一种网络视频传输方法技术

本发明专利技术提出了一种网络视频传输方法，本方法将传输信息合理地分为基本层与增强层两部分，基本层能够满足用户实时监控的需要，增强层能够满足用户高质量观看的需要，其中基本层可以独立解码成基本质量的视频，增强层结合基本层使用，可以改善基本层的质量。当接收端用户回放存储在本地的视频文件的时候，监控端同时向接收端传输增强层信息，配合基本层信息解码出高质量的视频；接收端同时将增强层信息存储为一个辅助文件，在以后的回放过程中将直接读取辅助文件中的增强层信息，而不再需要监控端传输信息。本方法起到了分流信道负载的作用，保证在低带宽的情况下仍然可以提供高质量的视频。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信领域，涉及。
技术介绍
目前巿面上经常可以看到实现远程监控功能的摄像机或照相机，这些监控设 备可以使阳户在接收端以视频的形式及时观察到异地的情况。这些设备的实现方 式是监控端与接收端通过某种类型的网络来通信，监控端通过一个摄像头采集 视频数据，通过某个标准对接收到的图像进行编码，然后通过网络实时传送到接 收端，在接收端通过同一个标准进行解码，并且播放给用户。目前市面上此类设备主要采取的设计方案都具有以下特点1) 监控软件都需要在视频质量和播放实时性上做出权衡。高质量的视频信 息必然要求传输的高码率，而网络的特性导致在接收端的延迟变大，尤其是在无 线网络中，信道环境恶劣，有效带宽资源非常有限。因此无限信道的大数据量视 频信息的传输面临巨大挑战。而对于一个监控软件来说，为了使用户及时方便地 掌握细节信息，在移动设备上开发接收端软件无疑是最好的方式。2) 采用的视频编解码标准多采用MPEG-4或者H.264。 MPEG-4出现比 较早，技术水平比较成熟，而且市面上基于此标准的产品也比较多。H.264是 近几年才出现的新标准，属于MPEG-4标准的第十部分，它的压縮率最高可达 传统MPEG-4的两倍，非常适合视频信息的在移动设备上的存储和在低带宽无 线信道上的传输，但是它增加了编码时间，如果在CPU处理速度允许的情况下， H.264标准是非常适合远程监控软件的。3) 几乎所有的监控设备都缺乏灵活性，高质量的视频必然意味着高码率， 如果用户希望掌握图像的细节信息则软件就需要高带宽的信道。我们希望找到一 种监控策略，既能使得视频信息可以在低带宽信道上传输，又能根据用户需要得 到相应的细节信息，使监控软件能够将移动设备作为它的接收端。日本NTT CyberSpace研究所开发了一种基于分层编码算法的软件编解码 器，这种编解码器所采取的策略是l.在正常传输时只发送基本层；2.在基本层 的发送过程中如果发现信道有剩余带宽，则选择增强层发送到接收端。这种策略 虽然可以自适应地改变传输码率，相应地改变视频接收质量，但也存在下述缺陷l.当信道质量差，没有足够带宽时，编码端几乎不会发送增强层信息。此时本策略并不能为接收端提供高质量的视频。2.增强层视频的有用性不高。当信道有剩余带宽时， 一般都是在码率较低的时候信道，根据编解码原理得知画面内容变化较小才会导致低码率，接近静止的画面热点信息都较少，此时提高视频的质量用途显然不大。发 明 内 容本专利技术提出了，在实时监控时只传送分层编码中的基 本层码流来提供一般质量的视频信息，当进行回放时候，监控端传送增强层信息， 配合先前存储在接收端的基本层信息解码出高质量的视频进行高清处理。在满足 用户实时监控需求的前提下，利用分层编码的思想，最大程度减少传输的码率， 同时也能够根据用户需要提供高质量视频，减小了单位时间内网络上的数据传输 量，满足了低带宽无线信道的需求。，采取了分层编码的传输方式，包括如下步骤步骤1:手机、PDA等移动设备被作为接收端发出远程监控的请求，接收 端与监控端建立连接；步骤2:监控端为采集到的视频信息进行分层编码，分为一个基本层和一个增强层，并将基本层信息传送到接收端，同时将增强层信息储存到监控端本地； 接收端解码播放基本层信息，并将视频文件存储到接收端本地，直至视频监控结 朿；步骤3:用户回放视频时，如第一次查看文件，接收端将再次与监控端建立 连接，接收端接收先前存储在监控端的增强层信息，并保存成辅助文件，并将此 增强层信息结合先前存储在本地的基本层文件共同解码成高质量的视频播放。如 不是第一次查看文件，接收端直接读取本地已储存的辅助文件获取增强层信息， 联合基本层文件共同解码出高质量的视频文件播放，直至视频回放结束。所述步骤3中辅助文件包括文件头和文件主体内容两部分，文件主体内容顺 序保存所有帧的增强层信息，文件头包括每个视频帧的id号以及对应视频帧的 增强层在文件主体内容中的位置索弓I 。所述步骤3中不是第一次回放视频时，根据辅助文件的当前的基本层信息 id号，接收端播放视频过程中通过读取所述辅助文件的头信息便可以获得所对 应增强层信息在辅助文件主体内容中的位置索引，根据这个索引接收端便可以快 速得到该增强层信息并与基本层信息联合解码。所述步骤3中第一次回放视频时，接收端向辅助文件中保存增强层信息时， 要把需要保存的信息写到辅助文件的文件主体，同时向文件头中添加该增强层信 息的id号码和位置索引。