基于决策树的自适应视频流转码方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于决策树的自适应视频流转码方法及装置，其中，该基于决策树的自适应视频流转码方法，包括：获取输入的视频流数据，以及当前端到端的时延；根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，以及根据长期网速确定监测变量的决策阈值；在进行视频流输出码率决策时，比较监测变量与决策阈值的大小，在同样的决策阈值下，选择最大的监测变量并输出对应的转码码率；在同样的转码码率下，选择最小的决策阈值并输出对应的输出码率；根据当前端到端的时延及线性系数计算转码输出的目标缓冲区容量。本发明专利技术的技术方案能够自动调整码率，自动调整视频清晰度，最大程度地减少时延和卡顿，提升视频播放的流畅性。

Adaptive Video Stream Transcoding Method and Device Based on Decision Tree

【技术实现步骤摘要】
基于决策树的自适应视频流转码方法及装置
本专利技术涉及视频处理
，尤其涉及一种基于决策树的自适应视频流转码方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
随着互联网技术的广泛应用，流媒体传输已成为当今网路传输中的重中之重。近年来随着直播、短视频等业务的兴起，相比于以前点播时代的视频传输，流媒体直播在低卡顿、高清晰的基础上，加入了实时交互(低延迟)的新型要求。所以保障直播过程中的传输稳定性，显得尤为重要。对于广大直播用户来说，最难以忍受的就是在直播过程中频繁卡顿。目前国内外主流的基础音视频云服务，都是使用的异步转码模式，而异步转码至少存在如下问题：异步转码通常要经过上传-转码-分发-播放的流程。使用异步转码，往往会给开发者和终端用户带来一定的局限性。视频转码需要一定时间，片源清晰度越高转码耗费的时间越是长久。异步转码方案决定了视频内容必须要等待视频完全转码完毕后才能进行内容分发播放，这会为视频内容的生产和播放之间带来一定延迟效应。有鉴于此，有必要提出对目前的视频流转码技术进行进一步的改进。
技术实现思路
为解决上述至少一技术问题，本专利技术的主要目的是提供一种基于决策树的自适应视频流转码方法、装置、计算机设备及存储介质。为实现上述目的，本专利技术采用的第一个技术方案为：提供一种基于决策树的自适应视频流转码方法，包括：获取输入的视频流数据，所述输入的视频流数据包括上一周期数据下载量、上一周期的时间间隔、当前时刻的缓冲区容量，以及当前端到端的时延；根据上一周期数据下载量及上一周期的时间间隔计算出上一周期的下载速度，根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，以及根据长期网速确定监测变量的决策阈值；在进行视频流输出码率决策时，比较监测变量与决策阈值的大小，在同样的决策阈值下，选择最大的监测变量并输出对应的转码码率；在同样的转码码率下，选择最小的决策阈值并输出对应的输出码率；根据当前端到端的时延及线性系数计算转码输出的目标缓冲区容量。其中，所述根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，包括：所述监测变量为上一周期的下载速度与决策系数乘以当前时刻的缓冲区容量之和，具体计算公式如下，detector＝speed(-1)+coeff×buffer_size(-1)其中，detector为监测变量，speed(-1)为上一周期的下载速度，coeff为决策系数，buffer_size(-1)为当前时刻的缓冲区容量。其中，所述决策系数通过构建的中期网速得出，所述中期网速的计算公式如下，smiddle(-1)＝0.75·smiddle(-2)+0.25·speed(-1)其中，smiddle(-1)为中期网速，smiddle(-2)为上一周期的中期网速，speed(-1)为上一周期的下载速度；在中期网速为(0，0.6]bit/s，决策系数的取值为2.0；在中期网速为(0.6，0.8]bit/s，决策系数的取值为2.3；在中期网速为(0.8，1.4]bit/s，决策系数的取值为2.7；在中期网速为(1.4，2.0]bit/s，决策系数的取值为2.9；在中期网速为(2.0，3.0]bit/s，决策系数的取值为3.0；在中期网速为(3.0，∞)bit/s，决策系数的取值为3.3。其中，所述根据长期网速确定监测变量的决策阈值，具体包括：在长期网速为(0，0.8]bit/s，决策阈值的取值为2.6；在长期网速为(0.8，1.4]bit/s，决策阈值的取值为2.4；在长期网速为(1.4，2.0]bit/s，决策阈值的取值为2.1；在长期网速为(2.0，3.0]bit/s，决策阈值的取值为1.9；在长期网速为(3.0，∞)bit/s，决策阈值的取值为1.6。其中，所述根据长期网速确定监测变量的决策阈值，还包括：构建长期网速，所述长期网速的计算公式如下，stotal(-1)＝0.9·stotal(--2)+0.1·speed(-1)其中，Stotal(-1)为长期网速，stotal(-2)为上一周期的中期网速，speed(-1)为上一周期的下载速度。其中，所述根据当前端到端的时延及线性系数计算转码输出的目标缓冲区容量，具体计算如下：targtbuffer＝a-b*end_delay其中，targtbuffer为目标缓冲区容量，end_day为当前端到端的时延，a，b均为与长期网速相关的线性系数。其中，所述线性系数a，b根据长期网速来决策，具体包括：在长期网速为(0，0.6)bit/s，a的取值为0.6，b的取值为0.06；在长期网速为[0.6，0.85)bit/s，a的取值为1.3，b的取值为0.29；在长期网速为[0.85，1.1)bit/s，a的取值为2.3，b的取值为0.35；在长期网速为[1.1，1.3)bit/s，a的取值为2.45，b的取值为0.43；在长期网速为[1.3，∝)bit/s，a的取值为2.3，b的取值为0.4。为实现上述目的，本专利技术采用的第二个技术方案为：提供一种基于决策树的自适应视频流转码装置，包括：获取模块，用于获取输入的视频流数据，所述输入的视频流数据包括上一周期数据下载量、上一周期的时间间隔、当前时刻的缓冲区容量，以及当前端到端的时延；构建模块，用于根据上一周期数据下载量及上一周期的时间间隔计算出上一周期的下载速度，根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，以及根据长期网速确定监测变量的决策阈值；决策模块，用于在进行视频流输出码率决策时，比较监测变量与决策阈值的大小，在同样的决策阈值下，选择最大的监测变量并输出对应的转码码率；在同样的转码码率下，选择最小的决策阈值并输出对应的输出码率；计算模块，用于根据当前端到端的时延及线性系数计算转码输出的目标缓冲区容量。为实现上述目的，本专利技术采用的第三个技术方案为：提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。为实现上述目的，本专利技术采用的第四个技术方案为：提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。本专利技术的技术方案主要采用在获取输入的视频流数据后，根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，以及根据长期网速确定监测变量的决策阈值，并根据决策算法计算，在进行视频流输出码率决策时，比较监测变量与决策阈值的大小，在同样的决策阈值下，选择最大的监测变量并输出对应的转码码率；在同样的转码码率下，选择最小的决策阈值并输出对应的输出码率，以及根据当前端到端的时延及线性系数计算转码输出的目标缓冲区容量，通过对自动视频流的转码，能够解决目前视频流的卡顿、时延的问题，能够帮助用户节省带宽、快速分发视频内容、保证在网络不好的情况下，保证视频流畅播放。附图说明图1为本专利技术一实施例基于决策树的自适应视频流转码方法的方法流程图；图2为本专利技术一实施例基于决策树的自适应视频流转码装置的模块方框图；图3为本专利技术一实施例计算机设备的内部结构图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于决策树的自适应视频流转码方法，其特征在于，所述基于决策树的自适应视频流转码方法，包括：获取输入的视频流数据，所述输入的视频流数据包括上一周期数据下载量、上一周期的时间间隔、当前时刻的缓冲区容量，以及当前端到端的时延；根据上一周期数据下载量及上一周期的时间间隔计算出上一周期的下载速度，根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，以及根据长期网速确定监测变量的决策阈值；在进行视频流输出码率决策时，比较监测变量与决策阈值的大小，在同样的决策阈值下，选择最大的监测变量并输出对应的转码码率；在同样的转码码率下，选择最小的决策阈值并输出对应的输出码率；根据当前端到端的时延及线性系数计算转码输出的目标缓冲区容量。

