CN102281436A - 无线视频传输方法、装置及网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线视频传输方法、装置及网络设备。其中方法包括：分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；根据视频码流的类型，为视频码流配置不同的QoS优先级；根据所配置的QoS优先级，将视频码流以无线方式发送出去。装置包括：形成模块，用于分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；配置模块，用于根据视频码流的类型，为视频码流配置不同的QoS优先级；发送模块，用于根据所配置的QoS优先级，将视频码流以无线方式发送出去。与现有技术相比，本发明技术方案可以提高无线视频的传输质量，降低视频编码的复杂度。

Description

无线视频传输方法、装置及网络设备

技术领域

本发明涉及无线局域网通信技术，尤其涉及一种无线视频传输方法、装置及网络设备。

背景技术

无线局域网(Wireless Local Area Network；简称为：WLAN)的普及促进了多媒体应用的迅速发展。无线视频的传输过程主要包括：经视频编码生成视频帧；对视频帧进行统一打包形成一条视频码流；然后，该条视频码流依次经过传输层、网络层被发送至数据链路层等待进行处理；在数据链路层被处理后，将该条视频码流置于视频(Video)级别的发送队列中，然后被无线发送出去。其中，无线环境下的信道衰减、信号干扰以及有限带宽等成为制约无线视频传输质量的瓶颈。

为了在有限带宽条件下，尽可能保证无线视频的质量，现有技术主要根据网络环境的变化来实时改变视频的码率或者视频质量，以主动降低视频的传输流量。其中，获取网络环境的变化信息的方式主要有主动反馈和被动监测两种。其中，主动反馈方式需要在发送方和接收方之间建立额外的通道，由接收方向发送方反馈网络环境的变化信息；而被动监测方式是由发送方主动监测网络环境，这种方式不需要接收方的参与，但是需要通过较多的环境元素(例如：信噪比、丢包率、网络拓扑等)来建立相关模型，其复杂度较高。

无论是主动反馈还是被动监测，都需要视频编码层考虑当前网络环境来控制编码率，增加视频编码上的复杂度，同时，由于网络环境的多变性，使得视频编码率的控制无法达到相应的实时性要求，进而无法保证视频质量。

发明内容

本发明提供一种无线视频传输方法、装置及网络设备，用以在不增加视频编码的复杂度的情况下，提高无线视频的传输质量。

本发明提供一种无线视频传输方法，包括：

分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；

根据所述视频码流的类型，为所述视频码流配置不同的服务质量优先级；

根据所配置的服务质量优先级，将所述视频码流以无线方式发送出去。

本发明提供一种无线视频传输装置，包括：

形成模块，用于分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；

配置模块，用于根据所述视频码流的类型，为所述视频码流配置不同的服务质量优先级；

发送模块，用于根据所配置的服务质量优先级，将所述视频码流以无线方式发送出去。

本发明提供一种网络设备，包括本发明提供的任一无线视频传输装置。

本发明的无线视频传输方法、装置及网络设备，通过将可分级视频编码器输出的视频帧分别打包形成不同类型的视频码流，根据视频码流的类型配置不同的服务质量优先级，根据配置的服务质量优先级将各类型的视频码流发送出去，利用可分级编码技术的特点，为不同类型的视频帧配置不同的服务质量优先级，可以提高重要视频帧的传输成功率，提高了无线视频的传输质量。另外，与现有技术相比，本发明技术方案不再通过无线网络环境控制视频编码的编码率来提高无线视频的传输质量，因此，不再受无线网络的环境的限制，降低了视频编码的复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的无线视频传输方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的无线视频传输方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的无线视频传输装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的无线视频传输装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着视频编码技术的发展，利用分级技术产生不同权重的视频帧的可分级视频编码方法已经成为当前视频编码领域的主流。常见的可分级视频编码技术有MPEG4、H.264等。本发明基于可分级视频编码技术提供一种提高无线视频传输质量的技术方案，该技术方案使视频编码时不用根据无线网络环境来控制编码率，解决了现有技术中编码复杂度较高的问题。

图1为本发明实施例一提供的无线视频传输方法的流程图。如图1所示，本实施例的方法包括：

步骤11、分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；

在本实施例以及以下各实施例中，可分级视频编码器可以采用任何可分级视频编码技术，例如MPEG4、H.264等。本实施例的执行主体可以为任何支持无线视频传输技术的网络设备，例如个人计算机、多媒体服务器等，本实施例统称为无线视频传输装置。其中，可分级视频编码器可以作为无线视频传输装置的功能模块而设置于无线视频传输装置之内，也可以独立于无线视频传输装置但与无线视频传输装置连接。

