[发明专利]视频传输优化方法

权利要求书

1.一种视频传输优化方法，其特征在于，包括：

步骤1：在源服务器侧，将360度视频流切分为一连串的视频流切分成时空切片；

步骤2：源服务器再对每一个所述时空切片进行编码，得到多个不同码率版本的时空切片；所有码率版本的所有时空切片构成一个视频切片集合；

步骤3：控制边缘服务器按照预设的优化策略，在每个时间周期的开始时刻，通过边缘服务器缓存指定码率版本的指定视频切片集合；

步骤4：控制所述边缘服务器按照预设的优化策略，在每个时间周期的时隙的开始时刻，根据用户的视频请求，执行对视频切片集合的转码和分发任务；

其中，所述预设的优化策略是根据所有视频切片集合、边缘服务器的性能参数、用户的视频请求，综合优化传输成本之后所得到的视频缓存、转码、分发策略；所述边缘服务器的性能参数包括：各个边缘服务器的缓存和转码资源上限、各个边缘服务器的缓存成本、各个边缘服务器的转码成本、各个边缘服务器负载不均衡的边际成本、各个边缘服务器与用户的连接拓扑图；

所述预设的优化策略具体如下：

约束条件：

其中，为边缘服务器集合，为用户集合，为360度视频时-空切片集合，为一个周期内的时隙集合，定义为边缘服务器s在当前时间周期缓存占用的缓存资源，C_ca为所有边缘服务器缓存造成的网络缓存运营成本，为边缘服务器s在时隙t转码占用的转码资源，C_tr(t)为所有边缘服务器在时隙t转码造成的网络转码运营成本，C_d(t)为所有边缘服务器在时隙t转码和分发视频切片造成的负载不均衡成本；T为一个时间周期内的时隙数目，α为在一个周期T的缓存决策变量，β为在周期的各个时隙的分发决策变量，和分别为边缘服务器s的缓存容量上限和转码容量上限，为用户u的邻域边缘服务器集合，s为一个边缘服务器的下标索引，t为一个周期内一个时隙的下标索引，u为一个用户的下标索引，为在时隙t边缘服务器s是否向用户u分发视频，为边缘服务器s是否缓存视频切片z；为在时隙t用户u是否请求了视频切片z；

设置优化变量其中β(t)为在时隙t的所有分发变量；

1(·)是一个指示函数，若x0，则1(x)＝1，若x＝0，则1(x)＝0；

优化目标为：最小化平均每个时隙的缓存、转码、负载不均衡成本之和；

约束条件如下：

边缘服务器资源上限限制条件；

用户请求有效响应限制条件；所述用户请求有效响应限制条件是指在任意时隙的任意用户的请求将由其邻域边缘服务器集合中的一个服务器来响应；

决策变量限制条件；其中，缓存变量和分发变量均为[0,1]的变量。

2.根据权利要求1所述的视频传输优化方法，其特征在于，所述步骤1包括：

在源服务器侧，使用动态自适应流媒体编码技术将任意一个360度视频文件切分为一连串的时间切片；

将每一个时间切片切分为多个空间切片，得到时空切片；其中，每个时空切片的播放长度相同或者不相同。

3.根据权利要求1所述的视频传输优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：

确定每个时间周期的长度；

将每个时间周期划分为多个时隙；

根据所述预设的优化策略，确定执行缓存任务的目标边缘服务器，以及所述目标边缘服务器缓存的视频切片集合；

在每个时间周期的开始时刻，通过所述目标边缘服务器缓存指定码率版本的指定视频切片集合。

4.根据权利要求1所述的视频传输优化方法，其特征在于，所述步骤4包括：

接收用户端发送的视频请求；

确定所述用户端连接的边缘服务器；

在当前时隙的开始时刻，根据用户的视频请求，通过所述边缘服务器执行对视频切片集合的转码任务，得到转码后的视频；

将步骤3中已缓存的视频或者所述转码后的视频分发给所述用户端。