CN102763396B - 用于在http流传输中进行表示切换的方法和装置 - Google Patents

用于在http流传输中进行表示切换的方法和装置 Download PDF

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Abstract

在通信系统中的HTTP流传输会话期间进行表示切换的方法中，将可用表示布置(S10)到组中；提供(S20)对所述组及其相应的表示进行识别的信息；以及基于所提供的组识别信息来切换(S30)表示。

Description

用于在http流传输中进行表示切换的方法和装置
技术领域
本公开大体上涉及通信网络，具体地，涉及在这种网络中的HTTP流传输期间进行增强表示切换的方法和装置。
背景技术
针对媒体内容(具体地，视频)的HTTP(超文本传输协议)流传输的关注日益增加。最近，这已经超过了简单的渐进式下载，给出了两个新的特征：自适应和实况内容。对此进行实现的方式是将内容分为多个段或文件，每个段或文件对应于小的内容间隔，例如，10秒的内容。向客户端提供了清单(manifest)文件或等效的文件，其列出了不同的段和从何处取得这些段，以及客户端逐一地取得这些段。划分为经由标准web协议(如，HTTP)取得的不同段/文件的该划分也被称为是高速缓存友好的，或者CDN(内容分发网络)友好的，因为与基于例如RTSP(实时流传输协议)的协议的流传输服务器相比，其不需要服务器或者高速缓存中的任何状态。使用间隔和段，多个级别是可能的。例如，可以通过改变在一个间隔期间的内容来进行广告插入，然后，在下一个间隔中返回内容流。
通过提供多个版本(例如，媒体内容的表示)来实现自适应，以使得在给定网络性能/下载时间的情况下，客户端可以选择被估计为最佳的版本。从客户端的角度来看，如果不同版本的段具有相同的持续时间，使得客户端针对每个段下载，可以简单地做出选择哪个版本的决定，则自适应是最容易解决的。
参与到HTTP流传输会话中的客户端节点面临着两个主要困难。首先，为了使最优流传输会话成为可能，客户端必须能够高效和无缝地从一个表示切换到另一个表示。这确保了媒体会话的最优回放质量，而不需要不必要的缓存或停机时间，同时确保了对可用资源的高效利用。从而，客户端需要能够以可靠和有利的方式来执行表示切换。其次，客户端面临着对相同媒体段的多个可用表示的选择，并从而需要能够在每个时刻选择提供最优观看体验的表示。从而，客户端需要能够选择其当前会话的最优表示。
基于以上，需要在媒体的流传输会话期间进行用于客户端的表示的最优选择，以及需要用于客户端的高效表示切换。
发明内容
本公开旨在避免一些上述问题，并在HTTP流传输会话期间呈现增强表示切换。
本公开的第一方面提出了用于在通信系统中的HTTP流传输会话期间进行表示切换的方法，包括以下步骤：将可用表示布置到组中；提供对所述组及其相应的表示进行识别的信息；以及基于所提供的组识别信息来切换表示。
本公开的第二方面提出了在HTTP服务器节点中的方法，包括以下步骤：将可用表示布置到组中；以及向客户端节点提供对所述组及其相应的表示进行识别的信息。
本公开的第三方面提出了在HTTP客户端节点中进行表示切换方法，包括以下步骤：接收对包括媒体内容的一个或多个表示在内的组进行识别的信息；以及基于所提供的组识别信息来选择和切换表示。
本公开的第四方面提出了HTTP流传输服务器节点，该节点包括：组布置单元，被配置为将可用表示布置在组中；以及信息提供器，被配置为向HTTP客户端提供对所述组及其相应的表示进行识别的信息。
本公开的第五方面提出了HTTP流传输客户端节点，该节点包括：组识别接收机，被配置为接收对包括媒体内容的一个或多个表示在内的组进行识别的信息；以及表示开关，被配置为基于所提供的组识别信息，选择并切换表示。
本公开的优点包括使得客户端可以在HTTP流传输会话期间选择和切换到最优表示。
附图说明
通过参考与附图相结合的以下描述，可以最好地理解本发明及其其他目标和优点，在附图中：
