CN101785278A - 在网络中流传输数据内容 - Google Patents

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Abstract

一种用于在网络中流传输数据内容的方法和装置。一种装置的一些实施例包括用于在网络上生成数据流的网络单元，其中生成该数据流包括生成该数据的摘要信息。该装置还包括经由网络发送所生成的数据流的发送器。

Description

在网络中流传输数据内容
技术领域
本发明的各实施例一般涉及网络领域，并且更具体地涉及用于在网络中流传输数据内容的方法和装置。
背景
随着个人电子娱乐选择的增加，存在着更多的动机来将各种媒体设备在网络中连接在一起以共享数据、增加方便性、并更完全地使用每一元件。例如，家庭中的某些设备可以连接在一起。在这样的环境中，存在着流传输数据媒体内容来用于音频、视频、游戏和其他用途的多个可能的源和用户。
为建立娱乐网络，使用传统计算机连网模型来将网络设备连网在一起是可能的。在这样的环境中，可使用已知数据传输协议在服务器和其他连网设备之间传输流媒体数据。
然而，常规连网通常需要网络设备具有高度的计算能力。此外，传输协议通常需要关于所传输的数据的高级知识。流媒体数据当前以各种各样的格式存在以用于各种目的和设备。随着较老格式被旨在提供新功能或支持新设备技术的较新协议代替或补充，这些格式在激增。结果，设备的网络需要该娱乐网络中的每一设备具有相对复杂的接口和计算操作，并且可能易于受到媒体技术的快速改变的损害。
发明内容
提供了一种用于在网络中流传输数据内容的方法和装置。
在本发明的第一方面，一种装置可包括用于在网络上生成数据流的网络单元，其中生成该数据流包括生成该数据的摘要信息。该装置还可包括发送所生成的数据流的发送器。
在本发明的第二方面，一种装置可包括用于从第二装置接收数据流的接收器，其中该数据被编码并且包含关于该数据的摘要信息。该装置还可包括用于至少部分地基于关于该数据的摘要信息来处理数据流的网络单元。
在本发明的第三方面，一种网络可包括用于在网络上生成数据流的第一网络设备，其中该数据是根据一种数据协议编码的。生成数据流包括至少部分地解码该数据，评估该数据以获取关于该数据的摘要信息，并将该摘要信息插入到该数据。该网络还可包括用于从第一网络设备接收数据流的第二网络设备。
附图简述
本发明的各实施例在各附图中是作为示例而非作为限制示出的，在附图中相同的附图标记指代相同的元素。
图1是娱乐网络的实施例的图示；
图2是网络中的网络设备之间的连接的实施例的图示；
图3是准备数据以供在网络中传输的图示；
图4是数据的摘要首部的实施例的图示；
图5是向数据提供的首部的实施例的图示；
图6是用于在网络中传输流数据的过程的实施例的图示；
图7是用于对流数据进行概括的过程的实施例的图示；以及
图8是网络设备的实施例的图示。
详细描述
本发明的各实施例一般针对流传输媒体内容。
如此处所使用的，“娱乐网络”指的是用于在设备之间传递数字媒体内容(包括音乐、音频/视频、游戏、照片、以及其他)的互连网络。娱乐网络可包括个人娱乐网络(如家庭中的网络)、商业环境中的娱乐网络、或娱乐设备的任何其他网络。在这样的网络中，某些网络设备可以是媒体内容的源，如数字电视调谐器、电缆机顶盒、视频存储服务器、或其他源设备。其他设备可以显示或使用媒体内容，如数字电视机、家庭影院系统、音频系统、游戏系统、以及其他设备。此外，某些设备旨在存储或传输媒体内容，如视频和音频存储服务器。某些设备可以执行多种媒体功能。在某些实施例中，各网络设备可以共同位于单个局域网中。在其他实施例中，各网络设备可以跨多个网络段，如通过局域网之间的隧道。娱乐网络可包括多个数据编码和加密过程。
在某些实施例中，网络对数据流进行封装以允许在不解密或解码数据的情况下传输、存储、和操纵该数据。在某些实施例中，网络使用概括数据内容的数据的数字分组容器格式用于在不需要实际内容、编码、或加密的任何知识的情况下进行网络操作。如此处所使用的，“概括”包括概括、表征、以及标识数据。
因为娱乐网络上可存在各种各样的不同设备，所以可能使用着各种各样的媒体格式。然而，在常规操作中，为使所有设备携带或存储数字媒体内容，需要每一设备理解所有可能格式，或需要数据容器格式允许对任意格式化的内容进行不透明传输和存储。在某些实施例中，网络允许在不需要所有格式的知识并且不利用完全不透明容器格式的情况下传输数据。另外，所传输的媒体内容可被加密。在某些实施例中，实现包括允许在不需要处理数据的所有设备对该数据进行解密的情况下操纵数据内容的信息的容器格式。
