CN101686228B - 一种基于内容分片的多媒体分片切换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于内容分片的多媒体分片切换方法及系统，通过采取开始节点将所述后续内容分片下载到开始节点，当上一内容分片播放完毕，开始节点将下一内容分片发送给终端播放；或者开始节点根据所述索引服务器提供的后续内容分片索引信息，通知后续节点在前一节点内容播放结束时，发送所述后续内容分片给终端播放；或者在开始节点上的分片内容传送完毕前，开始节点通知终端后续内容分片索引信息，终端与存储所述后续内容分片的后续节点建立媒体通路，所述后续节点发送所述后续内容分片给终端播放，使得存储在不同网络节点上的不同内容分片切换播放时，能够保证播放的连续性。

Description

一种基于内容分片的多媒体分片切换方法及系统

技术领域：

本发明涉及多媒体通信领域，特别是涉及基于内容分片的IPTV系统领域。

背景技术：

在多媒体通信领域，媒体内容通常比较大，占据比较大的存储空间，在网络中传输的时候占用大量带宽，同时也造成不同媒体服务器之间传送一个完整节目的媒体带来困难。通常将一个完整节目的媒体分割为多个内容分片，内容分片后分布存储在多个网络节点上，由多个节点共同提供构成一个完整节目所需要的内容分片。当对一个被分割为多个内容分片的节目进行播放的时候，为了保证整个完整内容的播放连续性，需要从不同的网络节点上获取不同的内容分片进行播放。如何保证在不同网络节点上的内容分片播放切换的时候画面播放连续性是必须解决的问题。

发明内容：

1、技术问题

本发明要解决的技术问题是存储在不同网络节点上的内容分片播放切换时的播放连续性问题。

2、技术方案

本发明提供了一种基于内容分片的多媒体分片切换方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，终端请求观看节目时，查询索引服务器，获得存储节目的第一个内容分片的开始节点索引信息，所述开始节点向终端发送分片内容；

步骤2，开始节点上的分片内容传送完毕前，开始节点查询索引服务器，获得后续内容分片索引信息；

步骤3，采用下述方式之一切换到所述后续内容分片进行节目播放：方式一：开始节点将所述后续内容分片下拉到开始节点，所述开始节点发送给终端进行播放；

方式二：开始节点根据所述索引服务器提供的后续内容分片索引信息，通知后续节点在前一节点内容播放结束时，发送所述后续内容分片给终端播放；

方式三：开始节点通知后续节点在开始节点上分片内容播放结束时，发送所述后续节点存储的内容分片给终端播放；当所述后续节点上分片内容播放结束时，所述后续节点查询索引服务器，通知下一个后续节点发送所述下一个后续节点存储的内容分片给终端播放；

方式四：在开始节点上的分片内容传送完毕前，开始节点通知终端后续内容分片索引信息，终端与存储所述后续内容分片的后续节点建立媒体通路，所述后续节点发送所述后续内容分片给终端播放。

上述方法中，在步骤3所述方式一中，在开始节点上的分片内容传送完毕前下载所述后续内容分片到开始节点缓存，或者在开始节点上的分片内容传送完毕时下载所述后续内容分片到开始节点。

上述方法中，在步骤3所述方式三中，所述后续节点通知开始节点后续是所述下一后续节点为终端提供所述后续内容分片。

上述方法中，在步骤3所述方式四中，终端下载所述后续节点(上的分片内容缓存在终端，当开始节点上的分片内容发送完毕时，开始节点和终端之间的媒体通道终止，后续节点发送所述后续内容分片给终端播放。

上述方法中，在步骤3所述的方式四中，当开始节点上的分片内容发送完毕时，开始节点和终端之间的媒体通道终止，后续节点通过所述与终端建立的媒体通路发送所述后续内容分片给终端播放。

另外在所述开始节点与终端之间进行信令控制，在播放过程中，当终端执行快进、慢进、快退、慢退操作时，由终端把所述操作信息发送给开始节点，开始节点再把所述操作信息转发给当前正在给终端发送内容分片的节点实现快进、慢进、快退、慢退操作。

另外在所述开始节点与终端之间进行信令控制，在播放过程中，当终端执行停止播放操作时，由终端把所述操作信息发送给开始节点，开始节点再把所述操作信息转发给当前正在给终端发送内容分片的节点实现终止播放操作。