图1是根据本公开的方法的实施例的流程图；
图2是根据本公开的在服务器节点中的方法的实施例的流程图；
图3是根据本公开的在客户端节点中的方法的实施例的流程图；
图4是根据本公开的服务器节点和客户端节点的实施例；
图5示出了不同的表示；
图6示出了本公开的示意实现。
具体实施方式
在全部附图中，相同的附图标记用于相似或者对应的单元。
如在背景技术中阐述的，需要在媒体的流传输会话期间进行用于客户端的表示的最优选择，以及需要用于客户端的高效表示切换。为了使最优的流传输会话成为可能，客户端需要能够高效和无缝地从一个表示切换到另一个表示。这确保了媒体会话的最优回放质量，而不需要不必要的缓存或停机时间，同时确保了对可用资源的高效利用。此外，客户端面临着对相同媒体段的多个可用表示的选择，并从而需要能够在每个时刻选择提供最优观看体验的表示。从而，客户端需要能够选择其当前会话的最优表示。
发明人已经认识到：通过在客户端和服务器之间，或者在客户端和中间支持节点之间，提供对与可用表示有关的信息的交换或信号通知，以及提供使得客户端可以执行高效的表示切换并选择最优表示的任何信息的交换或信号通知，上述的两个场景都可以得到帮助并缓解。优选地，在服务器和接收客户端之间，可以在所谓清单文件中信号通知该信息。另一备选是经由某个中间支持节点来提供信息。
本发明的第一方面是从服务器向客户端信号通知HTTP流传输段的特性。一般而言，可以存在例如覆盖很多不同的设备、分辨率或不同编解码的很多表示。当然，客户端可以在所有不同的表示之间进行自由选择，然而为了获得最优结果以及表示之间的平滑切换，我们引入了对客户端的切换过程进行简化的清单文件中的信令。这是通过将表示分成“组”的概念来完成的。
将参考图1来描述根据本公开的方法的实施例。初始时，将可用表示布置S10为组。可以通过用例如切换ID对各个表示进行标记，来执行该布置，该切换ID是基于对各个段的具体特性进行识别的预定组标签的集合的。这种标签可以指示例如：在回放期间，有可能(不可能)在段边界处或者其他位置上的组的表示之间进行切换。指示了在段边界处有可能进行切换的使用相同切换ID来标记的表示的示例是仅在比特速率方面不同的两个表示。指示了切换不适当的具有相同切换ID的组内布置的表示的另一对比示例可以包括具有不同语言或纵横比的表示。
向流传输客户端节点或中间节点提供S20(例如，在清单文件中)识别表示组及其表示的信息(例如，切换ID)。随后，客户端基于所提供的组识别信息(例如，切换ID或切换标签)从当前识别切换S30到新的或者优选的表示。
此外，定义另一个组(以及切换ID或标签)，以信号通知或指示在段边界处可以在比特流级别上执行切换。当切换不可能时的一个这种示例是当存在跨跃了段边界的预测时。
图5中示出了各种组的示例。在图中示出了3个不同的组，即比率组(所有的段具有相同的视频纵横比)、语言组(所有的表示属于相同的语言)和比特流级别组(表示仅在比特速率上有差异)。如图中指出的，可以使用多个切换ID来识别一个表示，例如，一个表示可以属于不同的组。
因此，由于清单文件中添加的信息，客户端能够以更高效的方式执行表示切换，这提高了观看或收听体验。
如前所述，第二方面是当在服务器侧提供了多个可用表示时，对于客户端而言，哪个是要选择的最优选项并不总是清楚的。例如，当带宽允许时，倾向于选择具有最高比特速率的表示。然而，当例如两个视频具有类似的质量，对高比特速率的视频进行了MPEG-2编码以及对低比特速率的视频进行了H.264编码时，这不总是正确的。
还参考图1，将描述根据本公开的方法的另一实施例。如前指示的，当面临多个可用表示时，虽然有加标签或分组的表示，客户端仍然需要能够进行最优表示选择。
因此，通过对组区分优先级S21，或通过对各个组内的表示区分优先级S23，或这二者的组合，可以对可用表示区分优先级S21、S23。然后，可以将区分优先级次序的指示与切换ID或标签一起(或分别)向客户端提供S22、S24。从而，使得客户端可以选择最优表示。
