本發(fā)明涉及一種視頻文件分片及調(diào)度方法，更具體的說(shuō)，尤其涉及一種p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片及調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和三網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)的興起，終端之間的數(shù)據(jù)共享將更加頻繁與普遍，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上廣泛應(yīng)用的p2p流媒體技術(shù)將獲得更大的發(fā)展空間，但如何在異構(gòu)的環(huán)境中傳輸和共享視頻數(shù)據(jù)成為當(dāng)前p2p流媒體系統(tǒng)所面臨的主要問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，多種自適應(yīng)技術(shù)被提出，包括轉(zhuǎn)碼(transcoding)、聯(lián)播(simulcast)、多描述編碼(multipledescriptioncoding)和可擴(kuò)展視頻編碼(svc,scalablevideocoding)等。其中svc由于其高效的編碼效率、方便的自適應(yīng)性和高共享度而成為這一問(wèn)題的最佳解決方案。

svc將視頻編碼為一個(gè)基礎(chǔ)層和一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)層，層間數(shù)據(jù)在解碼時(shí)具有向下依賴(lài)關(guān)系：基礎(chǔ)層可獨(dú)立解碼并獲得一個(gè)基本質(zhì)量的視頻，而某個(gè)增強(qiáng)層的解碼則需要基礎(chǔ)層和所有較低的增強(qiáng)層，并且解碼的增強(qiáng)層越多用戶(hù)觀看的視頻質(zhì)量越高。相比于傳統(tǒng)的視頻編碼，在p2p流媒體系統(tǒng)中應(yīng)用svc可以獲得兩方面的好處：一方面，用戶(hù)能夠根據(jù)自身情況動(dòng)態(tài)調(diào)整下載的增強(qiáng)層數(shù)目，從而實(shí)現(xiàn)視頻質(zhì)量自適應(yīng)；另一方面，不同類(lèi)型的終端之間也可以共享部分層的數(shù)據(jù)，從而大大提高數(shù)據(jù)分享效率。如何在p2p流媒體系統(tǒng)中傳輸svc視頻數(shù)據(jù)已經(jīng)成為當(dāng)前急需解決的問(wèn)題，本專(zhuān)利主要解決應(yīng)用于p2p流媒體系統(tǒng)中的svc數(shù)據(jù)分片問(wèn)題。

在傳統(tǒng)的p2p流媒體系統(tǒng)中，視頻數(shù)據(jù)以分片為單位進(jìn)行共享：?jiǎn)螌右曨l數(shù)據(jù)被分為數(shù)據(jù)量等大小的分片，客戶(hù)端以一定調(diào)度規(guī)則確定分片的下載順序并下載分片，同時(shí)客戶(hù)端每下載完一個(gè)分片即可將該分片上傳給其他用戶(hù)。與傳統(tǒng)的p2p視頻流媒體系統(tǒng)相同，基于svc的p2p視頻流媒體系統(tǒng)也以分片為單位共享數(shù)據(jù)。然而為了便于視頻質(zhì)量的調(diào)整和用戶(hù)之間的數(shù)據(jù)共享，svc視頻一般以層為單位進(jìn)行分片，此時(shí)需要考慮的則是層間的同步和協(xié)調(diào)問(wèn)題，而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)量等大小的分片方法不能滿(mǎn)足這一需求。在基于svc的p2p視頻流媒體系統(tǒng)中多采用時(shí)間長(zhǎng)度等大小的分片方法：將svc的各個(gè)分層以一定播放時(shí)長(zhǎng)為單位進(jìn)行分片，層內(nèi)每個(gè)分片播放時(shí)長(zhǎng)相同，層間每個(gè)分片的播放時(shí)長(zhǎng)也相同。