上述方法中，所述方法应用于基于内容分片的多媒体分片切换系统，该系统包括：终端、一个或多个节点和至少一个索引服务器，所述节点用于存储节目内容分片，所述索引服务器用于存储和维护所述内容分片在所述节点上的分布情况，所述节点之间存在媒体流交互；所述终端和所述节点之间存在媒体流交互，所述节点和所述终端分别与所述索引服务器之间存在控制信令交互。

上述方法中，所述节点之间可以以P2P方式组织。另外，所述节点也可以是终端。

3、技术效果

本发明首先查找获得存储节目的第一个内容分片的开始节点，然后通过与后续分片的连续切换，使得存储在不同网络节点上的不同内容分片切换播放时，能够保证播放的连续性。

附图说明：

图1是一个内容分片分布式存储的系统示意图；

图2是用户观看节目时系统定位节目开始节点的方法流程图；

图3是用户观看节目时系统定位节目开始节点的另一种方法流程图；

图4是开始节点作为代理功能实现分片切换播放的方法流程图；

图5A是开始节点通知后续节点向终端发送内容分片的方法流程图；

图5B是当前为终端提供内容分片的节点通知下一节点向终端发送内容分片的方法流程图；

图6是开始节点控制分片节点切换实现无缝播放方式下的RTSP控制流与媒体流示意图；

图7A是终端主动建立与下一分片所在节点媒体通道，并且下载媒体流的流程图；

图7B是终端主动建立与下一分片所在节点媒体通道，但并不进行下载媒体流的流程图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细地描述。

实施例1：

如图1所示，一个典型的多媒体系统包括：终端、一个或多个媒体服务器节点、和一个索引服务器。在实际组网中，本发明中索引服务器也可能是作为一个软件功能实体存在于重定向服务器中，或者其它网络设备中。其中终端可能是用户机顶盒或个人计算机等设备，节点媒体服务器主要负责媒体存储，而索引服务器则负责维护内容分片在各个媒体节点上的分布情况，图1中节点A上存储了分片1、2、3，节点B上存储了分片4、5、6，节点C上存储了分片7、8、9。

在图1中，其中各个媒体节点之间可能以某种P2P方式组织，相互之间存在媒体流的交互；终端设备和各个媒体节点之间存在媒体流交互；而各个媒体节点、用户终端设备和索引服务器之间存在控制信令交互。

在图1所示的系统中，节点A、B、C也可能是终端设备，比如在用户端引入P2P技术构成的P2P网络中，

实施例2：

本实施例中，接受第一个分片请求的媒体节点充当代理服务器(proxy)功能，当本节点上没有后续内容分片的时候，通过查询索引服务器，向其他服务器节点下载后续分片转发给终端设备。这种方式不需要用户终端参与切换过程，可以较好的实现一个完整媒体节目的无缝播放，但在媒体服务器节点之间可能造成不必要的媒体流，浪费网络带宽。具体实施步骤如下：

第一步：用户通过EPG选择观看一个节目，EPG通过查询索引服务器告诉用户终端设备该节目的第一个分片的位置，如图2所示。或者EPG直接告诉用户终端设备索引服务器的地址，由终端设备向索引服务器请求该节日，索引服务器再将该节目的第一个分片所在位置返回给终端设备，如图3所示；

第二步：根据第一步，节点A上与终端设备建立媒体通道之后，开始向终端发送媒体流数据，用户终端开始将媒体展示给用户；

第三步：当节点A上的媒体内容传送快要完毕(按图1，节点A上只有节目的1、2、3三个分片)，由节点A提前负责向索引服务器查询后续分片4的位置，索引服务器告诉节点A第四个分片在节点B上，为了改善效率索引服务器可能同时将节点5、6、7、8、9等该节目所有分片都一起告知节点A；

第四步：节点A将分片4从其他节点(节点B)拉到节点A(可能在第三个分片播放完毕那个时间点开始从节点B下拉媒体流，也可能提前从节点B下来媒体流在本地预缓存一部分)，节点A作为proxy的功能，转发来自节点B的媒体给用户终端设备。这种方式，当发生分片内容在不同的节点中切换的时候，节点A继续为用户提供服务器，整个过程不需要用户终端设备参与，终端设备并不知道媒体分片的真实物理位置是在B还是在A。这个过程如图4所示；

