增強自適應流中的快速信道變化和其它回放定位變化的性能的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開一般地涉及通信領域，并且更具體地，涉及與客戶端緩沖器充滿媒體片段的某一時間段期間的自適應流送、以及改善媒體播出(Play0Ut)的媒體質量和用戶體驗相關聯的技術。
【背景技術】
[0002]超文本傳輸協議(HTTP)自適應流(HAS)客戶端被設計用于通過利用TCP的流的貪婪本性和阻塞控制能力來給終端用戶提供最佳品質的體驗。在HAS中，視頻內容以數個比特率被編碼具有相關聯的質量等級，其中每個質量等級被分為通常為兩到十秒的片段(通常也被稱為塊或分段)。這給予客戶端基于客戶端和服務器之間的路徑上的可用帶寬的測量來選擇質量等級的能力并且隨著網絡帶寬改變或波動來修改該決定。還存在可能影響客戶端的決定的其它因素。
[0003]當開始獲取新的視頻流(例如，在信道變化、回放(playback)位置變化或快進/倒回操作后)時，客戶端必須管理快速開始回放、呈現“高品質”視頻和建造充分的播出緩沖器深度之間的基本權衡，以在網絡帶寬下降的情況下防止回放器停止(stall)。
【附圖說明】
[0004]圖1A是根據本公開的一個實施例、用于降低自適應流的流啟動延遲的通信系統的簡化框圖。
[0005]圖1B是示出了與本公開的一個實施例相關聯的可能示例細節的簡化框圖。
[0006]圖1C是示出了與本公開的一個實施例相關聯的可能示例細節的簡化框圖。
[0007]圖2是示出了根據本公開的一個實施例、與通信系統相關聯的可能操作的簡化流程圖。
[0008]圖3是示出了根據本公開的一個實施例、與通信系統相關聯的可能操作的另一簡化流程圖。
[0009]圖4是示出了根據本公開的一個實施例、與通信系統相關聯的可能操作的另一簡化流程圖。
[0010]圖5是示出了根據本公開的實施例、與通信系統相關聯的可能操作的簡化流程圖。
【具體實施方式】
[0011]概述
[0012]本文描述了用于執行以下各項操作的技術:在內容接收器處接收網絡內的內容，網絡內的內容從內容源基于內容接收器的獲取請求被傳送，其中，針對內容的獲取請求是基于第一適應邏輯方案來以選定的速率填充內容接收器的緩沖器并且以選定的編碼速率下載內容的片段；在內容接收器處檢測網絡優先級，其中，網絡優先級包括內容接收器處觀測的下載速率，內容接收器處觀測的下載速率大于網絡中的其它內容接收器的公平共享速率；以及響應于對網絡優先級的檢測來修改針對內容的獲取請求，其中，修改的獲取請求是基于優先級適應方案，優先級適應方案相對第一適應邏輯方案能夠執行以下各項中的至少一項:以較快的速率填充緩沖器和以較高的編碼速率下載內容的片段。
[0013]示例實施例
[0014]傳統HAS (HTTP自適應流)客戶端在流會話期間切換存在兩個基本狀態，緩沖器填充模式和穩定狀態模式。在緩沖器填充模式中，客戶端的回放緩沖器不滿并且它盡可能快地(或至少比播出速率快)從內容服務器獲取片段以填充緩沖器。在穩定狀態模式中，客戶端具有滿的緩沖器和維持但不超過最大緩沖器尺寸的節流下載。HAS客戶端受到實現適當的適應邏輯方案(在具有非常少的與可用網絡帶寬有關的信息的情況下，最大化初始緩沖器填充模式中的流視頻的用戶體驗)的任務的挑戰。
[0015]用于協助處于緩沖器填充模式的HAS客戶端的一些有用的技術是使用不同的分組丟棄概率(例如利用本文所描述的加權隨機早期檢測(WRED)技術)來給處于緩沖器填充模式的HAS客戶端提供與可能具有滿的或幾乎滿的緩沖器的客戶端(例如，處于穩定狀態模式的HAS客戶端)競爭的優勢。更具體地，通過將少量的帶寬從當前處于穩定狀態模式的大量的客戶端移動到處于緩沖器填充模式的較小的一組客戶端，可以給予某些HAS客戶端優先級。帶寬移動的目的是緩解快速、高品質初始視頻回放和重新緩沖事件的風險之間的權衡。因此，這些技術對處于緩沖器填充模式的HAS客戶端生成某些不公平或優勢。
[0016]本文進一步詳細描述了用于給處于緩沖器填充模式的HAS客戶端分配優先級或優勢的一些示例技術。然而，雖然給HAS客戶端分配的優先級或優勢可能是有用的，但對HAS客戶端來說獲得關于所接收到的實際優勢的指示將有更大的好處。這是由于因為各種原因提供給HAS客戶端的實際優勢可能不同于所分配的優勢的事實。
[0017]在本公開中，首先描述了用于使用WRED技術來給網絡內的HAS客戶端分配優先級的示例技術。在此之后，描述了針對網絡內的實際優勢檢測的技術，其中這樣的技術使得HAS客戶端能夠確定分配的或期望的優勢是否被實現和被實現到什么程度，并且進一步確定當請求的優先級不再有效時HAS客戶端很可能接收多少帶寬。
[0018]基于WRED技術來給客戶端分配優先級