在某些实施例中，现有连网协议可用于数字数据的传输。存在适用于携带包括数字媒体的净荷的各种连网协议。在一个示例中，可使用RTP(实时传输协议)来传输音频、视频、以及其他媒体数据。RTP包括用于各种各样媒体格式的封装，并且可经由UDP(用户数据报协议)来直接携带或在TCP(传输控制协议)中采用额外用户级分组化的情况下可被封装在TCP内。
然而，直接使用TCP来传输需要某些设备理解所有格式类型，这在诸如娱乐网络等网络中是困难且不切实际的。在一示例中，如果需要视频存储服务器提供“花样播放(trick play)”支持(包括例如快进、倒带、以及类似操作)，则在常规系统中这需要知道数据格式。在该示例中，在视频存储服务器接收到要存储的RTP封装的流时，该服务器可能希望创建索引来将流演示时间与流数据位置进行相关。为创建这一基于时间的索引，存储服务器一般需要至少部分地解码所有媒体格式以确定索引点。在网络中使用了大量可能的格式的情况下，这一操作在操作上是不切实际的。此外，为解码加密媒体内容，视频存储服务器需要密码支持和必要的密钥来访问所有数据。这是困难的，因为存储服务器通常不是可信设备。
在某些实施例中，在媒体数据中实现了摘要格式。在某些实施例中，支持该网络格式的任何网络实体可以利用该摘要格式来用作数据的共同载体，而不需要该网络实体知道内容格式、数据编码、或数据加密。在某些实施例中，数据摘要经由对现有协议的扩展来实现，包括但不限于广泛使用的RTP。在某些实施例中，数据摘要可以允许简化不需要解释媒体内容的诸如存储设备等常见载体网络设备的设计，并可以允许模块化设计网络设备的流传输引擎，因为单个协议和分组格式可用于所有类型的数据。需要与流相关的某些元数据以对该数据进行寻址。在某些实施例中，只有数据源设备需要承担从数据中提取所需信息的需求。
在某些实施例中，常见载体设备可用来接收具有摘要信息的数据流；再现数据流的定时以供重新传输该数据流；膨胀(inflate)任何压缩空数据分组以供重新传输；在传输中提供花样播放操作，包括快进、倒带、数据流中的跳跃、向前或逆向更快或更慢地传输、以及接合数据；以及在不解密数据的情况下重新发送数据流。
在网络通信中，数字媒体的生成者(其可以是例如数字电视机调谐器或数字照相机)和数据的用户或接收者(其可以是例如数字电视机)常规上需要理解媒体编码并就媒体编码达成一致，并且具有加密或解密该内容的权限。在某些实施例中，数据生成者可以解密并部分地解码数据内容来获取关于该内容的特定摘要信息。在某些实施例中，生成者对媒体内容进行封装，该媒体内容可以用媒体摘要格式来进行编码和加密以反映该数据的特性。在某些实施例中，接收者设备可以使用媒体摘要来接收并传输媒体数据，而无需就媒体编码达成一致或知道媒体编码并且无需解密或加密该数据的权限。
在某些实施例中，在摘要首部中提供的摘要格式包括被封装成数据流的任何媒体编码。所传输的任何数据都可反映在这样的编码中。例如，照片数据可作为具有单个帧的视频流来解释，并且因此作为视频流数据来传输。在某些实施例中，摘要首部提供可允许网络设备的低成本、低资源实现的方法，如在网络设备接口的单个芯片解决方案中。相反，常规家庭网络方案是针对高资源环境来设计的，如包括个人计算机的高资源环境或网络设备中包括多个自定义ASIC或协处理器的高资源环境。
在某些实施例中，摘要首部可以实现成对传输协议所提供的首部的扩展。例如，摘要首部可以实现成RTP首部扩展。
在某些实施例中，数字媒体可经由诸如UDP/IP等不可靠的数据报协议携带(其中协议可靠性与该协议是否提供对数据到达与否或完整与否进行验证相关)。因为媒体数据必须在某种时间约束下传递，所以对可靠传输的需求是时间相关的并且是内容专用的。出于这一原因，媒体数据可以通过不可靠的协议来高效地传输。这些协议通常在局域网上操作。通过使用桥接，可以使协议跨多个局域网。因为媒体数据流通常包括时间关键分量，确保数据传递是不必要的(因为老数据不再有用)。此外，在网络中存在拥塞时，确保数据传递因使分组延迟超过可接受的限度而使总体服务质量降级。
在某些实施例中，摘要首部提供与数据内容相关的各种信息。该信息形成提供关于流的某些细节的数据无关注释的集合，以允许网络设备管理或操纵该流而无需理解流内容。首部中包括的注释中的若干一些表示该内容本身固有的静态信息，如内容类型标志和流相对时间戳。
