一种无线网络视频流传输自适应方法

摘要

本发明公开了一种无线网络视频流传输自适应方法，包括以下步骤：确定TCP数据包和UDP数据包的格式；接收端向发送端请求视频发送；发送端以UDP数据包的形式向接收端发送视频数据流；发送端以TCP数据包形式定时向接收端发送当前通道UDP数据包的发送情况；接收端接收TCP数据包之后，拆包解析，将发送端数据与本地接收UDP数据包的记录数据进行运算，得出丢包率信息，给发送端反馈；发送端根据丢包率信息实时的调节当前UDP视频流数据包的组织格式、打包大小以及UDP数据包的传送速率，以适应无线网络的变化；重复上述步骤直到无线网络完成视频流传输。本发明避免了视频传输出现跳跃、抖动的问题，视频传输清晰连贯、延时小。

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频流传输方法，具体地讲，涉及一种无线网络视频流传输自适应方法。 

背景技术

近年来，随着无线网络技术的日益发展，以及各种新的视频压缩算法的不断推出，无线网络视频监控系统得到了长足的发展。 

无线网络视频监控系统的核心部分主要在于视频流在无线网络中的传输控制，但这也是最难调控的部分。由于无线网络本身的变信道、带宽窄及数据低优先级等特点，使得视频流传输的质量问题很难得到保证。 

虽然近期推出的视频压缩算法在易发生差错的环境下采用了某些工具，使得视频流的传输具有一定的鲁棒性。但为保证视频流传输的实用性，我们需采用UDP对视频流数据包进行传送，而UDP协议本身只是对数据包进行的不可靠的投递，无法对乱序、丢包和差错进行处理，这必然会导致传输的视频出现跳跃、抖动等问题，针对这些问题我们必须考虑一种合理的分包算法对视频流数据包进行处理。 

发明内容

本发明就是为了克服以上所碰到的问题，而提出的一种视频流在无线网络中的自适应方法，实时控制视频流分包的机制，从而使视频达到平滑传输的目的，避免出现跳跃、抖动的问题。 

本发明采用如下技术手段实现发明目的： 

一种无线网络视频流传输自适应方法，其特征在于，包括以下步骤： 

(1)确定TCP数据包和UDP数据包的格式； 

(2)接收端向发送端请求视频发送； 

(3)发送端以UDP数据包的形式向接收端发送视频数据流； 

(4)发送端以TCP数据包形式定时向接收端发送当前通道UDP数据包的发 送情况； 

(5)接收端接收TCP数据包之后，拆包解析，将发送端数据与本地接收UDP数据包的记录数据进行运算，得出丢包率信息，给发送端反馈； 

(6)根据丢包率信息实时的调节当前UDP视频流数据包的组织格式、打包大小以及UDP数据包的传送速率，以适应无线网络的变化； 

(7)重复步骤(3)-(6)，直到无线网络完成视频流传输。 

作为对本技术方案的进一步限定，所述TCP数据包的类型包括发送端端发送的请求视频消息、发送端发送的当前发送UDP数据包的数量及数据长度消息、接收端发送的控制请求消息。对TCP数据包进行分类，便于发送端和接收端辨识TCP数据包的类型，利于视频发送流程按序进行。 

作为对本技术方案的进一步限定，所述UDP数据包的格式为包头部分和数据部分，所述包头不部分包含了当前视频流UDP数据包的序列号，所述数据部分至多有一个工帧后面跟多个P帧，剩余的部分补0结束。采用此种格式进行视频流的打包操作时，能比较有效的解决当无线网络中出现不可避免的丢包时，视频图像的抖动、跳跃现象。 

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(5)包括以下步骤： 

(5.1)接收端记录接收到的UDP数据包情况； 

(5.2)接收端判断TCP数据包的消息类型，若为UDP数据包的发送情况，则计算丢包率； 

(5.3)打包成TCP数据包，发送到发送端. 

