BR102014031884A2 - Method and system for uniform transmission of media content in a distributed content delivery network - Google Patents

Abstract

método e sistema para transmissão uniforme de conteúdo de mídia em uma rede de entrega de conteúdo distribuído. um método e um sistema para transmissão uniforme do conteúdo de mídia em uma rede de entrega de conteúdo distribuído. o método compreende:-codificar arquivos de mídia originais;-prover os arquivos de mídia originais codificados a uma entidade do indexador;-calcular, a dita entidade do indexador, tabelas de salto de índice para todos os arquivos de mídia originais codificados;-induziras tabelas de salto de índice e os arquivos de mídia originais codificados a um servidor de origem;-solicitar um usuário final em um sss um fragmento de fluxo;-recuperar, o sss do servidor de origem, uma tabela de salto do índice específico associada ao fragmento de fluxo solicitado, e utilizando a dita tabela para encontrar e recuperar, do servidor de origem, um bloco do arquivo de mídia original codificado necessário; e-recuperar, o sss, o fragmento de fluxo solicitado do dito bloco do arquivo de mídia codificado, e enviar o fragmento de fluxo solicitado ao usuário final.o sistema é adaptado para implementar o método da invenção.

Description

MÉTODO E SISTEMA PARA TRANSMISSÃO UNIFORME DE

CONTEÚDO DE MÍDIA EM UMA REDE DE ENTREGA DE CONTEÚDO

DISTRIBUÍDO

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção geralmente se refere, em um primeiro aspecto, a um método para transmissão uniforme de conteúdo de mídia em uma rede de entrega de conteúdo distribuído, compreendendo uma transmissão uniforme SSS um fragmento de fluxo solicitado a um usuário final, após recuperar dos arquivos de mídia originais codificados utilizando uma tabela de salto de índice, e mais particularmente a um método que libera o SSS da tarefa de calcular as tabelas de salto de índice, pois são pré-calculadas por meios de uma entidade de indexação externa.

[002] Um segundo aspecto da invenção se refere a um sistema adaptado para implementar o método do primeiro aspecto.

TÉCNICA ANTERIOR

[003] Microsoft Smooth Streaming (MSS) é um protocolo de entrega de vídeo criado pela Microsoft e é implementado em seu Servidor de Informações de Internet da Microsoft (IIS - Internet Information Server).

[004] MSS é utilizado por muitos serviços de assinaturas de vídeo (como o Netflix) e soluções IPTV (como a Plataforma de Vídeo Global da Telefônica).

[005] Algumas características do MSS relevantes são: Entrega de vídeo com taxa de bit múltipla Faixas de áudio múltiplas Múltiplas faixas de legenda Proteção de conteúdo com DRM.

[006] Atualmente, o fluxo de trabalho da Microsoft Content Delivery trabalha da seguinte forma: Ativos de multimídia (vídeo, áudio, legendas) são processados por uma ferramenta da Microsoft chamada Microsoft Expression Encoder: esta ferramenta processa todos os arquivos de entrada e gera um novo conjunto de arquivos MSS que representam o conteúdo pronto para entrega. Estes arquivos gerados incluem um arquivo de manifesto e alguns arquivos de mídia, que contêm um ou mais dos ativos originais prontos para ser fragmentados.

Estes arquivos MSS são então copiados a um Servidor Microsoft executando IIS para realizar a entrega do conteúdo aos usuários finais.

Quando os usuários solicitam começar a visualizar um conteúdo específico, o servidor envia-os o arquivo de manifesto correspondente com a descrição do áudio, vídeo e faixas de legenda disponíveis para este conteúdo. Esta descrição da faixa inclui a qualidade da taxa de bit da faixa e outras características.

Com esta informação os usuários podem então solicitar os fragmentos de fluxo do servidor para uma faixa específica, qualidade e intervalo de tempo.

Quando o servidor recebe um destes: solicitações de faixa, qualidade e intervalo de tempo de MSS pelos usuários, ele carrega alguns arquivos de mídia na memória para computar algumas tabelas para mapear os intervalos de tempo para os intervalos de byte físico.

[007] A figura 1 representa o fluxo do conteúdo padrão ao utilizar as tecnologias da Microsoft. A ingestão e partes em tempo real são separadas para claramente identificar quais os processos estão diretamente relacionados ao processamento em tempo real e questões de distribuição.

[008] A parte da ingestão é apenas realizada uma vez. Neste estágio os arquivos de mídia originais são processados assim eles podem ser servidos como conteúdo de Transmissão Uniforme (Smooth Streaming). Nesta etapa, todos os arquivos SS devem ser copiados em um servidor ISS da Microsoft que pode servir os fragmentos utilizando os arquivos SS.

[009] No estágio de entrega em tempo real o servidor processa qualquer solicitação realizada por usuários finais.

[010] Qualquer processamento que podería ser movido do estágio de entrega em tempo real ao estágio de ingestão ocorrería em economias significativas para a rede de entrega de conteúdo responsável por distribuir este conteúdo.

[011] Qualquer procedimento que podería evitar ter todos os arquivos SS armazenados previamente para servir o conteúdo fornecería economias de armazenamento relevantes no servidor do usuário final, pois o conteúdo podería ser baixado sob demanda.

[012] A seguir, alguns documentos de patente que revelam propostas ligadas aos protocolos do fluxo fragmentado são citados. A maioria deles são centralizados na codificação e métodos de seleção de fluxo, tópicos que não são relacionados à presente invenção.

