多云视频分发策略优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种多云视频分发策略优化方法及系统，该方法包括：获取历史时段内的直播视频流数据、各云平台服务器的CDN时延数据、CDN分发价格及各转码模板的转码价格；对直播视频流数据清洗，统计历史时段的第一时段内的第一观众终端总量、最小需求码率比例以及各源码率对应的直播用户数量的比例，根据源视频码率以及观众终端的最小需求码率进行用户类别分类；预测未来预定时段内观看视频的第二观众终端总量，计算未来预定时段内各类用户对应的观众终端数量，分别计算各类用户基于各转码模板在未来预定时段内的各消费成本及各QoE值；根据各消费成本及各QoE值确定各类用户适合的云平台服务器，统计各云平台服务器在未来预定时段内覆盖的用户总量比例。时段内覆盖的用户总量比例。时段内覆盖的用户总量比例。

【技术实现步骤摘要】
多云视频分发策略优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及多媒体
，尤其涉及一种多云视频分发策略优化方法及系统。

技术介绍

[0002]对于传统的CLS(Customer Link Service，用户链路业务)来说，让观众能够顺利流畅的收到视频流是非常重要的，而传统的直播多云视频分发策略优化系统通常是构建私有的数据中心与分发网络来实现直播过程中的转码与分发操作。但是这样往往造成资源浪费的情况，且成本较高。而利用云平台的优势，将传统的视频分发架构转移至云上，利用CDN(Content Delivery Network，内容分发网络)进行分发能够有效降低运营成本，成为越来越多直播服务提供商的选择。然而单个CDN无法支持稳定的视频分发服务质量，对于超大型云平台来说，他们完全可以利用地理分布式云架构(类似阿里云和腾讯云)，设置边缘节点和数据中心进行CLS服务的视频分发，但是资源的有限性和受众的动态性仍然存在一定问题。
[0003]对于数据中心的选择以及高度动态化的受众群体和社交内容，也有研究考虑了不同数据中心之间视频分发路径的动态决定并推导出动态优化策略。而对于普通的视频服务提供商来说，前期研究者们提出的Livesmart框架系统地考虑了CDN和观众的动态性，合理的基于QoS(Quality of Service，服务质量)优化了成本，但是仍未考虑到针对转码模板的选择。
[0004]实时视频转码服务也是众包直播服务的重要组成部分；对于一般的视频转码，早期的研究利用P2P(Peer to Peer，对等网络/工作组)/Overlay streaming中的方法，该方法并不适合实时转码服务。而近来的研究倾向于利用云平台进行转码，而利用云平台进行转码时，每增加一个转码模板就需要支付对应的费用，这样弹性的计费策略在众包环境中虽然能够解决接收到的转码需求，但是静态费用较为昂贵。也有研究在保证QoS的情况下，将角色整体考虑，结合需求的动态性和设备的异构性进行预测和转码模板的决策，如针对于互动性较强的直播需求和需要提供更高直播服务质量的设备给出QoS更高的转码决策，而针对于实时性要求较低或者设备最低服务质量较差的设备给出更经济但是QoS更低的转码决策。除此之外，还有一种所谓雾计算的模式，它将云计算范式扩展到网络的边缘，有人以雾计算的模式为基础，提出了一种包含观测器的人群转码解决方案。然而上述方式也仅是以转码角度进行研究，并未与多CDN分发结合起来形成相对完备的评价决策体系。
[0005]综上分析，现有技术中大多数是对CDN分发或转码模板的选择进行单独研究和成本优化，上述技术虽然在一定程度上降低了分发成本，但由于视频分发的消费价格不仅受转码价格的影响，还受分发价格的影响，因而现有技术中普遍采用的成本优化方法所优化的成本有限。且上述技术在成本优化过程中也未综合考虑观众QoE(Quality of Experience体验质量)，因而无法在保证观众QoE的前提下采用成本较低的分配策略。因此，在保证观众QoE的前提下如何降低视频分发成本是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种多云视频分发策略优化方法及系统，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。
[0007]根据本专利技术的一个方面，本专利技术公开了一种多云视频分发策略优化方法，所述方法包括：
[0008]获取历史时段内的直播用户的直播视频流数据、各云平台服务器的内容分发网络CDN时延数据、CDN分发价格及各转码模板的转码价格；其中，所述直播视频流数据包括直播用户的源视频数据、源视频码率以及各观众终端对应的视频流信息；所述视频流信息包括观看时间及最小需求码率信息；
[0009]对所述直播视频流数据进行数据清洗，基于清洗后的数据统计历史时段的第一时段内的第一观众终端总量、最小需求码率比例以及各源码率对应的直播用户数量的比例，根据源视频码率以及观众终端的最小需求码率进行用户类别分类；
[0010]通过时间序列预测模型预测未来预定时段内观看所述视频的第二观众终端总量，并基于所述第二观众终端总量及所述最小需求码率比例计算未来预定时段内各类用户对应的观众终端数量；
