[发明专利]移动高清视频智能双向探测带宽控制系统

权利要求书

1.移动高清视频智能双向探测带宽控制系统，其特征在于，对目标端做帧级时延趋向探测估算链路可用视频带宽，提出扩展RTP/RTCP驱动的源端快速自适应方法，利用RTP的可扩展性，降低RTCP同步速度，提高RTCP报文传递链路可用视频带宽数据的速度，两者融合保证链路可用视频带宽的充分利用，在出现传输速率超过链路可用视频带宽时及时探测到并进行调整；

在本发明提出的可用视频带宽探测并动态调整编码参数方法流程的基础上，提出一个完整的融合目标端帧级时延趋向提取方法和扩展RTP/RTCP驱动的源端快速自适应方法的移动高清视频带宽控制架构，视频带宽控制架构主要包括五个模块：视频编码模块、源端RTCP反馈模块、链路传输模块、目标端帧级时延趋向提取反馈模块和视频解码模块；

基于视频带宽控制架构，提出一个完整的点对点移动高清视频通信的全过程，从源端编码到中间链路双向可用视频带宽探测并反馈编码端调整，使可用视频带宽充分利用以保障视频质量，再到目标端接收的全部过程；

移动视频双向探测带宽控制流程为：移动高清视频创建初始化时，编码源端设置较低的编码码率，确保不超过链路可用带宽，并进入码率调整粗扫描状态，RTP协议对每一帧编码视频按合适的包长度进行封包后，通过链路进行传输，目标端在接收到包含视频流数据的RTP包时，对接收到RTP数据包进行帧级时延提取，将提取出来的帧级时延在窗长度下进行时延趋向判定，当未出现时延递增趋向时，反馈编码源端选择较大的步进值提升编码码率，此时扩展后的RTCP提供较快的报文速度探测链路的RTT抖动变化趋向，相比目标端帧级时延趋向探测，RTCP具有更快的探测速度，当编码码率接近可用视频带宽利用临界点时，源端的RTCP报文有更高的权限停止粗扫描状态，客户端不断对接收到的RTP数据包按时间戳和序列号进行拼帧，供客户端进行解码实时回放；此时反馈源端回调一步码率提升值，并进入细扫描过程，与粗扫描过程不同的只是步进提升长度更小，细扫描之后传输过程进入稳定状态，RTCP报文探测可用视频带宽过度使用的情况，出现过度使用时，则编码源端恢复至初始化低编码码率状态，并重新开始粗扫描和细扫描的过程，当长时间未出现过度使用的情况时，目标端帧级时延在超过临界时间长度后仍未出现递增趋向，认定实际编码码率低于链路可用视频带宽，以粗扫描与细扫描的过程提升编码码率。

2.根据权利要求1所述的移动高清视频智能双向探测带宽控制系统，其特征在于，通过视频带宽控制架构的搭建和各个模块的实现，最终实现整个系统功能，视频带宽控制架构包括：

视频编码模块，视频编码模块提供服务器端实时编码的视频码流源，本发明的算法融合目标端帧级时延趋向提取和源端RTCP报文信息快速反馈，两个算法对于编码端编码格式都无限制，选用x264软件包作为编码模块，反馈调整的是编码器的编码码率，视频编码模块打开码率控制，码率控制到单帧使每帧大小尽可能均匀；

链路传输模块，实时视频码流经RTP协议封包后经过以太网链路传输，RTP数据包在链路中实行无序传输，对于传输多媒体数据时，序列号用于决定适当的包位置，便于目标端重新整理数据，RTP的包长根据单帧大小调整，避免过小包长增加丢包概率或过大包长导致丢包后影响较大，并增加帧级时延波动；

源端RTCP反馈模块，源端RTCP反馈是双向探测链路可用视频带宽两个方向中的一个，利用RTP传输协议的一部分RTCP报文提供数据包的链路RTT、抖动信息，另外利用RTP/RTCP协议的可扩展性，降低链路同步时间和RTCP报文发送间隔，源端RTCP报文的反馈相比于目标端的反馈具有更快的反应速度，在实时视频传输较小链路缓存的情况下出现拥塞时，较快的调整编码带宽；

目标端帧级时延趋向提取反馈模块，目标端帧级时延趋向提取双向探测链路可用视频带宽中的两个方向中的另一个点，在端对端情况下，目标端将接收到的码流数据包根据RTP包序列号和时戳拼成完整的视频帧，利用目标端接收到视频帧发送数据包速率超过链路可用视频带宽时，目标端接收到视频帧产生的时延趋向，RTCP报文在链路可用视频带宽充分用尽时做出最快的反馈，目标端帧级时延趋向提取方法主要针对于码率调整上升阶段；

视频解码端模块，视频解码端根据源端的编码方式选择相应的解码器，对计算帧级时延时拼帧后的视频帧解码播放。