[发明专利]一种提升低速网络中RTP视频流处理效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络传输方法，尤其涉及的是一种提升低速网络中RTP视频流处理效率的方法。

背景技术

随着3G网络的普及和LTE时代的到来，人们希望能随时获取到音视频等多媒体信息。RTP协议就是为支持多媒体通信而设计的网络传输协议，从而使流媒体播放器在各种网络终端上得到普遍应用。

RTP封装的数据包易于在网络上传输，其序列号字段和时间戳字段保证接收端能实现丢包检测和包顺序的恢复。在RTP/RTSP协议中，RTP数据包和RTCP数据包都采用UDP协议传输，RTCP数据包用于实时监控数据传输质量和拥塞控制。UDP是基于消息的方式传送数据包，传送速度快，但不提供消息的确认与重传机制，不提供流量的拥塞控制，因此在低速网络中容易导致丢包和乱序到达，影响实时音视频传输的用户体验。

低速网络传输通常是基于无线广域网。由于低速网络的带宽限制，数据包传送速率慢，且容易因网络状况不稳定而产生波动。传输通道更有可能受信号覆盖、自然环境、用户稠密度、业务时间段等影响。因此低速网络的流媒体传输需要将多媒体的编解码和传输技术很好地结合在一起，才能确保用户在复杂的网络环境下也能得到稳定的音视频播放质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种提升低速网络中RTP视频流处理效率的方法，解决基于RTP/RTCP传输技术容易产生的丢包、卡顿问题，提升了数据传输的稳定性和带宽利用效率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

（1）视频采集端负责视频数据的实时获取；

（2）视频编码打包模块首先对视频数据进行压缩编码，形成标准的H.264格式的视频，再对压缩后的视频进行RTP封装打包，形成适合网络传输的RTP视频流，将打包后的数据送往网络缓存区；

（3）网络缓存区是编码打包模块与网络发送端之间共享的环形缓存存储区域，网络发送端获取共享的网络缓存区中的RTP包数据，生成RTP帧数据，通过基础网络的多对TCP套接字对将RTP数据帧上传到网络接收端上；

（4）网络接收端作为视频服务器，通过与网络发送端建立多对TCP套接字来接收RTP数据帧并完成帧的分解、RTP包解析和H.264视频的播放。

所述网络发送端与网络接收端之间采用基于连接的TCP传输层协议传输RTP数据帧，通信双方通过TCP报文协商来确定双方采用的传输线程数目、每个线程的TCP传输连接数目以及每个传输连接双方所采用的TCP端口。

在低速网络中，如果采用UDP传输，发送方有数据则直接发送且无需确认接收方是否能正确接收数据，从而导致数据包丢包和乱序到达的现象比较严重，影响视频播放的质量。如果采用TCP的传输方式，依靠TCP的重传、确认和流量控制机制，实现数据的可靠传输，从而减少数据包的丢失，减少低速网络中多种网络环境因素可能对视频传输产生的干扰。与UDP相比，TCP传输方式对可靠性的保障会影响传输的效率，特别是在低速网络中，很容易因为速率不够导致实时视频播放的卡顿，因此必须有效地提高带宽的利用率。本发明的网络发送端与网络接收端采用多线程多连接，一方面提高网络带宽的利用效率，另一方面也提高通信双方操作系统分配的CPU处理时间。

所述TCP报文协商的具体过程为：处于广域网的一端首先创建TCP套接字sock1并进入监听状态，处于局域网的一端向sock1发起连接，通过此连接传输协商参数，即协商连接；用户在网络发送端获取用户设置的线程数，每个线程连接数以及每个连接双方所采用的端口组装成报文1后发送，通过协商连接发送给网络接收端，网络接收端接收到报文1并解析到协商参数后，先后建立对应数目的接收线程数，在每个线程中使用协商的端口进行TCP监听，如果所有协商参数生效成功则通过协商连接返回设置成功，如果出现协商端口被占用，则自动递增获取一个可用端口并进行监听，并将生效的端口信息通过协商连接返回给发送端，从而建立好数据传输通道。

H.264流中常会连续出现多帧长度较小的P图像帧，对应的RTP流中就会出现长度较小的RTP数据包以及长度较小的音频信息和私有封装子信息。为提升连续出现的小RTP包的传输效率，并在接收端与发送端之间形成足够的视频数据的缓冲，在本发明中通过合并小RTP包实现并包传输，以减少传输层发送帧、确认帧的数目，从而进一步提高传输的效率。