一种流媒体服务器的弱网传输方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及数据传输领域，具体涉及一种流媒体服务器的弱网传输方法、系统、设备及介质，方法包括：读取流媒体服务器中待发送的媒体数据并将其分为若干个GOP序列，将媒体数据的每一帧封装成RTP数据包；向播放端发送当前GOP序列内的RTP数据包，并统计RTP数据包的发送状态；根据发送状态计算可用网络带宽并确定下一GOP序列内应发送的帧数量。本发明专利技术由流媒体服务器端独立计算可用网络带宽，克服了对播放端码流信息反馈的依赖，并根据计算出的可用网络带宽确定下一GOP序列应发送的帧数量，实现媒体数据的传输码率的实时调整，在无需码流重传的同时保证了流媒体服务器在弱网环境下传输的适应能力。的适应能力。的适应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种流媒体服务器的弱网传输方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及数据传输领域，具体涉及一种流媒体服务器的弱网传输方法。

技术介绍

[0002]音视频流媒体服务器作为转发音视频流媒体的核心部分在整个视频监控系统中扮演着重要的角色。而视频监控系统的实际部署网络环境经常存在带宽有限、接入设备较多、播放端较多等情况，因此要求流媒体服务器在一定程度上要具有在弱网环境下转发的能力，即弱网传输能力。弱网传输策略在多种开源流媒体框架中有着不同的实现，比如基于NACK(Negative Acknowledgment)的播放端反馈，计算出可用带宽和可用帧率后，调整编码端的码率，再次重新传输的策略；又比如RTP数据包缓存后发送，当播放端检测到丢包后，再重新请求服务端重新传输数据包的策略。总的来讲，现有的流媒体服务器对抗弱网环境的核心传输策略可以总结为：基于播放端的丢包反馈，服务端重新调整码率后，再次重新传输数据包的策略。
[0003]但是，现有的流媒体服务器的弱网传输策略有两个技术问题：一、依赖播放端关于码流信息的反馈来计算网络状况，而忽略了在网络不佳的情况下，播放端与流媒体服务器之间的数据传输本身就存在一定的丢包率，即弱网条件下播放端将接收到的码流信息(媒体数据信息)反馈给服务端时就可能出现丢包或延迟过大的技术问题，因此服务端不能够实时准确地获取播放端的接收信息；二、采用码流重传的方法提高流媒体服务器在弱网环境下传输的适应能力，即流媒体服务器重新向播放端传输缺失的媒体数据的策略，但码流重传需要流媒体服务器对发送前的媒体数据进行大量的缓存，导致了流媒体服务器内存资源的大量消耗，而且网络状况越差、缓存越多，则服务器内存容量消耗越大。