[013] Algumas destas patentes mencionam um índice, que, conforme será visto abaixo, é um conceito frequentemente utilizado na descrição da presente invenção.

Entretanto, o índice mencionado nestas patentes é o que nas seções anteriores foi chamado de manifesto do conteúdo, que é uma descrição das faixas disponíveis e suas características para um conteúdo específico. Como a descrição da presente invenção mostrará abaixo, este índice da técnica anterior está associado a um conceito que é diferente ao qual a tabela do índice de salto da presente invenção está associada.

[014] US7818444B2 descreve um sistema para servir os fluxos fragmentados e descreve alguns mecanismos para a seleção da qualidade. Menciona os índices, mas, conforme previamente explicado, se referem a o que foi chamado acima de manifestos.

[015] US2010/0189183A1, WO2012/078655A1 e US8325800B2 revelam propostas centralizadas na codificação do fluxo utilizando taxa de bit variável e outras técnicas, US2010/0189183A1 menciona os índices também, mas, novamente, em um sentido não relacionado a quais índices na presente invenção são chamados.

[016] US7 92 5774B2, US8265140B2, US7949775B2 são centralizados nos métodos para os clientes do fluxo de mídia alternarem entre as diferentes qualidades dependendo do estado da conexão e outras considerações. US7925774B2 e US8265140B2 mencionam os índices também, mas no mesmo sentido que os documentos da patente acima têm.

[017] Problemas com as soluções existentes: [018] A transformação dos intervalos de tempo em deslocamento de arquivos físico é direto para fazer quando o número de conteúdos servidos por um servidor é pequeno, mas quando o número de conteúdos servidos em paralelo aumenta, o desempenho do sistema começa a degradar, tornando-o incapaz de servir mais solicitações após um determinado ponto.

[019] Adicionalmente, este cenário apresenta questões de escalabilidade quando o conteúdo tem que ser distribuído entre um conjunto de nós de Serviço. Os diagramas das figuras 2 e 3 mostram as duas possíveis configurações que servem o conteúdo de Transmissão Uniforme utilizando os servidores regulares da Microsoft executando IIS e suas desvantagens.

[020] Configuração A (figura 2): [021] Nesta configuração os arquivos gerados pelo codificador para um conteúdo específico (arquivos SS) devem ser enviado a cada nó de Serviço (MS IIS) para servir qualquer fragmento do fluxo aos usuários finais.

[022] Este cenário coloca as seguintes desvantagens: • Mesmo se um nó de Serviço receber apenas as solicitações para um pequeno subconjunto dos fragmentos de um vídeo, ele precisaria de todos os arquivos que o codificador gerou para este fluxo. Isso incorrería na utilização desnecessária do espaço do cache no disco do nó de Serviço, ou seja, do MS IIS. • Quando o nó de Serviço não teve o arquivo pronto em seu cache, os usuários que solicitam o fluxo notificaria um atraso significativo ao receber uma resposta até o nó de Serviço gerenciar para obter os arquivos de mídia. Uma forma de evitar esta desvantagem é copiar todos os arquivos de conteúdo nos arquivos MMS, que implicaria a utilização ainda mais alta do espaço de cache no disco do nó de Serviço. • As tabelas de salto deverão ser calculadas toda vez pelo nó de Serviço para cada solicitação que aumenta a utilização da CPU do nó de Serviço desnecessariamente.

[023] Configuração B (figura 3): [024] Nesta configuração há apenas um servidor MS ISS com todos os arquivos gerados pelo codificador. Os usuários finais solicitam os fragmentos aos nós de Serviço de proxy, que por sua vez fazem a mesma solicitação ao servidor MS ISS.

[025] Este cenário, embora não tenha o problema de utilização do espaço desnecessária que a Configuração A teve, apresenta as seguintes desvantagens: • Os elementos da rede de origem do MS ISS precisam calcular a tabela de saltos para muitos nós de Serviço diferentes que solicitam os fragmentos a eles. Isso, conforme explicado previamente, com um número suficiente grande de diferentes conteúdos para servir causa uma grande penalidade da CPU nestes servidores. • Como o nó de Serviço solicita apenas os fragmentos ao seu servidor de origem, pois eles recebem as solicitações dos usuários finais, não há pré-aquisição dos dados de fluxo que serão provavelmente solicitados posteriormente pelos mesmos usuários finais. Isso resultaria nos seguintes problemas: [026] O A transferência de dados entre o servidor de origem MS IIS e os nós de Serviço terão todas as informações complementares de um protocolo HTTP fragmentado como a Transmissão Uniforme, que resulta em uma forma menos eficiente de enviar estes dados de mídia comparado ao envio de um grande bloco de fluxo de mídia em uma solicitação.

[027] O Tornará difícil para os nós de Serviço compartilhar seu conteúdo já em cache entre eles.

[028] O Não realizar a pré-aquisição causará uma penalidade constante na latência para o usuário final.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[029] É um objeto da presente invenção prover uma alternativa à técnica anterior, que cobre as lacunas encontradas nela, provendo um método e um sistema que realiza um nivelador de transmissão de mídia do que os da técnica anterior, ou seja, com latência de inicialização de reprodução reduzida e cortes reduzidos durante a reprodução, se houver.