時(shí)間長(zhǎng)度等大小分片方法能夠滿(mǎn)足svc數(shù)據(jù)在解碼播放時(shí)的層間同步需求，然而，播放時(shí)長(zhǎng)相同的分片在數(shù)據(jù)量大小上卻不相同，尤其是較低層分片的數(shù)據(jù)量往往會(huì)比較高層分片大很多。在丟包率相同的條件下，較大的分片會(huì)比較小的分片更容易丟失，尤其是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)這種整體丟包率較高的環(huán)境中。對(duì)svc數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，由于解碼依賴(lài)性的存在，較低層分片比較高層分片更加重要，較低層分片的丟失會(huì)引起視頻質(zhì)量的顯著下降，嚴(yán)重影響用戶(hù)體驗(yàn)。采用等時(shí)長(zhǎng)分片方法，不同分層中分片的數(shù)據(jù)量大小差距很大，同一個(gè)分層層內(nèi)分片的數(shù)據(jù)量大小也各不相同，這會(huì)導(dǎo)致p2p網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問(wèn)題的缺點(diǎn)，提供了一種p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片及調(diào)度方法。

本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

a).svc視頻數(shù)據(jù)分層及求取每層的數(shù)據(jù)量大小，對(duì)于編碼后的svc視頻數(shù)據(jù)，依次讀取每一個(gè)nal單元，提取nal單元頭信息中的空間層標(biāo)識(shí)值d、時(shí)間層標(biāo)識(shí)值t、質(zhì)量層標(biāo)識(shí)值q及nal單元大小，按照d、t、q的值將svc視頻數(shù)據(jù)分離成若干層，每一層(d,t,q)均由svc視頻數(shù)據(jù)中所有d、t、q值相等的nal單元構(gòu)成，同一層的數(shù)據(jù)按照svc視頻數(shù)據(jù)原有的順序連續(xù)存放；通過(guò)公式(1)求取每一層的數(shù)據(jù)量大小s(d,t,q)：

式中，s(d，t，q)為層(d，t，q)的數(shù)據(jù)量大小，d∈{0，1，...，a-1}，t∈{0，1，...，b-1}，q∈{0，1，...，c-1}，a、b、c分別為svc視頻的空間分層數(shù)目、時(shí)間分層數(shù)目和質(zhì)量分層數(shù)目；z(i)為層(d，t，q)中第i個(gè)nal單元的大小，n為層(d，t，q)中nal單元的數(shù)目；

b).求數(shù)據(jù)量最大層分片包含的gop數(shù)量，通過(guò)比較步驟a)中求取的每一層的數(shù)據(jù)量大小，找出svc視頻各分層中數(shù)據(jù)量最大的層(d′，t′，q′)；通過(guò)公式(2)求取數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)按等時(shí)間長(zhǎng)度分片時(shí)每一個(gè)分片所包含的合適畫(huà)面組gop數(shù)量m(d′，t′，q′)：

式中，m(d′，t′，q′)為數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量，s(d′，t′，q′)為層(d′，t′，q′)的數(shù)據(jù)量大小，m為分層后svc視頻的每一層包含的gop數(shù)量，z為傳統(tǒng)未分層編碼技術(shù)采用等數(shù)據(jù)量大小分片時(shí)p2p流媒體系統(tǒng)中分片的合理大小，符號(hào)為向上取整；

c).求除數(shù)據(jù)量最大層外其余層分片中g(shù)op數(shù)量，通過(guò)公式(3)求取除數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)外其余層(d，t，q)中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量m(d，t，q)：

式中，m(d，t，q)為svc視頻數(shù)據(jù)中除數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)外svc各視頻分層中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量，m(d′，t′，q′)為數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量，s(d′，t′，q′)為數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)的數(shù)據(jù)量大小，s(d，t，q)為層(d，t，q)的數(shù)據(jù)量大小，d、t、q的值不能同時(shí)分別為d′、t′、q′，符號(hào)為向上取整；

d).對(duì)各個(gè)分層進(jìn)行分片，根據(jù)層(d，t，q)每個(gè)分片包含的gop數(shù)量m(d，t，q)對(duì)層(d，t，q)進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片，層(d，i，q)被分成個(gè)分片，m為分層后svc視頻的每一層包含的gop數(shù)量；d∈{0，1，...，a-1}，t∈{0，1，...，b-1}，q∈{0，1，...，c-1}；

前個(gè)分片包含的gop數(shù)量均為m(d，t，q)，如果某個(gè)層的最后一個(gè)分片包含的gop數(shù)量與前面分片包含的gop數(shù)量不相等，其包含的gop數(shù)量為符號(hào)為向下取整；

e).二次分片，判斷層(d，t，q)中每一個(gè)分片的數(shù)據(jù)量大小，對(duì)于分片的數(shù)據(jù)量s(pi)≥2z的分片pi，通過(guò)公式(4)和公式(5)進(jìn)行基于數(shù)據(jù)量大小的二次分片處理：

