[发明专利]流媒体直播系统启动时延方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及互联网的流媒体直播系统，主要考虑互联网流媒体直播系统客户端的启动时延问题。

背景技术

本课题得到教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(项目号NCET-09-0709)、国家自然科学基金项目(项目号：60970127)和教育部科学技术研究重点项目(项目号：109029)的支持。

进入21世纪，互联网已经成为人们获取信息的主要媒介之一。由于网络本身架构、关键技术的欠缺，以及对多媒体内容处理技术的不成熟，早期的互联网大多只能传递文字、图片等静态信息，随着个人计算机性能的提升、多媒体技术的发展以及互联网的快速崛起，人们通过互联网提高学习、工作以及娱乐的质量的需求日益增大，因此获取网络上海量音视频等多媒体信息出现了新的模式——流媒体技术。

简单而言，流媒体就是指用户通过网络一边下载并一边观看多媒体节目的一种服务方式。流媒体应用的一个最大的好处是用户不需要花费很长时间将视频文件完整下载到本地后才能播放，而仅需缓存空间数秒后就可以开始播放，后面收到的数据会源源不断输入到该缓存空间，从而维持播放的连续性。

虽然流媒体技术的应用越来越广泛，目前的网络带宽和速度，还无法完全发挥流媒体技术优势，我们知道，流媒体在传输前，要将一个实时音视频源文件编码为许多的数据包，而数据包由于受网络状况影响可能会无法到达目标节点，形成网络层的丢包。目标节点由于缺少连贯的数据包从而播放出现中断。高质量的流媒体应用需要很小的丢包率，以尽可能的减少流媒体的播放中断次数，保护用户的感官体验，然而流媒体作为终端应用技术是无法达到降低网络丢包率的作用的，以至于较差的网络状况和其他因素会导致在终端的播放过程中频繁的发生中断。目前，市场上成熟的流媒体直播系统往往使用传统的启动时延策略，而这往往难以很好满足视频直播系统的内容实时性和时间同步性。传统流媒体启动时延策略是在缓存区中达到固定数量的数据包亦或是缓冲固定时间然后开始播放，这样在网络状况好的时候无法到达用户尽快播放的心理需求，在网络状况差的时候则会造成频繁的中断。

由此可见，启动时延策略的好坏对于流媒体直播系统的播放质量有着很大的影响。本文通过向流媒体技术引入动态启动时延策略以达到在终端降低播放中断频率，尽量保证平滑播放，保护用户的感官体验的效果。

本发明所提出的三种动态启动时延策略就属于以用户体验QoE为中心的容错控制策略。QoE即Quality of Experience是通信领域的概念。它可以理解为用户体验或者用户感知，即终端用户对移动网络提供的业务性能的主观感受。它可以通过接近量化的方法来表示终端用户对业务与网络的体验和感受，并反映当前业务和网络的质量与用户期望间的差距。QoE管理是衡量一个网络和业务品质的最根本的标准在于用户的体验质量，它主要指的是用户对于网络的满意度。它定义为一个应用或业务的总体可接受性，是终端用户的主观感受。

发明内容

本发明不考虑网络中的各种因素，通过根据终端的连接速率、中断情况等因素动态控制启动时延的大小，保证用户体验质量。传统的启动时延策略是当缓存中接收到预设数量的数据包时就开始进行播放，这样做的缺点是无法自适应不断变化的网络状况。

本发明提出的三种启动时延策略如下：

1)根据播放中断密度动态启动时延策略

中断密度定义为pi＝n/T，n表示播放中断的次数，T表示整个媒体流的时间长度。由于直播系统媒体流的播放时间长度理论上是无限大的，即T里面包含了无限个时间长度为N的时段，所以整个媒体流的中断密度等价为一个时段内的中断密度：pw＝n/N。

当在某个长度为N的时间段内，如果没有达到n次播放中断，则保持启动时延的最小值，但不动态增加；如果达到n次播放中断，则动态增加启动时延，动态增加启动时延到最大值；调整过启动时延后，如果在长度为N的时间段内没有再达到n次播放中断，就将启动时延恢复到最小值。上述最小值、最大值均为经验值。其中最小值为流媒体系统单位缓存值(因不同系统有不同的缓存值)的5至10倍；最大值为刘媒体系统单位缓存值的20至30倍；

2)根据网络状况动态启动时延策略

此处网络状况的优劣，是通过比较长度为N的时段内播放终端的数据包接收速率a与播放速率b的大小来衡量的；