[发明专利]一种基于纳什议价的交互式多视点视频的数据包调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于纳什议价的交互式多视点视频的数据包调度方法，属于多媒体数据传输技术领域。

背景技术

随着网络多媒体相关领域技术的快速发展和视频服务的不断升级，人们已经不满足于传统的单一视点视频，于是多视点视频技术应运而生并成为了当前视频研究领域最重要的发展趋势之一。多视点视频最突出的特征就是交互性，如何体现这一特征成为了多视点视频应用需要解决的问题。交互式多视点视频数据传输是根据用户的需求传输相应的视点的视频数据，可以减少传输的数据量并且满足用户对视频质量的要求。

目前的交互式多视点视频系统服务器端能够提供多个视点的视频数据，用户端的用户可根据自身偏好，选择服务器端的视点，在观看过程中，可以随意切换需求的视点，实现了用户端与服务器端的交互。

由于服务器端包含了多个视点的视频数据，相比于传统的单一视点视频的数据，多视点视频的数据量更大。在有限的网络带宽资源下，当网络拥塞发生时，现有的交互式多视点视频的数据包调度方法，在视点的视频数据包调度中，如果以满足用户端多数用户的视点需求为目标，优先发送被多数用户需求的视点的视频数据包，而忽视了所有用户之间的公平性，会导致各用户视频质量的巨大差异；如果是以所有用户之间的公平性为目标，平等地调度所有视点的视频数据包，而不考虑用户对视点的不同需求，则会造成网络传输效率降低。

发明内容

，本发明的目的在于提供一种基于纳什议价的交互式多视点视频的数据包调度方法，为了保证较高的网络传输效率，同时兼顾用户之间的公平性，该方法可以在网络带宽资源有限的情况下，服务器根据用户周期性反馈的视点的视频数据包请求，向所有用户调度视点的视频数据包，实现网络传输效率和用户公平性之间的性能平衡。

为了达到上述目的，本发明的构思是：

首先，在用户端，各用户确定自身的视点的视频数据包请求，并反馈给服务器；

接着，服务器接收各用户的视点的视频数据包请求，并将交互式多视点视频的数据包调度最优化建模成纳什议价模型；

然后，服务器端利用拉格朗日对偶及约束条件列出最优化条件(KKT，Karush-Kuhn-Tucker条件)求解优化模型，确定服务器端各个视点的视频数据包被发送的概率；

最后，服务器端根据用户视点的视频数据包请求的变化，更新所有视点的视频数据包被发送的概率，实现网络传输最优化，

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种基于纳什议价的交互式多视点视频的数据包调度方法，其具体步骤如下：

步骤1.确定用户n自身视点m的视频数据包需求

(1).定义视点的视频数据包的偏好度

在用户端，定义用户n对视点m的视频数据包的偏好度，记为其表达式为：

n＝1,2,...,N，m＝1,2,...,M

其中，是服务器端中视点m的朝向，M是视点数量，是用户n的头部朝向，N是用户端中的用户数量，是服务器端中视点m的朝向与用户n的头部朝向之间的夹角；

(2).定义用户对视点的视频数据包的偏好函数u_n,m，其表达式为：

其中，Ε为用于判断用户n是否向服务器请求发送视点m的视频数据包的阈值；若u_n,m为1，则用户n向服务器请求发送视点m的视频数据包，否则用户n不向服务器请求发送视点m的视频数据包；

步骤2.建立视点的视频数据包调度最优化的纳什议价模型

(1).定义视点m的效用函数u_m，其表达式为：

其中，x_m是视点m的视频数据包被服务器发送的概率；

(2).定义视点m的最小效用函数其表达式为：

其中，ε是一个正常数；

(3).建立目标优化问题

根据所述的视点m的效用函数和最小效用函数，建立视点的视频数据包调度最优化的纳什议价模型，具体如下：

目标问题：

约束条件：

①.0≤x_m≤1,m＝1,...,M,

②.

③.

优化目标：拥有较高的网络传输效率的同时，兼顾所有用户之间的公平性；

约束条件：

①.每个视点的视频数据包被服务器发送给用户的概率为0与1之间；

②.所有视点的视频数据包被服务器发送给用户的概率之和为1；