式中，pi，m為對(duì)分片pi進(jìn)行二次分片處理后得到的第m個(gè)子分片，p′i為分片pi除去第1、2、…、m-1個(gè)子分片后的剩余分片，s(pi)為分片pi的數(shù)據(jù)量大小；gopj為分片p′i中的第j個(gè)gop，s(gopk)為分片p′i中的第k個(gè)gop的大小，ni為對(duì)分片pi進(jìn)行二次分片后得到的子分片數(shù)量；z為傳統(tǒng)未分層編碼技術(shù)采用等數(shù)據(jù)量大小分片時(shí)p2p流媒體系統(tǒng)中分片的合理大??；

pi，m由分片p′i中的前j個(gè)gop構(gòu)成，這j個(gè)gop的數(shù)據(jù)量大小之和要么等于s(pi)/ni要么大于s(pi)/ni，但前j-1個(gè)gop數(shù)據(jù)量大小之和小于s(pi)/ni；

f).分片信息的存放，將每層svc視頻數(shù)據(jù)中包含的分片信息存放于各層的p2p索引信息中，用1個(gè)字節(jié)的空間存儲(chǔ)對(duì)層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片時(shí)的時(shí)長(zhǎng)m(d，t，q)，用個(gè)字節(jié)空間a來(lái)表示每層進(jìn)行了等時(shí)間長(zhǎng)度分片后得到的各個(gè)分片是否進(jìn)行了基于數(shù)據(jù)量大小的二次分片，用字節(jié)空間b來(lái)存儲(chǔ)經(jīng)二次分片后得到的分片的gop數(shù)量，用2個(gè)字節(jié)的空間來(lái)表示每一個(gè)分片數(shù)據(jù)量大小。

本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片方法，步驟a)中svc視頻的空間分層數(shù)目a、時(shí)間分層數(shù)目b和質(zhì)量分層數(shù)目c的取值與網(wǎng)絡(luò)寬帶和終端能力的差異性大小成正比，a∈[1，2]，b∈[3，5]，c∈[1，2]。

本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片方法，步驟b)和步驟e)中z的取值范圍為：z∈[64k，1m]。

本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片方法，步驟f)中所述的分片信息的存放通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

f-1).在字節(jié)空間a中，每3位表示一個(gè)進(jìn)行了等時(shí)間長(zhǎng)度分片后得到的分片進(jìn)行二次分片的信息，000表示未進(jìn)行二次分片，001、010、011、100、101、110、111分別表示進(jìn)行了二次分片后得到的子分片數(shù)量為2、3、4、5、6、7、8，表示進(jìn)行了二次分片信息的位在字節(jié)空間a中的位置次序與分片在視頻數(shù)據(jù)中的存儲(chǔ)位置次序相同，字節(jié)空間a的有效位數(shù)為位，無(wú)效位數(shù)為位，無(wú)效位用0填充；

f-2).在字節(jié)空間b中，每一個(gè)字節(jié)表示經(jīng)二次分片后得到的一個(gè)分片的gop數(shù)量，按照分片在各層svc視頻中的順序，依次將經(jīng)二次分片后得到的各個(gè)分片的gop數(shù)量存儲(chǔ)在字節(jié)空間b中。

本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片的數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)度方法，其特征在于，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

1).客戶(hù)端選擇訂閱需要播放的svc視頻分層，獲取p2p索引信息；

2).當(dāng)按序播放時(shí)，客戶(hù)端按照播放順序逐層請(qǐng)求數(shù)據(jù)分片，具體步驟如下：

2-1).首先確定客戶(hù)端請(qǐng)求播放的svc視頻分層中，對(duì)各層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片時(shí)的最上時(shí)長(zhǎng)mmax(d，t，q)，gop數(shù)量與時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)；

2-2).以t為時(shí)間周期逐層同步請(qǐng)求數(shù)據(jù)分片，在第n個(gè)同步時(shí)間周期內(nèi)，請(qǐng)求的各層數(shù)據(jù)分片數(shù)為pcount(d，t，q)，其通過(guò)公式(6)和公式(7)進(jìn)行求?。?/p>

t＝n×mmax(d，t，q)(7)