具体的，可分级视频编码器根据所采用的可分级视频编码方法对输入的视频画面进行编码处理，输出不同权重的视频帧。对于可分级视频编码器而言，不同权重的视频帧通过不同的输出通道输出，即可分级视频编码器将输出多路视频帧。无线视频传输装置接收可分级视频编码器输出的视频帧，分别进行打包处理，形成不同类型的视频码流。其中，打包处理主要是指在传输过程中，针对可分级视频编码器输出的不同类型的视频帧，在网际协议(Internet Protocol；简称为：IP)层分别打上不同的服务类型标记(Terms ofService；简称为：ToS)，该操作属于现有技术，本实施例不做详细介绍。视频码流的类型代表了视频码流的重要性，即权重值，该权重值可以根据可分级视频编码器的输出通道来确定，例如第一输出通道输出权重值较高的视频帧，第二输出通道输出权重值较小的视频帧等。

步骤12、根据视频码流的类型，为视频码流配置不同的服务质量(Qualityof Service；简称为：QoS)优先级；

在本实施例及以下各实施例中，QoS优先级用于表示视频码流的传输质量。具体的，无线视频传输装置根据视频码流的类型，为不同类型的视频码流配置不同的QoS优先级。通常，无线视频传输要求较高的实时性，因此，无线视频传输装置可以将重要性较高的视频码流配置较高QoS优先级，将重要性较低的视频码流配置较低的QoS优先级，但并不限于此。

步骤13、根据所配置的QoS优先级，将视频码流以无线方式发送出去。

具体的，无线视频传输装置根据所配置的QoS优先级，将不同类型的视频码流放置于各QoS优先级发送队列中，并在获取发送时间时将各类型的视频码流以无线方式发送出去。

本实施例的无线视频传输方法，通过将可分级视频编码器输出的视频帧分别打包形成不同类型的视频码流，根据视频码流的类型配置不同的QoS优先级，根据配置的QoS优先级将各类型的视频码流发送出去，利用可分级编码技术的特点，为不同类型的视频帧配置不同的QoS优先级，可以提高重要视频帧的传输成功率，提高了无线视频的传输质量。另外，本实施例基于为不同类型的视频码流配置不同的QoS优先级，而不再通过无线网络环境控制视频编码的编码率来提高无线视频的传输质量，不再受无线网络环境的限制，降低了视频编码的复杂度。

在上述实施例中，可分级视频编码器输出的视频帧的类型与所采用的编码方法有关，目前常见的可分级视频编码方法通常会提供三种类型的视频帧，分别为主重帧、次重帧和末重帧，分别为在解码时对成功解码起不同重要性的帧类型，但并不限于此。其中，以MPEG4为例，主重帧为I帧，次重帧为P帧，末重帧为B帧；I帧是画面组(Group of Pictures；简称为：GOP)的基础帧，也是B帧和P帧的参考帧。基于此，无线视频传输装置将分别为主重帧、次重帧和末重帧在IP层打上ToS，形成主重帧视频码流、次重帧视频码流和末重帧视频码流；相应的，无线视频传输装置需要为主重帧视频码流、次重帧视频码流和末重帧视频码流配置不同的QoS优先级，并根据所配置的优先级发送各视频码流。

其中，在802.11e中定义了四种QoS优先级，分别是：视频(Video)优先级，音频(Audio)优先级，最大努力(BestEffort)优先级和背景(BackGround)优先级。不同的QoS优先级代表不同的应用质量。Audio优先级主要针对传输实时性要求较高的应用，Video优先级主要针对传输大量数据块的应用场景，BestEffort优先级主要针对传输有高可靠性要求的应用场景，而BackGround优先级主要针对普通传输要求的应用场景。在本发明各实施例中，QoS优先级优选802.11e中所规定的优先级。

基于上述实施例，以下实施例将以可分级视频编码器为无线视频传输装置的功能单元为例，通过具体实例对上述实施例的具体实施过程做进一步说明。

图2为本发明实施例二提供的无线视频传输方法的流程图。本实施例基于上述实施例实现，如图2所示，本实施例的方法包括：

步骤21、无线视频传输装置的编码器采用可分级视频编码技术对视频画面进行编码处理，输出主重帧、次重帧和末重帧。该步骤主要是由可分级视频编码器来执行。

步骤22、无线视频传输装置接收主重帧、次重帧和末重帧，并分别进行打包处理，形成主重帧视频码流、次重帧视频码流和末重帧视频码流。

该步骤主要是由无线视频传输装置的软件来执行。其中，对主重帧、次重帧和末重帧的打包处理是同时进行的，以保证视频码流的同步。

步骤23、无线视频传输装置将主重帧视频码流、次重帧视频码流和末重帧视频码流依次经过传输层和网络层，发送至数据链路层。

该步骤主要是由无线视频传输装置的软件来执行，用于将视频码流发送至数据链路层。由于QoS优先级是802.11e协议在数据链路层做出的保证应用质量的定义，因此，在本实施例中，需要将视频码流传输至数据链路层进行处理。

