一种基于机会策略的视频块替换方法、客户端、服务器、系统及可读存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机会策略的视频块替换方法、客户端、服务器、系统及可读存储介质，该方法中客户端分别以高低优先级同时向服务器请求低码率和高码率视频块。当客户端收到低优先级的高码率视频块后，用其替换客户端缓冲区中的低码率视频块。由于低优先级的高码率视频块不会阻塞高优先级的低码率视频块传输，本发明专利技术可以利用网络中的剩余带宽提高网络资源利用率和视频的平均码率，同时可以有效降低视频块之间的码率切换，从而改善用户的观影体验。验。验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机会策略的视频块替换方法、客户端、服务器、系统及可读存储介质


[0001]本专利技术属于视频流媒体技术，具体涉及一种基于机会策略的视频块替换方法、客户端，服务器、系统及可读存储介质。

技术介绍

[0002]通信技术的快速发展推动了智能终端设备与音视频多媒体业务的普及和发展，也使得视频业务流量在近年来持续高速增长。在这一背景下，基于HTTP的动态自适应视频流媒体技术(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，DASH)应运而生。在DASH系统中，同一视频被编码为不同的码率，并以固定的时间间隔切片(一般为2
‑
10秒)，存放在HTTP服务器上。客户端播放时，通过实时监测网络带宽变化或缓冲区占用率，向不同码率的视频切片发送HTTP GET请求，从而动态地切换视频质量，达到对网络带宽的最大利用，并且保证播放的流畅度。
[0003]为了优化用户的观影体验(Quality of Experience，QoE)，学者们提出了许多的自适应码率算法(Adaptive Bitrate Algorithm，ABR)，以根据网络实时状况或缓冲区占用率为每个视频块选择合适的码率。但是在互联网中，客户端和服务器之间的网络状况具有多样性和不可预测性。尽管ABR算法可以根据实时网络状况等信息灵活地为每个视频块切换码率，但是由于可用带宽的高度可变性，现有的ABR算法很难在所有的网络场景下均选择合适的码率。因此，视频在播放过程中仍然会出现频繁的码率切换和视频卡顿，严重地影响用户的观影体验。若ABR算法选择的码率过于保守，则会导致客户端缓冲区被提前填满。当客户端的缓冲区被填满，客户端将暂停向服务器发送视频块请求，使得客户端与服务器之间的底层TCP连接将恢复到慢启动阶段，客户端难以充分利用网络中的可用带宽，存在剩余带宽浪费的现象。