式中，pcount(d，t，q)為客戶(hù)端在請(qǐng)求數(shù)據(jù)的第n個(gè)同步時(shí)間周期內(nèi)，對(duì)層(d，t，q)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)分片數(shù)，n、n均為正整數(shù)，t為請(qǐng)求數(shù)據(jù)分片的同步時(shí)間周期，是各層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片的最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)mmax(d，t，q)的整數(shù)倍，a(i)為字節(jié)空間a中表示層(d，t，q)的第i個(gè)分片進(jìn)行二次分片信息的值；

2-3).在同一個(gè)時(shí)間周期t中所請(qǐng)求的視頻分層的全部分片都收到以后，送給解碼器解碼并播放，同時(shí)開(kāi)始下載后一個(gè)時(shí)間周期t內(nèi)的各層數(shù)據(jù)分片；

3).當(dāng)拖動(dòng)播放時(shí)，在定位到視頻的某一時(shí)間點(diǎn)t′播放時(shí)，客戶(hù)端根據(jù)p2p索引中的分片時(shí)間信息定位并請(qǐng)求需要下載的數(shù)據(jù)分片，具體步驟如下：

3-1).首先判斷定位到視頻的某一時(shí)間點(diǎn)t′的視頻數(shù)據(jù)屬于哪一個(gè)gop；

3-2).獲取該gop處于視頻每個(gè)分層的第幾個(gè)分片，其通過(guò)公式(8)、公式(9)進(jìn)行獲?。?/p>

式中，np為查找的gop在svc視頻層(d，t，q)中所處的分片位置，ng為時(shí)間點(diǎn)t′在svc視頻中所處的gop位置，m(d，t，q)為svc視頻中層(d，t，q)進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片后每一個(gè)分片包含的gop數(shù)量，a(i)為字節(jié)空間a中表示層(d，t，q)的第i個(gè)分片進(jìn)行二次分片信息的值；b(i)為存儲(chǔ)層(d，t，q)經(jīng)二次分片后得到的分片的gop數(shù)量的字節(jié)空間b中第i個(gè)字節(jié)的值，m≥2；

3-3).從svc視頻的各層中依次下載這些分片，得到播放所需要的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明引入未分層編碼技術(shù)分片的合理數(shù)據(jù)量大小，對(duì)數(shù)據(jù)量最大層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片，針對(duì)svc視頻各層數(shù)據(jù)量的巨大差距，以數(shù)據(jù)量最大層分片的時(shí)間長(zhǎng)度為基礎(chǔ)，引入2的指數(shù)函數(shù)對(duì)svc視頻的各層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片，實(shí)現(xiàn)了各層在時(shí)間上的整體同步，并整體上將各層分片的數(shù)據(jù)量大小差距控制在一定范圍內(nèi)，增強(qiáng)了p2p網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；考慮了svc視頻層內(nèi)各分片數(shù)據(jù)量大小的差異，基于等數(shù)據(jù)量大小對(duì)個(gè)別數(shù)據(jù)量較大的分片進(jìn)行最多一分為八的二次分片，增強(qiáng)了p2p網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；用3位表示一個(gè)進(jìn)行了等時(shí)間長(zhǎng)度分片后得到的分片進(jìn)行二次分片的信息，節(jié)省了存儲(chǔ)空間，降低了客戶(hù)端對(duì)svc視頻各層同步調(diào)度的復(fù)雜性，是一種行之有效的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片及調(diào)度方法。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片方法的流程圖；

