CN100411433C - 一种数字电视直播回放系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字电视直播回放系统及方法，包括有前端系统、广播及双向交互网络及用户接收终端；通过于前端系统中设置节目采集子系统、存储与视频子系统、命令处理服务器、数据库服务器及节目导航服务器，将直播节目录制在前端存储服务器中，用户在需要观看存储在前端服务器中的节目的时候，存储服务器通过视频服务器向用户传送该节目，同时可以通过向视频服务器发送暂停、快退、快进、定位等指令，以完成暂停、快退、快进、定位等操作。

Description

一种数字电视直播回放系统及方法

【技术领域】

本发明涉及一种数字电视直播回放系统及方法，特别涉及一种实现终端用户在观看直播节目时对节目进行录制、暂停、快退、快进、定位等操作的直播回放系统及方法。

【背景技术】

当今，互动电视技术在数字电视中的应用越来越受到广大消费者的青睐，而针对直播节目的直播回放功能是互动电视的重要组成部分；直播回放是用户在观看数字电视直播节目的过程中，可以选择对直播节目进行暂停、快退、快进、定位等操作，直播回放是数字电视的一个非常重要的增值应用。目前，通过在数字电视机顶盒上增加额外硬盘来开展直播回放应用已经取得了巨大的成功。但需要在机顶盒上增加一个硬盘，这不仅使得机顶盒的硬件成本大大增加，限制了用户数量的增长，而且硬盘的增加也使得机顶盒的稳定性和可用性降低。另外一方面，由于机顶盒上硬盘空间是固定的，一些不常使用直播回放功能的用户，机顶盒硬盘空间十分空闲，而另外一些经常使用直播回放功能的用户，机顶盒硬盘空间不够用，不得不经常升级自己的机顶盒配置，造成资源的巨大浪费。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明提供了一种可用性强、且硬件成本较低的数字电视直播回放系统及方法。

为实现上述目的，本发明数字电视直播回放系统包括有前端系统、广播及双向交互网络及用户接收终端；其中前端系统包括节目采集子系统、视频与存储子系统、命令处理服务器、数据库服务器及节目导航服务器；节目采集子系统包括有节目采集管理工作站和编码器或转码器，根据节目导航服务器中存储的电子节目指南信息自动控制编码器或转码器进行节目编码/转码和录制；存储与视频子系统包括有存储节目的存储服务器、将存储服务器中的音视频节目送达到终端用的视频服务器和调制器。

本发明数字电视直播回放的方法主要包括如下步骤：

a.提供一具有节目采集子系统、存储与视频子系统、命令处理服务器、数据库服务器及节目导航服务器的前端系统；其中，节目采集子系统包括有节目采集管理工作站和编码器或转码器，节目采集管理工作站可以根据节目导航服务器中存储的EPG信息自动控制编码器或转码器进行节目编码/转码和录制；存储与视频子系统包括有存储服务器、视频服务器和调制器，存储服务器存储自编码器送来的节目，视频服务器根据命令处理服务器的指令，将存储在存储服务器中的音视频节目播送到有线电视网络，并最终送达到终端用户；数据库服务器用于节目信息的存储与管理；节目导航服务器收集节目导航信息，并为节目采集工作站和命令处理服务器提供节目导航信息；命令处理服务器接收终端用户的请求命令，查询数据库和节目导航信息，控制视频服务器播放相应的节目，同时将节目导航信息发给终端用户。

b.提供用于传输信息的广播及双向交互网络；

c.提供具有回传接口和直播回放模块的数字电视机顶盒或者数字电视

机顶盒一体机作为用户接收终端；

相较于现有技术，本发明通过于前端系统中设置节目采集子系统、存储与视频子系统、命令处理服务器、数据库服务器及节目导航服务器，将直播节目录制在前端存储服务器中，用户在需要观看存储在前端服务器中的节目的时候，存储服务器通过视频服务器向用户传送该节目，同时可以通过向视频服务器发送暂停、快退、快进、定位等指令，以完成暂停、快退、快进、定位等操作。