技术实现思路

[0004]目前流媒体服务器的弱网传输方法存在上述技术问题，为此，本专利技术创造性地提出了一种流媒体服务器的弱网传输方法、系统、设备及介质，旨在解决上述技术问题。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：一种流媒体服务器的弱网传输方法，包括以下步骤：
[0006]步骤101，读取流媒体服务器中待发送的媒体数据，将所述待发送的媒体数据分为若干组视频帧，每组视频帧记为一个GOP序列，并对所述媒体数据的每一帧进行切片并封装成RTP数据包；
[0007]步骤102，向播放端发送当前GOP序列内的RTP数据包，并统计RTP数据包的发送状态；
[0008]步骤103，根据所述发送状态计算可用网络带宽；
[0009]步骤104，根据可用网络带宽确定下一GOP序列内应发送的帧数量，并按照所述应发送的帧数量发送下一个GOP序列。
[0010]其中，GOP(Group of Pictures)是一种视频编码中的概念，它定义了视频序列的结构和编码方式。在视频编码中，视频帧被分为不同的组，每个组称为一个GOP。RTP(Real
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time Transport Protocol)是一种用于实时传输音频和视频数据的网络协议，它被广泛应用于实时通信应用，如VoIP(Voice over IP)和实时视频流传输。RTP协议提供了一种标准化的方式来分割、传输和重组音频和视频数据，它是一个端到端的协议，用于在发送方和接收方之间传输实时数据。RTP的主要功能为分割数据，即RTP将音频或视频数据流分割成小的数据包，这些小的数据包称为RTP数据包。
[0011]本专利技术的技术构思为：在弱网环境下流媒体服务器向播放端发送所需的媒体数据并由播放端实时播放的过程中，首先，从流媒体服务器的源媒体数据中读取待发送的媒体数据，将待发送的媒体数据分为若干组视频帧，每组视频帧记为一个GOP序列，并对媒体数据的每一帧进行切片并封装成RTP数据包，即一个GOP序列可能被拆分成多个RTP数据包进行传输，以RTP数据包作为对媒体数据进行封装的传输单位，以GOP序列作为对媒体数据发送状态的统计单位；其次，考虑到待发送的媒体数据封装传输等的延迟，采用定时发送RTP数据包的方式，即设置流媒体服务器每秒向播放端尝试发送若干次RTP数据包，每次发送一个RTP数据包，并统计RTP数据包的发送状态；接着，根据流媒体服务器端RTP数据包的发送状态来计算可用网络带宽，将可用网络带宽作为表示当前网络状况的指标数据，完全克服了网络状况的计算对播放端码流信息反馈的依赖；再根据计算出的当前可用网络带宽确定下一GOP序列内应发送的帧数量，即下一个GOP序列应该发送的码率，实现媒体数据的传输码率的实时调整，从而提高流媒体服务器在弱网环境下传输的适应能力而无需码流重传；直到播放端停止对流媒体服务器中的媒体数据的播放时，则停止本专利技术提出的流媒体服务器的弱网传输操作。
[0012]本专利技术创造性地提出一种流媒体服务器的弱网传输方法，由流媒体服务器端独立计算可用网络带宽，将可用网络带宽作为表示当前网络状况的指标数据，完全克服了网络状况的计算对播放端码流信息反馈的依赖，从而解决了弱网条件下播放端反馈码流信息时就可能存在的丢包或延迟过大的技术问题，并根据计算出的可用网络带宽确定下一GOP序列内应发送的帧数量，实现媒体数据的传输码率的实时调整，在无需码流重传的同时保证了流媒体服务器在弱网环境下传输的适应能力，也减少了流媒体服务器内存资源的消耗。
[0013]作为优选，步骤102具体包括：
[0014]向播放端发送当前GOP序列内的RTP数据包，筛选出发送RTP数据包过程中的有效发送；
[0015]统计有效发送中RTP数据包的发送状态，所述发送状态包括RTP数据包发送成功的次数以及RTP数据包发送失败的次数。
[0016]其中，向播放端发送RTP数据包时，大部分的发送中RTP数据包内是含有媒体数据的，这被称为有效发送，但有时也会出现RTP数据包内没有媒体数据的情况，这被称为无效发送。无效发送的情况可能出现的原因是一批RTP数据包已经发送完毕，但最后几个或最后一个RTP数据包内没有实际的媒体数据，而是空包。空包不会包含实际的媒体数据，但仍然会携带RTP头部和其他控制信息，以保持RTP数据包的结构完整性。而且，在弱网环境下，由于网络状况的不稳定，并不是每次发送都能使得播放端成功接收到流媒体服务器传输的RTP数据包，这被称为发送失败。
[0017]通过对流媒体服务器传输过程中的空包现象以及弱网环境下的发送失败现象的考虑，一定程度上增加了后续流媒体服务器端独立计算可用网络带宽的准确性。
[0018]作为优选，步骤103中，所述可用网络带宽的计算式为：
[0019][0020]其中，B0表示有效发送完一个GOP序列后的可用网络带宽，T0表示有效发送完一个GOP序列中的全部RTP数据包所用的时间，M0表示T0时间段内RTP数据包发送成功的总次数，M1表示T0时间段内RTP数据包发送失败的总次数。
[0021]作为优选，步骤104具体包括：
[0022]根据可用网络带宽确定当前的网络状况；
[0023]根据当前的网络状况确定下一GOP序列的丢帧比例；
[0024]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流媒体服务器的弱网传输方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤101，读取流媒体服务器中待发送的媒体数据，将所述待发送的媒体数据分为若干组视频帧，每组视频帧记为一个GOP序列，并对所述媒体数据的每一帧进行切片并封装成RTP数据包；步骤102，向播放端发送当前GOP序列内的RTP数据包，并统计RTP数据包的发送状态；步骤103，根据所述发送状态计算可用网络带宽；步骤104，根据可用网络带宽确定下一GOP序列内应发送的帧数量，并按照所述应发送的帧数量发送下一个GOP序列。2.如权利要求1所述的一种流媒体服务器的弱网传输方法，其特征在于，步骤102具体包括：向播放端发送当前GOP序列内的RTP数据包，筛选出发送RTP数据包过程中的有效发送；统计有效发送中RTP数据包的发送状态，所述发送状态包括RTP数据包发送成功的次数以及RTP数据包发送失败的次数。3.如权利要求2所述的一种流媒体服务器的弱网传输方法，其特征在于，步骤103中，所述可用网络带宽的计算式为：其中，B0表示有效发送完一个GOP序列后的可用网络带宽，T0表示有效发送完一个GOP序列中的全部RTP数据包所用的时间，M0表示T0时间段内RTP数据包发送成功的总次数，M1表示T0时间段内RTP数据包发送失败的总次数。4.如权利要求1所述的一种流媒体服务器的弱网传输方法，其特征在于，步骤104具体包括：根据可用网络带宽确定当前的网络状况；根据当前的网络状况确定下一GOP序列的丢帧比例；根据所述丢帧比例计算下一GOP序列内应发送的帧数量，并按照计算的帧数量发送下一个GOP序列。5.如权利要求4所述的一种流媒体服务器的弱网传输方法，其特征在于，根据可用网络带宽确定当前的网络状况的方法包括：将可用网络带宽根据带宽数值大小分为若干个域值区间，若干个所述域值区间用于表征不同的网络状况；将计算出的可用网络带宽与域值区间相比较，根据计算出的可用网络带宽落入的域值区间，确定与计算出的可用网络带宽相匹配的网络状况，并记为当前的网络状况。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘笑笑，蔡晓晰，徐子潇，李威，瞿婷，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十二研究所，
类型：发明
国别省市：