作为对本技术方案的进一步限定，所述步骤(6)包括以下步骤： 

(6.1)接收端接受TCP数据包； 

(6.2)接收端判断TCP数据包消息类型，若为UDP丢包率情况，调节当前UDP视频流数据包的组织格式、打包大小以及UDP数据包的传送速率。 

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明利用接收端发送视频请求，发送端接收到视频发送请求后，以UDP数据包形式发送视频流，同时，发送端定时以TCP数据包形式向接收端发送当前通道UDP数据包的发送情况，接收 端接收TCP数据包之后，拆包解析，将发送端数据与本地接收UDP数据包的记录数据进行运算，得出丢包率信息，给发送端反馈，发送端根据丢包率信息实时的调节当前UDP视频流数据包的组织格式、打包大小以及UDP数据包的传送速率，以适应无线网络的变化。本发明避免了视频传输出现跳跃、抖动的问题，视频传输清晰连贯、延时小。 

附图说明

图1为本发明优选实施例UDP数据包格式。 

图2为本发明优选实施例TCP数据包格式。 

图3为本发明优选实施例的流程图。 

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。 

参见图1，本发明以联通CDMA为例，联通CDMA理想传输速率为144Kbps，但在实际的测试中很难达到这种状态，一般在55Kbps上下浮动。我们根据丢包率可以确定当前无线网络的状况，进而可以调节实际使用的传输速率。因为要求每秒传输的帧数不小于15才能保证图像质量，故确定帧率为18.75帧/秒。 

首先，(1)确定TCP数据包和UDP数据包的格式，所述TCP数据包的类型包括发送端端发送的请求视频消息、发送端发送的当前发送UDP数据包的数量及数据长度消息、接收端发送的控制请求消息。对TCP数据包进行分类，便于发送端和接收端辨识TCP数据包的类型，利于视频发送流程按序进行；所述UDP数据包的格式为包头部分和数据部分，所述包头部分包含了当前视频流UDP数据包的序列号，所述数据部分至多有一个I帧后面跟多个P帧，剩余的部分补0结束。采用此种格式进行视频流的打包操作时，能比较有效的解决当无线网络中出现不可避免的丢包时，视频图像的抖动、跳跃现象。 

确定TCP数据包和UDP数据包的格式后，即可进行无线网络的视频传输工作，(2)接收端向发送端请求视频发送；(3)发送端以当前无线网络的理想状态向接收端发送UDP数据包，即按照事先设定的UDP数据包格式、大小、发送速率进行视频流的传输；(4)发送端以TCP数据包形式定时向接收端发送当前通道UDP数据包 的发送情况；(5)接收端接收TCP数据包之后，拆包解析，将发送端数据与本地接收UDP数据包的记录数据进行运算，得出丢包率信息，给发送端反馈；(6)发送端根据丢包率信息实时的调节当前UDP视频流数据包的组织格式、打包大小以及UDP数据包的传送速率，以适应无线网络的变化；(7)重复步骤(3)-(6)，直到无线网络完成视频流传输。 

所述步骤(5)包括以下步骤： 

(5.1)接收端记录接收到的UDP数据包情况； 

(5.2)接收端判断TCP数据包的消息类型，若为UDP数据包的发送情况，则计算丢包率； 

(5.3)打包成TCP数据包，发送到发送端. 

所述步骤(6)包括以下步骤： 

(6.1)接收端接受TCP数据包； 

(6.2)接收端判断TCP数据包消息类型，若为UDP丢包率情况，调节当前UDP视频流数据包的组织格式、打包大小以及UDP数据包的传送速率。 

本优选实施例的具体调整参数如下：丢包率为0-30％时，调整传输速率为67.5kbs，UDP数据包大小为：4Byte+4.5KByte，对应量化参数为30；丢包率为30-75％时，调整传输速率为47.5kbs，UDP数据包大小为：4Byte+3.5KByte，对应量化参数为35；丢包率为75-100％时，调整传输速率为37.5kbps，UDP数据包大小为：4Byte+2.5kByte，对应量化参数为45。本实施例采用h264视频压缩算法，对于不同的压缩算法量化参数各有不同，量化参数的大小可以决定每帧数据量的大小，从而填充每个数据包，使用者可以根据自己具体采用的视频压缩算法调节。 

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。