本发明公开了一种直播延时测量方法及系统，分别从源站和边缘拉取同一个直播流；分别接收两路直播流，模拟视频播放，创建播放缓存队列；解析视频帧，并将解析完成的视频帧依次加入各自播放缓存队列。本发明能够自动测量各个区域，各家CDN直播延时大小，记录并展示历史延时数据，提升了运维效率，为直播平台提供可视化数据支撑，提升了直播平台的便捷性和直播质量稳定性。
1.一种直播延时测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2)分别接收两路直播流，模拟视频播放，创建播放缓存队列；
3)解析直播流的视频帧，并将解析完成的视频帧依次加入各自播放缓存队列；具体实现过程包括：A.解析视频帧，保存视频帧接收时间recv_time，单位为毫秒，对视频帧的解码时间戳做归一化处理；
B.如果视频帧为立即刷新图像IDR，则计算IDR视频帧的md5值idr_hashcode；
C.将解析完成的每个视频帧按照接收顺序，依次加入各自播放缓存队列中；
4)结合播放缓存队列，对比各自播放位置内容的时长偏差，得到直播延时大小；具体实现过程包括：D.在边缘直播流中，每检测到IDR，则去源站播放缓存队列中查找对应IDR是否存在，即对比idr_hashcode是否相等；如果存在，则进入步骤E)，否则跳到步骤A)；
E.计算对应的IDR的时长，IDR的时长等于归一化后的视频帧的解码时间戳；
F.将IDR归一化后的视频帧的解码时间戳转换成毫秒数，用idr_timestamp表示转换后的毫秒数；
G.计算源站播放时长origin_play_elapsed＝now-first_idr.recv_time，单位毫秒，其中now取当前系统时间，first_idr.recv_time取源站播放缓存队列中第一个IDR的接收时间recv_time；计算边缘播放时长，edge_play_elapsed＝now-edge_first_idr.recv_time,单位毫秒，其中edge_first_idr.recv_time取边缘播放缓存队列中第一个IDR的接收时间；
H.计算边缘播放位置与IDR的时长偏移edge_diff＝idr_timestamp-edge_play_elapsed；计算源站播放位置与IDR的时长偏移origin_diff＝origin_play_elapsed-idr_timestamp；计算边缘播放位置与源站播放位置的时长偏移delay，delay等于边缘播放位置到IDR的时长偏移，再加上IDR到源站播放位置的时长偏移，delay＝edge_diff+origin_diff；所述时长偏移delay即为直播延时大小。
2.根据权利要求1所述的直播延时测量方法，其特征在于，步骤2)的具体实现过程包括：接收直播流，模拟播放过程，分别给源站和边缘创建播放缓存队列，即origin_queue和edge_queue。
3.根据权利要求1所述的直播延时测量方法，其特征在于，对视频帧的解码时间戳做归一化处理的具体实现过程包括：
1)用变量last_dts_before表示归一化前的视频帧的解码时间戳，用变量last_dts_after表示归一化后的视频帧的解码时间戳；
2)如果是第一个视频帧，归一化后的视频帧的解码时间戳为零；更新变量last_dts_before＝当前视频帧的解码时间戳，last_dts_after＝零；退出流程，返回零；
3)计算当前视频帧的解码时间戳与上一个视频帧时间戳last_dts_before的差值delta＝当前视频帧的解码时间戳-last_dts_before；
4)归一化前的视频帧时间戳last_dts_before＝当前视频帧的解码时间戳；
5)根据视频帧率计算视频帧间隔normal_interval＝1000毫秒除以帧率；设置视频帧间隔最大值max_dts_interval＝10*普通视频帧间隔，其中普通视频帧间隔取最大值42ms，得到max_dts_interval＝420ms；
6)如果delta大于max_dts_interval或者delta小于零，则判断为视频帧跳变，修正delta，设置delta为normal_interval；
7)归一化后的视频帧的解码时间戳＝last_dts_after+delta；
8)归一化后的视频帧时间戳last_dts_after＝步骤7)得到的归一化后的视频帧的解码时间戳；
9)返回步骤8)归一化后的视频帧的解码时间戳，结束。
接收单元，用于分别接收两路直播流，模拟视频播放，创建播放缓存队列；
解析单元，用于解析视频帧，解析完成的视频帧依次加入各自播放缓存队列；所述解析单元包括：解析模块，用于解析视频帧，保存视频帧接收时间recv_time，单位为毫秒，对视频帧的解码时间戳做归一化处理；
判断模块，用于执行如下判断：如果视频帧为立即刷新图像IDR，则计算IDR视频帧的md5值idr_hashcode；
存储模块，用于将解析完成的每个视频帧按照接收顺序，依次加入各自播放缓存队列中；