从摘要中获取该信息使得必需解析和理解一定量的流内容。在一个示例中，为提取特定一段MPEG流的流相对时间戳，设备将提供对该MPEG数据的部分解码以确定该演示时间戳。在某些实施例中，这一功能被限于网络入口设备，网络入口设备是接纳网络上的内容的设备，如广播调谐器或因特网网关。该入口设备还管理任何外部内容保护方案。在某些实施例中，网络中的诸如存储设备等其他设备随后可操纵该流，而不需要支持对过多内容类型的部分或完全解码并且无需解密受保护内容。在某些实施例中，入口设备接收使用外部条件访问方案来保护数据的内容，解密该内容，解析并注释该内容以提供摘要信息，根据网络保护方案加密净荷内容，并在网络中散布该数据。
在某些实施例中，只要缓冲了数据内容，则保留摘要信息，如在存储设备上。提供该摘要信息的注释使得能够根据原始时基来成功地重新传输该流，以及允许跳转到该流中的各参考时间点或利用花样播放模式。
在某些实施例中，摘要首部中的内容类型和模式标志可由物理网络层用来分配用于传输的分组优先级。所确立的优先级可根据特定实现而变化。在一个可能的示例中，可以使用以下相对优先次序(从最高到最低优先级)：(a)嵌入的内容保护键，(b)音频数据，(c)主键视频帧数据，(d)辅键视频帧数据，(e)非关键视频帧数据，(f)空数据，以及(g)带宽预留数据。
图1是娱乐网络的实施例的图示。在该图示中，娱乐网络系统100允许任何兼容媒体设备连接到该网络。该连接被示为到娱乐网络105的连接。在某些实施例中，这些设备在没有中心网络服务器的网络情况下操作。通过该娱乐网络，媒体数据流可以在任何连接设备之间传输。另外，可以通过该网络远程地控制设备。设备可经由任何已知连接器和连接协议(包括同轴电缆、以太网电缆、和火线)以及经由Wi-Fi、蓝牙和其他无线技术的无线连接来连接到该网络。
在某些实施例中，设备可包括任何媒体源或接收者。在图1中，办公室110可以经由网关122提供到网络105的因特网连接120。从因特网接收到的数据可包括任何流媒体源，包括但不限于，所购买的音频文件(如下载的音乐文件)、视频文件(如电影、电视、以及其他)、以及计算机游戏。办公室110还可连接到利用监视器126的个人计算机124，监视器126除其他功能之外可显示某些媒体流或操作某些计算机游戏。
娱乐网络还可与卧室112中的设备相连接，这些设备例如包括向电视机132提供数据的机顶盒130。另外，卧室(或任何其他地方)可包含媒体存储单元128。媒体存储单元128可从连接到网络105的任何源接收数据并可向连接到网络105的任何数据接收者提供数据。媒体存储单元128可包含用于该网络的任何类型的媒体流数据。
该系统还可包括接收来自例如电缆或光纤系统134或圆盘式卫星天线网络136的输入的客厅114。来自这些源的输入可被提供给连接到网络105的机顶盒138和第二电视机140。视频游戏单元142同样连接到网络105以在客厅电视机140上显示。可以存在具有连网设备的任何数量的其他房间，如包含连接到网络105的第三电视机144的厨房。其他网络设备也可存在，包括但不限于，可包括遍布房屋的扬声器的立体声音频系统。
另外，任何数量的移动个人电子设备可连接到该网络。这些设备可经由电缆或经由无线信号连接，包括但不限于蓝牙、Wi-Fi、红外、或其他类似无线通信协议。每一这样的协议需要到该网络的接口(其在图1中未示出)，如Wi-Fi基站。这样的移动个人电子设备可包括数字照相机146、蜂窝电话148、个人音乐设备150、或摄像机152。另外，当汽车154靠近网络105时(如当在房屋的车库中时)，该汽车中包含的移动系统可连接到该网络。在移动个人电子设备处于该网络的范围内时，其可例如自动地连接到该网络。一旦连接，这些设备可用于通过该网络获取数据或向该网络提供数据，包括向这些设备的可能的自动更新或下载。在一个示例中，用户能够通过该网络访问移动个人电子设备中的任何一个所包含的数据，如经由机顶盒138在客厅电视机140上访问存储在数字照相机146上的照片。
因为连接到网络的设备在功能方面各不相同，所以通过该网络传输的数据包括许多不同数据协议，包括任何已知视频和音频协议。在一个示例中，媒体存储单元128需要获取、存储、并提供多种不同媒体协议的数据。
图2是网络中的网络设备之间的连接的实施例的图示。在该图示中，第一网络设备205(设备1)经由网络连接到第二网络设备215(设备2)，该网络包括娱乐网络。(该网络的其余部分未在图2中示出，但可包括例如诸如图1中所示的设备等设备。)每一网络设备可包括使得该设备能够在网络中操作的网络接口(第一设备205的网络接口210和第二设备215的网络接口220)。
在该图示中，第一设备205可以是数据流225的源，而第二设备215可以是该数据流的接收者。例如，可对第一设备205作出向第二设备215提供数据流225的请求。然而，网络设备可以是任何类型的媒体设备，并且因而数据流225可以根据多种数据协议中的一种来编码，并可由加密方法来加密。第二设备215可能不具有解码或解密数据流225的能力，并且可能没有访问数据流中包含的数据的权限。
