数据的支持,在缺少所述低层流媒体数据时,相应的所述高层流媒体数据成为无用包。3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述按照全局优先级进行轮询调度包括:所述多个不同的调度区中的每一个按照预定算法来确定本区域流媒体数据的优先级;基于所述流媒体数据的优先级的高低来调度所述缓存区窗口中的流媒体数据。4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述算法依据所述流媒体数据中的每块数据的时间坐标和层次坐标以及相应的数据块的数据节点数确定所述流媒体数据的优先级。5.如权利要求1-4任一所述的方法,其特征在于:所述多个不同的调度区至少包括三个调度区,从在所述时间轴上距离所述播放点的距离的远近依次是稀缺调度区、决策调度区、紧急调度区。6.如权利要求5所述的方法,其特征在于:所述稀缺调度区远离播放时刻,该区域的调度规则是:涵盖该区域中的数据块的节 点数越少,所述数据块的优先级越高;且在不同的调度区域间,该区域稀缺数据的优先级高于部分决策调度区高层的数据。7.如权利要求6所述的方法,其特征在于:所述稀缺调度区的优先...

【专利技术属性】
技术研发人员:王晓湘王冬宇马小鹏魏鹏王玉龙
申请(专利权)人:北京邮电大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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