其中，视频码流经过传输层包括对视频码流进行传输层处理，例如：添加传输控制协议(Transmission Control Protocol；简称为：TCP)或用户数据包协议(User Datagram Protocol；简称为：UDP)报文头等。视频码流经过网络层包括对视频码流进行网络层处理，例如：进行IP层的封装处理，对IP头中的ToS置位等。

步骤24、无线视频传输装置为主重帧视频码流配置Audio优先级，为次重帧视频码流配置Video优先级，为末重帧视频码流配置BestEffort优先级或BackGround优先级。

该步骤中，无线视频传输装置为各类型视频码流配置的QoS优先级只是一种优选方式，但并不限于此。

在本实施例中，注重视频码流、次重帧视频码流和末重帧视频码流是不同类型的视频码流，对于在解码端重构视频画面而言具有不同的重要性。其中，主重帧视频码流的重要性最高，而末重帧视频码流的重要性最低。如果主重帧视频码流丢失将导致整个视频帧无法被解码，即使重要性较低的次重帧视频码流和末重帧视频码流传输成功也无法正确解码，整个视频画面无法被呈现。因此，在实施例中，通过配置主重帧视频码流的QoS优先级为Audio优先级，而配置次重帧视频码流和末重帧视频码流的QoS优先级分别为除Audio优先级之外的其他优先级，可以提升主重帧视频码流的传输优先级，而降低次重帧视频码流和末重帧视频码流的传输优先级，在保证主重帧视频码流被实时传输的同时，可提高主重帧视频码流的传输成功率。由于主重帧视频码流被成功接收之后就可以保证整个视频帧被解码，因此，通过提高主重帧视频码流的传输成功率可以达到提高无线视频的传输质量的目的。

步骤25、无线视频传输装置分别将主重帧视频码流、次重帧视频码流和末重帧视频码流放置于各自对应的QoS优先级发送队列中。

具体的，无线视频传输装置将各视频码流放置于各个QoS优先级发送队列中等待发送。其中，无线视频传输装置上为各个QoS优先级分别配置有发送队列，该发送队列实质上是一种由缓存空间构成的缓存队列。

其中，无线视频传输装置在发送视频码流之前还需要在物理层为视频码流分配物理资源(例如：载波)，由于为视频码流分配物理资源的操作属于现有技术，在本实施例中不做赘述。

步骤26、无线视频传输装置将主重帧视频码流、次重帧视频码流和末重帧视频码流以无线方式发送出去。

其中，步骤24-步骤26均是在数据链路层完成的，无线视频传输装置具体对各类型的视频码流进行链路层处理，并完成发送操作。

本实施例的无线视频传输方法，通过利用可分级视频编码技术的特点，在数据链路层为上层传送下来的不同类型的视频码流配置不同QoS优先级，并根据所配置的QoS优先级来发送各类型的视频码流，可以保证不同类型的视频码流能够具有不同的QoS传输质量，通过提高重要视频码流的传输成功率，达到提高无线视频的传输质量的目的。与现有技术相比，在本实施例中，视频编码过程不需要根据反馈的网络环境来控制编码率，既不需要降低编码码率，也不需要降低视频码流的传输码率，降低了视频编码的复杂度。进一步，在本实施例中，可以根据视频编码输出的视频帧之间的重要性和依赖关系，为各视频码流配置相应的QoS优先级，在提高无线视频传输质量的同时，还可以提高无线带宽的利用率和保证不同类型的视频码流的传输质量的健壮性。

在上述各实施例的基础上，无线视频传输装置还可以根据QoS优先级发送队列的特性来实现对无线网络信道的自反馈。不同的QoS优先级对应不同的传输效果，例如：配置了较高QoS优先级的视频码流能够较快的抢占到信道，其传输成功率高、时延小。当网络环境发生变化时，具有高QoS优先级的视频码流能够以较高的传输成功率被传输到接收端，从而保证接收端具有稳定的接收码率，而不再像现有技术那样对网络环境进行监测进而根据监测结果改变编码码率来保证接收端的接收码率。利用QoS优先级发送队列的自有特性实现对无线信道的自反馈特性，也不需要像现有技术那样通过对无线信道主动监测丢包率来保证码率变化的实时性，解决了实时性的问题，同时也增加了视频传输的透明度，降低了视频传输的复杂度。

