智能网关动态转换码率的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能网关动态转换码率的方法及系统，利用周期性统计丢包数和RSSI估计感知技术，两者结合来对网络质量出现渐变和突变的情况进行监控，根据监测到的网络质量来调整转换合适的码率，以保证输出视频图像的质量，避免在网络信号质量变差时输出的图像画面出现马赛克或卡顿的现象，保证智能网关输出的节目图像的质量，使节目画面都能平滑流畅。

【技术实现步骤摘要】
智能网关动态转换码率的方法及系统
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种智能网关动态转换码率的方法及系统。
技术介绍
现在家庭使用的数字电视智能网关(例如智能机顶盒等)，将接收的数字电视信号分两路或多路输出。一路码率不变，通过HDMI直接输出到电视机，其他路经过转码器转码降低码率后通过WIFI网络分发给手机、平板电脑等移动终端(若是多路则需要多个转码器，一个转码器对应一个移动终端)。转码器通过WIFI输出的视频数据，将控制信息封装成RTCP包，将图像数据封装成RTP包，形成视频流，将两种格式的数据包都以UDP/IP的方式进行发送。转码器有硬件和DSP方式，都受CPU控制，转码的码率的大小是固定的，也即CPU设置的转码参数是预先设定的(一般都是经验值)，比如，一个H.264格式10Mbps，1080P高清节目，转换成H.264格式2Mbps，720P准高清，利用WIFI输出分发给移动终端。由于电视节目是实时流，采用UDP方式发送，没有请求重发的可能性，这样就存在一个问题，当WIFI信号质量变差时，图像画面质量会出现马赛克或卡顿现象。在实际中有两种情况最常出现：一种是渐变，即移动终端逐步远离智能网关，WIFI信号强度逐步减弱，图像质量逐渐下降，具体表现为马赛克逐渐增多，最终出现卡顿；还有一种就是从一个房间进入另一个房间出现信号遮挡时的突变，WIFI信号强度迅速减弱，图像质量瞬间变差，具体表现为马赛克突然出现很多，同时伴有严重的卡顿。由于智能网关转码的码率固定，在出现网络信号质量变差时输出的图像画面就会出现马赛克或卡顿，大大影响传输图像画面质量。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对上述智能网关码率固定网络信号质量变差时输出的图像画面出现马赛克或卡顿，影响传输图像画面质量的问题，提供一种智能网关动态转换码率的方法及系统。本专利技术提供的一种智能网关动态转换码率的方法，包括如下步骤：S10：在移动终端接收节目流后，周期性统计丢包数，并与预设的丢包数区间进行比较，如果丢包数在丢包数区间范围内，则不通知智能网关，如果超出丢包数区间的上限则通知智能网关降低码率，如果低于丢包数区间的下限，则通知智能网关提高码率；S20：实时监测移动终端接收到的网络信号强度，获取网络信号强度的陡变量并与预设陡变量进行比较，若超过预设陡变量则进行软中断触发向移动终端发送中断请求；S30：在移动终端接收到中断请求后，停止统计丢包数并重新开始周期性统计丢包数。在其中的一个实施方式中，所述步骤S10包括：设计两个时间长度的采样周期，第一时间长度和第二时间长度；所述第一时间长度为长的时间周期，第二时间长度为短的时间周期，用于移动终端首次接收节目流和出现中断请求时使用。在其中的一个实施方式中，所述步骤S10包括：预先通过计算和测试设定多个档位码率下第一时间长度内允许丢包数的丢包数区间，来对丢包数进行比较。在其中的一个实施方式中，所述第一时间长度允许的丢包数区间获取方法具体为：将智能网关转码后输出的节目流设置到USB口，通过USB口直接连接到PC机，控制智能网关设定多个档位码率的节目流；在PC机上将接收到的数据包随机丢弃，将处理过的节目流送到图像监视器，进行图像观察，同时将处理过的节目流送到码流分析仪进行实时分析；选定一个码率的节目流输出，在PC机上逐步加大丢包数，观察出现的图像质量状况，若出现的马赛克超过设定值，则记录下此时的丢包数和码流分析仪记录的图像宏块丢失数；重复上述测试多次，对记录的丢包数取平均值作为丢包数区间的上限值；在第一时间长度内，模拟增加丢包数的方法逐渐增加丢包数，在图像质量整体保持良好的情况下记录此时的丢包数，作为丢包数区间的下限值；更换其他档位码率测试，得到不同档位码率在第一时间长度内允许的丢包数区间。在其中的一个实施方式中，所述步骤S20具体为：利用WIFIRSSI估计感知技术，通过获取RSSI值来监测网络质量突变情况；在104us内进行基带IQ功率积分得到RSSI的瞬时值，然后在1秒内对8192个RSSI的瞬时值进行平均，得到RSSI的平均值作为RSSI值。本专利技术提供的一种智能网关动态转换码率的系统，包括：丢包数统计模块，在移动终端接收节目流后，周期性统计丢包数，并与预设的丢包数区间进行比较，如果丢包数在丢包数区间范围内，则不通知智能网关，如果超出丢包数区间的上限则通知智能网关降低码率，如果低于丢包数区间的下限，则通知智能网关提高码率；网络信号强度感知模块，实时监测移动终端接收到的网络信号强度，获取网络信号强度的陡变量并与预设陡变量进行比较，若超过预设陡变量则进行软中断触发向移动终端发送中断请求；丢包数统计模块在移动终端接收到中断请求后，停止统计丢包数并重新开始周期性统计丢包数。在其中的一个实施方式中，所述丢包数统计模块设计两个时间长度的采样周期，第一时间长度和第二时间长度；所述第一时间长度为长的时间周期，第二时间长度为短的时间周期，用于移动终端首次接收节目流和出现中断请求时使用。