本专利技术的优点在于(1) 本专利技术的接收端为无线移动设备，可以使用户 随吋随地得到监控端的视频信息，而不必需要PC的支持。(2) 本专利技术在实时监控时仅仅传送基本层信息，在 用户回放视频文件的同时传送增强层信息，起到了分流信道负载的作用，保证在 低带宽的情况下仍然可以提供高质量的视频。附 图 说 明图l为本专利技术的网络架构图； 图2为本专利技术的流程图； 图3为本专利技术的辅助文件的结构框图； 图4为本专利技术的和一般方法不同码率的视频信息的 信噪比PSNR值折线图。 具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。 本专利技术提出了，本方法采用了改进的分层编码技术， 将传输信息合理地分为基本层与增强层两部分，基本层能够满足用户实时监控的 需要，增强层能够满足用户高质量观看的需要，其中基本层可以独立解码成基本 质量的视频，增强层结合基本层使用，可以改善基本层的质量，并且二者的冗余 内容很小。在正常传输的时候，只需要传送基本层，当回放时，监控端开始为相 应热点部分提供增强层信息的编码。当接收端用户回放存储在本地的视频文件的 时候，监控端同时向接收端传输增强层信息，配合基本层信息解码出高质量的视 频；接收端同时将增强层信息存储为一个辅助文件，在以后的回放过程中将直接 读取辅助文件中的增强层信息，而不再需要监控端传输信息。这样起到了分流信 道负载的作用，保证在低带宽的情况下仍然可以提供高质量的视频。本专利技术采取策略的工作环境设定如下1) 监控端和接收端设备都要能够连接到有线网络(拥有无线网卡通过AP连接)。2) 监控端要有足够空间存储增强层编码信息。 3)接收端要有足够空间存储基本层文件和辅助文件。如附图说明图1所示，本专利技术设计的远程监控设备由远程监控端、移动设备接收端和 覆盖到移动设备的无线AP组成。其中远程监控端带有一个摄像头，它可以是连 接到Internet上的PC设备，也可以是一个带有无线网卡的嵌入式设备，后者 需要通过无线AP来连入有线网络；移动设备接收端是一个内置无线网卡的手机 或PDA,通过无线AP连接到Internet与远程监控端进行通信。监控端和接收端设备将先后两次建立连接，分别为实时连接和回放连接，设 备通过无线网卡连接到Internet有线网络进行通信，实时连接时监控端将使用 信道持续地为接收端提供基本质量的视频；回放连接发生在用户回放存储视频的 时候，此时监控端将向接收端传输增强层视频信息。为了测试采用本策略的系统的性能，本实施例中，采用PC机作为监控端， PC机需要连接一个摄像头来采集视频信息；使用NOKIA的N95作为接收端， N95内置无线网卡，二者通过wi-fi信道进行通信。模拟环境设定如下 PC机通过有线网络连接到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络视频传输方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：手机、ＰＤＡ等移动设备被作为接收端发出远程监控的请求，接收端与监控端建立连接；步骤二：监控端为采集到的视频信息进行分层编码，分为一个基本层和一个增强层，并将基本层信息传送到接收端，同时将增强层信息储存到监控端本地；接收端解码播放基本层信息，并将视频文件存储到接收端本地，直至视频监控结束；步骤三：用户回放视频时，如第一次查看文件，接收端将再次与监控端建立连接，接收端接收先前存储在监控端的增强层信息，并保存成辅助文件，并将此增强层信息结合先前存储在本地的基本层文件共同解码成高质量的视频播放；如不是第一次查看文件，接收端直接读取本地已储存的辅助文件获取增强层信息，联合基本层文件共同解码出高质量的视频文件播放，直至视频回放结束。

【技术特征摘要】
1、一种网络视频传输方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一手机、PDA等移动设备被作为接收端发出远程监控的请求，接收端与监控端建立连接；步骤二监控端为采集到的视频信息进行分层编码，分为一个基本层和一个增强层，并将基本层信息传送到接收端，同时将增强层信息储存到监控端本地；接收端解码播放基本层信息，并将视频文件存储到接收端本地，直至视频监控结束；步骤三用户回放视频时，如第一次查看文件，接收端将再次与监控端建立连接，接收端接收先前存储在监控端的增强层信息，并保存成辅助文件，并将此增强层信息结合先前存储在本地的基本层文件共同解码成高质量的视频播放；如不是第一次查看文件，接收端直接读取本地已储存的辅助文件获取增强层信息，联合基本层文件共同解码出高质量的视频文件播放，直至视频回放结束。2、 根据权利要求l所述一种网络视频传输方...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛建伟，常群，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]