[发明专利]一种网络实时视频传输方法及装置

说明书

本发明提供了一种网络实时视频传输方法，包括：1)发送端缓存已发送的原始数据包并记录原始数据包的发送时刻；2)接收端统计丢失的数据包以及当前的网络实时状况信息并将这些信息反馈给发送端；3)发送端根据所缓存的丢失数据包，基于可变码前向纠错技术构造重传数据包并发送至接收端；其中，重传数据包的纠错率根据丢失数据包的剩余生存时间和网络实时状况信息确定；4)接收端接收重传数据包并恢复出所丢失的数据包。本发明还提供了一种网络实时视频传输装置。本发明能够减少实时视频传输的网络冗余负载，能够降低实时视频传输的传输延迟，特别适于在高丢包率高延迟的网络环境下实现实时视频传输。

技术领域

本发明涉及视频传输技术领域，具体地说，本发明涉及一种网络实时视频传输方法及装置。

背景技术

随着互联网的迅速发展，网络实时视频传输系统已经在诸如体育赛事网络直播，视频会议系统，视频通讯工具等领域得到越来越广泛的应用。众所周知，网络视频传输存在丢包、延迟等方面的问题。为了克服上述问题，提升网络实时视频传输的可靠性，人们提出了多种对应的解决方案，其中就包括前向纠错技术和自动重传请求技术，下面分别介绍这两种技术。

前向纠错(Forward Error Correction，简称FEC)是单向通讯中增加数据通讯可靠性的一种常用方法。前向纠错技术中，设置一个固定的纠错率(比如1/2、2/3、3/4、5/6、7/8等)。以7/8为例，它表示在传输的数据中原始信息占比7/8，而另外1/8的信息则是冗余纠错信息。在实际纠错编码应用中，假设以7个原始数据包作为一个分组，则每个分组在经过前向纠错编码后，会生成8个数据包，接收端接收到分组中的任意7个数据包，就能够解码恢复原始数据包。这样就在一定程度上解决了网络传输的丢包问题，增加了系统的可靠性。然而，这种技术尚存在一些缺陷。假设在一个平均丢包率在10％以下的网络环境中，发送端的前向纠错的纠错率设置为7/8。这种情况下，如果丢包均衡的分散在每个分组中，则接收端可以恢复所有数据。但众所周知，在实际的网络环境中，通常丢包并不会如此均衡，经常存在某些分组丢包数超过了可以纠错恢复的范围导致整个分组无法恢复。而另一方面，如果增大前向纠错的冗余负载，比如把前向纠错的纠错率设置到3/4，则可以更大程度的容忍网络质量的波动，但是这样又会增加带宽，降低带宽的有效利用率。此外，前向纠错技术还会增加额外的计算开销，这会对系统的吞吐率产生消极影响。

自动重传请求技术(Automatic Repeat reQuest,简称为ARQ)是通过接收端监测丢失或出错的数据包，并请求发送端重传丢失或错误的数据包，从而得以处理传输中所带来差错的方法。常用的ARQ方法包含即停等式(stop-and-wait)ARQ，回退n帧(go-back-n)ARQ，以及选择性重传(selective repeat)ARQ。在停等式ARQ中，数据报文发送完成之后，发送方等待接收方的状态报告，如果状态报告报文发送成功，发送后续的数据报文，否则重传该报文。该方法所需要的缓冲存储空间最小，缺点是信道效率很低。回退n帧(go-back-n)ARQ，发信侧不用等待收信侧的应答，持续的发送多个帧，假如发现已发送的帧中有错误发生，那么从那个发生错误的帧开始及其之后所有的帧全部再重新发送。该方法复杂度低，但是不必要的帧会再重发，所以大幅度范围内使用的话效率是不高的。选择性重传ARQ，发信侧不用等待收信侧的应答，持续的发送多个帧，假如发现已发送的帧中有错误发生，那么发信侧将只重新发送那个发生错误的帧。这种方法比前两种复杂度高，但效率也最高。