第五步：后续的终端设备触发的所有操作(比如VCR、终止媒体等)都发生在节点A和终端设备之间，终端设备不知道媒体内容的真实物理存储位置，由节点A来实现代理功能，对用户屏蔽分片的物理分布信息。

实施例3：

本实施例中，由网络侧实现，媒体服务器和索引服务器交互感知用户观看的节目分片的分布情况，并在一个媒体节点上分片播放完毕需要切换到另一个媒体节点上的时候，由媒体服务器之间进行通知，下一个分片所在的媒体节点得到通知之后主动向终端设备发送媒体流，过程中用户终端设备不需要参与交互。

第一步：用户通过EPG选择观看一个节目，EPG通过查询索引服务器告诉用户终端设备该节目的第一个分片的位置，如图2所示。或者EPG直接告诉用户终端设备索引服务器的地址，由终端设备向索引服务器请求该节目，索引服务器再将该节目的第一个分片所在位置返回给终端设备，如图3所示；

第二步：根据第一步，节点A上与终端设备建立媒体通道之后，开始向终端发送媒体流数据，用户终端开始将媒体展示给用户；

第三步：当节点A上的媒体内容传送快要完毕(按图1，节点A上只有节目的1、2、3三个分片)，由节点A提前负责向索引服务器查询后续分片4的位置，索引服务器告诉节点A第四个分片在节点B上，为了改善效率索引服务器可能同时将节点5、6、7、8、9等该节目所有分片都一起告知节点A；

第四步：节点A根据媒体分片的时间信息，提前通知节点B在分片三播放结束的时间点开始向终端设备发送分片4/5/6的媒体流(因为节点A通过查询到的信息知道4/5/6都在节点B上)。并且，节点A也知道节点B发送4/5/6结束的时刻，在第六片快要结束的时候，节点A再主动通知节点C发送后续7/8/9分片的媒体流。这种方式，当发生分片内容在不同的节点中切换的时候，节点A通知后续节点继续为用户提供服务器，整个过程不需要用户终端设备参与，终端设备并不知道媒体分片的真实物理位置是在B还是在A。这个过程如图5A所示；

另一中可能的实现方式如图5B所示，第二个节点B上的分片播放完毕后，不是由节点A控制整个切换过程，而是节点B上分片播放完毕后主动查询索引服务器，获得后续分片后通知节点C后续为用户提供媒体服务，同时通知节点A后续是C为用户提供媒体流，一边节点A可以控制后续用户发起的VCR操作，转发相应的消息给节点C。这种方式，由当前提供媒体的节点主动通知后续节点，相对图5A描述的流程对切换时间点的把握更加精确些；

但在观看节目过程中，用户终端设备仍需要保持与最初节点A的媒体控制链路(比如RTSP)，以便后续进行VCR操作时候通过节点A将用户的VCR相关操作转发到当时真正提供媒体流的节点上，比如：当节点C在和终端设备建立媒体通道，提供媒体源时，用户的VCR操作被节点A转发到节点C来完成。如图6所示，这种情况下，媒体控制流(比如RTSP)与媒体流(比如RTP)构成一个三角形，而非平常所见的媒体流和控制流是同一个路径；

第五步，后续的终端设备触发的所有操作(比如VCR、终止媒体等)都发生在节点A和终端设备之间，终端设备不知道媒体内容的真实物理存储位置，由节点A来转发控制消息(比如RSTP消息)给正在向终端设备提供媒体流的节点，对用户屏蔽分片的物理分布信息。

实施例4：

本实施例中，由网络侧实现，媒体服务器和索引服务器交互感知用户观看的节目分片的分布情况，并在一个媒体节点上分片快要播放完毕需要切换到另一个媒体节点上的时候，查询索引服务器获得下一个分片所在的媒体节点信息，并将相关信息通知用户终端设备。终端设备收到通知后，主动向新节点请求新的分片内容，这时候终端设备应该具有一定的存储能力，可以缓存一部分预先下载的媒体。

第一步：用户通过EPG选择观看一个节目，EPG通过查询索引服务器告诉用户终端设备该节目的第一个分片的位置，如图2所示。或者EPG直接告诉用户终端设备索引服务器的地址，由终端设备向索引服务器请求该节目，索引服务器再将该节目的第一个分片所在位置返回给终端设备，如图3所示；