[030] Para esta finalidade, a presente invenção se refere, em um primeiro aspecto, a um método para transmissão uniforme de conteúdo de mídia em uma rede de entrega de conteúdo distribuído, compreendendo: codificar os arquivos de mídia originais por meios de uma entidade de codificação; solicitar um usuário final, através de um dispositivo do cliente do usuário final, em um Smooth Streaming Server (SSS), como i MS IIS, um fragmento de fluxo para uma faixa específica, qualidade e intervalo de tempo de um arquivo de mídia; e - dito SSS utilizando uma tabela de salto do índice específico contendo faixa, qualidade e um mapeamento de intervalos de tempo para o arquivo e intervalos de byte, para recuperar dos arquivos de mídia originais codificados o fragmento de fluxo solicitado e para entregar o último ao dispositivo do cliente do usuário final, através da transmissão uniforme.

[031] Ao contrário dos métodos conhecidos, um do primeiro aspecto da presente invenção compreende realizar as seguintes etapas: - prover, dita entidade de codificação, os arquivos de mídia originais codificados a uma entidade do indexador; - calcular, dita entidade do indexador, as ditas tabelas de salto de índice específicas e outras contendo faixa, qualidade e um mapeamento de intervalos de tempo para o arquivo e intervalos de byte para todos os arquivos de mídia originais codificados; - induzir, dita entidade do indexador, pelo menos as ditas tabelas de salto de índice a um servidor de origem; - induzir, dita entidade de codificação diretamente ou através da dita entidade do indexador, os arquivos de mídia originais codificados ao dito servidor de origem; - recuperar, dito SSS do dito servidor de origem, a tabela de salto do índice específico solicitada das ditas tabelas de salto de índice; ler, o SSS, a tabela de salto do índice específico e buscando qual intervalo de byte e qual bloco do arquivo de mídia original codificado precisa assim pode servir a solicitação do usuário final, - recuperar, dito SSS do dito servidor de origem, o bloco do arquivo de mídia original codificado necessário; e - recuperar, o SSS, o fragmento de fluxo solicitado do dito bloco do arquivo de mídia codificado, e enviar o fragmento de fluxo solicitado ao dispositivo do cliente do usuário final, através da transmissão uniforme.

[032] Para uma realização preferida, o dito servidor de origem é um servidor de origem sem estado, sem necessidade de rastrear a informação referente às solicitações prévias necessárias de acordo com o primeiro aspecto da invenção.

[033] A dita entidade do indexador é externa e independente ao dito SSS.

[034] Para uma realização, o SSS recupera do servidor de origem a dita tabela de salto do índice específico e/ou dito bloco do arquivo de mídia original codificado necessário sob demanda, na recepção da dita solicitação do usuário final.

[035] Para uma realização alternativa, o SSS recupera do servidor de origem a tabela de salto do índice específico e/ou o bloco do arquivo de mídia original codificado necessário pela pré-aquisição das tabelas de salto de índice e/ou blocos do arquivo de mídia original codificado previamente à solicitação do usuário final, o método compreendendo o SSS, na recepção da solicitação do usuário final, verificando se a tabela de salto do índice específico solicitada e/ou o bloco do arquivo de mídia original codificado necessário está dentro da informação pré-adquirida, e se assim diretamente recuperar da dita informação pré-adquirida.

[036] O método do primeiro aspecto da invenção ainda compreende, para uma realização: - calcular, a entidade do indexador, arquivos do quadro principal para rápido avanço e rápido retrocesso de uma reprodução do fluxo, cada arquivo do quadro principal contendo quadros internos para uma qualidade específica de todos os arquivos de vídeo codificados, dos arquivos de mídia originais codificados, em que as tabelas de salto de índice mencionadas acima adicionalmente contêm mapeamentos da faixa, qualidade e intervalos de tempo aos ditos arquivos do quadro principal e intervalos de byte; induzir, a entidade do indexador, os ditos arquivos do quadro principal ao servidor de origem; - solicitar o usuário final, através do dispositivo do cliente do usuário final, ao SSS, um rápido avanço ou rápido retrocesso para um fragmento de fluxo de uma faixa especifica; e - recuperar, o SSS do servidor de origem, do dito arquivos do quadro principal pelo menos a informação necessária do quadro principal ara servir o dispositivo do cliente do usuário final com os quadros necessários de rápido avanço ou rápido retrocesso que permite a realização do dito rápido avanço ou rápido retrocesso solicitado para o dito fragmento de fluxo da dita faixa especifica.

[037] Para uma variante da dita realização, o SSS recupera do servidor de origem a informação necessária do quadro principal através do download dos blocos de arquivos do quadro principal sob demanda, na recepção da dita solicitação do usuário final de rápido avanço ou rápido retrocesso.

[038] Para uma variante alternativa da dita realização, o SSS recupera do servidor de origem a informação necessária do quadro principal pela pré-aquisição dos arquivos do quadro principal quando qualquer fragmento para uma qualidade de fluxo correspondente é solicitada pelo usuário final.

[039] De acordo com uma realização, o bloco do arquivo de mídia codificado é maior do que o fragmento de fluxo solicitado, o método compreendendo o SSS que armazena o dito bloco do arquivo de mídia codificado para diretamente servir as solicitações subsequentes do usuário para os fragmentos de fluxo sem as solicitações ao servidor de origem.

[040] O método compreende, para uma realização, o SSS pré-adquirindo os blocos do arquivo de mídia codificado a fim de servir diretamente as solicitações subsequentes do usuário para os fragmentos de fluxo sem as solicitações ao servidor de origem, a dita pré-aquisição incluindo uma ampla faixa de bytes de arquivos de mídia codificados correspondentes à qualidade de vídeo solicitada, linguagem de áudio ou quadros principais.