圖2為除數(shù)據(jù)量最大層之外的各層分片時(shí)間長(zhǎng)度求取示意圖；

圖3為除數(shù)據(jù)量最大層之外的各層等時(shí)間長(zhǎng)度分片的數(shù)據(jù)量大小與z的差值示意圖；

圖4為二次分片信息存儲(chǔ)空間示意圖；

圖5為同步周期分片請(qǐng)求示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，給出了本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片方法的流程圖，根據(jù)nal單元頭信息對(duì)svc視頻分層并求取各層數(shù)據(jù)量大小，基于p2p系統(tǒng)中分片數(shù)據(jù)量的合理大小求取svc視頻數(shù)據(jù)量最大層中等時(shí)間長(zhǎng)度的分片應(yīng)包含的gop數(shù)量，基于svc視頻各層與數(shù)據(jù)量最大層的數(shù)據(jù)量大小關(guān)系求取各層中等時(shí)間長(zhǎng)度的每個(gè)分片包含的gop數(shù)量，根據(jù)svc視頻各層每個(gè)分片包含的gop數(shù)量對(duì)每層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片，統(tǒng)計(jì)svc視頻各層中每個(gè)分片的大小并對(duì)數(shù)據(jù)量較大的分片進(jìn)行基于等數(shù)據(jù)量大小的二次分片處理，將每層svc視頻的等時(shí)間長(zhǎng)度分片時(shí)長(zhǎng)、各分片數(shù)據(jù)量大小、二次分片信息存放于p2p索引信息中。其具體通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

a).svc視頻數(shù)據(jù)分層及求取每層的數(shù)據(jù)量大小，對(duì)于編碼后的svc視頻數(shù)據(jù)，依次讀取每一個(gè)nal單元，提取nal單元頭信息中的空間層標(biāo)識(shí)值d、時(shí)間層標(biāo)識(shí)值t、質(zhì)量層標(biāo)識(shí)值q及nal單元大小，按照d、t、q的值將svc視頻數(shù)據(jù)分離成若干層，每一層(d，t，q)均由svc視頻數(shù)據(jù)中所有d、t、q值相等的nal單元構(gòu)成，同一層的數(shù)據(jù)按照svc視頻數(shù)據(jù)原有的順序連續(xù)存放；通過(guò)公式(1)求取每一層的數(shù)據(jù)量大小s(d，t，q)：

式中，s(d，t，q)為層(d，t，q)的數(shù)據(jù)量大小，d∈{0，1，...，a-1}，t∈{0，1，...，b-1}，q∈{0，1，...，c-1}，a、b、c分別為svc視頻的空間分層數(shù)目、時(shí)間分層數(shù)目和質(zhì)量分層數(shù)目；z(i)為層(d，t，q)中第i個(gè)nal單元的大小，n為層(d，t，q)中nal單元的數(shù)目；

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬和終端能力的差異性合理設(shè)置a、b、c的值，a、b、c的取值與網(wǎng)絡(luò)帶寬和終端能力的差異性大小成正比，但a、b、c的取值不宜過(guò)大，否則會(huì)增加終端分片調(diào)度的復(fù)雜性，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，a∈[1，2]，b∈[3，5]，c∈[1，2]，可滿(mǎn)足一般系統(tǒng)的應(yīng)用。

b).求數(shù)據(jù)量最大層分片包含的gop數(shù)量，通過(guò)比較步驟a)中求取的每一層的數(shù)據(jù)量大小，找出svc視頻各分層中數(shù)據(jù)量最大的層(d′，t′，q′)；通過(guò)公式(2)求取數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)按等時(shí)間長(zhǎng)度分片時(shí)每一個(gè)分片所包含的合適畫(huà)面組gop數(shù)量m(d′，t′，q′)：

式中，m(d′，t′，q′)為數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量，s(d′，t′，q′)為層(d′，t′，q′)的數(shù)據(jù)量大小，m為分層后svc視頻的每一層包含的gop數(shù)量，z為傳統(tǒng)未分層編碼技術(shù)采用等數(shù)據(jù)量大小分片時(shí)p2p流媒體系統(tǒng)中分片的合理大小，符號(hào)為向上取整；

通過(guò)公式(2)可求取以數(shù)據(jù)量z對(duì)數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)進(jìn)行等數(shù)據(jù)量大小分片時(shí)每個(gè)分片平均包含的gop數(shù)量m(d′，t′，q′)，m(d′，t′，q′)為精確值向上取整，z的值取決于系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬和各終端能力，在具體實(shí)施時(shí)，z∈[64k，1m]。

c).求除數(shù)據(jù)量最大層外其余層分片中g(shù)op數(shù)量，通過(guò)公式(3)求取除數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)外其余層(d，t，q)中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量m(d，t，q)：

