【技术实现步骤摘要】
基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统
本专利技术涉及一种视频编码转换传输控制系统，特别涉及基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统，属于视频编码转换传输
技术介绍
随着互联网技术的高速发展，用户对各种网络业务的服务质量要求也越来越高，网络服务质量和性能保障已成为当前的研发重点。在基于互联网的实时视频流媒体传输系统中，保障多媒体通信业务中的服务质量是关键，在实时视频网络通信系统设计中，对网络过载的控制是一个重点和难点，既不能造成网络资源的浪费，又要保证视频数据的丢包率和时延在合理的范围内，不能影响用户的视频观看效果。由于现有技术的网络服务机制，在多媒体传输过程中不能提供服务质量保障，不能达到用户的需求，如何对视频网络过载进行控制已成为亟待解决的问题。多媒体网络通信中信道过载是由于网络可用资源不能满足实际信道中的数据传送量，超过了当前可用带宽而产生的。过载易导致抖动剧烈、数据丢失、时延超时、服务质量和资源利用率下降，严重时还会导致网络通信系统崩溃。视频流媒体实时传输的主要特点是对网络可用资源...
【技术保护点】
1.基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统，其特征在于，视频发送端自适应动态调整数据的传输速率和传输量，使传输的视频数据量与链路信道带宽相匹配；在网络状态自评估中，提出了一种联合丢包率、网络延迟、时延抖动作为网络状态评估要素的方法，将网络状态划分为欠载、常载和过载三种基本状态，在网络常载时，引入时延抖动要素评判当前网络是否具有过载趋势；在网络过载时，引入网络延迟要素评判网络过载程度等级，在自适应传输控制中，对基于加增乘减视频取样率调整算法进行优化，在加增乘减算法上增加了网络过载预控方法，当视频取样率参数调整到设置的最小值而网络仍然过载时，启用非关键帧主动舍弃方法，通过...
【技术特征摘要】
1.基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统，其特征在于，视频发送端自适应动态调整数据的传输速率和传输量，使传输的视频数据量与链路信道带宽相匹配；在网络状态自评估中，提出了一种联合丢包率、网络延迟、时延抖动作为网络状态评估要素的方法，将网络状态划分为欠载、常载和过载三种基本状态，在网络常载时，引入时延抖动要素评判当前网络是否具有过载趋势；在网络过载时，引入网络延迟要素评判网络过载程度等级，在自适应传输控制中，对基于加增乘减视频取样率调整算法进行优化，在加增乘减算法上增加了网络过载预控方法，当视频取样率参数调整到设置的最小值而网络仍然过载时，启用非关键帧主动舍弃方法，通过评估的网络过载等级选择丢弃的帧类型，降低传输的数据量，非关键帧主动舍弃策略在编码之前启用；
本发明基本工作流程为：用户在客户端设置基本的编码转换要求后，启动实时视频编码转换通信会话，客户端先向服务端发送公用信令，公用信令包括总路数、编码转换平台、编码转换顺序、编码转换模式信息，服务端收到公用信令后，根据上一次接收的公用信令，清除信令存储缓存和编码转换任务类，然后创建新的信令存储缓存，并初始化缓存空间；然后客户端再发送请求信令，请求信令包括原始码流和目标码流的格式、帧率、分辨率、视频取样率信息，服务端接收到之后发送确认请求完毕信令，然后开始发送码流数据进行视频编码转换传输工作；服务端计算码流的丢包率、网络延迟、时延抖动参数值封装到SR报告包中，发送给客户端对网络状态进行评估和发送速率进行调整。
2.根据权利要求1所述的基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统，其特征在于，本发明针对视频编码转换传输控制系统中服务端向客户端的视频数据发送，把服务端作为发送端，客户端作为接收端，原始格式码流数据在发送端经过编码转换之后采用RTP协议发送给客户端接收播放，视频取样率参数的调整算法在编码转换器的编码函数中完成，非关键帧主动舍弃策略在编码之前进行，减少视频编码的工作量；
本发明包含三个子系统：网络状态自评估子系统、自适应视频取样率调整子系统、非关键帧主动舍弃子系统。
3.根据权利要求1所述的基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统，其特征在于，网络状态自评估方法的网络状态评估判断通过RTCP实时传输协议反馈机制中的反馈信息，若反馈信息中的丢包率、网络延迟、时延抖动参数值比较大，即数据包时延出现大幅度的变化，则网络状态不好，若丢包率、网络延迟、时延抖动参数值比较小，则表明网络状态良好；
丢包率的大小反映当前网络状况，当丢包率超过合理临界值时，表明网络带宽严重不足，信道载荷已超过最大负载能力，网络过载发生；时延抖动作为评估信道在常载工作状态下，是否有将要产生过载的趋势；本发明使用时延抖动对网络过载进行预控，提前调整系统的输出视频取样率，避免发生网络过载；用网络延迟要素判断网络过载的程度等级，将网络过载划分为不同等级，网络状态的判定更为精准，视频数据传输速率的调整更适宜当前网络带宽；
网络状态自评估方法包括网络状态自评估方法各要素的计算和网络状态评估方法。
4.根据权利要求3所述的基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统，其特征在于，网络状态自评估方法各要素的计算中，网络过载等级的划分依据是网络延迟B的大小，在计算网络延迟B前，先要计算两个累计时延抖动平均值，累计时延抖动FCk的计算如式1所示，累计时延抖动的平均值Ek计算如式2，
FCk＝C1+C2+…Ck式1
长期累计时延抖动EL平均值的计算：从发送的第一个数据开始统计，直到当前时刻为止，所传送的所用数据的抖动,计算公式如式3：
短期累计时延抖动Ed的平均值计算,统计接收端接收到目前数据计算出来的累计时延抖动和在收到这个数据之前的一个累计时延抖动，这两个累计时延抖动计算出来的平均值，用式4表示：
若Ed大于EL，表明数据传输时延在迅速增长，网络负载在不断增大，此时网络已逐渐出现过载，过载产生初期没足够严重时，通过调整发送端的传送速率增长频率；
网络延迟B是已经判断出Ed大于EL的情况下进行测量的，评估视频数据在端到端传输路径中瓶颈链路的缓冲区使用情况，以发送方接收到的两个相邻SR报告包之间的时间间隔为测量周期，接收端在一个测量周期内，每接收到一个数据包，就计算出这个数据包的单向传输时延D，然后比较一个测试周期内所有的数据的延迟大小，找出其中的最大和最小数据时延值，对在一个测量单位时间内收到的第i个RTP包，先计算出其Di值，然后与本周期内的所有数据包的单向传输时延比较，找出它们中的最大值Dmax和最小值Dmin，计算最大队列延迟Fmax：
Fmax＝Dmax-Dmin式5
数据包的网络延迟Fi用式6表示，周期内平均数据网络延迟BvgF用式7表示，n为数据包的个数：
Fi＝Di-Dmin式6
由式5和式7得出网络延迟B的计算方法如式8，
即网络延迟B是单位周期内数据平均网络延迟与数据最大网络延迟的比值，网络延迟B的大小用来划分网络过载的等级，网络延迟B的取值范围在[0,1]之间，当取值为0时，表示缓冲区为空，没有数据在排队等候，一般发生在传输的开始阶段，当取值为1时，表示缓冲区已满，网络发生严重的过载。
5.根据权利要求3所述的基于网络状态自评估的视频编码转换传输控制系统，其特征在于，网络状态评估方法提出将联合丢包率、网络延迟和时延抖动作为网络状态评估要素，将网络状态进行详细的划分，网络状态评估具体方法如下：
第一，对网络状态进行初步判断，若在连...
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