[发明专利]一种基于直播流媒体的自适应码率计算方法

权利要求书

1.一种基于直播流媒体的自适应码率计算方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1：进行预处理，包括：初始化自定义成员变量，读取当前5个切片传输周期的数据，包括码率、当前周期帧数、码率类型数和目标缓冲大小；获取当前传输周期内的帧个数，判定当前传输周期是否存在I帧并进行处理；

步骤2：进行带宽估计，包括：获取过去5个周期的历史带宽和当前周期的带宽；接下来，根据近5个周期的带宽参数采用最小二乘法预测当前的带宽，根据网络状态通过误差估计得到带宽误差，进而做出相应的带宽调整，

步骤3：根据步骤2计算出的5组带宽误差，来判断网络是否震荡网络还是平稳网络，再根据20组带宽的平均带宽来判断当前网络状态，对弱或强带宽周期计数，反馈给下一时刻的网络类型预测；

若网络属于平稳网络，用步骤2所得的带宽预测结果与WEAK_BOUND和STRONG_BOUND相比，

若满足以下条件：

则判断当前网络状况为弱网；

若满足以下条件：

则判断当前网络状况为强网，

若介于二者之间，则当前网络状况为中网；

步骤4：通过近5个传输周期的相关参数包括帧数、历史奖励值、惩罚计数和码率，推测下一个传输周期的Reward，公式如下：

其中，Reward是综合评价过去几个周期的直播的QoE以及当前网络状况的指标；

计算每一帧i的Quality[i]、Fluency[i]参数，公式如下：

Quality[i]＝Play_time_duration*Bitrate

Fluency[i]＝-Latency*α-Rebuff*β

计算每一个周期的Smooth参数，公式如下：

Smooth＝-Switch_number*γ

其中，Quality[i]表示用户播放的当前帧的质量，Fluency[i]表示用户播放当前帧的流畅度，Smooth表示此周期用户观看视频的平滑度，Frame_num表示每一周期的帧数，Play_time_duration表示每一帧的播放时长，Bitrate表示当前帧的码率，Latency表示当前帧的时延，Rebuff年表示播放当前帧的卡顿时间，Switch_number表示当前周期的码率切换频次，α、β、γ为决策权重参数；

并记录和播放当前帧的即卡顿时间Rebuff；

同时计算前5个周期的加权Reward值，记做past_reward；

步骤5：根据预测所得的Reward对码率大小进行决策：首先把码率设置为0、1、2、3四个档位，分别对应360P、480P、720P、1080P，然后针对负值、不断增加和不断减少三类Reward进行计数，并为三类Reward分别设置阈值；若当前Reward值为负数，计数达到阈值，则将码率设置为最低码率，以保持直播的流畅性，当Reward减少到小于past_reward，并且计数达到阈值时，证明当前网络状况不好，将码率向下调低一档；当Reward逐渐增加到大于past_reward，并且计数达到阈值，此时网络状况良好，将码率向上调高一档；

上述每一次决策以后将Reward计数进行重置；

根据网络类型以及当前的卡顿情况来对目标缓冲区大小进行码率决策，即采用最小二乘法推算未来缓存即为fut_buf，并根据网络类型以及当前Rebuff情况计数；

步骤6：保存当前周期相关参数包括码率、帧数、奖励值、缓冲区大小、卡顿时间以及当前周期决策的Bitrate和target_buffer，并保存至步骤2，用于预测下一刻的带宽大小；其中Bitrate是码率大小，target_buffer是目标缓冲大小。