式中，m(d，t，q)為svc視頻數(shù)據(jù)中除數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)外svc各視頻分層中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量，m(d′，t′，q′)為數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)中每一個(gè)分片所包含的gop數(shù)量，s(d′，t′，q′)為數(shù)據(jù)量最大層(d′，t′，q′)的數(shù)據(jù)量大小，s(d，t，q)為層(d，t，q)的數(shù)據(jù)量大小，d、t、q的值不能同時(shí)分別為d′、t′、q′，符號(hào)為向上取整；

如圖2所示，給出了除數(shù)據(jù)量最大層之外的各層分片時(shí)間長(zhǎng)度求取示意圖，若時(shí)，則在圖2中，當(dāng)時(shí)，的值為8；如圖3所示，給出了除數(shù)據(jù)量最大層之外的各層等時(shí)間長(zhǎng)度分片的數(shù)據(jù)量大小與z的差值示意圖，若層(d，t，q)中每個(gè)gop的數(shù)據(jù)量相等，以m(d，t，q)為時(shí)長(zhǎng)對(duì)層(d，t，q)進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片，則每個(gè)分片的數(shù)據(jù)量必在[z-0.33z，z+0.33z]，即[0.67z，1.33z]之內(nèi)，在圖3中，時(shí)，每個(gè)分片的數(shù)據(jù)量為z-0.273z＝0.727z，將各層分片的平均數(shù)據(jù)量限制在[0.67z，1.33z]之間，可降低p2p系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中數(shù)據(jù)量的突發(fā)性，提升系統(tǒng)的整體性能；通過(guò)公式(3)得到的對(duì)每層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片的gop數(shù)量之間成2ⁿ(n∈n)倍數(shù)關(guān)系，使得客戶(hù)端請(qǐng)求的svc視頻各層數(shù)據(jù)之間具有較強(qiáng)的時(shí)間相關(guān)性，保證了客戶(hù)端多層數(shù)據(jù)下載的同步。

d).對(duì)各個(gè)分層進(jìn)行分片，根據(jù)層(d，t，q)每個(gè)分片包含的gop數(shù)量m(d，t，q)對(duì)層(d，t，q)進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片，層(d，i，q)被分成個(gè)分片，m為分層后svc視頻的每一層包含的gop數(shù)量；d∈{0，1，...，a-1}，t∈{0，1，...，b-1}，q∈{0，1，...，c-1}；

前個(gè)分片包含的gop數(shù)量均為m(d，t，q)，如果某個(gè)層的最后一個(gè)分片包含的gop數(shù)量與前面分片包含的gop數(shù)量不相等，其包含的gop數(shù)量為符號(hào)為向下取整；

e).二次分片，判斷層(d，t，q)中每一個(gè)分片的數(shù)據(jù)量大小，對(duì)于分片的數(shù)據(jù)量s(pi)≥2z的分片pi，通過(guò)公式(4)和公式(5)進(jìn)行基于數(shù)據(jù)量大小的二次分片處理：

式中，pi，m為對(duì)分片pi進(jìn)行二次分片處理后得到的第m個(gè)子分片，p′i為分片pi除去第1、2、…、m-1個(gè)子分片后的剩余分片，s(pi)為分片pi的數(shù)據(jù)量大??；gopj為分片p′i中的第j個(gè)gop，s(gopk)為分片p′i中的第k個(gè)gop的大小，ni為對(duì)分片pi進(jìn)行二次分片后得到的子分片數(shù)量；z為傳統(tǒng)未分層編碼技術(shù)采用等數(shù)據(jù)量大小分片時(shí)p2p流媒體系統(tǒng)中分片的合理大?。?/p>

pi，m由分片p′i中的前j個(gè)gop構(gòu)成，這j個(gè)gop的數(shù)據(jù)量大小之和要么等于s(pi)/ni要么大于s(pi)/ni，但前j-1個(gè)gop數(shù)據(jù)量大小之和小于s(pi)/ni；

svc視頻各層(d，t，q)內(nèi)gop的數(shù)據(jù)量大小各不相同，通過(guò)進(jìn)行最多一分為八的等數(shù)據(jù)量大小二次分片處理，能消除大部分?jǐn)?shù)據(jù)量較大的分片，且將極少數(shù)數(shù)據(jù)量過(guò)大的分片分割為數(shù)據(jù)量較小的分片，可進(jìn)一步降低p2p系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中數(shù)據(jù)量的突發(fā)性，通過(guò)最多進(jìn)行一分為八的二次分片，不至于產(chǎn)生過(guò)多的子分片，控制了分片調(diào)度請(qǐng)求的復(fù)雜性；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)丟包率高時(shí)，能夠減少因基礎(chǔ)層部分分片過(guò)大而導(dǎo)致成功傳輸概率過(guò)小的現(xiàn)象，進(jìn)一步提高重要性高的基礎(chǔ)層(0，0，0)在p2p系統(tǒng)中的穩(wěn)定傳輸。

