CN101094243B - 基于UPnP的不同类型设备间的多媒体适配系统及多媒体内容适配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体适配系统，包括媒体服务器、媒体播放器和AV控制器；所述AV控制器位于媒体服务器和媒体播放器之间，可作为中间件部件，接收从媒体服务器来的内容并传送已调整过的合适的内容到媒体播放器，即根据已获取的传输双方的传输协议、文件格式以及设备信息，对媒体内容进行适配处理，然后把已适配播放设备的媒体内容发送至媒体播放器。本发明还公开了一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体内容适配方法。本发明基于UPnP AV进行改进，从而实现网络中的支持不同协议和文件格式的UPnP AV设备之间的信息交互和多媒体资源共享。

Description

基于UPnP的不同类型设备间的多媒体适配系统及多媒体内容适配方法

技术领域

本发明涉及一种网络信息通信技术，尤其涉及一种基于UPnP(Universal Plugand Play，通用即插即用)协议的不同类型设备之间的多媒体适配系统及其多媒体内容适配方法。

背景技术

目前，家庭或公司的局域网中，对于共享网络资源和服务功能的要求越来越突出。随着各种无线网络技术的发展，无线网络设备之间的相互连通以及资源共享已经实现。UPnP(Universal Plug and Play，通用即插即用)协议是一种架构在TCP/IP上的网络应用层协议，基于UPnp协议的无线网络可以实现连网设备之间的相互发现、接口声明和其他信息的交换等互动操作，从而无需专门配置网络服务器和提供设备装载配置服务。

然而，由于无线网络中不同连网设备的设置信息、所能提供的服务类型等具有较大的差异，并不完全是通用类型。因此，现有的基于UPnP协议的无线网络中，仍然需要通过通用控制设备来获取网络中每一台UPnP设备的信息、或是实现控制所有UPnP设备的正常使用。这不仅是无线网络设备间信息交互和资源共享的前提条件，同时也是上述网络正常运行所必须面临和解决的问题。

对于多媒体服务，DLNA(Digital Living Network Alliance，数字生活网络联盟)发布了基于UPnP的家庭多媒体服务功能的标准UPnP AV架构，可实现支持相同传输协议和相同文件格式下的AV设备中的多媒体内容进行共享。但是，当发送、接收双方的AV设备并不都支持公共的多媒体内容格式和网络传输协议时，UPnPAV架构就无法确保用户能正常地接收并播放多媒体。为此，如何实现支持不同标准协议的设备之间的多媒体内容共享，是目前网络技术发展中急待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于UpnP协议、能够使得网络中支持不同协议和文件格式的设备之间实现多媒体内容共享的多媒体适配系统，从而实现不同协议设备之间的信息交互和资源共享。本发明的另一目的在于提供一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体内容适配方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体适配系统，包括：

媒体服务器-用于提供多媒体内容和内容浏览服务，以及接收设备控制、连接管理和AV传送等服务；

媒体播放器-作为家庭网络设备用于呈现从网络上获得的多媒体内容；

此外，还包括：

AV控制器-用于完成AV多媒体服务中的适配步骤，协调多媒体操作；位于媒体服务器和媒体播放器的传输通道中，包括以下组成模块：

AV控制点模块-用于控制与媒体服务器及媒体播放器之间的标准UPnP操作，从而实现AV控制；

流媒体接收控制模块-用于接收媒体服务器发送的媒体内容；

多媒体环境解析模块-用于接收媒体服务器使用的传输协议和文件格式以及媒体播放器的传输协议、文件格式、设备性能影响等相关设备信息，并根据传输双方的传输协议和文件格式做出解析、鉴定和选择，以确定进行内容适配的方式和转换的形式；

媒体适配处理模块-用于接收流媒体接收控制模块发送的媒体内容，并根据多媒体环境解析模块的解析结果对媒体内容进行适配和调整形式，使得流媒体能够根据多媒体环境进行传输协议，成为适合播放设备的媒体内容；