基于上述，无线视频传输装置在将各类视频码流发送出去之前，还可以根据网络环境质量指标，调整为各类型的视频码流所配置的QoS优先级。其中，网络环境质量指标可以是丢包率、信噪比或信道利用率等其中任意一种或其任意组合。例如：当重传次数增大或者丢包率增大时，可以提高主重帧的QoS优先级，降低末重帧的QoS优先级，该调整过程可以根据预先设定的算法进行，本实施例对所采用的算法不做限定。

另外，在无线视频传输装置上还可以预先设置视频质量指标，例如：设置视频帧率指标，无线视频传输装置在发送视频码流之前也可以根据视频质量指标，调整为各类型的视频码流所配置的QoS优先级，以进一步提高无线视频的传输质量。例如：无线视频传输装置可以对丢包率进行统计，并采用现有算法预算出当前的视频帧率，然后将预算出的视频帧率和预先设置的视频帧率指标进行比较，并根据比较结果来配置视频码流的QoS优先级。如果预算出的视频帧率比视频帧率指标低，则可以降低视频码流的QoS优先级，反之可以提高QoS优先级。

本实施例的无线视频传输方法，通过对所配置的QoS优先级进行调整，不管网络环境的好坏，通过不同的QoS优先级发送队列，可以保证不同分级的视频码流以不同的成功率来传输。

图3为本发明实施例三提供的无线视频传输装置的结构示意图。如图3所示，本实施例的装置可以为各种支持无线视频传输技术的网络设备，例如可以是个人计算机，也可以是多媒体服务器等。本实施例的装置包括：形成模块31、配置模块32和发送模块33。

其中，形成模块31，用于分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；配置模块32，与形成模块31连接，用于根据视频码流的类型，为视频码流配置不同的QoS优先级；发送模块33，与配置模块32连接，用于根据所配置的QoS优先级，将视频码流以无线方式发送出去。

本实施例无线视频传输装置的各功能模块可用于执行上述方法实施例一提供的无线视频传输方法的流程，其工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。

本实施例的无线视频传输装置，可将可分级视频编码器输出的视频帧分别打包形成不同类型的视频码流，根据视频码流的类型配置不同的QoS优先级，根据配置的QoS优先级将各类型的视频码流发送出去，充分利用可分级编码技术的特点，为不同类型的视频帧配置不同的QoS优先级，提高了重要视频帧的传输成功率，进而提高无线视频的传输质量。另外，本实施例无线视频传输装置不像现有技术那样通过监测无线网络环境以控制视频编码的编码率来提高无线视频的传输质量，不再受无线网络环境的限制，还具有降低视频编码的复杂度的优势。

图4为本发明实施例四提供的无线视频传输装置的结构示意图。本实施例基于上述实施例三实现，如图4所示，本实施例的装置还包括：调整模块41。

调整模块41，分别与配置模块32和发送模块33连接，用于在发送模块33将视频码流发送出去之前，根据网络环境质量指标或视频质量指标，调整为视频码流配置的QoS优先级，并触发发送模块33根据调整后的QoS优先级发送视频码流。其中，网络环境质量指标可以为以下任意一种或其组合：丢包率、信噪比、重传次数或信道利用率。

上述调整模块41可用于执行上述方法实施例二中对所配置的QoS优先级进行调整的方法流程，其工作原理不再赘述，详见方法实施例中的描述。

进一步，本实施例无线视频传输装置中的形成模块31包括：第一形成单元311、第二形成单元312和第三形成单元313，并分别与可分级视频码流编码器连接。具体的，第一形成单元311，用于将可分级视频编码器输出的主重帧进行打包处理，形成主重帧视频码流；第二形成单元312，用于将可分级视频编码器输出的次重帧进行打包处理，形成次重帧视频码流；第三形成单元313，用于将可分级视频编码器输出的末重帧进行打包处理，形成末重帧视频码流。

基于上述，本实施例中的配置模块32包括：第一配置单元321、第二配置单元322和第三配置单元323。具体的，第一配置单元321，分别与第一形成单元311和发送模块33，用于为主重帧视频码流配置Audio优先级，并触发发送模块33根据所配置的Audio优先级发送主重帧视频码流；第二配置单元322，分别与第二形成单元312和发送模块33连接，用于为次重帧视频码流配置Video优先级，并触发发送模块33根据所配置的Video优先级发送次重帧视频码流；第三配置单元323，分别与第三形成单元313和发送模块33连接，用于为末重帧视频码流配置BestEffort优先级或BestGround优先级，并触发发送模块33根据所配置的BestEffort优先级或BestGround优先级发送末重帧视频码流。