[041] Preferivelmente, o método do primeiro aspecto compreende conteúdo de mídia com transmissão uniforme para uma pluralidade de usuários finais através dos vários Smooth Streaming Servers, todos eles bidireccionalmente conectados ao dito servidor de origem para servir os usuários finais realizando as mesmas operações que do dito SSS.

[042] Para uma realização, o método compreende os ditos SSSs compartilhando o conteúdo pré-adquirido entre si.

[043] Um segundo aspecto da presente invenção se refere a um sistema para transmissão uniforme de conteúdo de mídia em uma rede de entrega de conteúdo distribuído, compreendendo: uma entidade de codificação configurada para codificar arquivos de mídia originais; um Smooth Streaming Server SSS configurado e disposto para acessar os arquivos de mídia originais uma vez codificados pela entidade de codificação e para entregar os fragmentos desta a um dispositivo do cliente do usuário final, através da transmissão uniforme; e um dispositivo do cliente do usuário final configurado e disposto para solicitar ao dito SSS um fragmento de fluxo para uma faixa especifica, qualidade e intervalo de tempo de um arquivo de mídia;

[044] em que o dito SSS tem acesso a uma tabela de salto do índice específico contendo faixa, qualidade e um mapeamento de intervalos de tempo para o arquivo e intervalos de byte, e é configurado para utilizar a dita tabela de salto do índice específico para recuperar dos arquivos de mídia originais codificados o fragmento de fluxo solicitado e para entregar o último ao usuário final, através da transmissão uniforme.

[045] Ao contrário dos sistemas conhecidos, o proposto pelo segundo aspecto da invenção implementa o método do primeiro aspecto da invenção, cujo final do sistema ainda compreende: um servidor de origem, preferivelmente um servidor de origem sem estado; e uma entidade do indexador com uma entrada conectada a uma saída da dita entidade de codificação para receber os arquivos de mídia originais uma vez codificados por ela, e configurada e disposta para realizar o dito cálculo das tabelas de salto de índice e sua ingestão ao dito servidor de origem;

[046] em que o dito servidor de origem está disposto para receber pela ingestão os arquivos de mídia originais codificados da entidade de codificação, diretamente ou através da dita entidade do indexador, e é conectado ao dito SSS para recuperar pelo menos a dita tabela de salto do índice específico e o dito bloco do arquivo de mídia codificado necessário; e [047] em que o SSS é configurado para processar as ditas tabelas de salto de índice para realizar a translação direta entre as solicitações com base no tempo e as solicitações do arquivo físico em tempo real.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[048] As vantagens e características anteriores e outras serão mais bem entendidas a partir da descrição detalhada a seguir das realizações, com referência aos desenhos anexos (alguns dos quais, particularmente as figuras 1 a 3, foram utilizados na seção da Técnica Anterior para descrever as propostas convencionais), que devem ser consideradas em uma forma ilustrativa e não ilustrativa, em que: [049] A figura 1 representa o fluxo do conteúdo padrão ao utilizar as tecnologias Microsoft. A ingestão e partes em tempo real são separadas para identificar claramente quais processos estão diretamente relacionados ao processamento em tempo real e questões de distribuição;

[050] As figuras 2 e 3 mostram respectivamente as Configurações A e B da técnica anterior descrita acima para servir o conteúdo de Transmissão Uniforme utilizando os servidores regulares da Microsoft executando IIS;

[051] A figura 4 mostra esquematicamente o sistema do segundo aspecto da invenção utilizado para implementar o método do primeiro aspecto, para uma realização direcionada apenas para servir os fragmentos de fluxo;

[052] A figura 5 ainda mostra esquematicamente o sistema do segundo aspecto da invenção utilizado para implementar o método do primeiro aspecto, para uma leve variação da realização da figura 4;

[053] A figura 6 é um fluxograma que representa a operação realizada pelo SSS para servir um fragmento de fluxo em solicitação, para uma realização do método do primeiro aspecto da invenção;

[054] A figura 7 é um diagrama que descreve o processo de ingestão para entrega de acordo com uma realização do método do primeiro aspecto da invenção direcionado para servir os fragmentos de fluxo;

[055] A figura 8 é análoga à figura 4, mas neste caso o sistema descrito é utilizado para implementar as operações do método do primeiro aspecto da invenção para uma realização direcionada para atender, não apenas, às solicitações dos fragmentos de fluxo, mas também às solicitações de rápido avanço ou rápido retrocesso;

[056] A figura 9 é análoga à figura 5, mas para implementar as operações do método do primeiro aspecto da invenção para atender também às solicitações de rápido avanço ou rápido retrocesso; e [057] A figura 10 é um diagrama que descreve o processo de ingestão para entrega de acordo com uma realização do método do primeiro aspecto da invenção direcionada para servir os fragmentos de fluxo e também aos quadros de rápido avanço.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS VÁRIAS REALIZAÇÕES

[058] O método e sistema da presente invenção provê um mecanismo de alternativa para aumentar a escalabilidade, que, dependendo da realização, inclui algumas ou todas as próximas características: Um estágio adicional a ser realizado após o conteúdo ser preparado pelo Microsoft Expression Encoder que gera a tabela de saltos pré-calculada (arquivos do índice) e tabelas de quadro principal (arquivos do quadro principal) para rápido avanço e retrocesso. Esta etapa é feita no processo de ingestão, assim não há questões de processamento em tempo real. - Um Servidor Microsoft Smooth Streaming otimizado que entende as tabelas pré-calculadas geradas na etapa acima e que podem fazer a translação direta entre as solicitações com base no tempo e solicitações do arquivo físico. Isso é feito em tempo real, assim a translação reduz o tempo de processamento e o tamanho do conteúdo a ser carregado no servidor.

