[发明专利]基于MPEG-4编码的多媒体数据流自适应网络带宽的传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于MPEG-4编码的多媒体数据流自适应网络带宽的传输方法。

背景技术

RTP实时传输协议是用于因特网(Internet)上针对多媒体数据流的一种实时应用的传输协议，可以提供端到端的网络传输服务，是解决视频实时传输问题的比较好的办法。与RTP密切相关的是RTCP实时传输控制协议，两者是密不可分的，配合使用的。RTCP实时传输控制协议可以为传送的RTP数据的服务质量(QoS)提供反馈信息：如丢包率，延时抖动等等，人们可以根据RTCP数据包中提供的接收者报告RR中的反馈信息进行计算，从而判断网络带宽的使用状况。RTCP数据包有如下五种不同控制信息的包类型：发送者报告SR，接收者报告RR，源描述SDES，退出指示BYE以及特定应用信息APP。RTCP数据包在发送端和接收端分别使用发送报告SR和接收报告RR提供服务质量(QoS)反馈。发送端根据接收者报告RR计算丢包率、数据包到达间隔抖动和回路时间等，确定网络负载的状况，判别网络信道状况。

由于网络带宽一般是有限制的，特别是无线网络信道的带宽极其有限，而多媒体数据流(如高清视频图像等)又具有海量的信号特征，因此，传输高分辨率的多媒体数据流需要消耗大量带宽。MPEG-4是基于对象的视频编码标准，它的比特流提供了视觉场景的分级描述。由于MPEG-4编码具有内容的交互性，高效的压缩性和通用的访问性，而成为多媒体数据流在进行RTP传输前最常用的编码方式。MPEG-4在对多媒体数据流进行编码时，使用的是视频对象平面VOP的概念，即将某一个画面上的每个物体(物件)切割出来，个别压缩，同一个画面由许多个VOP数据包组成。以传输分辨率为640*480的VGA大小的视频图像为例，若输入为每秒30帧的RGB原始数据，则编码前每秒的数据量约为221Mbit，假设普通MPEG-4编码器的压缩比为50∶1，则编码后的每秒须传输的数据量约为4.4Mbit。这个数据量是相当大的，会对网络路径(特别是无线网络)造成很大的负荷。同时，无线网络的信道又具有易受干扰、差错率高以及时变和不对称传播的特性，因此，高分辨率视频图像在无线网络中的丢包率就更高了。一般，无线网络中丢包情况分为3种统计级别：15％～20％属于高丢包率，5％～10％属于中丢包率，1％～3％属于低丢包率。

研究表明，在无线信道中，信道带宽的利用率和发送的RTP数据包的长度有直接的关系。在一定区域内，信道的利用率随着发送的RTP数据包的长度的增长而增高。但无线信道容量有限，到某一利用率时，会因为发送的RTP数据包的长度过大，而造成丢包，信道利用率也随之降低。因此，发送的RTP数据包的长度并不是越长越好。

在对MPEG-4编码的多媒体数据流进行RTP传输时，先对MPEG-4码流进行RTP打包，在对MPEG-4码流进行打包时，RTP实时传输协议先对MPEG-4码流的数据进行以VOP作为封装基本单元的软分包；然后再对打入的VOP封装基本单元进行RTP硬分包，即不管数据的内容，机械的将固定的值(常常以网络路径的最大传输单元MTU)作为每个发送RTP包的大小。由于对高分辨率的MPEG-4码流来说中几乎每个VOP都会超过MTU的大小，这样就需要对每一个超过MTU大小的VOP进行分包，分成几个不同的RTP包来发送，这样，同一个视频帧可能会被放入两个不同的RTP包内，每个数据包之间的相关性会非常大，数据一旦发生丢包，就无法在接收端采取差错掩盖的技术进行恢复，因为接收到的数据有可能是不完整的，也不知道是哪一帧被丢弃了。因此，这种方法有可能造成接收端画面的黑屏或者不连续，大大影响了播放的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于MPEG-4编码的多媒体数据流自适应网络带宽的传输方法，该方法能根据当前络带宽的使用状况，自适应地调整发送RTP包的大小，将把网络丢包率控制在中低程度，同时能提高带宽使用率，不浪费有限的带宽资源。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该基于MPEG-4编码的多媒体数据流自适应网络带宽的传输方法，发送端将经过MPEG-4编码后的多媒体数据流采用RTP实时传输协议与RTCP实时控制协议通过网络传输给接收端，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：设置网络路径最大传输单元MTU的大小；

步骤二：在发送端截取RTCP数据包中提供的接收者报告RR，并计算当前网络的丢包率；

步骤三：根据当前网络的丢包率确定当前网络的带宽使用状态是处于拥塞状态还是处于轻载状态；