[0019]參照圖1A描述了用于根據本文所描述的技術使能視頻內容的自適應流的示例系統。通信系統10包括多個服務器或內容源12、多個媒體存儲裝置14、網絡16、多個客戶端或內容接收器18a-c、以及多個路由器20。內容源12被配置為將請求的內容傳送到內容接收器18a_c。內容可以包括可以在網絡中傳送的任何適當的信息和/或數據，其中這樣的信息可以被存儲在媒體存儲裝置14中，媒體存儲裝置14可以被布置在網絡中的任何地方。媒體存儲裝置14可以是內容源的一部分、可以被連接到內容源、可以使用網絡16適當地被訪問等。內容源12、媒體存儲裝置14、內容接收器18a-c和路由器20中的每個可以包括任何一個或多個適當的存儲器存儲設備，可以包括以下各項中的一個或多個:只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁盤存儲媒體設備、光存儲媒體設備、閃速存儲器設備、電存儲器存儲設備、光存儲器存儲設備、或其它物理/有形存儲器存儲設備、以及其任何組合。這些存儲器存儲設備中的一個或多個可以用包括輔助對與本文所描述的技術相關聯的操作的控制的計算機可執行指令的軟件編碼。
[0020]通信系統10可以被配置為提供與數據服務相關聯的下載和流能力。通信系統10還可以提供管理混合媒體產品(offering)的內容的能力，混合媒體產品可以將視頻、音頻、游戲、應用、信道和程序結合到數字媒體束(bundle)中。在一個特定實例中，通信系統10可以被配置為通過對來自具有充足的回放緩沖器深度的流的不足的帶寬進行重定向來降低自適應流的流啟動延遲以更慢地(未停止)填充它們的緩沖器。通過降低到一些流的帶寬，額外的帶寬可以被提供給啟動的流。
[0021]更具體地，分發源可以使用網絡內流量管理、基于內容接收器的適應算法、以及服務器流量分類的組合來降低初始緩沖時間。這些可以在不將存在問題的異常(pathologies)引入系統的情況下來被實現，問題病理學例如是不公平操作、沒有實現內容接收器中的最優速率混合的能力、網絡元件的阻塞崩潰等。通信系統10可以在"OTT(over-the-top) ”或“管理”環境中操作。一個示例情況可以涉及合作的程度和內容接收器之間的相互信任。另一示例情況可以利用輔助系統元件，從而使得內容接收器可以被認證、被授權、和適當地被監測來檢測和防止欺騙，正如下所面所討論的。
[0022]為了說明通信系統10的某些示例技術的目的，理解可以穿過網絡的通信是重要的。下面的基礎信息可以被視為本公開可以被適當地解釋的基礎。自適應流視頻系統使用多速率視頻編碼和彈性的IP傳輸協議組(通常為超文本傳送協議/傳輸控制協議/互聯網協議(HTTP/TCP/IP或HTTP/SroY/TCP/IP))來將高品質流視頻同時傳送到廣泛變化的網絡條件下的大量用戶。雖然本文所描述的示例是基于使用TCP協議，但應該理解的是技術還可以被應用到包括TCP友好速率控制(TFRC)的任何傳輸協議，TFRC例如包括SCTP和DCCP。這些系統通常被用于“0ΤΤ”視頻服務，其中網絡路徑或這些路徑上的服務質量二者都不可以由源或槽(sink)控制。然而，由于它們的普遍存在和靈活性，它們還可以被用于管理的視頻服務，其中網絡被認真地進行流量設計，并且內容接收器和服務器按負荷調整尺寸。
[0023]在HTTP自適應流中，源視頻被編碼，從而使得相同的內容可用于若干不同速率的流(這可以經由多速率編碼(例如H.264AVC)或分層編碼(H.264SVC))。視頻可以被分為一個或多個圖片組(GOP)的片段，通常長度為兩秒到十秒。內容接收器可以使用Web范式(例如，可靠流傳輸上的HTTP GET操作)訪問服務器上存儲的(或針對“直播(live)”流幾乎實時產生的)片段，并且依賴數據傳送的傳輸的可靠性、阻塞控制、以及流控制特征。內容接收器可以通過監測傳送速率和/或它們緩沖器的填充等級來間接地觀測流獲取操作的性能，此外當帶寬可用時可以升檔(upshift)到更高的編碼速率以獲得更好的品質，或當可用帶寬減少時降檔(downshift)以便避免緩沖器欠載運行和后續的視頻停止。
[0024]與無彈性的系統(例如，傳統有線TV或廣播服務)相比，自適應流系統使用顯著多的緩沖以吸收網絡中的變化的可用帶寬的影響。它們通常在“貪婪”模式中操作，互相競爭可用帶寬和與其它網絡流量競爭可用帶寬。由于需要避免停止，當新的流被啟動時、或當內容中的前進或后退跳過發生時，初始緩沖時間段可以很長；當阻塞發生時這可能是數秒或更長。
[0025]根據本公開的一個示例實現方式，通信系統10可以解決與降低自適應流的流啟動延遲相關聯的上述的問題(以及潛在地其它問題)。內容接收器、服務器(例如，內容源12)、以及網絡合作來將帶寬從已經渲染視頻的流(包括在穩定狀態模式中操作的那些流和具有用于升檔至更高的速率編碼的足夠滿的緩沖器的那些流)移動到剛開始渲染視頻和處于緩沖器填充模式的那些流。當網絡負荷不足時，新的流可以快速增加，而