Um servidor de conteúdo padrão (por exemplo, Apache) pode ser utilizado para servir os arquivos SS, índice e quadros principais sob demanda ao MMS Server Otimizado. Desta forma, não é necessário carregar todos os arquivos do conteúdo no Servidor MMS Otimizado.

[059] A figura 4 esquematicamente mostra o sistema do segundo aspecto da invenção utilizado para implementar o método do primeiro aspecto, para uma realização direcionada apenas para servir os fragmentos de fluxo. 0 sistema descrito inclui um fluxo do conteúdo padrão ao utilizar as tecnologias Microsoft da recepção de arquivos de mídia e a codificação e a entrega deste por meios de um Codificador de Expressão 1 padrão, na saída deste uma ferramenta do Indexador/Entidade 2, um Servidor de Origem 3 e vários Servidores MSS Otimizados 4 são conectados.

[060] A figura 5 representa a mesma realização da figura 4, mas com a leve variação do que uma entrada do Servidor de Origem 3 é conectada diretamente a uma saida do Codificador 1 a fim de receber diretamente os arquivos SS, ou seja, os arquivos de mídia originais codificados, do Codificador 1, ou seja, sem passar pela Entidade do Indexador 2.

[061] Para a realização das figuras 4 a 7, a Entidade do Indexador 2 realiza as seguintes operações nos arquivos de entrada, ou seja, em todos os arquivos de mídia originais codificados preparados para a transmissão, ou seja, de acordo com o formato Smooth Streaming File, que segue a especificação ISO/IEC 14496-12:2005 (tecnicamente idêntico ao ISO/IEC 15444-12:2005): [062] Para cada faixa nos arquivos de entrada: - processar todas as caixas MOOF (fragmentos de filme) e MDAT (meta dados); e - processar todas as caixas MFRA (Acesso Aleatório do Fragmento de Filme), e para cada registro de marca e hora em TFRA (Acesso Aleatório do Fragmento da Faixa) geram um deslocamento de arquivo, entrada do tamanho correspondente ao mapeamento de intervalos de tempo mencionado acima para o arquivo e intervalos de byte da tabela de salto.

[063] O Servidor MSS Otimizado 4 realiza as operações indicadas no fluxograma da figura 6 quando recebe as solicitações do usuário, ou seja: Verifica se tem o arquivo do índice correspondente à solicitação do usuário; se não, fará o download do servidor de origem 3 e armazenará no cache para estar pronto para as solicitações subsequentes.

Com o índice disponível, lerá o índice e procurará qual intervalo de byte e qual arquivo SS precisa assim pode servir esta solicitação. - Com esta informação, verificará se tem esta parte do arquivo SS disponível em seu cache, se não fará o download do servidor de origem 3 e armazenará no cache. - Ao fazer o download as partes do arquivo SS do servidor de origem 3, uma estratégica eficiente, que otimizará a origem à eficiência de transferência do serviço do nó e acelerará as solicitações subsequentes do usuário, é fazer o download de um bloco do arquivo SS maior do que é necessário para apenas atender à solicitação do usuário. - Com a parte do arquivo SS correspondente pronta em seu cache, o Servidor MSS 4 pode responder a solicitação do usuário com o fragmento do arquivo SS que corresponde a ela.

[064] O diagrama da figura 7 descreve o processo da ingestão para entrega, para uma implementação específica da realização das figuras 4 a 7, ou seja, para servir apenas os fragmentos de fluxo, e é descrito abaixo.

[065] Na parte da ingestão, um provedor de Conteúdo entrega ao Codificador para que o último os codifique, o Codificador enviando os arquivos codificados ao Indexador (previamente chamado de Entidade/Ferramenta do Indexador) para que o último realize a indexação deste, o Indexador ingere todos os arquivos codificados e o índice para todos os arquivos, ou seja, as chamadas acima de tabelas de salto de índice, ao Servidor de Origem.

[066] Na parte da entrega do diagrama da figura 7, um ou mais usuários final solicitam um fragmento de fluxo Q ao nó de Serviço, ou seja, ao Servidor MSS, a última solicitação ao Servidor de Origem o índice específico para o dito fragmento solicitado, que envia ao nó de Serviço, então o nó de Serviço lê o índice recebido, ou seja, tabela de salto de índice, e com base na informação recebida dele solicita um bloco do arquivo codificado ao Servidor de Origem, o último enviando o bloco solicitado ao nó de Serviço. Então, o bloco de Serviço atende a solicitação do fragmento e ainda as solicitações do fragmento (Q+1...Q+X) recuperando os ditos fragmentos do bloco recebido e enviando aos usuários Final.

[067] Finalmente, seguindo com o diagrama da figura 7, a fim de ter armazenado anteriormente os fragmentos a ser solicitados pelos usuários finais, o nó de Serviço solicita ao Servidor de Origem outro bloco do arquivo codificado a fim de pré-adquirir no cache do nó de Serviço.

[068] Embora não indicado no diagrama da figura 7, as tabelas de salto de índice também podem ser pré-adquiridas no nó de Serviço, para outra implementação da realização das figuras 4 a 7.

[069] O protocolo MSS adicionalmente provê as capacidades de permitir que os players do cliente acelerem o avanço e o retrocesso de uma faixa de vídeo e assista a reprodução do fluxo em uma velocidade mais alta. Estes são acionados pelo player emitindo uma solicitação específica que o servidor trata especialmente.