第二步：根据第一步，节点A上与终端设备建立媒体通道之后，开始向终端发送媒体流数据，用户终端开始将媒体展示给用户；

第三步：当节点A上的媒体内容传送快要完毕(按图1，节点A上只有节目的1、2、3三个分片)，由节点A提前负责向索引服务器查询后续分片4的位置，索引服务器告诉节点A第四个分片在节点B上，为了改善效率索引服务器可能同时将节点5、6、7、8、9等该节目所有分片都一起告知节点A；

第四步：如图7A所示，节点A根据媒体分片的时间信息，在节点A第3分片播放快要结束的时候(比如，可能提前20秒)，开始向终端设备发送消息通知终端设备来自本节点的内容即将结束，很快将切换到其节点B上。终端收到该消息后，在保持和节点A通信的同时，建立与节点B的媒体通路，预先下载一定的媒体数据缓存在本地，等到节点A将分片3内容发送完毕，这时候节点A和终端设备之间的媒体通道将被终止，但终端设备和节点B的媒体通道继续提供服务，节点B将继续发送媒体数据给终端设备；

这种在终端设备和节点A还保持媒体通道的同时，建立终端设备和节点B的媒体通道，在实际情况中可能受制于网络带宽限制。比如，标清IPTV的网络带宽可能只有2Mbps，而保证正常播放需要的带宽为1.5Mbps，这样在建立终端设备和节点A之间媒体通道的时候需要进行一些必要的协商，如果允许的话终端设备可能挟带参数要求媒体服务器按1.5Mbps速率发送码流，而在节点B和终端设备之间则以512Kbps速率发送码流；

如图7B所示，系统实施也可能在节点A上分片3快要结束的时候，预先建立终端设备和节点B的媒体通道(比如RTSP链路)，而不进行实际媒体流的传输。当分片3结束的时候，节点A主动通知终端设备，这时候终端在通过预先建立好的媒体通道请求媒体流数据；

第五步，后续的终端设备触发的所有操作(比如VCR、终止媒体等)都发生在当前提供媒体分片的节点和终端设备之间，当用户的VCR操作涉及到分片边界的时候，可能终端设备直接从缓存的媒体内容提供服务；也可能触发节点切换，如果触发节点切换(比如，用户进行后退操作，从分片4内容回退到分片3内容)，需要触发和图7所示的同样的流程，只不过是从分片4到分片3的切换，而不是从分片3到分片4的切换。

这里只描述了一次节点切换过程，后续的其他分片分布在不同节点上的切换过程完全相同，这里不再赘述。

本发明提供了一种一种基于内容分片的多媒体分片切换方法及系统，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。

Claims (18)

1.一种基于内容分片的多媒体分片切换方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

步骤1，终端请求观看节目时，查询索引服务器，获得存储节目的第一个内容分片的开始节点索引信息，所述开始节点向终端发送内容分片；

步骤2，开始节点上的内容分片传送完毕前，开始节点查询索引服务器，获得后续内容分片索引信息；

步骤3，采用下述方式之一切换到所述后续内容分片进行节目播放：

方式A：开始节点通知后续节点在前一节点内容播放结束时，发送所述后续内容分片给终端播放；

方式B：开始节点通知后续节点在开始节点上内容分片播放结束时，发送所述后续节点存储的内容分片给终端播放；当所述后续节点上内容分片播放结束时，所述后续节点查询索引服务器，通知下一个后续节点发送所述下一个后续节点存储的内容分片给终端播放；

在观看节目过程中，终端保持与开始节点的媒体控制链路，使后续进行VCR操作时通过开始节点将VCR相关操作转发到当时真正提供媒体流的节点上，媒体控制流与媒体流构成一个三角形，后续终端触发的VCR、终止媒体操作都发生在开始节点和终端之间，由开始节点转发控制消息给正在向终端提供媒体流的节点，对用户屏蔽分片的物理分布信息。

2.根据权利要求1所述的多媒体分片切换方法，其特征是，在步骤3所述方式B中，所述后续节点通知开始节点后续是所述下一后续节点为终端提供所述后续内容分片。

3.根据权利要求1所述的多媒体分片切换方法，其特征是，在所述开始节点与终端之间进行信令控制，播放过程中，当终端执行快进、慢进、快退、慢退操作时，由终端把所述操作信息发送给开始节点，开始节点再把所述操作信息转发给当前正在给终端发送内容分片的节点实现快进、慢进、快退、慢退操作。

