[发明专利]融合视频特征分析的可伸缩编码视频码率自适应选择方法

说明书

本发明属于频传输技术领域，具体涉及一种融合视频特征分析的可伸缩编码视频码率自适应选择方法，首先针对可伸缩编码视频进行特征信息离线分析与表达，然后从视频特征和观看体验两个维度构建视频质量评价模型，进而在感知吞吐量与缓存的基础上实现视频码率的在线自适应选择，最终实现自适应视频码率选择系统的构建。面向可伸缩编码视频的特征信息离线分析与表达；融合视频特征与观看体验的质量评价模型构建；吞吐量与缓存感知的视频码率在线自适应选择；自适应视频码率选择系统构建；本申请能够从空间、时间、质量三个维度对可伸缩编码视频进行联合特征分析与表达，最终实现面向扩展编码视频的码率自适应选择。

技术领域

本发明属于视频传输技术领域，特别是一种融合视频特征分析的可伸缩编码视频码率自适应选择方法。

背景技术

视频自适应码率(Adaptive Bitrate,ABR)是提升视频传输及播放体验的一种有效方法，该方法能够根据网络状态、本地缓存量等因素，选择适当码率的视频块进行下载，实现提升视频质量、减少播放卡顿和码率切换频率之间的权衡和优化，包含面向高级视频编码(Advanced Video Coding,AVC)和可伸缩视频编码(Scalable Video Coding,SVC)两类编码方式的视频码率自适应选择方法。由于可伸缩视频编码在大幅节约视频服务器存储空间，以及在空间、时间、质量等维度精确控制视频质量等方面的优势，因此面向可伸缩编码视频码率自适应选择方法及系统具备广阔的应用前景。

当前面向SVC的码率自适应选择尚处于起步阶段，现有方法通常在面向AVC的码率自适应选择方法基础上，引入对编码方式、编码层数的选择，虽然能够在一定程度上提升码率选择方法的灵活性，但在提升视频综合观看体验，以及与SVC深度结合方面仍存在不足。现有面向SVC的码率自适方法尚未能从空间、时间、质量三个编码维度对可伸缩编码视频进行联合分析，突破单纯基于码率的视频质量评价标准的局限，并将其融入码率选择算法与系统的构建，实现视频编码优势到码率选择优势的转换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种融合视频特征分析的可伸缩编码视频码率自适应选择方法，以实现自适应视频码率选择系统构建。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种融合视频特征分析的可伸缩编码视频码率自适应选择方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、面向可伸缩编码视频的特征信息离线计算与表达：从原视频逐帧分析以及编码视频逐帧逐层分析两个方面开展空间、时间、质量相关分析，并将特征分析结果在改进的MPD文件中进行描述；

步骤2、融合视频特征与观看体验的质量评价模型构建：一方面对于短时区间视频片段，基于视频特征进行视频质量计算，另一方面在长时区间视频传输和播放过程中，基于观看体验进行视频质量计算，最终综合上述两个方面因素，构建视频质量综合评价模型；

步骤3、吞吐量与缓存感知的视频码率在线自适应选择：首先在步骤2优化目标基础上，结合视频传输与播放的约束，构建视频码率选择优化问题；其次通过带宽预测与缓存监控，获取优化问题求解需求知道的相关带宽与缓存条件；最后通过遍历可选择的视频块编码方式以及层数，求解最优的下载码率；

步骤4、自适应视频码率选择系统构建：基于步骤1～步骤3分析与设计结果进行构建，包括视频服务器和视频客户端两大部分，视频服务器与视频客户端之间基于HTTP协议通信和传输；其中视频服务器存储了改进的MPD文件以及不同编码方式和层数的视频块；视频客户端用于MPD文件解析、对下载每个视频块的编码方式及层数进行决策，以及对已下载的视频块进行解码和播放。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明提出的融合视频特征分析的可伸缩编码视频码率自适应选择方法，能够从空间、时间、质量三个维度对可伸缩编码视频进行联合特征分析与表达，突破单一视频质量评价方法的局限，并将这一创新融入视频码率自适应选择方法及系统的整体架构；