在某些实施例中，数据流通过数据摘要格式230来封装，数据摘要格式230使得第二设备215能够在不知道内容格式、编码、或加密的情况下携带数据流225的数据。在某些实施例中，数据摘要格式能以摘要首部的形式来实现，摘要首部提供在不访问流内的数据的情况下携带和操纵该数据所需的信息。
在某些实施例中，第二设备215可被配置成向第一设备205提供关于媒体数据到达的低级反馈235。例如，在数据未到达或乱序到达的情况下，第二设备215可以提供否定确认(NAK信号)，从而允许第一设备205例如重新发送丢失的数据元素。在另一示例中，在数据到达时，第二设备215可以向第一设备205提供肯定确认(ACK信号)。
图3是准备数据以供在网络中传输的图示。例如，需要传输的数据能以第一形式305开始。根据用于在网络中传递数据的传输协议，该数据可被分成数据块315以供在数据分组中传输。
在某些实施例中，对数据的准备还可包括经由数据摘要格式对该数据进行封装。在某些实施例中，该封装利用数据分组首部320和数据块325的数据。该首部允许设备2215作为常见载体来操作以在不知道内容格式、编码、或加密的情况下携带数据流中的数据。
在某些实施例中，数据块的首部320可包括两部分：
(a)传输协议首部330(如RTP首部)包括该传输协议所需的信息。
(b)添加摘要首部335来提供关于数据225的信息，而不提供关于数据内容的任何信息。在某些实施例中，网络设备可以利用摘要首部来在不解码或解密数据325的情况下携带和操纵该数据。摘要首部可以是传输协议首部的一部分或扩展。
为在网络中传输数字内容，根据相关传输协议，该内容通常被分解成适用于网络传递的数据“块”。例如，如果特定数据编码格式是MPEG传输流并且传输协议是UDP/IP，则底层以太网帧可允许在UDP净荷内封装最高达7个188字节传输流单元。在该特定示例中，准许可变大小的块。在某些实施例中，对于每一这样的块，以下字段可包括在摘要首部中以描述该块的内容：
(a)数据块的大小-提供反映大小的字段。然而，大小可由分组长度来暗示并且因而不需要在摘要首部中。
(b)模式和内容标志-模式标志字段可提供特定模式信息，包括但不限于加密的存在、带宽预留、数据拥塞、花样播放模式、接合模式、以及专用数据操作。在一个可能的示例中，模式指示符可以指示正常操作模式(非花样播放)、使用完整数据的花样播放模式(非数据接合模式-使得能以更快或更慢速度传输该流)、以及使用部分数据的花样播放模式(启用接合模式-使得能够在该流中跳转，这在利用全部数据的情况下是不现实的)。在某些实施例中，接收设备可以基于花样播放模式来自动地调整解码操作。内容标志字段可用于指示块中所携带的数据的类型。这可包括但不限于音频数据指示符、开始/结束/继续/非关键视频帧数据、开始/结束/继续/非预测视频帧数据、以及密码数据(如关键信息)。在不审查块数据内容的情况下，担当常见数据载体的中间网络设备可以使用这一信息来区分流传输的优先级(如向密码和音频数据分配最高优先级，其后是关键视频帧数据和所预测的视频帧数据)。在某些实施例中，如果这一信息与时间戳信息相组合，则存储服务器可以为传入流创建时间索引，从而即使对具有滚动键(rolling key)的加密内容也启用花样播放支持，该时间索引包括密码信息和关键帧时间点。
(c)空数据粒度和空数据位图-空数据粒度和空数据位图信息可允许常见数据载体以高效方式缓冲数据流。媒体流通常包括散布在该媒体数据中的空数据。例如，数字电视机广播通常包括空MPEG传输流分组。在某些实施例中，视频存储服务器可以省略这些分组并节约存储空间。在该过程中，空数据粒度信息指示在块内所测量的空数据段的固定大小，而空数据位图指示该块的哪些段中包含空数据。在一个示例中，使用摘要格式对MPEG传输流进行封装的源可将块大小设置成188字节(传输流单元的大小)，并且空数据位图字段可指示哪些单元包含空数据。存储设备或具有缓冲的其他网络实体(例如桥接设备)随后可压缩和解压数据块而无需理解所包含的格式。
(d)密码cookie-在某些实施例中，提供密码元素(即“cookie”)。该密码元素可用于允许加密流乱序发送或以时移方式发送，并允许接收器适当地解密经修改的流。媒体流通常可以用分组密码来加密，其中该分组密码需要被加密或解密的每一数据块的序列号。在某些实施例中，密码元素可以携带序列号，该序列号通常从网络协议首部字段序列号中导出。当在媒体流中进行时移或跳转时，网络协议序列号是不能使用的，因为它们在通过中间设备时不保留。在某些实施例中，在摘要首部中包括密码元素可使加密数据内容能够通过网络来携带，而无需向不显示该数据流的各实体传递密钥。
