一种基于可扩展编码的对等网络流媒体直播系统

摘要

本发明公开了一种基于可扩展编码的对等网络流媒体直播系统，属于网络多媒体技术领域。其特征是采用可扩展编码和对等网络技术提供可扩展的流媒体直播服务，采用集中目录式的对等网络结构进行视频分发。提出了以视频质量作为激励因素的激励机制和一种混合优先级的请求调度策略。本发明能够提供自适应的视频服务，根据用户所处的网络环境提供不同质量视频服务，采用有效的激励机制和调度策略提高系统的公平性和下载效率，减少启动延时、换台延时，提高了系统整体性能。

主权项

1.一种基于可扩展编码的对等网络流媒体直播系统，其特征在于，(1)采用集中目录式的P2P结构组成覆盖网络，进行视频内容的分发；视频采集设备将采集到的视频内容交给可扩展编码服务器，服务器采用H.264-SVC标准对视频数据进行编码，经过编码的视频存储在视频存储服务器中；节点进入系统后首先和目录服务器进行通信，目录服务器记录它的IP、端口、所需视频块的信息，并根据其带宽情况决定向它提供视频的质量等级，并向其发送邻居节点信息；节点获得邻居节点信息后，检查自己的缓冲区，根据混合优先级调度策略计算需要请求的各个视频块的优先级得分；然后根据优先级向邻居节点依次发出视频块请求；每个请求块在发出之前都被打上一个time-to-play时间戳，标记该请求块将要播放的时间，如果要请求的视频块在播放之前不能获得，则抛弃该请求；上传节点接到下载节点发送的视频块请求后，将该请求加入到为这个下载节点建立的请求队列中，在上传节点端为每一个向它请求视频块的下载节点建立一个请求队列；上传节点根据激励机制管理这些请求对列，选择对系统共享大的节点优先服务，为其提供更大的上传带宽和更多的增强层视频块，使其能够获得更好的视频服务；节点定期和目录服务器进行通信，更新邻居节点信息，同时汇报自己的缓冲区状态；节点下载一部分视频数据后便可作为上传节点为其他节点进行服务；节点上的视频播放器将收到的分层数据解码播放；(2)混合优先级调度策略如下：采用表示节点n请求在t时间播放的l层视频块的优先级得分，定义为：其中L视频的分层数，为t₀为当前时间，B为缓冲区大小即缓冲区所缓冲的视频长度，λ为该视频块在系统中的副本数，K为系统中的节点数；w₁，w₂，w₃为这三个影响因素的权重；w₁，w₂，w₃根据播放情况动态调整，当播放刚启动时w₁，w₂具有较大的权重，播放过程中w₃的权重较大；用户节点计算每个需要请求的视频块的优先级得分，得分低的视频块具有较高的优先级，将会被优先请求；(3)激励机制如下：采用P_n，k表示上传者节点n选择接收者节点k的概率，其中K表示上传节点n的所有邻居节点集合，d_n，j近似表示节点n在节点j处获得的下载速率，当节点i的请求队列为空时I_n，i＝0、否则I_n，i＝1；上传者节点根据计算的P_n，k值来判定每个下载节点对系统的贡献大小，P_n，k值大的节点将会获得较高的服务优先级即它的请求队列将会优先被服务，并获得较大的上传带宽；上传者节点周期性的计算P_n，k值，调整请求队列的优先级，优先服务的节点将会获得更多的视频块，从而获得更清晰流畅的视频服务；对系统贡献小的节点在其播放前只能获得底层的视频维持最低的播放要求；根据不同的服务质量达到对系统中节点的激励作用。