一種QoE驅動的HTTP流媒體點播緩沖區控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于多媒體點播技術領域，設及到視音頻的轉碼、分片W及傳輸領域，特別 設及一種QoE(如alityofExperience,體驗質量）驅動的HTTP流媒體點播緩沖區控制方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著視頻服務的蓬勃發展W及網絡多媒體相關技術的進步，VideoonDemand(即 視頻點播）作為一種按照用戶需要進行多媒體文件播放的技術，其相關的指標優化也成為 目前研究的熱點問題。
[0003] 檢索到的W下幾篇與本發明相關的屬于網絡流媒體領域的專利，它們分別是：
[0004] 1.中國專利201210012762. 4, 一種實現化S客戶端視頻直播回看的方法及系統；
[0005] 2.中國專利200910041686. 8,自適應的數字家庭網絡流媒體傳輸帶寬預測方法；
[0006] 3.中國專利2013102534367,一種基于化S的多場景流媒體自適應直播方法；
[0007] 在上述專利1中公開了一種實現化S客戶端視頻直播回看的方法，包括出LS客戶 端向流媒體調度網關MP發送請求回看節目請求及回看節目的時間點；接收流媒體調度網 關MAP根據時間點W及從存儲模塊中獲取的相應索引文件動態生成的播放列表文件；根據 播放列表文件向流分發模塊請求視頻段。本發明還公開了一種實現化S客戶端視頻回看的 系統，包括：流媒體調度網關MAP、流分發模塊、存儲模塊。采用本發明，能夠不改寫HTTP服 務器，在化S客戶端上實現視頻回看，節約了網絡構建成本，提高了用戶體驗度。
[000引上述專利2中提供了一種自適應的數字家庭網絡流媒體傳輸帶寬預測方法，通過 服務器向客戶端發送包串進行測量得到初始傳輸帶寬數值，并確定其數值上下限，W及用 于該數值帶寬的編碼方案和編碼率；然后服務器根據初始傳輸帶寬數值、編碼率和客戶端 反饋的解碼率進行實際傳輸帶寬的預測，并與初始帶寬數值的上下限進行比較，確定是否 進行下一次實際傳輸帶寬數值的預測。本發明能實現對數字家庭網絡中可用的初始傳輸帶 寬進行檢測，并自適應地對數字家庭網絡流媒體的實際傳輸帶寬進行預測，使視頻圖像可 W根據網絡的帶寬情況進行自適應編碼并傳輸，更好地利用了有限的網絡帶寬。
[0009] 上述專利3中提供了一種基于化S的多場景流媒體自適應直播方法，通過服務器 向客戶端發送包串進行測量得到初始傳輸帶寬數值，并確定其數值上下限，W及用于該數 值帶寬的編碼方案和編碼率；然后服務器根據初始傳輸帶寬數值、編碼率和客戶端反饋的 解碼率進行實際傳輸帶寬的預測，并與初始帶寬數值的上下限進行比較，確定是否進行下 一次實際傳輸帶寬數值的預測。本發明能實現對數字家庭網絡中可用的初始傳輸帶寬進行 檢測，并自適應地對數字家庭網絡流媒體的實際傳輸帶寬進行預測，使視頻圖像可W根據 網絡的帶寬情況進行自適應編碼并傳輸，更好地利用了有限的網絡帶寬。
[0010] 根據上述查新，現有技術所存在的問題是，均沒有考慮用戶體驗的優化，導致播放 視頻卡頓、嚴重影響了視頻用戶的體驗。
【發明內容】
1 ] 為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種QoE驅動的HTTP流媒 體點播緩沖區控制方法，可提高用戶觀看視頻時的體驗。
[0012] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：
[0013] 一種QoE驅動的HTTP流媒體點播緩沖區控制方法，在點播過程中，服務器對視頻 數據進行轉碼、封裝成多種不同質量級別的媒體流，并對媒體流進行切片存儲；
[0014] 客戶端采用分段式優化方法，根據實時的網絡可用帶寬，并考慮到用戶對于媒體 流播放卡頓的敏感性，對客戶端緩沖區數據進行合理的預留；
[0015] 若不能對客戶端緩沖區數據進行合理的預留，則客戶端再利用自適應優化算法， 請求與實時的網絡可用帶寬相適應的質量級別的媒體流，防止緩沖區數據下溢，實現了一 種QoE驅動的HTTP流媒體點播緩沖區控制方法。
