一. 核心功能

QualityScaler 是 WebRTC 中用于動態調整視頻編碼質量的模塊，主要功能包括：

1. QP 監控：持續監測編碼器輸出的量化參數（QP）

2. 丟幀率分析：跟蹤媒體優化和編碼器導致的丟幀情況

3. 自適應決策：根據 QP 和丟幀率觸發分辨率/幀率調整

4. 異步任務調度：通過延遲任務實現周期性質量檢測

5. 平滑處理：使用指數平滑算法減少 QP 波動影響

二. 核心算法原理

1. 雙閾值決策機制：

   • 當 QP > 高閾值時：觸發降級（降低分辨率/幀率）

   • 當 QP ≤ 低閾值時：觸發升級（提高分辨率/幀率）

2. 丟幀率保護：當總丟幀率 ≥ 60% 時強制降級

3. 指數平滑濾波：

   class QpSmoother {rtc::ExpFilter smoother_;  // 指數平滑濾波器void Add(float sample) { smoother_.Apply(time_delta, sample); }
   }

4. 動態采樣周期調整：

   • 初始快速檢測（快速啟動階段）

   • 根據歷史結果動態調整檢測間隔

   • 公式：delay = sampling_period_ms_ * scale_factor_

三. 關鍵數據結構

// QP 閾值結構體
struct QpThresholds {int low;   // 低閾值（升級邊界）int high;  // 高閾值（降級邊界）
};// 質量檢測結果
enum class CheckQpResult {kInsufficientSamples,  // 樣本不足kNormalQp,             // QP正常kHighQp,               // QP過高（需降級）kLowQp                 // QP過低（需升級）
};// 平滑濾波器
class QpSmoother {rtc::ExpFilter smoother_;  // 指數平滑實現int64_t last_sample_ms_;   // 最后采樣時間
};

四. 核心方法詳解

1. 質量檢測入口：

   void StartNextCheckQpTask() {pending_qp_task_ = std::make_unique<CheckQpTask>(this);pending_qp_task_->StartDelayedTask();  // 啟動延遲檢測任務
   }

2. QP檢測邏輯：

   CheckQpResult CheckQp() const {// 1. 檢查樣本數量是否足夠（默認至少60幀）if (frames < min_frames_needed_) return kInsufficientSamples;// 2. 檢查丟幀率是否超標（≥60%）if (drop_rate >= kFramedropPercentThreshold) return kHighQp;// 3. 檢查QP是否超過閾值if (*avg_qp_high > thresholds_.high) return kHighQp;if (*avg_qp_low <= thresholds_.low) return kLowQp;return kNormalQp;
   }

3. 平滑處理實現：

   void QpSmoother::Add(float sample, int64_t time_sent_us) {int64_t now_ms = time_sent_us / 1000;// 應用指數平滑：新值 = α*當前值 + (1-α)*歷史值smoother_.Apply(now_ms - last_sample_ms_, sample);last_sample_ms_ = now_ms;
   }

五. 設計亮點

1. 動態任務調度：

   • 使用?CheckQpTask?實現自循環檢測

   • 根據歷史結果動態調整檢測頻率

   • 快速啟動模式（fast_rampup_）加速初始檢測

2. 雙通道平滑濾波：

   qp_smoother_high_.reset(new QpSmoother(config_.alpha_high));  // 高閾值通道
   qp_smoother_low_.reset(new QpSmoother(config_.alpha_low));    // 低閾值通道

   使用不同的平滑系數分別處理高低閾值

3. 字段試驗支持：

   QualityScalerSettings settings(field_trials);  // 從字段試驗獲取參數
   sampling_period_ms_ = settings.SamplingPeriodMs().value_or(kMeasureMs);

   允許通過字段試驗動態配置算法參數

4. 丟幀分類統計：

   void ReportDroppedFrameByMediaOpt();  // 媒體優化導致的丟幀
   void ReportDroppedFrameByEncoder();   // 編碼器導致的丟幀

六. 典型工作流程

注釋精要

1. 關鍵參數：

   // 默認檢測周期(ms)
   static const int kMeasureMs = 2000; // 丟幀率閾值(%)
   static const int kFramedropPercentThreshold = 60;// 最小決策幀數(2秒數據)
   static const size_t kMinFramesNeededToScale = 2 * 30;

2. 核心類說明：

   // QP平滑處理器：使用指數平滑算法消除瞬時波動
   class QpSmoother {// α值決定平滑強度：α越大，新值權重越高explicit QpSmoother(float alpha); 
   };// 異步檢測任務：實現周期性的質量評估
   class CheckQpTask {void StartDelayedTask();  // 啟動延遲檢測
   };

3. 自適應觸發邏輯：

   void QualityScaler::CheckQp() {// 優先檢查丟幀率：超過60%立即降級if (*drop_rate >= 60) return kHighQp; // 雙通道平滑QP檢測if (high_smoothed_qp > high_thresh) return kHighQp;if (low_smoothed_qp <= low_thresh) return kLowQp;
   }

該模塊通過智能的QP分析和動態的任務調度，實現了視頻質量的自適應調整，在帶寬波動環境下保持視頻流暢性和清晰度的平衡。