应用于云融合平台的码率自适应调整系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及实时视频技术领域，提供一种应用于云融合平台的码率自适应调整系统，其特征在于，包括：媒体生产单元、媒体分发单元、媒体转码单元和媒体消费单元；所述媒体分发单元与所述媒体生产单元、所述媒体转码单元和所述媒体消费单元电性连接。本发明专利技术媒体分发单元能根据带宽探测的结果自行调整发送带宽，整过程极快，周期极短，链路能快速恢复到正常传输的状态；媒体转码单元对于每个视频源最多只转成一路视频多描述编码的码流，对系统内计算资源和网络资源消耗少，从而减少硬件成本；视频多描述编码本身具有一定的抗丢包能力，媒体消费单元只需接收到一个子描述就可以重建整个视频帧，能较大地提升视频播放的流畅性。

【技术实现步骤摘要】
应用于云融合平台的码率自适应调整系统及方法
本专利技术涉及实时视频
，尤其涉及一种应用于云融合平台的码率自适应调整系统及方法。
技术介绍
造成视频在网络传输时丢包的原因有很多，比如网络交换机、路由器、传输线缆等软硬件故障；网络交换机、路由器、防火墙的性能有限制；因带宽限制而造成的网络拥塞。软硬件故障通常意味着可用带宽较为充足，可以利用丢包重传技术来解决。设备性能限制、网络拥塞则意味着可用带宽不足，如果利用丢包重传技术会加剧网络拥塞，较有效的解决方法是降低发送码率，虽然会影响正常视频帧的显示质量，但能减轻花屏、卡顿等现场。码率自适应调整方案一般由媒体分发服务和媒体转码服务构成：媒体分发服务具有实时音视频
里所谓“SFU”(SelectiveForwardingUnit)的功能媒体分发，并集成了带宽探测能力。媒体转码具有媒体编码格式转换和编码参数调整的功能，比如：能进行H.264、H.265、VP8、VP9等编码格式的相互转换，能动态调整码率、量化参数。现有技术目前有以下两种码率调整的技术方案：传统方案：在建立好媒体分发服务和媒体消费单元(终端、解码器)之间的媒体链路后，媒体分发服务会持续探测这条链路的可用带宽。当可用带宽不足时，媒体分发服务控制媒体转码服务减小发送码率。这种方案的缺点一是从媒体分发服务发往媒体转码服务的控制信令具有一定时延；二是媒体转码服务从当前码率调整到目标码率并非立即生效，而是一个渐进的过程，所以当发生拥塞时，该链路需要较长时间才能恢复到不丢包的传输状态。联播方案：联播方案是通过媒体转码服务，为媒体生产单元发送过来的原始视频流生成多种不同码率的视频流，媒体分发服务根据探测到的可用带宽直接分发响应码率的视频流，这样码率调整的速度就快了。联播方案缺点是比较消耗媒体转码服务的计算资源和整个系统的网络资源。媒体转码服务需要为每一个原始视频流创建多个转码会话，而转码输入计算密集型操作，非常消耗CPU甚至GPU资源，从媒体转码服务发回媒体分发服务也会成倍占用网络带宽。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，解决现有技术中传统方案和联播方案存在的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种应用于云融合平台的码率自适应调整系统，包括：媒体生产单元、媒体分发单元、媒体转码单元和媒体消费单元；所述媒体分发单元与所述媒体生产单元、所述媒体转码单元和所述媒体消费单元电性连接；所述媒体生产单元，用于向所述媒体分发单元发送原始视频流；所述媒体分发单元，用于将所述原始视频流发送至所述媒体转码单元；所述媒体转码单元，用于将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得多幅描述图像，并根据多幅所述描述图像将所述原始视频流转换为多描述编码流；将所述多描述编码流反馈至所述媒体分发单元；所述媒体分发单元，用于将所述多描述编码流发送至所述媒体消费单元；所述媒体消费单元将所述多描述编码流进行解码和重建，获得完整视频帧。一种应用于云融合平台的码率自适应调整方法，基于所述应用于云融合平台的码率自适应调整系统实现，所述系统包括媒体生产单元、媒体分发单元、媒体转码单元和媒体消费单元；所述应用于云融合平台的码率自适应调整方法包括以下步骤：所述媒体生产单元向所述媒体分发单元发送原始视频流；所述媒体分发单元将所述原始视频流发送至所述媒体转码单元；所述媒体转码单元将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得多幅描述图像，并根据多幅所述描述图像将所述原始视频流转换为多描述编码流；将所述多描述编码流反馈至所述媒体分发单元；所述媒体分发单元将所述多描述编码流发送至所述媒体消费单元；所述媒体消费单元将所述多描述编码流进行解码和重建，获得完整视频帧。优选地，所述媒体生产单元向所述媒体分发单元发送原始视频流后，若所述媒体分发单元判断所述原始视频流为视频多描述编码格式，则所述媒体分发单元将所述原始视频流发送至所述媒体消费单元。优选地，所述媒体转码单元将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得多幅描述图像，并根据多幅所述描述图像将所述原始视频流转换为多描述编码流，具体为：将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得n2幅描述图像，n为正整数；各所述描述图像通过对应的标准编码器进行编码操作，生成多描述编码流。优选地，所述将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得n2幅描述图像，具体为：所述原始视频流中的各帧图像均包含(m×n)2个像素，m为正整数；将所述各帧图像划分为m2个图像块，各所述图像块包含n2个像素点；将各所述图像块中的第一行的第一个像素点作为第一描述点，将各所述图像块中的第一行的第二个像素点作为第二描述点，以此类推到第n2描述点，共获得n2个描述点；将各所述图像块中的第一描述点组合为第一描述图像，将各所述图像块中的第二描述点组合为第一描述图像，以此类推将各所述图像块中的第n2描述点组合为第n2描述图像，共获得n2幅描述图像。优选地，所述各所述描述图像通过对应的标准编码器进行编码操作后，在各编码数据前端添加描述类型和帧序。优选地，所述媒体消费单元将所述多描述编码流进行解码和重建，获得完整视频帧，具体为：将所述多描述编码流通过传输信道传输至对应的标准视频解码器，进行解码操作，获得对应的解码数据；所述解码数据中的各像素通过所述描述类型和所述帧序进行组合，获得多描述编码流；所述解码数据中的各像素，根据所述帧序获得对应帧图像；所述解码数据中的各像素，根据所述描述类型获得在对应帧图像的各图像块中的对应位置。本专利技术具有以下有益效果：1、媒体分发单元接收到视频多描述编码的码流后，能根据带宽探测的结果自行调整发送带宽，这种调整动作是同一个进程里不同模块之间的交互，所以调整过程极快，周期极短，带宽的变化能做到非常敏感，链路能快速恢复到正常传输的状态；2、媒体转码单元对于每个视频源最多只转成一路视频多描述编码的码流，对系统内计算资源和网络资源消耗少，从而减少硬件成本；3、视频多描述编码本身具有一定的抗丢包能力，媒体消费单元只需接收到一个子描述就可以重建整个视频帧，能较大地提升视频播放的流畅性。附图说明图1为本专利技术应用于云融合平台的码率自适应调整系统的结构示意图；图2为本专利技术应用于云融合平台的码率自适应调整方法的流程示意图；图3为本专利技术视频多描述编码实施例；图4为本专利技术解码实施例；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。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1，图1为本专利技术应用于云融合平台的码率自适应调整系统的结构示意图，所述应用于云融合平台的码率自适应调整系统具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于云融合平台的码率自适应调整系统，其特征在于，包括：媒体生产单元、媒体分发单元、媒体转码单元和媒体消费单元；/n所述媒体分发单元与所述媒体生产单元、所述媒体转码单元和所述媒体消费单元电性连接；/n所述媒体生产单元，用于向所述媒体分发单元发送原始视频流；/n所述媒体分发单元，用于将所述原始视频流发送至所述媒体转码单元；/n所述媒体转码单元，用于将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得多幅描述图像，并根据多幅所述描述图像将所述原始视频流转换为多描述编码流；将所述多描述编码流反馈至所述媒体分发单元；/n所述媒体分发单元，用于将所述多描述编码流发送至所述媒体消费单元；所述媒体消费单元将所述多描述编码流进行解码和重建，获得完整视频帧。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于云融合平台的码率自适应调整系统，其特征在于，包括：媒体生产单元、媒体分发单元、媒体转码单元和媒体消费单元；
所述媒体分发单元与所述媒体生产单元、所述媒体转码单元和所述媒体消费单元电性连接；
所述媒体生产单元，用于向所述媒体分发单元发送原始视频流；
所述媒体分发单元，用于将所述原始视频流发送至所述媒体转码单元；
所述媒体转码单元，用于将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得多幅描述图像，并根据多幅所述描述图像将所述原始视频流转换为多描述编码流；将所述多描述编码流反馈至所述媒体分发单元；
所述媒体分发单元，用于将所述多描述编码流发送至所述媒体消费单元；所述媒体消费单元将所述多描述编码流进行解码和重建，获得完整视频帧。