作为示例，在清单文件中的不同标签下，信号通知区分优先级排序。排序是服务器推荐的列表，其中，将列表上的最高表示视为最佳选择。表示的优先级如列表所指示的顺序下降。标签信令伴随着表示与在什么标准下管理该排序的排序。
参考图2，将描述在流传输服务器节点中的方法的实施例。通过与以上相对应的方式，基于对段切换在段边界处是可能的(或者不可能)或者比特流切换是可能的进行指示的相应切换ID或者标签，或者一些其他的标签或切换ID，对多个可用表示加标签并布置在组中S110。向客户端节点提供组识别信息或切换ID或标签，以使客户端能够选择最优表示。
根据另一实施例，可以对各种表示和/或组区分优先级S121、S123，并且可以向客户端提供S122、S124与优先级有关的指示。优先级指示可以是对在组内或组间选择表示的优选次序进行指示的简单列表。优选地，在清单文件或类似方式中向客户端提供与区分优先级有关的指示。
下面接着的是在HTTP流传输服务器节点中的方法的实施例的几个示例。
第一，服务器节点(或者是节点中管理内容创建过程的人/系统)可以将其认为在回放期间可切换的内容分组在一起S110，并将其加以信号通知S120。第二，服务器节点可以根据例如客户端友好性之类的因素，选择对比特流以下述方式编码和分段：使得可能在比特流级别上进行拼接，即，不重新配置解码器。也将其加以信号通知。
第三，服务器节点可以在切换组内和在没有切换组的情况下执行排序S121、S123。对在不同的标签下如何执行排序有多个备选，即：
-基于计算机分析进行排序(复杂度、比特速率...)
-专家推荐，可以是计算机工程师/网络专家/艺术家/电影评论家...
-赞助商干预。如果没有广告，则将视频排得更高
有利地，在流的清单文件(或者媒体呈现描述)中执行服务器至客户端信令S122、S124。对于排序信令，客户端可以针对其需要什么类型的标签排序与服务器节点协商，以及服务器可以根据需要发送列表。
将参考图3描述在客户端节点中用于表示切换的方法的实施例。在回放期间，例如，在流传输会话期间，客户端节点接收S220对媒体内容的表示的组进行识别的信息。然后基于接收到的信息，客户端选择下一个表示，并从其当前的表示切换S230到所选择的表示。此外，客户端节点可以基于一些预定的质量标准来执行对接收到的表示或者表示的组的区分优先级S221、S223或者排序，并基于优先级指示来选择其后续表示。可以由客户端节点执行区分优先级，或者从服务器节点提供区分优先级(要么作为清单文件中的必选项，要么根据来自客户端节点的请求)。
可以基于在当前切换ID和所选择的表示之间的比较，来执行选择和切换步骤。根据一个实施例，如果当前表示和所选择的或优选的表示共享公共的切换ID，则可以在后续的段边界处立即执行切换。或者如果当前表示或者所选择的表示没有共享公共的切换ID，则可以响应于切换重新初始化解码器。
下面是根据本公开的客户端节点中的实施例的几个示例。
针对段切换，并在HTTP流传输会话的回放期间，客户端可以选择在段边界上自适应，或者在其他固定的时间点处自适应。当选择自适应时，客户端可以进行以下操作：
1)创建具有相同切换ID的表示的列表(即，属于相同的组)
2)从表示的该列表选择满足标准的当前集合(例如，比特速率、支持的编解码等等)的最佳表示
针对比特流切换(相同的分辨率、相同的编解码和简档/级别，没有跨跃切换边界的预测)并在HTTP流传输会话的回放期间，客户端可以选择在段边界上自适应。当选择自适应时，客户端可以进行以下操作：
1)创建具有相同切换ID的表示的列表
2)从表示的该列表选择满足标准的当前集合(例如，比特速率、支持的编解码等等)的最佳表示
3)如果新的和旧的表示在相同的比特流切换组中，可以向解码器发送新的比特流段，而无需其他动作(例如，没有解码器拆除)。如果新的和旧的表示属于不同的比特流切换组，必须在该切换时重新初始化解码器。这可以涉及下载新的元数据，或者选择能够解码具有更高的简档/级别的比特流(复杂比特流)的备选解码器。