【技术特征摘要】
1.一种基于决策树的自适应视频流转码方法，其特征在于，所述基于决策树的自适应视频流转码方法，包括：获取输入的视频流数据，所述输入的视频流数据包括上一周期数据下载量、上一周期的时间间隔、当前时刻的缓冲区容量，以及当前端到端的时延；根据上一周期数据下载量及上一周期的时间间隔计算出上一周期的下载速度，根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，以及根据长期网速确定监测变量的决策阈值；在进行视频流输出码率决策时，比较监测变量与决策阈值的大小，在同样的决策阈值下，选择最大的监测变量并输出对应的转码码率；在同样的转码码率下，选择最小的决策阈值并输出对应的输出码率；根据当前端到端的时延及线性系数计算转码输出的目标缓冲区容量。2.如权利要求1所述的基于决策树的自适应视频流转码方法，其特征在于，所述根据上一周期的下载速度及当前时刻的缓冲区容量构建监测变量，包括：所述监测变量为上一周期的下载速度与决策系数乘以当前时刻的缓冲区容量之和，具体计算公式如下，detector＝speed(-1)+coeff×buffer_size(-1)其中，detector为监测变量，speed(-1)为上一周期的下载速度，coeff为决策系数，buffer_size(-1)为当前时刻的缓冲区容量。3.如权利要求2所述的基于决策树的自适应视频流转码方法，其特征在于，所述决策系数通过构建的中期网速得出，所述中期网速的计算公式如下，smiddle(-1)＝0.75·smiddle(-2)+0.25·speed(-1)其中，smiddle(-1)为中期网速，Smiddle(-2)为上一周期的中期网速，speed(-1)为上一周期的下载速度；在中期网速为(0，0.6]bit/s，决策系数的取值为2.0；在中期网速为(0.6，0.8]bit/s，决策系数的取值为2.3；在中期网速为(0.8，1.4]bit/s，决策系数的取值为2.7；在中期网速为(1.4，2.0]bit/s，决策系数的取值为2.9；在中期网速为(2.0，3.0]bit/s，决策系数的取值为3.0；在中期网速为(3.0，∞)bit/s，决策系数的取值为3.3。4.如权利要求3所述的基于决策树的自适应视频流转码方法，其特征在于，所述根据长期网速确定监测变量的决策阈值，具体包括：在长期网速为(0，0.8]bit/s，决策阈值的取值为2.6；在长期网速为(0.8，1.4]bit/s，决策阈值的取值为2.4；在长期网速为(1.4，2.0]bit/s，决策阈值的取值为2.1；在长期网速为(2.0，3.0]bit/s，决策阈值的取值为1.9；在长期网速为(3.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钰鹏，何涛，李晓璇，冉晨宇，崔曙光，崔来中，
申请(专利权)人：深圳市大数据研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44