技术实现思路

[0004]针对ABR算法在复杂网络环境中所存在的问题，本专利技术提供一种基于机会策略的视频块替换方法、客户端、服务器、系统及可读存储介质，该方法利用网络中存在的剩余带宽传输机会视频块，并使用传输完成的机会视频块替换缓冲区中相应的低码率视频块。同时本专利技术将正常视频块和机会视频块分别标记为高优先级和低优先级，使得机会视频块的并行传输不会造成正常视频块的额外排队延时。通过该机会替换机制，可以减少网络中的带宽浪费，同时可以提高视频平均码率，降低视频块之间的码率切换，进而改善用户的观影体验。
[0005]一方面，本专利技术提供的一种基于机会策略的视频块替换方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：客户端向服务器请求正常视频块和机会视频块；
[0007]所述机会视频块用于替代客户端缓冲区中安全阈值之后最小码率的视频块，所述机会视频块的码率高于所述最小码率；所述正常视频块的码率是按照既定的自适应码率算
法选择的；
[0008]步骤2：服务器接收客户端的视频块请求，并传送对应码率的正常视频块和机会视频块；
[0009]其中，所述正常视频块为高优先级，所述机会视频块为低优先级；
[0010]步骤3：客户端若接收了正常视频块，则将接收的正常视频块加入至缓冲区；若接收了机会视频块，且所述机会视频块对应的待替换视频块暂未播放，则将所述机会视频块替换所述待替换视频块；若所述待替换视频块已播放，丢弃所述机会视频块。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种基于机会策略的视频块替代方法，应用于客户端，客户端执行过程分为视频块请求过程和视频块接收过程；
[0012]所述视频块请求过程包括：
[0013]S1：更新客户端缓冲区的数据；
[0014]S2：判断客户端是否请求了缓冲区中安全阈值后的正常视频块，若是，执行步骤S3；
[0015]S3：选择缓冲区中安全阈值之后具有最小码率的视频块作为待替换视频块，并基于待替换视频块的码率确定机会视频块的码率，所述机会视频块的码率高于所述最小码率；
[0016]S4：客户端向服务器请求对应码率的机会视频块；
[0017]其中，客户端执行机会视频块请求过程，同步按照既定的自适应码率算法选择正常视频块的码率，并向服务器请求正常视频块；
[0018]所述视频块接收过程包括：
[0019]S5：判断接收的视频块是否是机会视频块；若是，判断机会视频块对应的待替换视频块是否暂未播放，若是，将所述机会视频块替换所述待替换视频块；若所述待替换视频块已播放，丢弃所述机会视频块；若接收的视频块不是机会视频块，将接收的正常视频块加入至缓冲区；
[0020]其中，所述正常视频块为高优先级，所述机会视频块为低优先级。
[0021]第三方面，本专利技术提供一种基于机会策略的视频块替代方法，应用于服务器，包括如下步骤：
[0022]Step 1：接收来自客户端的视频块请求，转至Step 2；
[0023]Step 2：判断客户端请求的视频块为机会视频块还是正常视频块；
[0024]其中，客户端请求的视频块分为机会视频块和正常视频块，所述机会视频块用于替代客户端缓冲区中安全阈值之后最小码率的视频块，所述机会视频块的码率高于所述最小码率；所述正常视频块的码率是按照既定的自适应码率算法选择的；
[0025]Step 3：服务端将客户端请求的机会视频块标记为低优先级，转至Step 4；以及服务端将客户端请求的正常视频块标记为高优先级，转至Step 5；
[0026]Step 4：服务端向客户端发送低优先级的机会视频块；
[0027]Step5：服务端向客户端发送高优先级的正常视频块。
[0028]可选地，所述机会视频块的码率为：可选码率中与待替换视频块C
r
前后两个视频块的平均码率B
avg
的差值最小的码率。
[0029]可选地，客户端请求所述机会视频块时需判断客户端是否请求了缓冲区中安全阈
值后的正常视频块，其中，若客户端缓冲区中所述安全阈值之后存在已下载完成的正常视频块或者处于下载过程的正常视频块，视为客户端请求了缓冲区中安全阈值后的正常视频块。
[0030]即客户端缓冲区中所述安全阈值之后存在已下载完成的正常视频块或者处于下载过程的正常视频块是视为已请求了安全阈值后正常视频块的情况。
[0031]可选地，高优先级的正常视频块和低优先级的机会视频块在传输过程中会分别进入交换机的高优先级队列和低优先级队列，且当高优先级队列为空时，再发送低优先级队列中的视频块。
[0032]第四方面，本专利技术提供的一种客户端，包括：
[0033]更新模块，用于更新客户端缓冲区的数据；
[0034]判断模块，用于判断客户端是否请求了缓冲区中安全阈值后的正常视频块；
[0035]待替换视频块获取模块，用于若客户端请求了缓冲区中安全阈值后的正常视频块，选择缓冲区中安全阈值之后具有最小码率的视频块作为待替换视频块；
[0036]机会视频块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机会策略的视频块替换方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：客户端向服务器请求正常视频块和机会视频块；所述机会视频块用于替代客户端缓冲区中安全阈值之后最小码率的视频块，所述机会视频块的码率高于所述最小码率；所述正常视频块的码率是按照既定的自适应码率算法选择的；步骤2：服务器接收客户端的视频块请求，并传送对应码率的正常视频块和机会视频块；其中，所述正常视频块为高优先级，所述机会视频块为低优先级；步骤3：客户端若接收了正常视频块，则将接收的正常视频块加入至缓冲区；若接收了机会视频块，且所述机会视频块对应的待替换视频块暂未播放，则将所述机会视频块替换所述待替换视频块；若所述待替换视频块已播放，丢弃所述机会视频块。2.一种基于机会策略的视频块替代方法，应用于客户端，其特征在于：客户端执行过程分为视频块请求过程和视频块接收过程；所述视频块请求过程包括：S1：更新客户端缓冲区的数据；S2：判断客户端是否请求了缓冲区中安全阈值后的正常视频块，若是，执行步骤S3；S3：选择缓冲区中安全阈值之后具有最小码率的视频块作为待替换视频块，并基于待替换视频块的码率确定机会视频块的码率，所述机会视频块的码率高于所述最小码率；S4：客户端向服务器请求对应码率的机会视频块；其中，客户端执行机会视频块请求过程，同步按照既定的自适应码率算法选择正常视频块的码率，并向服务器请求正常视频块；所述视频块接收过程包括：S5：判断接收的视频块是否是机会视频块；若是，判断机会视频块对应的待替换视频块是否暂未播放，若是，将所述机会视频块替换所述待替换视频块；若所述待替换视频块已播放，丢弃所述机会视频块；若接收的视频块不是机会视频块，将接收的正常视频块加入至缓冲区；其中，所述正常视频块为高优先级，所述机会视频块为低优先级。3.一种基于机会策略的视频块替代方法，应用于服务器，其特征在于：包括如下步骤：Step 1：接收来自客户端的视频块请求，转至Step 2；Step 2：判断客户端请求的视频块为机会视频块还是正常视频块；其中，客户端请求的视频块分为机会视频块和正常视频块，所述机会视频块用于替代客户端缓冲区中安全阈值之后最小码率的视频块，所述机会视频块的码率高于所述最小码率；所述正常视频块的码率是按照既定的自适应码率算法选择的；Step 3：服务端将客户端请求的机会视频块标记为低优先级，转至Step 4；以及服务端将客户端请求的正常视频块标记为高优先级，转至Step 5；Step 4：服务端向客户端发送低优先级的机会视频块；Step5：服务端向客户端发送高优先级的正常视频块。4.根据权利要求1
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3任一项所述的方法，其特征在于：所述机会视频块的码率为：可选码率...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄家玮，苏琪琛，李威赫，刘卓然，王建新，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：