视频码率自适应调整方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种视频码率自适应调整方法及其装置，其中，视频码率自适应调整方法包括：采集网络环境参数，网络环境参数包括：不同传输时刻的传输码率及缓冲区中视频缓存时间段的长度；根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分；其中，缓存质量基于不同传输码率下缓冲区中视频缓存时间段的长度进行评分，传输质量基于第一预设时间段内、不同传输码率下传输的视频块进行评分，码率切换质量基于第二预设时间段内视频码率切换的次数及等级进行评分；基于缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分对t+1时刻的视频码率进行调整。有效解决现有技术中视频码率调整精确度不高的技术问题。中视频码率调整精确度不高的技术问题。中视频码率调整精确度不高的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
视频码率自适应调整方法及其装置


[0001]本专利技术涉及视频传输术领域，尤指一种视频码率自适应调整方法及其装置。

技术介绍

[0002]在将视频从一端传输至另一端的过程中，常常面临的问题在于：既希望选择更高的码率来提升视频清晰度，又希望降低视频质量从而增加缓存来提升视频播放的流畅度，还希望减少码率切换的频率来提升用户体验。
[0003]传统的码率自适应方法主要包括基于吞吐量预测的方法和基于缓存预设的方法，其中：
[0004]基于吞吐量预测的方法中，首先使用过去下载视频块的速率来估计可用的网络带宽，之后以网络预计支持的最高比特率请求块作为预测值。例如，Festive预测吞吐量为基于过去5个视频块的吞吐量的调和平均值。虽然其能一定程度上对吞吐量进行预测，但是这类方法一般都选择较为保守的吞吐量进行估计，导致QoE存在较大的提高空间。若要对吞吐量的值作出准确的预测，在实践中仍然是一个很大的挑战。
[0005]基于缓存预设的方法中，在决定未来视频块的比特率时只考虑客户端的缓冲区占用情况。这类方法通过保持缓冲区占用在预先配置的水平，以平衡重新缓存事件发生的概率和视频质量。最新的基于缓冲区的预测方法是BOLA，其预先设置一个固定的缓存门限值，当缓存高于该门限值，则降低速率；当低于该门限值，则提高速率。该方法中门限值的选定尤为关键，往往基于人为的经验进行设置，且不同的终端和网络环境(蜂窝或者无线局域网)均会对其造成不同程度的影响，即预先设置的固定门限值在不同情况下，合理性和适用性会受到很大的影响。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种视频码率自适应调整方法及其装置，有效解决现有技术中视频码率调整精确度不高的技术问题。
[0007]本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一方面，本专利技术提供了一种视频码率自适应调整方法，包括：
[0009]采集网络环境参数，所述网络环境参数包括：不同传输时刻的传输码率及缓冲区中视频缓存时间段的长度；
[0010]根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分；其中，所述缓存质量基于不同传输码率下缓冲区中视频缓存时间段的长度进行评分，所述传输质量基于第一预设时间段内、不同传输码率下传输的视频块进行评分，所述码率切换质量基于第二预设时间段内视频码率切换的次数及等级进行评分；
[0011]基于所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分对t+1时刻的视频码率进行调整。
[0012]进一步优选地，所述根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量
及码率切换质量进行评分中，基于t时刻不同传输码率下缓冲区中视频缓存时间段的长度对缓存质量进行评分包括：
[0013]配置视频缓存时间段长度length的长度阈值；
[0014]基于配置的所述长度阈值和缓冲区中视频缓存时间段的长度length对缓存质量分数buffer score进行计算，其中，
[0015]一传输码率下，当视频缓存时间段的长度length小于长度阈值时，缓存质量分数buffer score为：
[0016][0017]一传输码率下，当视频缓存时间段的长度length不小于长度阈值时，缓存质量分数buffer score为：
[0018][0019]和/或，所述根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分中，基于第一预设时间段内、不同传输码率下传输的视频块对传输质量进行评分中包括：
[0020]配置不同视频码率下的传输视频块的分数value；
[0021]统计第一预设时间段内传输的视频块及各视频块对应的传输码率，所述第一预设时间段包括t时刻及其之前的若干时刻；
[0022]基于统计的数据对质量分数quality score进行计算：
[0023][0024]其中，segment(i)表示第一预设时间段内传输的第i个视频块，N表示第一预设时间段内传输的视频块的总数，value表示预先配置的不同传输码率下传输视频块的分数，M表示码率等级的总数，表示传输码率R
M
的分数value；
[0025]和/或，所述根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分中，基于第二预设时间段内视频码率切换的次数及等级对码率切换质量进行评分中包括：
[0026]配置不同视频码率切换等级下的切换分数；
[0027]统计第二预设时间段内不同时刻的视频码率，所述第二预设时间段包括t时刻及其之前的若干时刻；
[0028]统计发生视频码率切换的时刻，及各视频切换时刻视频码率切换的等级；
[0029]基于统计数据得到第二预设时间段内不同时刻之间的切换分数并进行平均，得到码率切换质量。
[0030]进一步优选地，基于所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分对t+1时刻的视频码率进行调整中包括：
[0031]根据所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分计算不同视频码率对应的码率分数Scores：
[0032]Scores＝ω1*buffer score+ω2*quality score+ω3*Times value
[0033]其中，ω1、ω2和ω3分别表示缓存质量buffer score、传输质量quality score及码率切换质量Times value的权重；
[0034]根据计算结果选定码率分数Scores最高的视频码率作为t+1时刻的发送码率。
[0035]进一步优选地，所述视频码率自适应调整方法还包括：
[0036]针对参数缓冲区中视频缓存时间段的长度和传输的视频块分别创建第一机器学习模型和第二机器学习模型；