注意到，当客户端选择表示(即，可以将切换组添加到标准的集合)时，可以将第3点视为已经在第2点下。
最后，在回放期间，以及甚至在初始启动期间，客户端可以具有在不同特性之间选择的多个表示。客户端可以进行以下操作来选择播放哪个表示：
1)创建满足标准的当前集合(例如，比特速率、支持的编解码等等)的表示的列表
2)从该表示的列表中，选择具有最高表示次序的表示。备选地，表示次序可以与其他因素相结合，以帮助对表示的决定。
上述信令可以是隐式的或者显式的。例如，可以指定缺省值。
将参考图4来描述系统的一些实施例，该系统包括至少一个HTTP流传输服务器节点100和至少一个HTTP流传输客户端节点200。如连接服务器节点100和客户端节点200的被标记为流传输媒体内容的箭头所指示的，这两个单元参与到流传输会话中，其中，客户端节点200从服务器节点100取得或收集特定的当前表示的内容。
除了通用输入/输出单元I/O之外，根据本公开的HTTP服务器节点100包括组布置单元110，用于将可用表示布置或分到组中。布置单元110被配置为：向每个表示提供将该表示识别为属于多个可用组中的一个或多个组的相应切换ID或标签。此外，服务器节点100包括信息提供器120，信息提供器120向与服务器节点100的流传输会话中涉及的HTTP客户端节点200提供对组及其表示进行识别的信息。
此外，根据具体的实施例，服务器节点100包括组优先级区分器121和表示优先级区分器123中的一个或两个，组优先级区分器121用于对组进行排序或区分优先级，并将与优先级有关的指示与切换ID一起提供，表示优先级区分器123用于对每个组内的表示区分优先级或排序，并提供与区分优先级有关的指示，优选地，向客户端节点200或者其他中间节点提供。
除了通用输入/输出单元I/O之外，根据本公开的HTTP流传输客户端节点200包括：组识别接收机220和开关230，组识别接收机220被配置为接收对包括媒体内容的一个或多个表示在内的组进行识别的信息，开关230被配置为基于所提供的组识别信息来选择和切换表示。
此外，根据具体实施例，HTTP流传输客户端节点200包括组优先级区分器221和/或表示优先级区分器223，组优先级区分器221用于对组进行排序或区分优先级，并将与优先级有关的指示与切换ID一起提供，表示优先级区分器223用于对每个组内的表示区分优先级或排序。此外，开关230适于：还基于区分优先级信息来切换表示。
可以使用任何传统技术在硬件中实现上面描述的步骤、功能、过程和/或块，所述传统技术例如是分立电路或集成电路技术，包括通用电子电路和专用电路。
备选地，可以在供合适的处理设备执行的软件中实现上述步骤、功能、过程和/或块中的至少一些，所述处理设备例如是微处理器、数字信号处理器(DSP)、和/或任何合适的可编程逻辑器件，如现场可编程门阵列(FPGA)器件。
还应该理解，重复使用网络节点的通用处理能力是可能的。例如，这可以通过对现有软件重新编程或者通过添加新的软件组件来执行。
可以将软件实现为计算机程序产品，计算机程序产品通常在计算机可读介质上执行。从而，可以将软件加载到计算机的操作存储器中，以由计算机的处理器来执行。计算机/处理器不是必须专用于仅执行上述步骤、功能、过程和/或块，而是还可以执行其他的软件任务。
下面，将参考图6来描述计算机实现的示例。计算机300包括处理器310、操作存储器320和输入/输出单元330。在该具体的示例中，以软件325来实现上述步骤、功能、过程和/或块中的至少一些，软件325被加载到操作存储器320中，以由处理器310执行。处理器310和存储器320经由系统总线彼此互连，以进行正常的软件执行。I/O单元330可以经由I/O总线与处理器310和/或存储器320互连，以进行相关数据的输入和/或输出(例如，输入的参数和/或所产生的输出参数)。
通过应用本公开的各种实施例，客户端选择当前HTTP流传输会话的媒体内容的最优表示是可能的。