【附图说明】

图1是本发明数字电视直播回放系统原理结构框图；

图2是本发明数字电视直播回放系统的机顶盒与前端系统命令交互流程框图；

图3是本发明数字电视直播回放系统的机顶盒端操作与节目切换过程图；

图4是本发明数字电视直播回放系统前端系统节目播放流程图。

【具体实施方式】

请参照图1所示，本发明数字电视直播回放系统包括前端系统1、广播网络2与双向交互网络3、以及用户接收终端4。其中前端系统1是数字电视直播回放系统的核心；广播网络2为有线电视传输网络，而双向交互网络3可以是电缆调制解调器内交互网络，也可以是以太网络或者ADSL等外交互网络，用户接收终端1为具有回传接口和直播回放模块的数字电视机顶盒或者数字电视一体机。

前端系统1包括节目采集子系统11、存储与视频子系统10、命令处理服务器、数据库服务器及节目导航服务器。节目采集子系统11包括有节目采集管理工作站及编码器或转码器，节目采集管理工作站可以根据节目导航服务器中存储的EPG信息自动控制编码器或转码器进行节目编码/转码和录制，也可以由人工进行干预和调整录制计划。存储与视频子系统10包括有视频服务器、存储服务器和调制器，视频服务器负责根据命令处理服务器的指令，将存储在存储服务器中的音视频节目播送到有线电视网络，并最终送达到终端用户，存储服务器负责将编码器送来的节目存储并管理起来。根据视频服务器输出接口的不同，调制器可以是异步串行接口输入接口的，也可以是以太网输入接口。命令处理服务器主要用于接收终端用户的请求命令，查询数据库和节目导航信息，并负责视频服务器资源的管理，控制视频服务器播放相应的节目，同时将节目导航信息发给终端用户；数据库服务器主要用于节目信息的存储与管理。节目导航子系统由节目导航服务器组成，负责收集节目导航信息，并为节目采集工作站和命令处理服务器提供节目导航信息。

请参照图2所示，机顶盒与数字电视直播回放系统前端的交互过程如下：当用户需要暂停当前正在播放的直播节目时，机顶盒向前端发送暂停请求命令，所术请求命令包含有标明用户身份编号的信息、当前节目传输流编号的信息、以及当前节目业务编号的信息。前端收到机顶盒的暂停请求指令后，查询数据库中该直播节目是否被录制，以及录制的视频文件的名称，记录下机顶盒请求与录制的视频文件之间的对照关系，并为用户分配视频服务器资源，同时从视频服务器中获得播放节目的参数，向机顶盒发送暂停请求回复指令通知机顶盒准备收看该节目。当用户需要从暂停的位置开始重新播放节目时，向前端发送重新播放请求指令，前端收到机顶盒的重新播放请求指令后，请求视频服务器从用户请求停止的位置开始播放相应的视频节目文件，通过重新播放请求回复指令通知用户节目已经播放或请求被拒绝；如果用户需要对节目进行快退操作，向前端发送快退请求指令，前端收到机顶盒的快退请求指令后，请求视频服务器播放相应的快退文件，并通过快退请求回复指令通知用户节目已经播放或请求被拒绝；如果用户需要对节目进行快进操作，向前端发送快进请求指令，前端收到机顶盒的快进请求指令后，请求视频服务器播放相应的快进文件，并通过快进请求回复指令通知用户节目已经播放或请求被拒绝；如果用户要返回到直播节目播放状态，即与电视台播放节目同步的状态，向前端发送返回请求指令，前端收到机顶盒的返回请求指令后，请求视频服务器停止播放节目，并释放为该用户分配的资源，同时通过返回请求回复指令通知用户请求已被接受，机顶盒将自行切换到原来的直播节目；如果机顶盒已经处在收看直播回放节目状态时，用户发出暂停请求，则机顶盒向前端发送简单的暂停请求指令，前端系统收到此指令后会暂停当前播放的节目，并发送暂停请求回复指令通知用户请求已被采纳。

当用户在收看直播节目时直接请求快退操作，则机顶盒自动向前端连续发送暂停请求指令、重新播放请求指令、以及快退请求指令三条指令，并在发送完每条指令后接收处理相应的应答指令即可实现快退播放；当用户正在收看直播节目时直接请求快进操作被禁止和忽略，同样，当用户正处在快进或快退状态时请求暂停操作也被禁止和忽略。

请参照图3所示，机顶盒端节目切换过程如下：机顶盒每向前端发出一个请求，必须等待前端系统的应答，如果收不到应答，则要判断是否应该重复发送该请求，如果达到最大重复次数，则要进行超时处理。