[070] Quando os servidores Microsoft ISS recebem este tipo de solicitação para uma faixa de vídeo, ele envia uma rápida sucessão de quadros ao usuário, que eles correspondem a um subconjunto dos quadros internos desta faixa. No contexto da codificação de vídeo, os quadros internos, são quadros que são independentemente codificados com relação a qualquer outro quadro do fluxo de video, e assim, eles contêm todas as informações necessárias a ser completamente decodificadas por eles.

[071] Utilizando a implementação descrita acima da realização das figuras 4 a 7 do método e sistema da presente invenção apresenta alguns problemas que implementam esta característica, pois precisam servir, quase ao mesmo tempo, pouca informação dispersa sobre todo o arquivo SS, meios que precisam ter uma grande proporção, se não todos, dos arquivos SS de um fluxo já armazenado nos caches do nó de Serviço quando uma destas solicitações chegar.

[072] A fim de manter as vantagens que o sistema e método da presente invenção provêm e, ao mesmo tempo, poder servir estas solicitações de rápido avanço e rápido retrocesso, as seguintes adições forma desenvolvidas para a configuração inicial, assim constituindo a realização mostrada nas figuras 8 a 10: - Na etapa de indexação, o que foi chamado aqui de arquivos do quadro principal são gerados pela Entidade do Indexador 2. Cada um destes arquivos contém os quadros internos para uma qualidade específica dos arquivos SS. - Ainda na etapa de indexação, o índice resultante, além de conter a faixa, qualidade e intervalos de tempo para o arquivo e intervalo de byte a tabela de saltos, adicionalmente contém mapeamentos da faixa, qualidade e intervalos de tempo aos arquivos do quadro principal e intervalos de byte, assim o diagrama da figura 7 referente ao processo de ingestão para entrega, aplicaria semelhantemente com a adição de arquivos do quadro principal, resultando no diagrama da figura 10.

Diferentes estratégias de download são implementadas no Servidor MSS Otimizado 4 a fim de ter estes arquivos do quadro principal prontos em seus caches. Uma destas estratégias seria fazer download, do Servidor de Origem 3, dos blocos destes arquivos do quadro principal sob demanda. Outra opção, considerando estes arquivos do quadro principal são significativamente menores do que suas contrapartes do arquivo SS completo (aproximadamente 10-15% de seu tamanho) eles poderíam ser completamente pré-adquiridos quando qualquer fragmento para uma qualidade de fluxo correspondente for solicitada por um usuário. - Quando o Servidor MSS Otimizado 4 recebe uma destas solicitações de rápido avanço ou rápido retrocesso, utilizando qualquer uma das estratégias de download mencionadas acima ele obtém a informação necessária do quadro principal em seu cache e serve-o ao usuário.

[073] Considerando isso, os diagramas de configuração previamente mostrados das figuras 4 e 5 se tornariam semelhantes aos das figuras 8 e 9.

[074] O diagrama da figura 10 mostra como o fluxo para servir uma rápida solicitação de avanço seria ao implementar uma estratégia de pré-aquisição para os blocos do arquivo do quadro principal, e difere do diagrama da figura 7 em que o indexador também gera os arquivos do quadro principal e envia-os, com as tabelas de salto de índice, ao Servidor de Origem, e em que ainda inclui as seguintes etapas, para ser realizadas na parte da Entrega: [075] O bloco do arquivo do quadro principal de pré-aquisição do nó de serviço para a qualidade de Q, ou seja, para a qualidade do fragmento Q solicitado, solicitando este bloco ao Servidor de Origem, o último, em resposta à solicitação, enviando o bloco do arquivo do quadro principal solicitado ao nó de serviço. Com este bloco do quadro principal pré-adquirido, o nó do serviço pode atender à solicitação final dos usuários quanto ao rápido avanço (ou rápido retrocesso) para o fragmento Q+X.

[076] Para esta realização das figuras 8 a 10, a operação de indexação em cada arquivo SS incluiría este tratamento do arquivo do quadro principal que resultaria no seguinte: [077] Para cada Faixa de vídeo nos arquivos de entrada, ou seja, dos arquivos de vídeo codificados: [078] Criar um novo arquivo do quadro principal como segue: Para cada fragmento de vídeo: o Ler a caixa MOOF e redimensioná-la a uma amostra descrevendo um quadro interno. o Gravar a dita nova caixa MOOF redimensionada. o Ler a caixa MDAT e redimensioná-la a uma amostra contendo o dito quadro interno. o Gravar a dita nova caixa MDAT redimensionada. Para cada faixa nos novos arquivos de entrada, arquivos que incluem os arquivos de mídia originais codificados e os arquivos do quadro principal criados: Processar todas as caixas MOOF e MDAT.

Processar todas as caixas MFRA, e para cada registro de marca e hora em TFRA gerar um deslocamento de arquivo, entrada do tamanho.

[079] Vantagens da invenção: [080] Com o sistema e método da presente invenção uma distribuição do conteúdo de mídia sobre um conjunto de nós de serviço (Servidores MMS Otimizados) em uma forma mais eficiente é obtido solucionando as questões de escalabilidade encontradas com os mecanismos de entrega convencionais.

[081] Com as configurações propostas, uma origem do servidor sem estado regular contém todos os arquivos de mídia gerados pelo codificador mais um índice e arquivos do quadro principal gerados por uma entidade do indexador. Estes arquivos do quadro principal permitem que os usuários finais acelerem o retrocesso ou avanço de um fluxo que estão reproduzindo.