(e)流相对时间戳-在某些实施例中，摘要首部可包括反映相对于数据流的定时的时间戳。该字段可以基于净荷内容的第一字节的演示时间。该时间戳随后可以在数据流的定时过程中使用。
图4是数据的摘要首部的实施例的图示。在该图示中，数据首部可包括传输协议首部330和摘要首部335，如图3所示。在某些实施例中，摘要首部可包括概括该数据和相关过程的各个数据字段。
在某些实施例中，这些字段包括但不限于数据块的大小字段405(其可由数据分组的大小来暗示)；提供关于当前操作模式的信息的模式标志410；关于数据块中的空数据大小和位置的字段415；描述该数据的内容标志420；提供序列编号以使用加密数据的密码元素425；相对于该流的时间戳430；以及其他字段435。所提供的这些字段并非在所有实现中都提供。
图5是向数据提供的首部的实施例的图示。在某些实施例中，网络数据分组可共享共同的RTP首部格式，如图5所示。任何RTP首部字段都遵循RFC 3350中指定的RTP协议的格式和解释。在该图示中，任何多字节字段都以网络字节序来表示，各首部字段在适当时包括特定值。在某些实施例中，在实时地传递数据流时，数据分组被封装在UDP/IP协议分组内。这些分组的大小需要定为小于底层链路层(如以太网)的最大净荷，以使这些分组不被分成多个UDP/IP分组。在没有实时约束时(如在从一个设备向另一个设备传输内容片段时)，如同该流要使用UDP/IP协议来传递一样来应用RTP封装，但实际传递协议可以是TCP/IP。在某些实施例中，在数据分组被传递到低层网络层以供传输时，可以从首部字段中导出补充信息以指示该分组应当如何发送，如基于净荷内容来分配分组级优先级。
尽管图5和对该附图的以下描述描述了位于首部的特定指定位置的特定大小的特定字段，但本发明的各实施例不限于这些特定实现。在某些实施例中，首部包括以下字段：
传输协议(RTP)首部502：
版本(V)504-首部的头两个位形成版本字段。例如，当前RTP版本是2。
填充(P)位506-RTP首部的第三个位是预留以供将来使用的填充位并且是0。
扩展(X)位508-RTP首部的第四个位指示应用程序专用扩展是否附加到该常见RTP首部。在一示例中，摘要首部可以作为固定大小简档扩展来在每一RTP分组的净荷中携带。在该示例中，不使用可变长度和可变位置的RTP首部扩展并且因此该位是0。
贡献源计数(CC)510-该字段(包含四个位)被解释为无符号整数。它表示RTP协议所定义的、该RTP首部之后的贡献源的数量。如果网络不支持贡献源的概念，则该字段是0。
标记(M)位512-RTP首部的第九个位表示流数据中的重要事件的标记。该标记位的解释取决于RTP净荷中携带的内容的简档。例如，对于音频/视频数据，在时间戳不连续的情况下，如在切换源材料或跳转到流中的不同点的情况下，该位被设为1。该值是由发送器动态地生成的。
净荷类型514-这一7个位的字段作为无符号整数来解释。净荷字段指示净荷内容的类型和格式。在RFC 3551中，定义了用于RTP音频/视频简档的净荷类型值。某些固定的已知值被用于在开发RTP时存在的常见媒体编码格式。在后续版本中，RTP规范规定从96到127范围内的值预留用于动态地分配的净荷格式。期望使用外部机制或副信道来协商特定RTP会话的净荷类型并分配来自该动态范围的净荷类型值。在某些实施例中，网络协议使用来自该动态范围的对净荷类型的静态分配，并且因此该规范表示副信道。例如，将净荷类型分配给动态值范围可以在表1中概括。
  值   类型   描述
  96   MPEG   在MPEG-TS格式内携带的任何类型的MPEG内容。
  97   AVC/H.264   在MPEG-TS格式内携带的任何类型的AVC内容。
  98   VC-1   在MPEG-TS格式内携带的任何类型的VC-1内容。
  99   JPEG   在JPEG图像的RTP简档内携带的JPEG内容。
表1-会话管理器事件码值
在操作中，接收器忽略该接收器不理解的净荷类型。净荷类型值是静态的并且与媒体内容一起保留。
序列号516-按网络字节序的该16个位的字段作为无符号整数来解释。该字段表示所发送的RTP分组的序列号。每发送一个分组该字段递增1，而不管媒体本身的内在次序。因此，在数据流内跳转时(如向前跳转或倒带)，对于每一分组序列号递增1，尽管流数据序列可能变化很大。该字段的初始值是随机的，并且可由发送器动态地生成。