在其中的一个实施方式中，所述丢包数统计模块预先通过计算和测试设定多个档位码率下第一时间长度内允许丢包数的丢包数区间，来对丢包数进行比较。在其中的一个实施方式中，所述丢包数统计模块将智能网关转码后输出的节目流设置到USB口，通过USB口直接连接到PC机，控制智能网关设定多个档位码率的节目流；在PC机上将接收到的数据包随机丢弃，将处理过的节目流送到图像监视器，进行图像观察，同时将处理过的节目流送到码流分析仪进行实时分析；选定一个码率的节目流输出，在PC机上逐步加大丢包数，观察出现的图像质量状况，若出现的马赛克超过设定值，则记录下此时的丢包数和码流分析仪记录的图像宏块丢失数；重复上述测试多次，对记录的丢包数取平均值作为丢包数区间的上限值；在第一时间长度内，模拟增加丢包数的方法逐渐增加丢包数，在图像质量整体保持良好的情况下记录此时的丢包数，作为丢包数区间的下限值；更换其他档位码率测试，得到不同档位码率在第一时间长度内允许的丢包数区间。在其中的一个实施方式中，所述网络信号强度感知模块利用WIFIRSSI估计感知技术，通过获取RSSI值来监测网络质量突变情况；在104us内进行基带IQ功率积分得到RSSI的瞬时值，然后在1秒内对8192个RSSI的瞬时值进行平均，得到RSSI的平均值作为RSSI值。本专利技术智能网关动态转换码率的方法及系统，利用周期性统计丢包数和RSSI估计感知技术，两者结合来对网络质量出现渐变和突变的情况进行监控，根据监测到的网络质量来调整转换合适的码率，以保证输出视频图像的质量，避免在网络信号质量变差时输出的图像画面出现马赛克或卡顿的现象，保证智能网关输出的节目图像的质量，使节目画面都能平滑流畅。附图说明图1是一个实施例中的智能网关动态转换码率的方法的流程图；图2是一个实施例中的智能网关动态转换码率的系统结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。数据包(承载了视频数据的UDP包)，丢包率(LossTolerance或PacketLossRate)数据传输中所丢失数据包数量占所发送数据包的比率；RSS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能网关动态转换码率的方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：在移动终端接收节目流后，周期性统计丢包数，并与预设的丢包数区间进行比较，如果丢包数在丢包数区间范围内，则不通知智能网关，如果超出丢包数区间的上限则通知智能网关降低码率，如果低于丢包数区间的下限，则通知智能网关提高码率；S20：实时监测移动终端接收到的网络信号强度，获取网络信号强度的陡变量并与预设陡变量进行比较，若超过预设陡变量则进行软中断触发向移动终端发送中断请求；S30：在移动终端接收到中断请求后，停止统计丢包数并重新开始周期性统计丢包数。

【技术特征摘要】
1.一种智能网关动态转换码率的方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：在移动终端接收节目流后，周期性统计丢包数，并与预设的丢包数区间进行比较，如果丢包数在丢包数区间范围内，则不通知智能网关，如果超出丢包数区间的上限则通知智能网关降低码率，如果低于丢包数区间的下限，则通知智能网关提高码率；S20：实时监测移动终端接收到的网络信号强度，获取网络信号强度的陡变量并与预设陡变量进行比较，若超过预设陡变量则进行软中断触发向移动终端发送中断请求；S30：在移动终端接收到中断请求后，停止统计丢包数并重新开始周期性统计丢包数。2.根据权利要求1所述的智能网关动态转换码率的方法，其特征在于，所述步骤S10包括：设计两个时间长度的采样周期，第一时间长度和第二时间长度；所述第一时间长度为长的时间周期，第二时间长度为短的时间周期，用于移动终端首次接收节目流和出现中断请求时使用。3.根据权利要求2所述的智能网关动态转换码率的方法，其特征在于，所述步骤S10包括：预先通过计算和测试设定多个档位码率下第一时间长度内允许丢包数的丢包数区间，来对丢包数进行比较。4.根据权利要求3所述的智能网关动态转换码率的方法，其特征在于，所述第一时间长度允许的丢包数区间获取方法具体为：将智能网关转码后输出的节目流设置到USB口，通过USB口直接连接到PC机，控制智能网关设定多个档位码率的节目流；在PC机上将接收到的数据包随机丢弃，将处理过的节目流送到图像监视器，进行图像观察，同时将处理过的节目流送到码流分析仪进行实时分析；选定一个码率的节目流输出，在PC机上逐步加大丢包数，观察出现的图像质量状况，若出现的马赛克超过设定值，则记录下此时的丢包数和码流分析仪记录的图像宏块丢失数；重复上述测试多次，对记录的丢包数取平均值作为丢包数区间的上限值；在第一时间长度内，模拟增加丢包数的方法逐渐增加丢包数，在图像质量整体保持良好的情况下记录此时的丢包数，作为丢包数区间的下限值；更换其他档位码率测试，得到不同档位码率在第一时间长度内允许的丢包数区间。5.根据权利要求1所述的智能网关动态转换码率的方法，其特征在于，所述步骤S20具体为：利用WIFIRSSI估计感知技术，通过获取RSSI值来监测网络质量突变情况；在104us内进行基带IQ功率积分得到RSSI的瞬时值，然后在1秒内对8192个RSSI的瞬时值进行平均，得到RSSI的平均值作为RSS...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍军钢，刘斌，门君毅，
申请(专利权)人：深圳市九洲电器有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44