流媒体传送控制模块-用于根据之前多媒体环境解析模块的解析结果以及与AV播放设备适合的传输协议和文件格式，把已适配的媒体内容以正确的形式发送到媒体播放器。

本发明系统为基于UPnP AV进行改进的多媒体服务系统，AV控制器位于媒体服务器和媒体播放器之间，可看成中间件部件(接收从媒体服务器来的内容和传送已调整过的合适的内容到媒体播放器)。实际的AV内容通过带外网络(out-of-bandnetwork)传输协议(如FTP或HTTP)，从媒体服务器经由AV控制器传输到媒体播放器。本发明系统的多媒体适配原理如下：媒体播放器向AV控制器发出AV控制信号，请求媒体内容。AV控制器接收媒体播放器请求，然后将请求转发至媒体服务器。媒体服务器根据接收到的请求将AV媒体内容、以及传输协议和文件格式传送至AV控制器。媒体播放器也把播放设备的设备信息(如传输协议、文件格式、设备性能影响等)传送到AV控制器。AV控制器根据已获取的传输双方的传输协议、文件格式以及设备信息，对媒体内容进行适配处理，然后把已适配播放设备的媒体内容发送至媒体播放器。

本发明系统所述媒体服务器，其重要目的之一在于让AV控制点列举出用户可以播放的内容，具体包括以下模块：

内容管理模块-用于提供一系列的动作使AV控制点能够列举出媒体服务器提供给网络的内容；

连接管理模块-用于管理和特殊设备相关的连接；

AV传输控制模块-用于控制与特殊的AV传输相关联的媒体内容的传输。

本发明所述媒体播放器可播放多媒体内容，具体包括以下模块：

播放控制模块-用于提供一系列的动作以允许AV控制点控制媒体播放器如何呈现一个内容，包括呈现时的亮度、音量等特征；

连接管理模块-用于管理和特殊设备相关的连接；

AV传输控制模块-用于控制与特殊的AV传输相关联的媒体内容的传输。

本发明的AV控制器作为中间件部件，可嵌入家庭网关、路由器等设备以实现其功能。

基于本发明的多媒体适配原理，本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体内容适配方法，包括以下步骤：

a)通过UPnP发现设备

AV控制器中的AV控制点模块通过标准UPnP发现机制发现媒体服务器和媒体播放器；

b)AV控制器定位需要的内容，接收媒体服务器支持的传输协议和文件格式

调用媒体服务器中的内容管理模块，由AV控制器的AV控制点模块对需要的内容进行定位；同时媒体服务器将所支持的网络传输协议和文件格式传送给AV控制器的多媒体环境解析模块；

c)AV控制器接收媒体播放器支持的协议信息和设备的环境性能信息，鉴别、选择用来传输的传输协议和文件格式

媒体播放器调用连接管理模块，将媒体播放器支持的协议信息以及AV播放设备的环境性能信息传送给AV控制器的多媒体环境解析模块；此时传输双方所有的传输协议和文件格式、环境性能信息都被传送到AV控制器的多媒体环境解析模块，此模块根据双方支持的传输协议和文件格式，再参照多媒体环境性能信息，选择媒体内容的适配方式，并确定接收媒体服务器传输来媒体的方式、媒体内容适配方式和发送媒体至媒体播放器的方式，使得AV控制器的流媒体接收控制模块和流媒体发送控制模块能以正确方式接收和发送媒体；

d)配置服务器/接收器

媒体服务器和媒体播放器调用各自的连接管理模块，返回一个AV传输的实例ID号，可以用在AV传输控制模块中控制标识传送流；此时UPnP连接准备开始，AV控制器可以对传输媒体准备进行多媒体适配过程；

e)选择需要的内容

根据服务要求，AV控制器的AV控制点模块调用媒体服务器的AV传输控制模块选择传输项目；AV控制器通过调用URI设置内容，在媒体服务器中存储URI来确认选定的媒体内容；

f)通过AV传输控制模块开始传输AV

传输中同时调用媒体服务器和媒体播放器，这时AV控制器的媒体适配处理模块根据多媒体环境解析模块发送来的适配方式开始调整媒体内容；

g)调整控制AV播放器

AV控制器的AV控制点模块选择合适的方式使媒体内容传输到媒体播放器，在AV设备正常播放。

h)调整播放设备的播放特性

使用媒体播放器的播放控制模块，由用户点击任一个呈现控制动作进行调整；

i)重复，选择下一段内容

使用AV传输控制模块，关联从同一个服务器到同一个播放器的下一个内容条目，可按需要进行重复；

j)清理媒体服务器和媒体播放器

当一个会话期结束，在此会话期环境中不再需要媒体服务器和媒体播放器时，激活媒体服务器和媒体播放器的连接管理模块的相关动作以断开媒体服务器和媒体播放器的连接。

本发明具有以下有益效果：

1.实现网络中基于UPnP协议的AV设备之间的多媒体适配功能。

2.实现网络中的支持不同协议和文件格式的UPnPAV设备之间的信息交互和多媒体资源共享。

3.确保网络中的AV设备传输、播放多媒体内容能够正常、高质量地进行。

4.采用中间件思想，AV控制器可嵌入家庭网关、路由器等设备，实现集成网络管理、路由、代理服务、媒体适配功能的设备，使其他设备通过它便能够实现安全媒体共享播放。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是本发明实施例基于UPnP的不同类型设备间的多媒体适配系统的结构原理框图；