[082] Quando os nós de serviço recebem uma solicitação para um fragmento de mídia eles primeiro precisam obter este arquivo do índice. O arquivo do índice permite que o nó do serviço converta a solicitação do usuário da faixa, qualidade e intervalo de tempo em um arquivo e intervalo de byte que permite que o nó de serviço solicite um bloco de mídia para um arquivo da origem.

[083] Com esta configuração dos problemas de escalabilidade previamente mencionados são solucionados: • Utilização da CPU não é mais um problema, pois a tabela de salto da faixa, qualidade e intervalo de tempo para arquivar o intervalo de byte já são pré-calculados. • O nó de serviço não precisa desperdiçar espaço em seu cache fazendo o download de todo o conteúdo de mídia para servir alguns fragmentos. • O usuário final nunca deve incorrer em grandes penalidades de latência caso o nó de serviço que solicitam o conteúdo não tenha o conteúdo já em cache, o nó de serviço pode agora pedir a origem para o deslocamento correto do arquivo codificado que ele precisa servir. • Permitir que o nó de serviço tenha esta informação permite que ele peça a origem por um pedaço maior do fluxo de mídia e, assim, irá pré-adquirir o conteúdo que será provavelmente solicitado longe da solicitação subsequente dos usuários finais. Esta pré-aquisição pode incluir uma ampla gama de bytes de arquivos SS correspondentes à qualidade de vídeo solicitada, linguagem de áudio ou quadros principais. • Esta capacidade de pré-aquisição permitirá que os nós de serviço compartilhem o conteúdo mais facilmente entre eles e removerá qualquer informação complementar do protocolo na Configuração B previamente mencionada (figura 3) .

[084] Um técnico no assunto podería introduzir as mudanças e modificações nas realizações descritas sem sair do escopo da invenção como é definido nas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. MÉTODO PARA TRANSMISSÃO UNIFORME DE CONTEÚDO DE MÍDIA EM UMA REDE DE ENTREGA DE CONTEÚDO DISTRIBUÍDO, compreendendo: codificar os arquivos de mídia originais por meios de uma entidade de codificação; solicitar um usuário final, através de um dispositivo do cliente do usuário final, a um Smooth Streaming Server (SSS) um fragmento de fluxo para uma faixa específica, qualidade e intervalo de tempo de um arquivo de mídia; e - o dito SSS utilizando uma tabela de salto do índice específico contendo faixa, qualidade e um mapeamento dos intervalos de tempo para o arquivo e intervalos de byte, para recuperar dos arquivos de mídia originais codificados o fragmento de fluxo solicitado e para entregar o último ao dispositivo do cliente do usuário final, através da transmissão uniforme; em que o método é caracterizado por compreender a realização das seguintes etapas: prover, a dita entidade de codificação, os arquivos de mídia originais codificados a uma entidade do indexador; - calcular, a dita entidade do indexador, a dita específica tabela e outras tabelas de salto de índice contendo faixa, qualidade e uma mapeamento dos intervalos de tempo para arquivo e intervalos de byte para todos os arquivos de mídia originais codificados; - induzir, a dita entidade do indexador, pelo menos as ditas tabelas de salto de índice a um servidor de origem; induzir, a dita entidade de codificação diretamente ou através da dita entidade do indexador, os arquivos de mídia originais codificados ao dito servidor de origem; - recuperar, o dito SSS do dito servidor de origem, a tabela de salto do índice específico solicitada das ditas tabelas de salto de índice; ler, o SSS, a tabela de salto do índice específico e buscando qual intervalo de byte e qual bloco do arquivo de mídia original codificado precisa assim pode servir à solicitação do usuário final, - recuperar, o dito SSS do dito servidor de origem, o bloco do arquivo de mídia original codificado necessário; e - recuperar, o SSS, o fragmento de fluxo solicitado do dito bloco do arquivo de mídia codificado, e enviar o fragmento de fluxo solicitado ao dispositivo do cliente do usuário final, através da transmissão uniforme.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo dito servidor de origem ser um servidor de origem sem estado.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo dito SSS recuperar do dito servidor de origem a dita tabela de salto do índice específico e/ou o dito bloco do arquivo de mídia original codificado necessário sob demanda, na recepção da dita solicitação do usuário final.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo dito SSS recuperar do dito servidor de origem a dita tabela de salto do índice específico e/ou o dito bloco do arquivo de mídia original codificado necessário pela pré-aquisição das tabelas de salto de índice e/ou bloco do arquivo de mídia original codificados previamente à dita solicitação do usuário final, em que o método compreende o SSS, na recepção da dita solicitação do usuário final, verificando se a tabela de salto do índice específico solicitada e/ou o bloco do arquivo de mídia original codificado necessário está dentro da informação pré-adquirida, e se assim diretamente recuperar da dita informação pré-adquirida.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, sendo ainda caracterizado por compreender: - calcular a dita entidade do indexador, arquivos do quadro principal para rápido avanço e rápido retrocesso de uma reprodução do fluxo, cada arquivo do quadro principal contendo quadros internos para uma qualidade específica de todos os arquivos de vídeo codificados, dos arquivos de mídia originais codificados, em que as ditas tabelas de salto de índice adicionalmente contêm mapeamentos de faixa, qualidade e intervalos de tempo aos ditos arquivos do quadro principal e intervalos de byte; - induzir a dita entidade do indexador, os ditos arquivos do quadro principal ao servidor de origem; - solicitar o dito usuário final, através do dito dispositivo do cliente do usuário final, ao dito SSS um rápido avanço ou rápido retrocesso para um fragmento de fluxo de uma faixa específica; e - recuperar o dito SSS do dito servidor de origem, dos ditos arquivos do quadro principal pelo menos a informação necessária do quadro principal para servir o dispositivo do cliente do usuário final com os quadros necessários de rápido avanço ou rápido retrocesso que permite realizar o dito rápido avanço ou rápido retrocesso solicitado para o dito fragmento de fluxo da dita faixa específica.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo dito SSS recuperar do dito servidor de origem a dita informação necessária do quadro principal através do download de blocos de arquivos do quadro principal sob demanda, na recepção da dita solicitação do usuário final de rápido avanço ou rápido retrocesso.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo dito SSS recuperar do dito servidor de origem dito informação necessária do quadro principal pela pré-aquisição de arquivos do quadro principal quando qualquer fragmento para uma qualidade de fluxo correspondente é solicitada pelo dito usuário final.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo dito bloco do arquivo de mídia codificado ser maior do que o fragmento de fluxo solicitado, o SSS armazenando o dito bloco do arquivo de mídia codificado para diretamente servir as solicitações subsequentes do usuário por fragmentos de fluxo sem as solicitações ao servidor de origem.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender, o SSS, pré-adquirindo os blocos do arquivo de mídia codificado a fim de diretamente servir as solicitações subsequentes do usuário para os fragmentos de fluxo sem as solicitações ao servidor de origem, a dita pré-aquisição incluindo uma ampla faixa de bytes dos arquivos de mídia codificados correspondentes à qualidade de video solicitada, linguagem de áudio ou quadros principais.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender a transmissão uniforme do conteúdo de mídia para uma pluralidade de usuários finais através de vários Smooth Streaming Servers, todos eles bidirecionalmente conectados ao dito servidor de origem para servir os usuários finais realizando as mesmas operações que o dito SSS.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender os ditos SSSs compartilhando o conteúdo pré-adquirido entre si.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender a dita entidade do indexador realizando a seguinte operação para cada faixa dos arquivos de mídia originais codificados: - processar todas as caixas MOOF e MDAT; e processar todas as caixas MFRA, e para cada registro de marca e hora em TFRA gerar um deslocamento de arquivo, entrada do tamanho correspondente ao dito mapeamento de intervalos de tempo para o arquivo e intervalos de byte da tabela de salto.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender a dita entidade do indexador realizando as seguintes operações: - para cada faixa dos arquivos de vídeo originais codificados: - criar um novo arquivo do quadro principal como segue: - para cada fragmento de vídeo: - ler a caixa MOOF e redimensiona-la em uma amostra descrevendo um quadro interno; - gravar a dita nova caixa MOOF redimensionada; - ler a caixa MDAT e redimensiona-la a uma amostra contendo o dito quadro interno; - gravar a dita nova caixa MDAT redimensionada; e para cada faixa nos arquivos de entrada que incluem os arquivos de mídia originais codificados e os arquivos do quadro principal criados: - processar todas as caixas MOOF e MDAT; e processar todas as caixas MFRA, e para cada registro de marca e hora em TFRA gerar um deslocamento de arquivo, entrada do tamanho.