应当将上述实施例理解为本发明的一些说明性示例。本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对实施例进行各种修改、组合和改变。具体地，只要技术上可能，可以按照其他配置来组合不同实施例中的不同部分解决方案。然而，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种在通信系统中的媒体内容的HTTP流传输会话期间进行表示切换的方法，所述媒体内容被划分为多个段，每个段对应于所述媒体内容的时间间隔，以及段的多个表示可用，所述方法的特征在于：
在服务器节点中将媒体内容的段的可用的所述多个表示布置(S10)到组中，所述布置基于使用组识别信息来标记每个表示，所述组识别信息识别每个段的具体特性，所述组识别信息指示在流传输期间在组的表示之间切换是否恰当；
所述服务器节点向所述系统中的客户端节点或中间节点提供(S20)对媒体内容的段的所述组及其相应的表示进行识别的所述组识别信息；
基于所提供的组识别信息来选择下一个表示，以及在所述客户端节点中，从媒体内容的段的当前表示切换(S30)到所选择的表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述服务器节点基于提供的所述信息，对所述组区分优先级(S21)，以及将对所述区分优先级的指示与识别所述组的所述信息一起向所述客户端节点或所述中间节点提供(S22)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：还对每个所述组内的表示区分优先级(S23)，以及将与所述区分优先级有关的指示与识别所述组的所述信息一起向所述客户端节点或所述中间节点提供(S24)。
4.一种在与至少一个客户端节点的媒体内容的HTTP流传输会话期间在服务器节点中使用的方法，所述媒体内容被划分为多个段，每个段对应于所述媒体内容的时间间隔，以及段的多个表示可用，所述方法的特征在于
将媒体内容的段的可用的所述多个表示布置(S110)到组中，所述布置基于使用组识别信息来标记每个表示，所述组识别信息识别每个段的具体特性，所述组识别信息指示在流传输期间在组的表示之间切换是否恰当；
向所述至少一个HTTP客户端节点提供(S120)对媒体内容的段的所述组及其相应的表示进行识别的所述组识别信息，以使得所述HTTP客户端节点能够基于所提供的组识别信息来选择下一个表示并从当前表示切换到所选择的表示。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于以下步骤：基于提供的所述信息，对所述组区分优先级(S121)，以及将对所述区分优先级的指示与识别所述组的所述信息一起提供(S122)。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：还对每个所述组内的媒体内容的段的表示区分优先级(S123)，以及将与所述区分优先级有关的指示与识别所述组的所述信息一起提供(S124)。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在媒体呈现描述或清单文件中提供所述组信息和区分优先级信息。
8.一种在与至少一个HTTP流传输服务器节点的媒体内容的HTTP流传输会话期间在HTTP客户端节点中进行表示切换的方法，所述媒体内容被划分为多个段，每个段对应于所述媒体内容的时间间隔，以及段的多个表示可用，所述方法的特征在于：
接收(S220)对包括媒体内容的段的可用的所述多个表示中的一个或多个表示在内的组进行识别的信息，所述组被布置为基于使用组识别信息来标记每个表示，所述组识别信息识别每个段的具体特性，所述组识别信息指示在流传输期间在组的表示之间切换是否恰当；