4.根据权利要求1所述的多媒体分片切换方法，其特征是，在所述开始节点与终端之间进行信令控制，播放过程中，当终端执行停止播放操作时，由终端把所述操作信息发送给开始节点，开始节点再把所述操作信息转发给当前正在给终端发送内容分片的节点实现终止播放操作。

5.根据权利要求1所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述方法应用于基于内容分片的多媒体分片切换系统，该系统包括：终端、一个或多个节点和至少一个索引服务器，所述节点用于存储节目内容分片，所述索引服务器用于存储和维护所述内容分片在所述节点上的分布情况，所述节点之间存在媒体流交互；所述终端和所述节点之间存在媒体流交互，所述节点和所述终端分别与所述索引服务器之间存在控制信令交互。

6.根据权利要求5所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述节点之间以P2P方式组织。

7.根据权利要求5所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述节点也是终端。

8.一种基于内容分片的多媒体分片切换方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

步骤1，终端请求观看节目时，查询索引服务器，获得存储节目的第一个内容分片的开始节点索引信息，所述开始节点向终端发送内容分片；

步骤2，开始节点上的内容分片传送完毕前，开始节点查询索引服务器，获得后续内容分片索引信息；

步骤3，采用下述方式切换到所述后续内容分片进行节目播放：

在开始节点上的内容分片传送完毕前，开始节点通知终端后续内容分片索引信息，终端与存储所述后续内容分片的后续节点建立媒体通路，所述后续节点发送所述后续内容分片给终端播放；

后续终端触发的VCR、终止媒体操作都发生在当前提供媒体分片的节点和终端之间。

9.根据权利要求8所述的多媒体分片切换方法，其特征是，终端下载所述后续节点上的内容分片缓存在终端，当开始节点上的内容分片发送完毕时，开始节点和终端之间的媒体通道终止，后续节点发送所述后续内容分片给终端播放。

10.根据权利要求8所述的多媒体分片切换方法，其特征是，当开始节点上的内容分片发送完毕时，开始节点和终端之间的媒体通道终止，后续节点通过所述与终端建立的媒体通路发送所述后续内容分片给终端播放。

11.根据权利要求8所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述方法应用于基于内容分片的多媒体分片切换系统，该系统包括：终端、一个或多个节点和至少一个索引服务器，所述节点用于存储节目内容分片，所述索引服务器用于存储和维护所述内容分片在所述节点上的分布情况，所述节点之间存在媒体流交互；所述终端和所述节点之间存在媒体流交互，所述节点和所述终端分别与所述索引服务器之间存在控制信令交互。

12.根据权利要求11所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述节点之间以P2P方式组织。

13.根据权利要求11所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述节点也是终端。

14.一种基于内容分片的多媒体分片切换方法，其特征是，该方法包括如下步骤：

步骤1，终端请求观看节目时，查询索引服务器，获得存储节目的第一个内容分片的开始节点索引信息，所述开始节点向终端发送内容分片；

步骤2，开始节点上的内容分片传送完毕前，开始节点查询索引服务器，获得后续内容分片索引信息；

步骤3，采用下述方式切换到所述后续内容分片进行节目播放：

开始节点将所述后续内容分片下拉到开始节点，所述开始节点发送给终端进行播放；

后续终端触发的VCR、终止媒体操作都发生在开始节点和终端之间，终端不知道媒体内容的真实物理存储位置，由开始节点实现代理功能，对用户屏蔽分片的物理分布信息。

15.根据权利要求14所述的多媒体分片切换方法，其特征是，在开始节点上的内容分片传送完毕前下载所述后续内容分片到开始节点缓存，或者在开始节点上的内容分片传送完毕时下载所述后续内容分片到开始节点。

16.根据权利要求14所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述方法应用于基于内容分片的多媒体分片切换系统，该系统包括：终端、一个或多个节点和至少一个索引服务器，所述节点用于存储节目内容分片，所述索引服务器用于存储和维护所述内容分片在所述节点上的分布情况，所述节点之间存在媒体流交互；所述终端和所述节点之间存在媒体流交互，所述节点和所述终端分别与所述索引服务器之间存在控制信令交互。

17.根据权利要求16所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述节点之间以P2P方式组织。

18.根据权利要求16所述的多媒体分片切换方法，其特征是，所述节点也是终端。

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