计算单元，用于结合播放缓存队列，对比各自播放位置内容的时长偏差得到直播延时大小；所述直播延时大小的具体获取过程包括：A.在边缘直播流中，每检测到IDR，则去源站播放缓存队列中查找对应IDR是否存在，即对比idr_hashcode是否相等；如果存在，则进入步骤B)，否则执行所述解析模块的操作；
B.计算对应的IDR的时长，IDR的时长等于归一化后的视频帧的解码时间戳；
C.将IDR归一化后的视频帧的解码时间戳转换成毫秒数，用idr_timestamp表示转换后的毫秒数；
D.计算源站播放时长origin_play_elapsed＝now-first_idr.recv_time，单位毫秒，其中now取当前系统时间，first_idr.recv_time取源站播放缓存队列中第一个IDR的接收时间recv_time；计算边缘播放时长，edge_play_elapsed＝now-edge_first_idr.recv_time,单位毫秒，其中edge_first_idr.recv_time取边缘播放缓存队列中第一个IDR的接收时间；
E.计算边缘播放位置与IDR的时长偏移edge_diff＝idr_timestamp-edge_play_elapsed；计算源站播放位置与IDR的时长偏移origin_diff＝origin_play_elapsed-idr_timestamp；计算边缘播放位置与源站播放位置的时长偏移delay，delay等于边缘播放位置到IDR的时长偏移，再加上IDR到源站播放位置的时长偏移，delay＝edge_diff+origin_diff；所述时长偏移delay即为直播延时大小。
5.根据权利要求4所述的直播延时测量系统，其特征在于，所述接收单元包括：接收模块，用于接收直播流，模拟播放过程；
创建模块，用于分别给源站和边缘创建播放缓存队列，即origin_queue和edge_queue。
6.根据权利要求4所述的直播延时测量系统，其特征在于，所述解析单元包括：解析模块，用于解析视频帧，保存视频帧接收时间recv_time，单位为毫秒，对视频帧的解码时间戳做归一化处理；
判断模块，用于执行如下判断：如果视频帧为立即刷新图像IDR，则计算IDR视频帧的md5值idr_hashcode；
存储模块，用于将解析完成的每个视频帧按照接收顺序，依次加入各自播放缓存队列中。
一种直播延时测量方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及视频直播领域，特别是一种直播延时测量方法及系统。
背景技术
[0002] 直播延时是衡量直播性能的一个重要指标，在直播运营中，经常需要测试不同地区，不同CDN厂商的直播延时大小。常规的测试手段主要有：播放同一个直播流，一路来自源站，一路来自边缘，观察对比两路流，计算同一个画面出现的时间间隔；或者在测试直播流中加上时间标记，播放同一个直播流，一路来自源站，一路来自边缘，肉眼观察两路流显示的时间，计算时间的差值；以上几种常规手段都需要人工肉眼辨别，费时费力，效率低下。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种直播延时测量方法及系统，自动测量各CDN和边缘节点的延时数据，展现当前和历史延时数据，提升运维效率。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种直播延时测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005] 1)分别从源站和边缘拉取同一个直播流；
[0006] 2)分别接收两路直播流，模拟视频播放，创建播放缓存队列；
[0007] 3)解析直播流的视频帧，并将解析完成的视频帧依次加入各自播放缓存队列；
[0008] 4)结合播放缓存队列，对比各自播放位置内容的时长偏差，得到直播延时大小。
[0009] 步骤2)的具体实现过程包括：接收直播流，模拟播放过程，分别给源站和边缘创建播放缓存队列，即origin_queue和edge_queue。
[0010] 步骤3)的具体实现过程包括：
[0011] 1)解析视频帧，保存视频帧接收时间recv_time，单位为毫秒，对视频帧的dts(解码时间戳)做归一化处理；
[0012] 2)如果视频帧为立即刷新图像IDR，则计算IDR视频帧的md5值idr_hashcode；
[0013] 3)将解析完成的每个视频帧按照接收顺序，依次加入各自播放缓存队列中。
[0014] 对视频帧dts做归一化处理的具体实现过程包括：
[0015] 1)用变量last_dts_before表示最后归一化前的dts，用变量last_dts_after表示最后归一化后的视频帧时间戳；
[0016] 2)如果第一个视频帧，归一化后的视频帧的dts为零，更新变量last_dts_before＝当前视频帧的dts，last_dts_after＝零，直接退出，返回零；