机顶盒在收到前端的暂停请求回复指令后，并不马上进行节目切换，而只是将正在播放的节目静止，等待用户进一步的操作，只有当用户发出重新播放请求指令并收到重新播放请求回复指令后，才进行节目切换，用户可以观看视频服务器为该用户播放的节目。

在用户观看视频服务器为该用户播放的节目期间，用户随时可以进行快进、快退操作，视频服务器在收到用户的快进、快退操作指令后，会在原来的通道播放与该节目相对应的快进、快退文件，用户端不需要进行节目切换，直接可以观看到快进、快退节目。用户要从快进、快退动作返回到正常播放状态，必须发送重新播放请求指令给前端系统，前端系统在收到该指令后，会计算快退、快进操作结束的位置，并指示视频服务器从该节目的该位置开始播放，用户端也不需要进行节目切换，直接可以从指定的位置开始观看该节目。

当用户要从直播回放状态返回到直播节目状态时，向前端发送返回请求指令，前端在收到用户端的结束直播回放状态的请求后，要释放视频服务器给该用户分配的资源，同时通知用户返回到原来的直播节目。

请参照图4所示，前端系统的节目播放过程如下，当前端系统得命令处理服务器收到用户的暂停请求命令时，首先搜索与用户请求的节目对应的录制文件，如果该节目没有被录制，则给用户发送拒绝指令，用户的请求失败。找到录制文件后，要对文件进行定位，确定用户发送指令时刻对应文件中的位置，然后向视频服务器申请通道资源，如果通道申请成功，则将相应得参数回传给终端用户，并通知用户请求已获得批准，否则，给用户发送请求被拒绝的指令。注意这时视频服务器并没有真正播放节目，而只是将通道资源保留给该用户，前端系统从此时开始会定时与用户进行通信，以保证用户还处在活跃状态，如果一旦发现用户无法联系上，前端系统会认为用户已经关机或者通信链路中断，前端系统会自动开始资源释放等后处理工作。

当前端系统收到用户重新播放请求命令时，命令处理服务器通知视频服务器在该用户所申请的通道上播放该用户请求的节目，即在处理暂停请求指令时找到的节目文件以及确定的位置，如果播放指令执行成功，则通知机顶盒用户请求被接受，否则发送拒绝指令给用户。

当前端系统收到用户的快进或快退请求指令时，首先搜索该节目对应的快进或快退文件，如果找不到文件，则发送拒绝指令，否则，在快进或快退文件中找到跟当前播放的文件位置对应的位置，并通知视频服务器在该用户所申请的通道上停止播放当前节目文件，从正确的位置开始播放找到的快进或快退文件，同时通知用户请求已经被接受。当节目快进或快退到达节目的尾部或头部时，快进或快退动作将自动停止，等待用户的进一步操作。

在快进或快退状态下，前端系统收到用户的重新播放请求指令时，命令处理服务器首先通知视频服务器在该用户所申请的通道上停止播放节目，并将停止播放时快进或快退文件位置对应到节目文件，并从该位置开始播放节目文件，然后通知机顶盒用户请求被接受。

在任何状态下，当前端系统收到用户返回请求指令时，命令处理服务器通知视频服务器在该用户所申请的通道上停止播放节目，并释放该用户所申请的通道资源，同时通知机顶盒用户请求已被接受。

直播节目采集系统根据直播节目自带的电子节目指南信息，自动对节目进行录制，而后根据事件信息表中的事件信息，生成节目录制计划表，并根据录制计划表录制相应的节目文件，节目文件的名字中包含了频道名称、日期、节目名称等信息。直播节目采集系统允许操作人员干预和修改节目录制计划，原因是电子节目指南信息有时并不准确，直播节目有可能会推迟或提前，这时操作人员可对节目录制计划进行手工修改，以校正节目录制时间。系统没有必要为每一个用户保留一份电视节目的副本，而是采用预先录制的方法，对用户可能感兴趣并需要录制的电视节目进行录制，一种极端的情况是系统对所有在播的电视节目进行录制。在用户向前端系统发出录制请求时，前端系统会指引用户访问预先录制的节目，从而使得所有需要录制相同节目的用户访问同一个副本，并大大节约前端存储服务器需要配置的硬盘空间。

以上所描述的最佳实施例仅是对本发明进行阐述和说明，但并不局限于所公开的任何具体形式，进行许多修改和变化是可能的。

Claims (10)