[0011]根据各云平台服务器的CDN分发价格、各转码模板的转码价格及各类用户对应的观众终端数量和码率分别计算各类用户基于各转码模板在所述未来预定时段内的各消费成本，根据各云平台服务器的CDN时延数据及各类用户对应的码率计算各类用户基于各转码模板在所述未来预定时段内的各QoE值；
[0012]根据计算到的各消费成本及各QoE值确定各类用户适合的云平台服务器，统计各云平台服务器在未来预定时段内覆盖的用户总量比例，以使各云平台服务器根据所述用户总量比例向观众终端分发视频。
[0013]在本专利技术一些实施例中，根据计算到的各消费成本及各QoE值确定各类用户适合的云平台服务器，包括：
[0014]根据QoE筛选函数筛选大于设定阈值的QoE值；
[0015]将大于设定阈值的QoE值所对应的转码模板作为元素生成解空间；
[0016]从所述解空间内确定最小消费成本对应的转码模板及云平台服务器。
[0017]在本专利技术一些实施例中，所述消费成本包括分发成本和转码成本；
[0018]所述分发成本的计算公式为：
[0019]Cost
CDN
＝Num
aud
×
Δt
×
Rate
×
Cost
unitc
，
[0020]其中，Cost
CDN
为分发成本，Num
aud
为未来预定时段内各类用户对应的观众终端数量，Δt为未来预定时段的时长，Rate为码率，Cost
unitc
为分发单价；
[0021]所述转码成本的计算公式为：
[0022]Cost
trans
＝Δt
×
Cost
unitt
，
[0023]其中，Cost
trans
为转码成本，Δt为未来预定时段的时长，Cost
unitt
为转码单价。
[0024]在本专利技术一些实施例中，所述QoE值的计算公式为：
[0025]QoE
i
＝((1500
‑
delay(CDN
i
))
÷
100)
×
QoE
trans
，
[0026]其中，QoE
i
为转码模板i对应的QoE值，delay(CDN
i
)为转码模板i对应的总时延时间，QoE
trans
为码率影响系数，且QoE
trans
取值为1，ln3，ln5或ln6。
[0027]在本专利技术一些实施例中，所述delay(CDN
i
)包括转码时延时长和分发时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多云视频分发策略优化方法，其特征在于，所述方法包括：获取历史时段内的直播用户的直播视频流数据、各云平台服务器的内容分发网络CDN时延数据、CDN分发价格及各转码模板的转码价格；其中，所述直播视频流数据包括直播用户的源视频数据、源视频码率以及各观众终端对应的视频流信息；所述视频流信息包括观看时间及最小需求码率信息；对所述直播视频流数据进行数据清洗，基于清洗后的数据统计历史时段的第一时段内的第一观众终端总量、最小需求码率比例以及各源码率对应的直播用户数量的比例，根据源视频码率以及观众终端的最小需求码率进行用户类别分类；通过时间序列预测模型预测未来预定时段内观看所述视频的第二观众终端总量，并基于所述第二观众终端总量及所述最小需求码率比例计算未来预定时段内各类用户对应的观众终端数量；根据各云平台服务器的CDN分发价格、各转码模板的转码价格及各类用户对应的观众终端数量和码率分别计算各类用户基于各转码模板在所述未来预定时段内的各消费成本，根据各云平台服务器的CDN时延数据及各类用户对应的码率计算各类用户基于各转码模板在所述未来预定时段内的各QoE值；根据计算到的各消费成本及各QoE值确定各类用户适合的云平台服务器，统计各云平台服务器在未来预定时段内覆盖的用户总量比例，以使各云平台服务器根据所述用户总量比例向观众终端分发视频。2.根据权利要求1所述的多云视频分发策略优化方法，其特征在于，根据计算到的各消费成本及各QoE值确定各类用户适合的云平台服务器，包括：根据QoE筛选函数筛选大于设定阈值的QoE值；将大于设定阈值的QoE值所对应的转码模板作为元素生成解空间；从所述解空间内确定最小消费成本对应的转码模板及云平台服务器。3.根据权利要求2所述的多云视频分发策略优化方法，其特征在于，所述消费成本包括分发成本和转码成本；所述分发成本的计算公式为：Cost
CDN
＝Num
aud
×
Δt
×
Rate
×
Cost
unitc
；其中，Cost
CDN
为分发成本，Num
aud
为未来预定时段内各类用户对应的观众终端数量，Δt为未来预定时段的时长，Rate为码率，Cost
unitc
为分发单价；所述转码成本的计算公式为：Cost
trans
＝Δt
×
Cost
unitt
；其中，Cost
trans
为转码成本，Δt为未来预定时段的时长，Cost
unitt
为转码单价。4.根据权利要求1所述的多云视频分发策略优化方法，其特征在于，所述QoE值的计算公式为：QoE
i
＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，靳依霖，郑键楠，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：