[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于MPEG-DASH協(xié)議的帶有碼率切換控制和靜態(tài)摘要技術(shù)的在線(xiàn)視頻播控系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410083234.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103974147A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊伯金;謝偉男;蘇菲;趙衍運(yùn);趙志誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04N21/8549
• 分類(lèi)號(hào): H04N21/8549;H04N21/472;H04N21/643
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 陸軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)流媒體領(lǐng)域，更具體地，涉及基于Dash協(xié)議的帶碼率切換控制和靜態(tài)摘要技術(shù)的播控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

MPEG-DASH協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

目前，市場(chǎng)上主流的媒體傳輸規(guī)范包括微軟集團(tuán)的Smooth Streaming、Adobe集團(tuán)的HDS、以及蘋(píng)果集團(tuán)的HLS等，這些規(guī)范都自成一家，沒(méi)有通用性。MPEG-DASH協(xié)議是為了解決不同平臺(tái)下HTTP協(xié)議的通用性而產(chǎn)生的。這一協(xié)議在2011年由MPEG組織批準(zhǔn)，之后它就成為流媒體領(lǐng)域的一個(gè)熱門(mén)話(huà)題，這一協(xié)議可以讓不同的服務(wù)器和客戶(hù)端之間進(jìn)行交互，如果能夠得到發(fā)展，勢(shì)必會(huì)讓流媒體領(lǐng)域發(fā)生重大變革。MPEG-DASH規(guī)范的產(chǎn)生是流媒體視頻自適應(yīng)碼率傳輸不斷走向成熟的至關(guān)重要的一步。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范完成之后，DASH最重要的問(wèn)題就是要有支持這一規(guī)范的實(shí)際產(chǎn)品，現(xiàn)存的一些技術(shù)可以為實(shí)現(xiàn)這些產(chǎn)品提供支撐，在DASH實(shí)現(xiàn)之后，不同平臺(tái)開(kāi)發(fā)的客戶(hù)端和服務(wù)器之間就可以協(xié)同工作。

MPEG-DASH協(xié)議是基于HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的，HTTP流有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，因特網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)化了，可以很好的支持HTTP協(xié)議。比如，CDN網(wǎng)絡(luò)提供局部邊緣高速緩存，可以減少數(shù)據(jù)的長(zhǎng)距離傳輸。另外，HTTP協(xié)議對(duì)防火墻友好，幾乎所有的防火墻配置都支持HTTP的外向連接。HTTP服務(wù)器技術(shù)很常見(jiàn)，因此為數(shù)百萬(wàn)用戶(hù)提供HTTP流支持很劃算。第二，使用HTTP 流，客戶(hù)端可以不用在服務(wù)器上維持會(huì)話(huà)狀態(tài)。因此，支持多用戶(hù)除了HTTP的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用外不會(huì)為服務(wù)器增加額外費(fèi)用，而且CDN可以使用標(biāo)準(zhǔn)HTTP優(yōu)化技術(shù)來(lái)管理它。

在MPEG-DASH協(xié)議中，媒體內(nèi)容被捕獲和存儲(chǔ)在HTTP服務(wù)器中，使用HTTP協(xié)議進(jìn)行傳輸。這些媒體信息在服務(wù)器上存在于兩個(gè)部分：一個(gè)是MPD（媒體表現(xiàn)描述，Media Presentation Description），描述了媒體文件可用內(nèi)容的manifest、可提供的選擇、URL地址和其它特征；另外一個(gè)部分是片段（segment），它是以塊（chunk）方式存儲(chǔ)的單一或多個(gè)文件中的實(shí)際媒體比特流，如圖1所示。

在播放內(nèi)容之前，DASH客戶(hù)端首先得到MPD文件，MPD文件是一個(gè)XML文件，其格式如圖2所示。MPD可以用HTTP、email、指狀存儲(chǔ)器、廣播或其它方式進(jìn)行傳輸。通過(guò)解析MPD文件，DASH客戶(hù)端得到程序事件、媒體信息可用性、媒體類(lèi)型、解決方法、最大和最小帶寬和媒體分量的不同編碼選擇、可訪(fǎng)問(wèn)性特點(diǎn)和需要的DRM（數(shù)字權(quán)限管理，digital rights management）、媒體內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上的位置和其它媒體特點(diǎn)。有了這些信息，DASH客戶(hù)端就可以選擇合適的編碼方式，客戶(hù)端使用HTTP GET向服務(wù)器請(qǐng)求獲取片段。在緩存之后可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的不同吞吐量變化進(jìn)行播放，客戶(hù)端繼續(xù)獲取隨后的片段，并且監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的帶寬波動(dòng)，通過(guò)監(jiān)視和測(cè)量結(jié)果，客戶(hù)端通過(guò)獲取不同方案的片段來(lái)保證足夠的緩存，從而適應(yīng)不同的帶寬。

MPD包含一個(gè)或多個(gè)周期。一個(gè)周期是指媒體文件時(shí)間軸上的一個(gè)時(shí)間集合。每一個(gè)時(shí)間集合都有一個(gè)起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間，包含一個(gè)或多個(gè)適應(yīng)集（adaptation set）。每個(gè)adaptation set提供一個(gè)或多個(gè)媒體分量和它的多種編碼選擇的信息。例如，一個(gè)adaptation set可能包含同一媒體內(nèi)容不同比特率的視頻分量，另一個(gè)adaption set可能包含同一媒體內(nèi)容不同比特率的音頻分量(比如，低質(zhì)量立體聲和高質(zhì)量環(huán)繞聲)，每一個(gè)adaptation set通常包含多個(gè)描述。

一個(gè)表現(xiàn)（Representation）包含同一媒體分量的在不同編碼方式下的片段，與其他表現(xiàn)在比特率、解決方案、通道數(shù)或者其他特征方面不同。每一 個(gè)表現(xiàn)由一個(gè)或多個(gè)片段組成，片段是時(shí)間序列中的媒體流塊（chunk）。每個(gè)片段有一個(gè)URI，它是服務(wù)器上可尋址的地址，可以用HTTP GET或者帶比特范圍的HTTP GET來(lái)下載。

為了使用這種數(shù)據(jù)模型，DASH客戶(hù)端首先解析MPD的XML文件，客戶(hù)端根據(jù)MPD中的描述性元素來(lái)選擇它需要使用的描述，描述性元素包括客戶(hù)端容量和用戶(hù)的選擇。然后客戶(hù)端建立時(shí)間線(xiàn)，開(kāi)始播放所需要的正確的媒體分量。每個(gè)特征的表述包括有關(guān)當(dāng)前片段的信息，這樣可以使每個(gè)分段都用HTTP URI和比特范圍來(lái)進(jìn)行表述。對(duì)于實(shí)時(shí)描述，MPD提供片段的起始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、大概起始時(shí)間和片段的不同持續(xù)時(shí)間。