2.一种应用于云融合平台的码率自适应调整方法，其特征在于，基于所述应用于云融合平台的码率自适应调整系统实现，所述系统包括媒体生产单元、媒体分发单元、媒体转码单元和媒体消费单元；所述应用于云融合平台的码率自适应调整方法包括以下步骤：
所述媒体生产单元向所述媒体分发单元发送原始视频流；
所述媒体分发单元将所述原始视频流发送至所述媒体转码单元；
所述媒体转码单元将所述原始视频流中的各帧图像进行预处理，获得多幅描述图像，并根据多幅所述描述图像将所述原始视频流转换为多描述编码流；将所述多描述编码流反馈至所述媒体分发单元；
所述媒体分发单元将所述多描述编码流发送至所述媒体消费单元；所述媒体消费单元将所述多描述编码流进行解码和重建，获得完整视频帧。


3.根据权利要求2所述的应用于云融合平台的码率自适应调整方法，其特征在于，所述媒体生产单元向所述媒体分发单元发送原始视频流后，若所述媒体分发单元判断所述原始视频流为视频多描述编码格式，则所述媒体分发单元将所述原始视频流发送至所述媒体消费单元。


4.根据权利要求2所述的应用于云...

【专利技术属性】
技术研发人员：程家明，孔繁东，周志祥，李华林，
申请(专利权)人：武汉兴图新科电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42