14. SISTEMA PARA TRANSMISSÃO UNIFORME DE CONTEÚDO DE MÍDIA EM UMA REDE DE ENTREGA DE CONTEÚDO DISTRIBUÍDO, que compreende: - uma entidade de codificação (1) configurada para codificar os arquivos de mídia originais; - um Smooth Streaming Server (4), SSS, configurado e disposto para acessar os arquivos de mídia originais uma vez codificados pela entidade de codificação (1) e para entregar os fragmentos a um dispositivo do cliente do usuário final, através da transmissão uniforme; e - um dispositivo do cliente do usuário final configurado e disposto para solicitar ao dito SSS (4) um fragmento de fluxo para uma faixa específica, qualidade e intervalo de tempo de um arquivo de mídia; em que o dito SSS (4) tem acesso a uma tabela de salto do índice específico contendo faixa, qualidade e um mapeamento dos intervalos de tempo para arquivo e intervalos de byte, e é configurado para utilizar a dita tabela de salto do índice específico para recuperar dos arquivos de mídia originais codificados o fragmento de fluxo solicitado e para entregar o último ao usuário final, através da transmissão uniforme; em que o sistema é caracterizado por implementar o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, cujo final o sistema ainda compreende: - um servidor de origem (3); - uma entidade do indexador (2) com uma entrada conectada a uma saída da dita entidade de codificação (1) para receber os arquivos de mídia originais uma vez codificados, e configurada e disposta para realizar o dito cálculo das tabelas de salto de índice e sua ingestão ao dito servidor de origem (3); em que dito servidor de origem (3) está disposto para receber e pela ingestão dos arquivos de mídia originais codificados da entidade de codificação (1), diretamente ou através da dita entidade do indexador (2), e é conectado ao dito SSS para recuperar pelo menos a dita tabela de salto do índice específico e o dito bloco do arquivo de mídia codificado necessário; e em que o dito SSS (4) é configurado para processar as ditas tabelas de salto de índice para realizar a translação direta entre as solicitações à base de tempo e solicitações do arquivo físico em tempo real.

15. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo dito servidor de origem (3) ser um servidor de origem sem estado.