1. 一种数字电视直播回放系统，包括有前端系统、广播网络、双向交互网络及用户接收终端；其特征在于：前端系统包括节目采集子系统、存储与视频子系统、命令处理服务器、数据库服务器及节目导航服务器；

所述节目采集子系统包括有节目采集管理工作站，和编码器或转码器；所述节目采集管理工作站，用于根据节目导航服务器中存储的电子节目指南信息自动控制编码器或转码器进行节目编码/转码和录制；

所述存储与视频子系统包括存储服务器、视频服务器和调制器；所述存储服务器用于存储自所述编码器或转码器送来的节目；所述视频服务器用于根据所述命令处理服务器的指令，将存储在存储服务器中的音视频节目播送到所述广播网络，并最终送达到用户接收终端；

所述数据库服务器，用于节目信息的存储与管理；

所述节目导航服务器，用于收集节目导航信息，并为节目采集子系统的节目采集管理工作站和命令处理服务器提供节目导航信息；

所述命令处理服务器，用于接收所述用户接收终端的请求命令，查询数据库服务器和节目导航信息，控制视频服务器播放相应的节目，同时将节目导航信息发送给用户接收终端。

2. 如权利要求1所述的数字电视直播回放系统，其特征在于：所述广播网络为有线电视传输网络。

3. 如权利要求1所述的数字电视直播回放系统，其特征在于：所述双向交互网络是电缆调制解调器内交互网络，或以太网络，或者ADSL外交互网络。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的数字电视直播回放系统，其特征在于：所述用户接收终端为具有回传接口和直播回放模块的数字电视机顶盒或者数字电视一体机。

5. 一种利用权利要求1所述的系统进行数字电视直播回放的方法，该方法包括下列步骤：

a.用户接收终端播放直播节目；

b.通过用户接收终端向前端系统发送暂停请求指令，前端系统收到用户接收终端的暂停请求指令后，查询数据库服务器中该直播节目是否被录制，若直播节目已录制，记录下用户接收终端请求与录制的视频文件之间的对照关系，并为用户接收终端分配视频服务器资源，若分配成功，则从视频服务器中获得播放节目的参数，向用户接收终端发送暂停请求回复指令；

c.通过用户接收终端向前端系统发送重新播放请求指令，前端系统收到用户接收终端的重新播放请求指令后，请求视频服务器从用户接收终端请求停止的位置开始播放相应的视频节目文件，通过重新播放请求回复指令通知用户接收终端节目已经播放。

6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤b包括：通过用户接收终端向前端系统发送暂停请求指令，前端系统收到用户接收终端的暂停请求指令后，查询数据库服务器中该直播节目是否被录制，若直播节目已录制，对录制文件进行定位，确定用户接收终端发送指令时刻对应录制文件中的位置，然后向视频服务器申请通道资源；若通道申请成功，则将相应的参数回传给用户接收终端，并通知用户接收终端已获得批准。

7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：在步骤b中，在前端系统将相应的参数回传给用户接收终端，并通知用户接收终端已获得批准后，前端系统定时与用户接收终端通信，以保证用户接收终端处在活跃状态；若发现用户接收终端无法联系上，前端系统认定用户接收终端已关机或通信链路中断，并自动将资源释放。

8. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：在步骤b中，所述暂停请求指令包含有标明用户接收终端身份编号的信息、当前节目传输流编号的信息、以及当前节目业务编号的信息。

9. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：该方法在步骤c后还包括以下步骤：

d.通过用户接收终端向前端系统发送快退请求指令或快进请求指令，前端系统收到用户接收终端的快退请求指令或快进请求指令后，请求视频服务器播放相应的快退文件或快进文件，并通过快退请求回复指令或快进请求回复指令通知用户接收终端快退请求或快进请求已经接受；

e.通过用户接收终端向前端系统发送重新播放请求指令，前端系统收到用户接收终端的重新播放请求指令后，计算快退或快进操作结束的位置，并指示视频服务器从该节目的该位置开始播放。

10. 如权利要求5或9所述的方法，其特征在于：该方法在暂停、快进、快退或重新播放的状态下，当前端系统收到用户返回请求时，命令处理服务器通知视频服务器在该用户接收终端所分配的视频服务器资源中停止播放节目，并释放该视频服务器资源。

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