[0017] 3)计算当前视频帧的dts与上一个视频帧时间戳last_dts_before的差值delta＝dts-last_dts_before；
[0018] 4)更新last_dts_before，归一化前的视频帧last_dts_before＝当前视频帧的dts；
[0019] 5)根据视频帧率计算出每个视频帧间隔normal_interval＝1000毫秒除以帧率。设置视频帧间隔最大值max_dts_interval＝10*普通视频帧间隔，其中普通视频帧间隔取最大值42ms，得到max_dts_interval＝420ms；
[0020] 6)如果delta大于max_dts_interval或者delta小于零，则判断为视频帧跳变，需要修正delta,设置delta为normal_interval；
[0021] 7)归一化后的视频帧的dts＝last_dts_after+delta；
[0022] 8)更新变量：归一化后的视频帧时间戳last_dts_after＝步骤7中得到的归一化后的视频帧的dts；
[0023] 9)返回归一化后的dts，结束。
[0024] 步骤4)的具体实现过程包括：
[0025] 4)在边缘直播流中，每检测到IDR，则去源站播放缓存队列中查找对应IDR是否存在，即对比idr_hashcode是否相等；如果存在，则进入步骤5)，否则跳到步骤1)；
[0026] 5)计算对应的IDR的时长，IDR的时长等于归一化后的视频帧的dts；
[0027] 6)将IDR归一化后的视频帧的dts转换成毫秒数，用idr_timestamp表示转换后的毫秒数；
[0028] 7)计算源站播放时长origin_play_elapsed＝now-first_idr.recv_time，单位毫秒，其中now取当前系统时间，first_idr.recv_time取源站播放缓存队列中第一个IDR的接收时间recv_time；计算边缘播放时长，edge_play_elapsed＝now-edge_first_idr.recv_time,单位毫秒，其中edge_first_idr.recv_time取边缘播放缓存队列中第一个IDR的接收时间；
[0029] 8)计算边缘播放位置与IDR的时长偏移edge_diff＝idr_timestamp-edge_play_elapsed；计算源站播放位置与IDR的时长偏移origin_diff＝origin_play_elapsed-idr_timestamp；计算边缘播放位置与源站播放位置的时长偏移delay，delay等于边缘播放位置到IDR的时长偏移，再加上IDR到源站播放位置的时长偏移，delay＝edge_diff+origin_diff；所述时长偏移delay即为直播延时大小。
[0030] 还包括：
[0031] 9)判断接收直播延时大小是否大于20秒，如果小于，则跳转到步骤1)，否则结束。
[0032] 相应地，本发明还提供了一种直播延时测量系统，其包括：
[0033] 拉取单元，用于从源站和边缘拉取同一个直播流；
[0034] 接收单元，用于分别接收两路直播流，模拟视频播放，创建播放缓存队列；
[0035] 解析单元，用于解析视频帧,解析完成的视频帧依次加入各自播放缓存队列；
[0036] 计算单元，用于结合播放缓存队列，对比各自播放位置内容的时长偏差得到直播延时大小。
[0037] 所述接收单元包括：
[0038] 接收模块，用于接收直播流，模拟播放过程；
[0039] 创建模块，用于分别给源站和边缘创建播放缓存队列，即origin_queue和edge_queue。
[0040] 所述解析单元包括：
[0041] 解析模块，用于解析视频帧，保存视频帧接收时间recv_time，单位为毫秒，对视频帧dts做归一化处理；
[0042] 判断模块，用于执行如下判断：如果视频帧为立即刷新图像IDR，则计算IDR视频帧的md5值idr_hashcode；
[0043] 存储模块，用于将解析完成的每个视频帧按照接收顺序，依次加入各自播放缓存队列中。
[0044] 与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明能够自动测量各个区域，各家CDN直播延时大小，记录并展示历史延时数据，提升了运维效率，为直播平台提供可视化数据支撑，提升了直播平台的便捷性和直播质量稳定性。
附图说明
[0045] 图1为本发明延时计算原理图；
[0046] 图2为本发明直播延时测量流程图；
[0047] 图3为本发明DTS归一化流程图。
具体实施方式
[0048] 本发明整体实现思路如下：
[0049] 1.向直播调度服务请求同一个流在源站和边缘节点的访问URL；
[0050] 2.分别从源站(origin)和边缘(edge)拉取同一个直播流；