[0037]基于获取的网路环境参数，以视频码率作为输入、不同视频码率下对应的视频缓存时间段长度作为输出对第一机器学习模型进行训练；
[0038]基于获取的网路环境参数，以视频码率作为输入、不同视频码率下对应传输的视频块作为输出对第二机器学习模型进行训练；
[0039]基于训练后的第一机器学习模型和第二机器学习模型对下一时刻不同视频码率下的视频缓存时间段长度和传输的视频块进行预测。
[0040]进一步优选地，基于所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分对视频码率进行调整中包括：
[0041]根据所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分计算不同视频码率对应的码率分数Scores：
[0042]Scores＝ω1*buffer score+ω2*quality score+ω3*Times value
[0043]其中，ω1、ω2和ω3分别表示缓存质量buffer score、传输质量quality score及码率切换质量Times value的权重；
[0044]根据计算结果选定预设数量码率分数Scores最高的视频码率作为t+1时刻的备选码率；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视频码率自适应调整方法，其特征在于，包括：采集网络环境参数，所述网络环境参数包括：不同传输时刻的传输码率及缓冲区中视频缓存时间段的长度；根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分；其中，所述缓存质量基于不同传输码率下缓冲区中视频缓存时间段的长度进行评分，所述传输质量基于第一预设时间段内、不同传输码率下传输的视频块进行评分，所述码率切换质量基于第二预设时间段内视频码率切换的次数及等级进行评分；基于所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分对t+1时刻的视频码率进行调整。2.如权利要求1所述的视频码率自适应调整方法，其特征在于，所述根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分中，基于t时刻不同传输码率下缓冲区中视频缓存时间段的长度对缓存质量进行评分包括：配置视频缓存时间段长度length的长度阈值；基于配置的所述长度阈值和缓冲区中视频缓存时间段的长度length对缓存质量分数buffer score进行计算，其中，一传输码率下，当视频缓存时间段的长度length小于长度阈值时，缓存质量分数buffer score为：一传输码率下，当视频缓存时间段的长度length不小于长度阈值时，缓存质量分数buffer score为：和/或，所述根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分中，基于第一预设时间段内、不同传输码率下传输的视频块对传输质量进行评分中包括：配置不同视频码率下的传输视频块的分数value；统计第一预设时间段内传输的视频块及各视频块对应的传输码率，所述第一预设时间段包括t时刻及其之前的若干时刻；基于统计的数据对质量分数quality score进行计算：其中，segment(i)表示第一预设时间段内传输的第i个视频块，N表示第一预设时间段内传输的视频块的总数，value表示预先配置的不同传输码率下传输视频块的分数，M表示码率等级的总数，表示传输码率R
M
的分数value；和/或，所述根据采集的网络环境参数分别对t时刻的缓存质量、传输质量及码率切换质量进行评分中，基于第二预设时间段内视频码率切换的次数及等级对码率切换质量进行评分中包括：
配置不同视频码率切换等级下的切换分数；统计第二预设时间段内不同时刻的视频码率，所述第二预设时间段包括t时刻及其之前的若干时刻；统计发生视频码率切换的时刻，及各视频切换时刻视频码率切换的等级；基于统计数据得到第二预设时间段内不同时刻之间的切换分数并进行平均，得到码率切换质量。3.如权利要求1或2所述的视频码率自适应调整方法，其特征在于，基于所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分对t+1时刻的视频码率进行调整中包括：根据所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分计算不同视频码率对应的码率分数Scores：Scores＝ω1*buffer score+ω2*quality score+ω3*Times value其中，ω1、ω2和ω3分别表示缓存质量buffer score、传输质量quality score及码率切换质量Times value的权重；根据计算结果选定码率分数Scores最高的视频码率作为t+1时刻的发送码率。4.如权利要求1或2所述的视频码率自适应调整方法，其特征在于，所述视频码率自适应调整方法还包括：针对参数缓冲区中视频缓存时间段的长度和传输的视频块分别创建第一机器学习模型和第二机器学习模型；基于获取的网路环境参数，以视频码率作为输入、不同视频码率下对应的视频缓存时间段长度作为输出对第一机器学习模型进行训练；基于获取的网路环境参数，以视频码率作为输入、不同视频码率下对应传输的视频块作为输出对第二机器学习模型进行训练；基于训练后的第一机器学习模型和第二机器学习模型对下一时刻不同视频码率下的视频缓存时间段长度和传输的视频块进行预测。5.如权利要求4所述的视频码率自适应调整方法，其特征在于，基于所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分对视频码率进行调整中包括：根据所述缓存质量、传输质量及码率切换质量的评分计算不同视频码率对应的码率分数Scores：Scores＝ω1*buffer score+ω2*quality score+ω3*Times value其中，ω1、ω2和ω3分别表示缓存质量buffer score、传输质量quality score及码率切换质量Times value的权重；根据计算结果选定预设数量码率分数Scores最高的视频码率作为t+1时刻的备选码率；根据训练后的第一机器学习模型和第二机器学习模型分别对各备选码率下t+1时刻的视频缓存时间段长度和传输的视频块进行预测；根据预测结果分别计算t+1时刻各备选视频码率的码率分数Scores；选定同一备选视频码率下两个时刻码率分数Scores的较大值作为最终码率分数；选定最终码率分数最大的备选码率作为发送码率。6.如权利要求1或2或5所述的视频码率自适应调整方法，其特征在于，所述采集网络环
境参数之后还包括峰值点检测及处理的步骤，包括：对前k
‑
1个视频块网络带宽的标准差...

【专利技术属性】
技术研发人员：林永生，张昆鹏，张文江，杨新，苏静，雷晓伦，陈国柱，张伟，方翔，董霞，宋晓东，邱祥平，雷霆，杜渂，彭明喜，
申请(专利权)人：迪爱斯信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：