发送时间戳518-按网络字节序的该32个位的字段作为无符号整数来解释。该字段表示根据发送者处的90KHz参考时钟的、要发送该分组的第一字节的时刻。在另一实施例中，可以使用诸如27MHz时钟等不同的时钟来提供更大准确度。该字段的初始值是随机的。接收器可以使用发送时间戳值来确定额定分组速度和流带宽并经由推(push)模型恢复定时。该值是由发送器动态地生成的。在某些实施例中，该字段可被替换，但这将提供非标准RTP实现。在某些实施例中，可以向首部扩展添加字段来提供时间戳数据。
同步源520-按网络字节序的该32个位的字段表示媒体流的源。在某些实施例中，网络协议将该字段解释成表示净荷的源IP地址的IPv4网络地址。该值是由发送器动态地生成的。
摘要首部522：
摘要协议版本524、526-在某些实施例中，摘要协议随时间进化，并且因此可以使用一个字段(示为8位)来区分不同的协议版本。在一个示例中，位0到3形成版本辅号码，并且位4到7形成版本主号码。例如，当前主号码是1并且当前辅号码是0(这可以解释成版本1.0)。该版本值可由发送器动态地生成。
模式标志528-表示表达与关联于流传递的当前模式相关的信息的标志的位图的字段(在该图示中被示为8位)。例如，在特定位位置的值1可以指示相关联的标志的肯定值，而值0指示否定值。在一个可能的实现中，对该字段的位分配可在表2中概括。该模式标志值由发送器动态地生成。
  位   标志   描述
  0   加密   关于净荷内容是否被加密的指示。
  位   标志   描述
  1   预留   关于发送器是否处于带宽预留阶段的指示。
  2   拥塞   关于发送器是否经历拥塞的指示。
  3   花样播放   关于花样播放模式是否有效的指示。
  4   接合模式   关于接合是否被用于花样播放的指示。
  5-7   RFU   其他或预留以供将来使用。
表2-用于流模式设置的各标志位位置
块大小530-块大小字段(在此被示为8个位的字段)作为无符号整数来解释。该块大小字段表示净荷中的媒体数据块的大小。为便于在媒体流的接收器处进行缓冲区管理，标记包含空数据的净荷段，这些净荷段是不必存储的段。该字段指示这些段的大小。例如，MPEG传输流被分解成188字节的单元，某些单元可被标记成空单元并且仅用作带宽填充。这些单元不必存储。因此，空块大小字段将被设置成MPEG-TS单元的大小，即188字节。该值是静态的并且与媒体内容一起保留。
块计数532-块计数字段(在此被示为8个位的字段)作为无符号整数来解释。它表示净荷中的媒体数据块的数量。每一个块都是块大小字段530所指示的大小的净荷。在一示例中，需要分组中的块不超过16个。将块计数与块大小相乘并加上首部的各个字节(RTP的12个字节和摘要的88个字节)得到了净荷的总大小。在该示例中，净荷大小值限于UDP的最大值，如1472字节。在某些实施例中，块计数值是静态的并且与媒体内容一起保留。
内容标志534-该字段(被示为16个位的字段)表示表达与净荷内容相关的信息的标志的位图。在特定位位置的值1指示相关联的标志的肯定值，而值0指示否定值。对该字段的位分配可以如在表3中概括的一样。该字段值是静态的并且与媒体内容一起保留。
  位   标志   描述
  0   索引开头   净荷包括索引数据的开头。
  1   索引数据   净荷包括内部索引数据。
  2   索引结尾   净荷包括索引数据的结尾。
  3   音频数据   净荷包括音频数据。
  4   图像数据   净荷包括图像数据。
  位   标志   描述
  5   主视频   净荷包括来自诸如MPEG2 I帧等主关键帧的视频数据。
  6   辅视频   净荷包括来自诸如MPEG2 P帧等辅关键帧的视频数据。
  7   非关键视频   净荷包括来自诸如MPEG2 B帧等非关键帧的视频数据。
  8   接合数据   净荷包括在花样播放模式中接合数据段所必需的数据。
  9   图形数据   净荷包括嵌入的图形数据。
  10   元数据   净荷包括描述媒体内容的嵌入的元数据。
  11   密码数据   净荷包括嵌入的密码信息，如滚动键信息。
  12-15   RFU   其他或预留以供将来使用。
表3-用于流内容属性的各标志位位置
在该示例中，三个索引数据字段用作媒体内容内的索引点的指示。索引数据表示形成相对稳定随机访问点的连续媒体内容数据段，并且因此是在处于花样播放模式时可接合在一起以在流内跳转的媒体数据。在该图示中，有八个可能的值，其中的五个是唯一的。所有索引位的值都为0指示不适于自包含解码和显示的媒体数据，例如MPEG B帧。另四个唯一值指示索引数据段的开头、索引数据段的内部、索引数据段的结尾、以及索引数据段的结尾之后伴有同一分组中的新索引数据段的开头。例如，包含MPEG I帧的首字节的分组的第一个位的值将是1，第二个位的值是0或1(无所谓)，第三个位的值是0，从而指示索引数据的开头。包含该I帧数据的后续分组将第一个位设为0，第二个位设为1，并且第三个位设为0，从而指示内部索引数据。包含该I帧的最后字节的分组将头两个位设为0并将第三个位设为1，从而指示索引段的结尾。
