[发明专利]一种弱网环境下播放端动态码率自适应方法

说明书

本发明提供了一种弱网环境下播放端动态码率自适应方法,音视频采集模块通过带宽检测发送模块将流媒体数据发送到trun服务器，trun服务器包括带宽检测接收模块、转编码模块；音视频编码码率及纠错编码算法以音视频采集端和trun服务器之间的实际网络状况为依据，从而保证流媒体数据高质量的传输到trun服务器上；trun服务器发送流媒体数据到播放端时，实时监测带宽，当某一路处于弱网环境时，转编码一路新的码率，新的码率基于原始码率进行计算；如果再次出现一路播放端处于该档次带宽时，共用该路子码流；如果不需要时，停止该路子码流的转编码。本发明多路转发时，根据播放端带宽，实时编码不同的码率，提高播放体验。

技术领域

本发明属于实时流媒体传输系统数据传输系统，涉及到弱网环境下客户端动态码率自适应方法。

背景技术

现有的以UDP协议为基础的实时流媒体传输系统，当支持多路播放端时，其流媒体传输的网络架构为视频采集端、转发服务器(turn)、播放端三部分组成。如图1所示。

以最流行的webrtc方式为例，不管是开源的Kurento服务器，还是Licode、Mediasoup，其流媒体数据，均以该方式传输。

其流媒体传输部分，均具有网络带宽控制模块(拥塞避免模块)，当检测到网络拥塞时，会通知音视频采集端，进行音视频编码的码率控制，以及增加fec纠错功能，从而适应当前的网络带宽和丢包率，提高网络实时性。

当只有一路播放端时，其音视频采集端的编码码率和fec参数，采用整个网络的最低带宽(采集端到trun服务器和trun服务器到播放端，两个带宽的最小值)，可以达到最优的播放体验。

当只有多路播放端时，trun服务器到播放端的网络带宽，其网络带宽控制模块确实可以检测到带宽得变化，当采集端到trun服务器之间带宽充足时，而某一路(或者某几路)的trun服务器到播放端的带宽处于弱网环境下，会带来了一些问题：

1.不作为的方式，直接使用采集端到trun服务器之间带宽作为编码带宽，这样，trun服务器到播放端的带宽处于弱网环境下，播放体验极差。大多数开源trun服务器采用该方式。

2.采用最差的网络带宽作为采集端编码带宽，这样确实可以提高最差带宽下的播放端的体验，但是降低了其他网络条件好的播放端的播放体验。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，解决以UDP协议为基础的实时流媒体传输系统，在多路播放端的情形下，某一路或者几路播放端网络处于弱网环境时的播放体验。

本发明为了解决这一问题，提出了一种弱网环境下播放端动态码率自适应方法，

步骤1.音视频采集模块通过带宽检测发送模块将流媒体数据发送到trun服务器，trun服务器包括带宽检测接收模块、转编码模块；音视频编码码率及纠错编码算法以音视频采集端和trun服务器之间的实际网络状况为依据，从而保证流媒体数据高质量的传输到trun服务器上；

步骤2.trun服务器通过转编码模块对流媒体数据进行转发；通过计算带宽所处的等级，判断是否需要修改转发宽带等级；trun服务器实时根据播放端带宽，当播放端带宽处于弱网环境时，启动子码流转编码，并对子码流编码码率进行分级处理；若无需修改转发宽带等级，则trun服务器通过转编码模块直接对流媒体数据进行转发；若需修改转发宽带等级，则进一步判断该等级子码是否已创建；若该等级子码已创建，则加入该等级子码流，trun服务器通过转编码模块对流媒体数据进行转发，原等级子码流不再使用，删除原子码流编码；若该等级子码未创建，则创建该等级子码流，加入该等级子码流，trun服务器通过转编码模块对流媒体数据进行转发，原等级子码流不再使用，删除原子码流编码；

步骤3.trun服务器发送流媒体数据到播放端时，实时监测带宽，当码率发生变化时，在编码关键帧时，切换到对应码率的子码流；