图2是本发明实施例中AV控制器的媒体适配工作原理框图；

图3是本发明实施例的多媒体内容适配时序图。

具体实施方式

图1～图3所示为本发明的实施例。本实施例一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体适配系统，如图1所示，包括媒体服务器、媒体播放器和AV控制器。AV控制器位于媒体服务器和媒体播放器的传输通道中间，可看成中间件部件(接收从媒体服务器来的内容和传送已调整过的合适的内容到媒体播放器)。实际的AV内容通过带外网络(out-of-band network)传输协议(如FTP或HTTP)，从媒体服务器经由AV控制器传输到媒体播放器。

一、媒体服务器

用于提供多媒体内容和内容浏览服务，以及接收设备控制、连接管理和AV传送等服务。其重要目的之一是让AV控制点列举出用户可以播放的内容。

媒体服务器包含三项基本服务及一组支持UPnP设备的函数，三项基本服务即Content Directory Service、Connection Manager Service和AVTransport Service，分别由内容管理模块、连接管理模块和AV传输控制模块实现。

Content Directory Service服务提供了一系列的动作使AV控制点能够列举出媒体服务器提供给网络的内容，其基本动作是Browse()浏览媒体内容目录和Search()在目录中搜寻媒体内容。

Connection Manager Service服务通常用来管理和特殊设备相关的连接，其基本动作是PrepareForConnection()准备连接。

AVTransport Service服务用来控制与特殊的AVTransport相关联的媒体内容的“playback”，包括Stop、Pause、Seek等。

媒体服务器可以使用每一个AVTransport动作都包含的实例ID来区分此服务的多个实例。AVTransport服务的新的实例是通过Connection Manager的PrepareForConnection()来创建的。一个新的实例ID被分配给每一个新的服务实例。

二、媒体播放器

作为家庭网络设备用于呈现从网络上获得的多媒体内容，包括RenderingControl Service、Connection Manager Service、AVTransport Service三项服务，分别由播放控制模块、连接管理模块和AV传输控制模块实现。Connection ManagerService、AVTransport Service二项服务与前述媒体服务器的基本一致。

Rendering Control Service服务提供了一系列的动作，从而允许AV控制点控制媒体播放器如何呈现一个内容，包括呈现时的特征如亮度、音量等。Rendering ControlService服务支持多种、动态的实例，允许Renderer混合1个或多个内容条目(如电视的画中画或声音混频设备)。服务的新实例由Connection Manager Service的PrepareForConnection()动作来创建。播放器的设备性能信息可通过AVTransport的GetDeviceCapability()动作获得。

三、AV控制器

用于完成AV多媒体服务中的适配步骤，协调多媒体操作。包括以下组成模块：

AV控制点模块-用于控制与媒体服务器及媒体播放器之间的标准UPnP操作，从而实现AV控制，如媒体内容请求操作等。

流媒体接收控制模块-用于接收媒体服务器发送的媒体内容，然后继续发送至媒体适配处理模块；

多媒体环境解析模块-用于接收媒体服务器使用的传输协议和文件格式以及媒体播放器的传输协议、文件格式、设备性能影响等相关设备信息，并根据传输双方的传输协议和文件格式做出解析、鉴定和选择，以确定进行内容适配的方式和转换的形式；

媒体适配处理模块-用于接收流媒体接收控制模块发送的媒体内容，并根据多媒体环境解析模块的解析结果对媒体内容进行适配和调整形式，使得流媒体能够根据多媒体环境进行传输协议，成为适合播放设备的媒体内容；