[0051] 3.分别接收两路直播流，模拟视频播放，创建播放缓存队列；
[0052] 4.解析视频帧,解析完成的视频帧依次加入各自播放缓存队列；
[0053] 5.结合播放缓存队列，对比各自播放位置内容的时长偏差得到直播延时大小；
[0054] 6.将直播延时数据实时写入elasticsearch存储中；
[0055] 7.部署grafana可视化监控工具或直播质量分析系统，展现直播延时实时和历史数据。
[0056] 具体流程如下：
[0057] 1.分别从源站(origin)和边缘(edge)拉取同一个直播流。
[0058] 2.接收直播码流，模拟播放过程，创建播放缓存队列，分别给源站和边缘创建播放缓存队列，origin_queue和edge_queue；
[0059] 3.解析视频帧，保存视频帧接收时间recv_time，单位毫秒,对视频帧dts做归一化处理，详细步骤见：视频帧dts归一化处理流程；
[0060] 4.如果视频帧为IDR(立即刷新图像)，计算IDR视频帧的md5值idr_hashcode[0061] 5.解析完成的每个视频帧按照接收顺序依次加入各自播放缓存队列中；
[0062] 6.在边缘直播流中，每检测到IDR，则去源站播放缓存队列中查找对应IDR是否存在，即对比idr_hashcode是否相等。如果存在，则进入步骤7，否则跳到步骤3；
[0063] 7.计算对应的IDR的时长，步骤3对dts归一化处理，此时，IDR的时长等于归一化后的dts；
[0064] 8.将IDR归一化后的dts转换成毫秒数，这里用idr_timestamp表示转换后的毫秒数；
[0065] 9.计算源站播放时长，origin_play_elapsed＝now-first_idr.recv_time，单位毫秒，其中now取当前系统时间，first_idr.recv_time取源站播放缓存队列中第一个IDR的接收时间recv_time；
[0066] 10.计算边缘播放时长，edge_play_elapsed＝now-edge_first_idr.recv_time,单位毫秒，其中now取当前系统时间，edge_first_idr.recv_time取边缘播放缓存队列中第一个IDR的接收时间。
[0067] 11.计算边缘播放位置与IDR的时长偏移edge_diff＝idr_timestamp-edge_play_elapsed；
[0068] 12.计算源站播放位置与IDR的时长偏移origin_diff＝origin_play_elapsed-idr_timestamp；
[0069] 13.计算边缘播放位置与源站播放位置的时长偏移delay，也等于边缘播放位置到IDR的时长偏移，再加上IDR到源站播放位置的时长偏移，delay＝edge_diff+origin_diff；
[0070] 14.步骤13的时长偏移delay就是我们所求的直播延时大小，将延时数据delay写入到elasticsearch中；
[0071] 15.判断接收直播流时长是否大于20秒，如果小于，则跳转到步骤3，否则结束；
[0072] 16.结束；
[0073] 视频帧dts归一化处理流程：
[0074] 1.用变量last_dts_before表示归一化前的dts，变量last_dts_after表示归一化后的dts；
[0075] 2.如果是第一个视频帧，归一化的dts为零；设置last_dts_before等于当前视频dts,last_dts_after等于零，退出流程，返回零；
[0076] 3.计算当前视频帧dts与上一个视频帧dts的差值delta＝dts-last_dts_before；
[0077] 4.更新变量：last_dts_before＝当前视频帧的dts；
[0078] 5.根据视频帧率，计算出视频帧间隔normal_interval＝1000ms除以帧率，设置视频帧间隔最大值max_dts_interval＝10*常规视频间隔，其中常规视频间隔取42ms,得到max_dts_interval＝420ms；
[0079] 6.如果delta大于max_dts_interval或者delta小于零，则可以判断为dts跳变,需要修正delta,设置delta为normal_interval；
[0080] 7.归一化后的dts＝last_dts_after+delta；
[0081] 8.更新变量：last_dts_after＝归一化后的dts；
[0082] 9.返回归一化后的dts，结束。
[0083] 本发明可以提前配置多路直播流，多家CDN厂商和边缘节点，实时计算直播延时，并写入elasticsearch存储中。通过elasticsearch API访问直播延时数据，可以根据实际需求，横向对比多家CDN，多个区域边缘节点直播延时大小，也可以纵向对比观察历史延时数据。为直播运营提供了有效的数据支撑，提升了直播平台质量可靠性。
