[发明专利]一种基于视频质量预测的SVC视频传输调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码与传输领域，特别涉及一种基于视频质量预测的SVC视频传输调度方法。

背景技术

视频媒体因其生动、形象的表现形式越来越多地被用在信息传播、娱乐以及网络社交中。当前视频应用产生的网络流量已经远大于文本、图片等媒体产生的网络流量，在移动互联网兴起之后，视频流量在移动互联网流量中的占比也超过70％。因网络带宽资源和链路质量等因素的限制，视频数据在传输过程中有可能产生丢包或时延，较大时延后收到的视频数据也相当于丢包；无线网络中低带宽资源、不稳定性的链路质量的状况尤其突出。因视频压缩采用了预测编码，数据的丢失将在接收端视频解码时产生错误传递，视频的质量可能会受到严重影响，导致用户的体验下降。

可伸缩视频编码(Scalable Video Coding，SVC)与其他的非可伸缩视频编码相比更能适应带宽资源受限的网络。采用分层编码结构的SVC在时间、空间和质量三个维度上都具有可伸缩性，即每个维度上有一个基本层和多个增强层；它可以将一个视频源编码成一个包含多个子流的SVC视频流，不同的时间增强层、质量增强层和空间增强层的组合对应不同的子流，其中每一个子流都能解码出一个视频，只是解码视频在时间、空间或质量的分辨率上有差别而已。SVC的可伸缩特性使得编码后视频对受限的信道资源有更好的适应性，即可以在发送端或接收端的指导下调整发送的视频流量；视频的抗丢包能力也更加突出，即部分高层数据丢失的情况下，用接收到的视频数据仍可以重构出一个低质量版本的视频。

SVC视频对适应信道资源受限、链路不稳定的网络有天然的优势；另外通过对SVC视频的传输进行调度仍能较大幅度地提升接收视频质量。当信道资源充足时可以发送较多的视频数据，充分利用信道资源优化接收视频的质量；当信道资源匮乏时，可以优先发送那些保证基本的视频播放的数据，接收视频在播放流畅性和清晰度上也得到了平衡。更进一步地，通过预测所发送数据在通过信道传输之后将在接收端呈现的视频质量，以这个预测质量来调整并选择最优的SVC数据发送方案，可以达到进一步优化接收视频质量的目的。

视频传输中的视频质量预测的准确性直接影响着调度的有效性。接收视频质量预测值是发送调度方案选择的指导指标，最大化接收视频质量的预测值即是SVC视频发送调度的目标。如果视频质量预测方法准确，所选出的能最大化接收视频质量预测值的调度方案将是合理的；而如果视频质量预测方法本身就不够准确，那么所选择的任何发送调度优化方案都将失去其意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的视频数据调度方法所基于的视频质量预测方法不准确所存在的缺陷，从而提供一种计算复杂度较低、预测准确性较高的视频数据调度方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于视频质量预测的SVC视频传输调度方法，包括：

步骤1)、为待传输的SVC视频数据在多个展开点各自离线准备一套用于视频质量预测的参数；所述参数包括视频质量与视频数据、数据丢失率之间的函数在一展开点做泰勒展开后所得到的常数项参数、一次项参数以及二次项参数；

步骤2)、利用步骤1)所得到的参数预测SVC视频数据被接收到时的视频质量，以决定SVC视频数据中有哪些视频数据被发送。

上述技术方案中，所述步骤1)进一步包括：

在一个展开点p′_m附近做泰勒展开，依次按如下方式计算常数项参数、一次项参数以及二次项参数，其中，m∈[1,N_F]，N_F为待传输SVC视频数据的总体质量分层数：

计算常数项参数：一段待传输的SVC视频数据包括多个图像组，每个图像组包括帧，其中N_T为待传输SVC视频数据的时间分层数；在每一帧中都保留质量层不高于m的那些NALU，更高层的NALU直接剔除；然后对一个图像组中保留下来的数据进行解码，并计算这些帧的PSNR，然后将这帧的PSNR相加作为该图像组的常数项参数f(p′_m)；其中，表示当一个视频图像组中的所有的NALU的丢失概率分布为p′_m时所对应的图像组质量；