流媒体传送控制模块-用于根据之前多媒体环境解析模块的解析结果以及与AV播放设备适合的传输协议和文件格式，把已适配的媒体内容以正确的形式发送到媒体播放器。

AV控制器的工作原理如下：AV控制器接收到媒体播放器发出的请求媒体内容的AV控制信号，AV控制器接收媒体播放器请求，然后将请求转发至媒体服务器。如图2所示，媒体服务器把流媒体数据在具体的传输协议以某种文件格式的媒体内容传输到AV控制器的流媒体接收控制模块，同时发送使用的传输协议和文件格式到多媒体环境解析处理模块。媒体播放器也把播放设备的设备信息(如传输协议、文件格式、设备性能影响等)传送到多媒体环境解析处理模块。多媒体环境解析处理模块根据传输双方的传输协议和文件格式，做出鉴定和选择，确定进行内容适配的方式，并把转换形式发送给媒体内容适配处理模块。媒体内容适配处理模则据此对媒体内容进行适配调整形式。在此之前，流媒体接收控制模块按照之前相同的传输协议和文件格式把媒体内容传送到媒体内容适配处理模块。媒体内容进行适当调整后，成为适合播放设备的媒体内容。按照之前获得的播放设备适合的传输协议和文件格式的方式，通过流媒体发送控制模块把媒体内容传输到媒体播放器。在传输媒体内容过程中，AV控制点模块实现标准UPnP AV架构中的AV控制点的作用，对整个媒体内容共享过程中的标准UPnP操作进行控制。

AV控制器作为中间件部件，可嵌入家庭网关、路由器等设备以实现其功能。如图3所示，以家庭网关为例，本实施例多媒体内容适配方法如下：

a)通过UPnP的SSDP(简单服务发现协议)发现设备

AV控制器中的AV控制点模块通过标准UPnP发现机制发现媒体服务器和媒体播放器。

b)定位需要的内容

调用媒体服务器中内容管理模块的browsing()/search()函数，AV控制器的AV控制点模块对需要的内容进行定位；此动作会返回媒体服务器支持的网络传输协议和文件格式给AV控制器的多媒体环境解析模块。

c)AV控制器鉴别选择用来传输的传输协议和文件格式

媒体播放器的连接管理模块调用GetProtocol Info()函数，返回媒体播放器支持的协议信息给AV控制器的多媒体环境解析模块；同时，AV传输控制模块调用GetDeviceCapability()函数，返回AV播放设备的环境性能信息给AV控制器的多媒体环境解析模块。此时传输双方所有的传输协议和文件格式、环境性能信息都被传送到AV控制器的多媒体环境解析模块，此模块根据双方支持的传输协议和文件格式，再参照多媒体环境性能信息，选择媒体内容的适配方式，并确定接收媒体服务器传输来媒体的方式、媒体内容适配方式和发送媒体至媒体播放器的方式，使得AV控制器的流媒体接收控制模块和流媒体发送控制模块能以正确方式接收和发送媒体。

d)配置服务器/接收器

媒体服务器和媒体播放器调用各自的连接管理模块的PrepareForConnection()函数。这时返回一个AV传输的实例ID号，可以用在AV传输控制模块中控制(如在进行播放、回放、搜寻等)标识传送流。此时UPnP连接准备开始，AV控制器可以对传输媒体准备进行多媒体适配过程。

e)选择需要的内容

根据服务要求，AV控制器的AV控制点模块调用AV传输控制模块的SetAVTransportURI()选择传输项目。AV控制器通过调用URI(统一资源标识符)设置内容。一般来说，AV服务地交互可以分成两种服务机制：推模式、拉模式。URI设定将根据服务机制设定创建。在推模式(如流广播模式)中，当AV控制点模块在拉模式(如HTTP GET)中建立了媒体播放器的URI时，AV控制器在媒体服务器中存储URI来确认选定的媒体内容。

f)通过AV传输控制模块开始传输AV

传输中同时调用媒体服务器和媒体播放器，这时AV控制器的媒体适配处理模块根据多媒体环境解析模块发送来的适配方式开始调整媒体内容。

g)调整控制AV播放器

AV控制点模块选择合适方式让媒体内容传输到媒体播放器，在AV设备正常播放。

h)调整播放设备的播放特性

使用媒体播放器的播放控制模块服务，由用户点击任一个呈现控制动作(如调整亮度、对比度、音量、弱音等)；

i)重复，选择下一段内容

使用AV传输控制模块的SetAVTransportURI()或SetNextAVTransportURI()函数，关联从同一个服务器到同一个播放器的下一个内容条目，可按需要进行重复；

j)清理媒体服务器和媒体播放器

当一个会话期结束，在此会话期环境中不再需要媒体服务器和媒体播放器，就要激活媒体服务器和媒体播放器的连接管理模块的ConnectionComplete()动作来断开媒体服务器和媒体播放器的连接。

Claims (2)