本实施例的无线视频传输装置，通过调整模块对所配置的QoS优先级进行调整，不管网络环境的好坏，通过不同的QoS优先级发送队列，可以保证不同分级的视频码流以不同的成功率来传输。另外，本实施例的无线视频传输装置根据视频码流的重要性和各个视频码流之间的依赖关系为视频码流配置相适应的QoS优先级，在提高重要视频码流的传输优先级、降低次要视频码流传输优先级以提高无线视频传输质量的同时，还能够提高无线带宽的利用率，保证不同视频码流以相同的传输成功率传输，提高各视频码流的传输质量的健壮性。

本发明实施例五提供一种网络设备，包括本发明上述各实施例提供的无线视频传输装置。其中，无线视频传输装置的工作原理和结构可分别参见上述方法实施例一或二和装置实施例三或四的描述，在此不再赘述。

本实施例的网络设备包括无线视频传输装置，也可用于执行上述方法实施例提供的无线视频传输方法的流程，同样可以提高无线视频的传输质量，且与现有技术相比还可以降低视频编码的复杂度。另外，还具有提高带宽利用率、保证不同类型的视频码流以相同的传输成功率进行传输等优点。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种无线视频传输方法，其特征在于，包括：

分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；

根据所述视频码流的类型，为所述视频码流配置不同的服务质量优先级；

根据所配置的服务质量优先级，将所述视频码流以无线方式发送出去。

2.根据权利要求1所述的无线视频传输方法，其特征在于，在根据所配置的服务质量优先级，将所述视频码流以无线方式发送出去之前还包括：

根据网络环境质量指标或视频质量指标，调整为所述视频码流配置的服务质量优先级。

3.根据权利要求2所述的无线视频传输方法，其特征在于，所述网络环境质量指标为以下任意一种或其组合：丢包率、信噪比或信道利用率。

4.根据权利要求1或2或3所述的无线视频传输方法，其特征在于，所述分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流包括：

将所述可分级视频编码器输出的主重帧进行打包处理，形成主重帧视频码流；

将所述可分级视频编码器输出的次重帧进行打包处理，形成次重帧视频码流；

将所述可分级视频编码器输出的末重帧进行打包处理，形成末重帧视频码流。

5.根据权利要求4所述的无线视频传输方法，其特征在于，所述根据所述视频码流的类型，为所述视频码流配置不同的服务质量优先级包括：

为所述主重帧视频码流配置音频优先级；

为所述次重帧视频码流配置视频优先级；

为所述末重帧视频码流配置最大努力优先级或背景优先级。

6.一种无线视频传输装置，其特征在于，包括：

形成模块，用于分别将可分级视频编码器输出的视频帧进行打包处理，形成不同类型的视频码流；

配置模块，用于根据所述视频码流的类型，为所述视频码流配置不同的服务质量优先级；

发送模块，用于根据所配置的服务质量优先级，将所述视频码流以无线方式发送出去。

7.根据权利要求6所述的无线视频传输装置，其特征在于，还包括：

调整模块，用于在所述发送模块将所述视频码流发送出去之前，根据网络环境质量指标或视频质量指标，调整为所述视频码流配置的服务质量优先级。

8.根据权利要求7所述的无线视频传输装置，其特征在于，所述网络环境质量指标为以下任意一种或其组合：丢包率、信噪比信道利用率。

9.根据权利要求6或7或8所述的无线视频传输装置，其特征在于，所述形成模块包括：

第一形成单元，用于将所述可分级视频编码器输出的主重帧进行打包处理，形成主重帧视频码流；

第二形成单元，用于将所述可分级视频编码器输出的次重帧进行打包处理，形成次重帧视频码流；

第三形成单元，用于将所述可分级视频编码器输出的末重帧进行打包处理，形成末重帧视频码流。

10.根据权利要求9所述的无线视频传输装置，其特征在于，所述配置模块包括：

第一配置单元，用于为所述主重帧视频码流配置音频优先级；

第二配置单元，用于为所述次重帧视频码流配置视频优先级；

第三配置单元，用于为所述末重帧视频码流配置最大努力优先级或背景优先级。

11.一种网络设备，其特征在于，包括权利要求6-10任一项所述的无线视频传输装置。

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