空净荷向量536-在该图示中，空净荷向量(被示为16个位的字段)作为指示净荷的哪些段包含空数据的标志的向量来解释。每一个位表示净荷块(其大小由块大小字段530指示)是否包含空数据的指示。位0指的是净荷的第一个块，位1指的是下一块，以此类推。在一个位被设为1时，其指示净荷的对应块包含不必存储的空数据。在该示例中，该字段值是静态的并且与媒体内容一起保留。
在该图示中，接收器忽略并且不解释被标记为空的块。这是因为内容是在不存储空块的情况下加密和缓冲的。在这种情况下，可在解密之前扩展分组，这随后将对空块产生随机数据。
显示速度538-在该图示中，按网络字节序的显示速度(被示为16个位的字段)表示流显示速度，其指的是作为多倍正常流速度的解码速度，例如1.5倍正常速度。在一个示例中，速度被指定为有符号的定点小数值。位8-15形成量级，而位0-7形成小数分量。正值指示正向，而负值指示逆向。在该示例中，该字段值表示应用于一倍正常显示速度的乘数。例如，十六进制值0x0180表示量级值1和小数值0.5，这指示所需显示速度是正向1.5倍正常速度。除0x0100(即，正常速度)之外的任何值指示该流处于花样播放模式，并且接收器必须相应地调整其解码和显示单元。花样播放模式的改变由该字段的值的改变来指示。在该示例中，显示速度是动态地生成的。
字段540被示为预留字段，其可在将来用于其他目的。
流相对时间戳542-该字段(在此被示为32个位的字段)作为无符号整数来解释。该字段表示净荷内容的第一字节的演示时间。该值不必像使用诸如MPEG B帧等双向预测视频帧的情况那样是单调递增的。在一个实现中，时间戳可以基于与媒体内容相关联的流时钟来分配。该字段值是静态的并且与媒体内容一起保留。该字段可用于将时间偏移映射到流数据字段一字节位置，该流数据随后可允许通过该流的基于时间的跳转。
密码计数器值544-该字段(被示为64个位的字段)表示形成被用于加密封装在数据流内的媒体内容的键索引值的一部分的计数器值。该字段值需要跨整个流是唯一的，且该值保持不变并且与净荷内容相关联。在某些实施例中，该值被用来解密媒体内容以进行解码和显示。该字段值是静态的并且与媒体内容一起保留。
块捕捉时间戳列表546-550-在该实现中，在入口设备捕捉媒体流并跨网络来传递它时，在显示设备处再现捕捉定时以确保正确的定时恢复来进行正确的解码。这一操作在存储流并稍后回放的情况下或在入口处丢弃了该流的一部分以降低带宽的情况下尤其重要，后一种情况诸如将高带宽多节目传输流缩小到单个节目传输流的情况。
在一示例中，对于净荷中的每一个流数据块，在入口设备处将根据90KHz参考时钟的捕捉时间戳添加到摘要首部。在该示例中，每一时间戳是32位宽的并且按网络字节序发送。如图所示，首部包括用于保持该分组中最大允许数量的块的捕捉时间戳的16个槽。该列表是固定的，而不管净荷中实际块的数量。如果净荷中的块的数量小于16，则接收器忽略所有未使用的时间戳。在该实现中，块捕捉时间戳值是动态地并且与媒体内容一起保留。
在某些实施例中，数据源的流传输应用程序可从预期数据接收者接收关于到达或丢失数据分组的低级反馈。在某些实施例中，数据源可以使用该低级反馈来选择错误恢复机制。在某些实施例中，使用低级反馈允许系统在不使娱乐网络上存在的网络设备变得复杂的情况下解决数据传递问题。
在某些实施例中，摘要首部包括可用来提供低级反馈的序列号。例如，在预期数据接收器检测到乱序分组或在给定流的预期时间帧内未能接收到预期分组时，接收器可向发送器发送否定确认(NAK)作为反馈。用于NAK的信道可以是不同的，并且可以利用可靠协议或不可靠协议(如UDP)。在接收到NAK后，发送器可以在该分组仍然可用的情况下重新发送该分组。在某些实施例中，发送器可出于该目的来维护重新发送缓冲区。所发送的分组可以根据其优先级(优先级可以基于根据摘要首部标志的分组类型)和其间重新传输有意义的时间量来存储在缓冲区中。特定缓冲区管理方案是应用程序相关的。在某些实施例中，肯定确认(ACK)也可以在分组到达时提供，并且因此可以用来以高效的发式从重新发送缓冲区中收回项。然而，提供肯定确认是以增加反馈为代价的。