1.一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体适配系统，包括：

媒体服务器-用于提供多媒体内容和内容浏览服务，以及接收设备控制、连接管理和音视频AV传送服务；

媒体播放器-作为家庭网络设备用于呈现从网络上获得的多媒体内容；

其特征在于还包括：

AV控制器-用于完成AV多媒体服务中的适配步骤，协调多媒体操作；位于媒体服务器和媒体播放器的传输通道中，包括以下组成模块：

AV控制点模块-用于控制与媒体服务器及媒体播放器之间的标准UPnP操作，从而实现AV控制；

流媒体接收控制模块-用于接收媒体服务器发送的媒体内容；

多媒体环境解析模块-用于接收媒体服务器使用的传输协议和文件格式以及媒体播放器的传输协议、文件格式、设备性能影响相关设备信息，参照多媒体环境性能信息并根据传输双方的传输协议和文件格式做出解析、鉴定和选择，以确定进行内容适配的方式和转换的形式、以及接收和发送媒体的正确方式；

媒体适配处理模块-用于接收流媒体接收控制模块发送的媒体内容，并根据多媒体环境解析模块的解析结果对媒体内容进行适配和调整形式，使得流媒体能够根据多媒体环境进行传输协议，成为适合播放设备的媒体内容；

流媒体传送控制模块-用于根据之前多媒体环境解析模块的解析结果以及与AV播放设备适合的传输协议和文件格式，把已适配的媒体内容以正确的形式发送到媒体播放器；其中：所述媒体服务器包括以下模块：

内容管理模块-用于提供一系列的动作使AV控制点能够列举出媒体服务器提供给网络的内容；

连接管理模块-用于管理和特殊设备相关的连接；

AV传输控制模块-用于控制与特殊的AV传输相关联的媒体内容的传输。

2.一种基于UPnP的不同类型设备间的多媒体内容适配方法，其特征在于包括以下步骤：

a)通过UPnP发现设备，该步骤具体包括：

音视频AV控制器中的AV控制点模块通过标准UPnP发现机制发现媒体服务器和媒体播放器；

b)AV控制器定位需要的内容，接收媒体服务器支持的传输协议和文件格式，该步骤具体包括：

调用媒体服务器中的内容管理模块，由AV控制器的AV控制点模块对需要的内容进行定位；同时媒体服务器将所支持的网络传输协议和文件格式传送给AV控制器的多媒体环境解析模块；

c)AV控制器接收媒体播放器支持的协议信息和设备的环境性能信息，鉴别、选择用来传输的传输协议和文件格式，该步骤具体包括：

媒体播放器调用连接管理模块，将媒体播放器支持的协议信息以及AV播放设备的环境性能信息传送给AV控制器的多媒体环境解析模块；此时传输双方所有的传输协议和文件格式、环境性能信息都被传送到AV控制器的多媒体环境解析模块，此模块根据双方支持的传输协议和文件格式，再参照多媒体环境性能信息，选择媒体内容的适配方式，并确定接收媒体服务器传输来媒体的方式、媒体内容适配方式和发送媒体至媒体播放器的方式，使得AV控制器的流媒体接收控制模块和流媒体发送控制模块能以正确方式接收和发送媒体；

d)配置服务器/接收器，该步骤具体包括：

媒体服务器和媒体播放器调用各自的连接管理模块，返回一个AV传输的实例ID号，可以用在AV传输控制模块中控制标识传送流；此时UPnP连接准备开始，AV控制器可以对传输媒体准备进行多媒体适配过程；

e)选择需要的内容，该步骤具体包括：

根据服务要求，AV控制器的AV控制点模块调用媒体服务器的AV传输控制模块选择传输项目；AV控制器通过调用URI设置内容，在媒体服务器中存储同一资源标识符URI来确认选定的媒体内容；

f)通过AV传输控制模块开始传输AV，该步骤具体包括：

传输中同时调用媒体服务器和媒体播放器，这时AV控制器的媒体适配处理模块根据多媒体环境解析模块发送来的适配方式开始调整媒体内容；

g)调整控制AV播放器，该步骤具体包括：

AV控制器的AV控制点模块选择合适的方式使媒体内容传输到媒体播放器，在AV设备正常播放；

h)调整播放设备的播放特性，该步骤具体包括：

使用媒体播放器的播放控制模块，由用户点击任一个呈现控制动作进行调整；

i)重复，选择下一段内容，该步骤具体包括：

使用AV传输控制模块，关联从同一个服务器到同一个播放器的下一个内容条目，可按需要进行重复；

j)清理媒体服务器和媒体播放器，该步骤具体包括：

当一个会话期结束，在此会话期环境中不再需要媒体服务器和媒体播放器时，激活媒体服务器和媒体播放器的连接管理模块的相关动作以断开媒体服务器和媒体播放器的连接。

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