基于所接收的组识别信息来选择下一个表示，以及从媒体内容的段的当前表示切换(S230)到所选择的表示。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：对媒体内容的段的所述表示区分优先级(S221、S223)，以及基于所述区分优先级从媒体内容的段的当前表示切换到所选择的表示。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述区分优先级步骤(S221)包括从所述HTTP流传输服务器节点接收区分优先级信息。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述区分优先级步骤(S223)包括所述客户端执行所述区分优先级。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于以下步骤：将媒体内容的段的当前表示的组ID与所选择的表示的组ID相比较，以及基于所述比较来执行切换。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：媒体内容的段的所述当前表示和所选择的表示共享公共的组ID，以及在后续的段边界处立即执行自适应。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：媒体内容的段的所述当前表示和所选择的表示属于不同的组ID，然后响应于所述切换/自适应来重新初始化解码器。
15.一种服务器节点(100)，被配置为向布置在通信网络中的至少一个客户端节点提供媒体内容的段的表示，所述媒体内容被划分为多个段，每个段对应于所述媒体内容的时间间隔，以及段的多个表示可用，所述服务器节点(100)的特征在于：
组布置单元(110)，被配置为基于使用组识别信息来标记每个表示，将媒体内容的段的可用的多个表示布置在组中，所述组识别信息识别每个段的具体特性，所述组识别信息指示在流传输期间在组的表示之间切换是否恰当；
信息提供器(120)，被配置为向所述至少一个客户端节点提供对媒体内容的段的所述组及其相应的表示进行识别的所述组识别信息，以使得所述客户端节点能够基于所提供的组识别信息来选择下一个表示并从当前表示切换到所选择的表示。
16.根据权利要求15所述的服务器节点，其特征在于：
组优先级区分器(121)，被配置为基于提供的所述信息对所述组区分优先级，以及将对所述区分优先级的指示与识别所述组的所述信息一起提供。
17.根据权利要求15或16所述的服务器节点，其特征在于：
表示优先级区分器(123)，被配置为对每个所述组内的媒体内容的段的表示区分优先级，以及将与所述区分优先级有关的指示与识别所述组的所述信息一起提供。
18.一种HTTP流传输客户端节点(200)，被配置为从布置在通信网络中的至少一个服务器节点接收媒体内容的段的表示，所述媒体内容被划分为多个段，每个段对应于所述媒体内容的时间间隔，以及段的多个表示可用，所述客户端节点(100)的特征在于：
组识别接收机(220)，被配置为接收对包括媒体内容的段的可用的所述多个表示中的一个或多个表示在内的组进行识别的信息，所述组被布置为基于使用组识别信息来标记每个表示，所述组识别信息识别每个段的具体特性，所述组识别信息指示在流传输期间在组的表示之间切换是否恰当；
开关(230)，被配置为基于所接收的组识别信息来选择下一个表示，以及从媒体内容的段的当前表示选择并切换到所选择的表示。
19.根据权利要求18所述的客户端节点，其特征在于：
组优先级区分器(221)，被配置为基于提供的所述信息对所述组区分优先级，以及将对所述区分优先级的指示与识别所述组的所述信息一起提供，以及所述开关(230)适于：还基于所述区分优先级信息来切换媒体内容的段的表示。
20.根据权利要求18或19所述的客户端节点，其特征在于：
表示优先级区分器(223)，被配置为对每个所述组内的媒体内容的段的表示区分优先级，以及将与所述区分优先级有关的指示与识别所述组的所述信息一起提供，以及所述开关(230)适于：还基于所述区分优先级信息切换媒体内容的段的表示。
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