[0016] 所述客戶端采用分段式優化方法，根據實時的網絡可用帶寬，并考慮到用戶對于 媒體流播放卡頓的敏感性，對客戶端緩沖區數據進行合理的預留，其步驟為：
[0017] Stepl:首先根據啟動時長和視頻播放卡頓時長對應的用戶體驗分值的計算公 式： 陽0 化]ScoreD(t)=-0.862Xlogl。(t+6.718)巧和ScoreS(t)=aebt+c確定視頻點播啟 動時長上限為：Tmax= {t|ScoreD(t) =ScoreS(t)};
[0019] 其中，ScoreD為啟動時長對應的用戶體驗分值，Scores為視頻播放卡頓時長對應 的用戶體驗分值，啟動時長和卡頓時長的單位均為化ame，曰、b、C均為擬合系數，其中a= 1. 053,b= 0. 214,C= 3. 341 ;
[0020] Step2 :計算視頻點播啟動時長的最優解為：Tept=Size/Bw-Texp;Size為視頻文件 的大小，Bw為帶寬大小，T。,P為文件時長；
[002USt巧3 :如果Twt小于Tm。,，則客戶端預留Twt時長的緩沖數據，否則，客戶端暫不預 留緩沖數據，進入自適應優化算法。
[0022] 所述客戶端再利用自適應優化算法，請求與實時的網絡可用帶寬相適應的質量級 別的媒體流，防止緩沖區數據下溢，其步驟為：
[0023] 首先給出方法步驟中用到的概念和定義，q表示媒體流質量級別，假設有M個媒體 流質量級別，則qG[1，2, 3, . . .，M]，b。。表示當前媒體流質量級別，btq表示需切換至的媒體 流質量級別，Tu表示視頻片段i的時長，Tdi表示視頻片段i的下載時長，TbuffM為客戶端緩 存大小，Ttgiwt為客戶端緩存大小的理想值，Bw(i，k)為分片i的最終平均吞吐量，即實時的 網絡可用帶寬；a和e為闊值，設定a=0. 9、e=111曰義{化^1-13。。)/\。}，其中13^表示媒 體流質量級別為q，b^i表示媒體流質量級別為q+1 ;
[0024] St巧1 :初始化繪存大小Tbuffer二0,可用市寬Bw(i,k)置為0,設置q=bcq; 陽0巧]Step2 :客戶端獲取媒體流的m3u8索引文件，從索引文件中獲取媒體流切片的地 址，并緩存所獲取切片地址的媒體流數據；
[0026]Step3 :若客戶端緩存數據時長達到Ttgfg。,，則客戶端開始進行解碼播放，同時刪除 播放過的緩存數據； 陽027] Step4 :若Bw(i,k)小于當前媒體流質量級別所對應的碼流的a倍，將媒體流質量 級別切換至btq=Maxlbtq，btq<(Tu/TjXb。。};若當前的緩沖區數據小于理想值時，將媒體 流質量級別切換至btq=btq-l ;若Bw(i，k)大于視頻碼率的1+e倍且當前的緩沖區數據大 于理想值時，則將媒體流質量級別切換至btq=q+1，q自增，重復此過程直至Bw(i，k)小于 視頻碼率的1+e倍；
[0028] St巧5 :重復St巧2-St巧4,直到點播結束或客戶端結束觀看。
[0029] 與現有技術相比，本發明實現了點播的用戶友好性，能夠在變化的網絡帶寬條件 下，最大程度提高用戶的體驗。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發明QoE驅動的HTTP流媒體點播緩沖區控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0032] 如附圖1所示，本發明為一種QoE(如ality of Experience,體驗質量）驅動的 HTTP流媒體點播緩沖區控制方法，在點播過程中，服務器對視頻數據進行轉碼、封裝成多種 不同質量級別的媒體流，并對媒體流進行切片存儲；客戶端采用分段式優化方法，根據實時 的網絡可用帶寬，并考慮到用戶對于媒體流播放卡頓的敏感性，對客戶端緩沖區數據進行 合理的預留；若不能對客戶端緩沖區數據進行合理的預留，則客戶端再利用自適應優化算 法，請求與實時的網絡可用帶寬相適應的質量級別的媒體流，防止緩沖區數據下溢，實現了 一種QoE驅動的HTTP流媒體點播緩沖區控制方法。
[0033] 下面分步驟對本發明的技術方案進行詳細敘述。
[0034] 1、服務器對視頻數據進行轉碼、封裝成多種不同質