f).分片信息的存放，將每層svc視頻數(shù)據(jù)中包含的分片信息存放于各層的p2p索引信息中，用1個(gè)字節(jié)的空間存儲(chǔ)對(duì)層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片時(shí)的時(shí)長(zhǎng)m(d，t，q)，用個(gè)字節(jié)空間a來(lái)表示每層進(jìn)行了等時(shí)間長(zhǎng)度分片后得到的各個(gè)分片是否進(jìn)行了基于數(shù)據(jù)量大小的二次分片，用字節(jié)空間b來(lái)存儲(chǔ)經(jīng)二次分片后得到的分片的gop數(shù)量，用2個(gè)字節(jié)的空間來(lái)表示每一個(gè)分片數(shù)據(jù)量大小。

如圖4所示，給出了二次分片信息存儲(chǔ)空間示意圖，該步驟中所述的分片信息的存放通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

f-1).在字節(jié)空間a中，每3位表示一個(gè)進(jìn)行了等時(shí)間長(zhǎng)度分片后得到的分片進(jìn)行二次分片的信息，000表示未進(jìn)行二次分片，001、010、011、100、101、110、111分別表示進(jìn)行了二次分片后得到的子分片數(shù)量為2、3、4、5、6、7、8，表示進(jìn)行了二次分片信息的位在字節(jié)空間a中的位置次序與分片在視頻數(shù)據(jù)中的存儲(chǔ)位置次序相同，字節(jié)空間a的有效位數(shù)為位，無(wú)效位數(shù)為位，無(wú)效位用0填充；

f-2).在字節(jié)空間b中，每一個(gè)字節(jié)表示經(jīng)二次分片后得到的一個(gè)分片的gop數(shù)量，按照分片在各層svc視頻中的順序，依次將經(jīng)二次分片后得到的各個(gè)分片的gop數(shù)量存儲(chǔ)在字節(jié)空間b中。

如圖4所示，字節(jié)空間a中第1位組的值為000，表示該層進(jìn)行了等時(shí)間長(zhǎng)度分片后得到的第1個(gè)分片未進(jìn)行二次分片，字節(jié)空間a中第2位的值為001，表示該層進(jìn)行了等時(shí)間長(zhǎng)度分片后得到的第2個(gè)分片進(jìn)行了二次分片，得到的子分片數(shù)為2，在字節(jié)空間b中，第一個(gè)字節(jié)的值22為第2個(gè)分片經(jīng)二次分片后得到的第1個(gè)子分片的gop數(shù)量，第二個(gè)字節(jié)的值26為第1個(gè)分片經(jīng)二次分片后得到的第2個(gè)子分片的gop數(shù)量，第三個(gè)字節(jié)的值10為第4個(gè)分片經(jīng)二次分片后得到的第1個(gè)子分片的gop數(shù)量；

一個(gè)svc視頻的torrent文件中記錄了每個(gè)分片的hsah校驗(yàn)值，每個(gè)hsah校驗(yàn)值占據(jù)的空間大小約為20字節(jié)，而torrent文件中的數(shù)據(jù)幾乎全部是分片hsah校驗(yàn)值記錄，本發(fā)明最多使用額外的2+3/8+1＝3.38字節(jié)記錄每個(gè)分片的時(shí)間和數(shù)據(jù)量大小信息，使整個(gè)torrent文件的大小增加了大約17％，而torrent文件大小通常很少超過(guò)1m，所以本發(fā)明產(chǎn)生的額外索引數(shù)據(jù)量也是很小的，torrent文件又是在文件下載/流媒體播放前從可靠的地方通過(guò)c/s傳輸模式得到的(如在網(wǎng)站上通過(guò)ftp下載)，下載的速度有足夠的保障，因此增加的數(shù)據(jù)量所造成的性能上的影響很小，可以忽略。

本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片方法的數(shù)據(jù)請(qǐng)求調(diào)度方法，通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：

1).客戶(hù)端選擇訂閱需要播放的svc視頻分層，獲取p2p索引信息；

2).當(dāng)按序播放時(shí)，客戶(hù)端按照播放順序逐層請(qǐng)求數(shù)據(jù)分片，具體步驟如下：

2-1).首先確定客戶(hù)端請(qǐng)求播放的svc視頻分層中，對(duì)各層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片時(shí)的最上時(shí)長(zhǎng)mmax(d，t，q)，gop數(shù)量與時(shí)長(zhǎng)對(duì)應(yīng)；

2-2).以t為時(shí)間周期逐層同步請(qǐng)求數(shù)據(jù)分片，在第n個(gè)同步時(shí)間周期內(nèi)，請(qǐng)求的各層數(shù)據(jù)分片數(shù)為pcount(d，t，q)，其通過(guò)公式(6)和公式(7)進(jìn)行求?。?/p>

t＝n×mmax(d，t，q)(7)

式中，pcount(d，t，q)為客戶(hù)端在請(qǐng)求數(shù)據(jù)的第n個(gè)同步時(shí)間周期內(nèi)，對(duì)層(d，t，q)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)分片數(shù)，n、n均為正整數(shù)，t為請(qǐng)求數(shù)據(jù)分片的同步時(shí)間周期，是各層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片的最長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)mmax(d，t，q)的整數(shù)倍，a(i)為字節(jié)空間a中表示層(d，t，q)的第i個(gè)分片進(jìn)行二次分片信息的值；

如圖5所示，給出了同步周期分片請(qǐng)求示意圖，該層在第1個(gè)同步時(shí)間周期內(nèi)需要請(qǐng)求4+1+4＝9個(gè)分片。

2-3).在同一個(gè)時(shí)間周期t中所請(qǐng)求的視頻分層的全部分片都收到以后，送給解碼器解碼并播放，同時(shí)開(kāi)始下載后一個(gè)時(shí)間周期t內(nèi)的各層數(shù)據(jù)分片；

3).當(dāng)拖動(dòng)播放時(shí)，在定位到視頻的某一時(shí)間點(diǎn)t′播放時(shí)，客戶(hù)端根據(jù)p2p索引中的分片時(shí)間信息定位并請(qǐng)求需要下載的數(shù)據(jù)分片，具體步驟如下：

3-1).首先判斷定位到視頻的某一時(shí)間點(diǎn)t′的視頻數(shù)據(jù)屬于哪一個(gè)gop；

3-2).獲取該gop處于視頻每個(gè)分層的第幾個(gè)分片，其通過(guò)公式(8)、公式(9)進(jìn)行獲取：

式中，np為查找的gop在svc視頻層(d，t，q)中所處的分片位置，ng為時(shí)間點(diǎn)t′在svc視頻中所處的gop位置，m(d，t，q)為svc視頻中層(d，t，q)進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片后每一個(gè)分片包含的gop數(shù)量，a(i)為字節(jié)空間a中表示層(d，t，q)的第i個(gè)分片進(jìn)行二次分片信息的值；b(i)為存儲(chǔ)層(d，t，q)經(jīng)二次分片后得到的分片的gop數(shù)量的字節(jié)空間b中第i個(gè)字節(jié)的值，m≥2；

假設(shè)某層進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片后每個(gè)分片包含48個(gè)gop，一個(gè)gop中有16幀，拖動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)是第2625幀處，則拖動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)處在第個(gè)gop中，第165個(gè)gop為進(jìn)行等時(shí)間長(zhǎng)度分片后的第4個(gè)分片的第21個(gè)gop，在圖4所示的情況下，10+8＜21＜10+8+12，則第165個(gè)gop處在該層的最終分片的個(gè)分片中，即拖動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)處在該層的第7個(gè)分片中。

3-3).從svc視頻的各層中依次下載這些分片，得到播放所需要的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的p2p流媒體系統(tǒng)中的svc視頻文件分片及調(diào)度方法，解決了svc視頻層間的同步和協(xié)調(diào)問(wèn)題，增強(qiáng)了異構(gòu)環(huán)境下基礎(chǔ)層的可靠傳輸，提升了p2p網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。