在某些实施例中，NAK可由发送器用来检测延长数据拥塞的时间段，从而指示开销条件。在检测到开销条件时，发送器可以采取适当的动作来解决拥塞，如切换到该流的带宽降低版本、或可以整个停止该流，这将允许其他活动流继续具有高质量。发送器可以利用任何已知拥塞检测算法，诸如例如TCP友好速度控制(TFRC)。
图6是用于在网络中传输流数据的过程的实施例的图示。在某些实施例中，作出对从第一设备向第二设备传递数据流的请求605。该请求可由第一设备作出，或由网络中的另一设备作出，该网络例如可以是个人娱乐网络。第一设备为网络准备流数据内容610。该过程包括对内容进行概括，如通过向每一数据块插入摘要首部连同传输协议首部。该过程可包括在图7中描述的各元素。随后将数据分组从第一设备发送到第二设备615。
在某些实施例中，可以结合数据传输来提供反馈。如果未接收到预期数据分组620或预期数据分组是乱序地接收到的625，则可以从发送设备向第一设备发送否定确认(NAK)630。如果适当，则对于数据内容传递，第一设备随后可从缓冲区重新发送丢失的分组632。如果以正确的顺序625接收到分组620，则第二设备可任选地向第一设备发送确认(ACK)，这将允许第一设备清除被接收到的分组的缓冲区。另外，确认的传输使得第一设备能够确定第二设备实际上正在接收该数据流，并且不丢弃该流中的所有分组。对于接收到的分组，如果第二设备是该数据的用户(并且不是中间设备)640，则该设备随后可以解密并解码该数据分组。如果第二设备不是该数据的用户，则传递该分组而不进行解密或解码650。对于任一情况，随后对该数据分组执行预期操作655，如显示该数据或将存储该数据以供将来使用。
图7是用于对流数据进行概括的过程的实施例的图示。在某些实施例中，可以至少部分地解密并解码数据流以获取摘要信息700。视传输协议的需要将该数据流分成各个数据块705。确定各数据块的摘要首部信息。该过程可包括确定各操作模式，包括加密、带宽预留、拥塞、花样播放使用、接合、以及其他模式715。该过程还可包括确定空块的大小和空块的位置720。确定内容信息725，该内容信息可包括索引数据的存在、音频数据、图像数据、带有或不带有关键帧的视频数据、用于接合的数据、图形、元数据、密码、以及其他内容信息。如果数据被加密则可包括用于提供序列编号的密码计数器值730，并且可以确立该数据的流相对时间戳。使用以上确立的摘要信息，将传输协议首部和摘要首部附加到每一数据块740，并且如在图6所提供的那样传输该数据。
图8是网络设备的实施例的图示。在该图示中，网络设备805可以是诸如娱乐网络等网络中的任何设备，包括但不限于图1中示出的设备。例如，该网络设备可以是电视机、机顶盒、存储单元、游戏控制台、或其他媒体设备。在某些实施例中，网络设备805包括被配置成提供网络功能的网络单元810。网络功能包括但不限于生成、传送、存储、和接收媒体数据流。网络单元910可被实现为嵌入式系统。网络单元810可被实现为单个片上系统(SoC)或被实现为多个组件。
在某些实施例中，网络单元810包括用于处理数据的处理器。对数据的处理可包括生成数据流，操纵数据流来传送或存储，以及解密和解码数据流来使用。网络设备还可包括支持网络操作的存储器，如DRAM(动态随机存取存储器)820或其他类似存储器和闪存825或其他非易失性存储器。
网络设备805还可包括经由网络接口855分别用于在网络上发送数据或从网络接收数据的发送器830和/或接收器840。发送器830或接收器840可以连接到有线传输电缆(包括例如以太网电缆850)或连接到无线单元。有线传输电缆还可包括同轴电缆、电力线、或可用于数据传输的任何其他电缆或导线。发送器830或接收器840可以用一条或多条线，如用于数据发送的线835和用于数据接收的线845，耦合到网络单元810来用于数据传输和控制信号。还可以存在附加连接。网络设备805还可包括用于该设备的媒体操作的多个组件，它们在此未示出。
在以上描述中，出于说明目的阐述了众多具体细节以便提供对本发明的全面理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践本发明。在其他情况下，公知结构和设备以框图的形式示出。在所示组件之间可能有中间结构。此处所描述或示出的各组件可具有未示出或描述的附加输入或输出。所示元件或组件还能以不同的排列或次序来安排，包括对任何字段重新排序或修改字段大小。
本发明可包括各种过程。本发明的过程可由硬件组件来执行或可以用机器可执行指令来包含，这可被用于使得用这些指令编程的通用或专用处理器或逻辑电路执行这些过程。或者，这些过程可由硬件和软件的组合来执行。
本发明的各部分可以作为计算机程序产品来提供，计算机程序产品可包括其上存储有计算机程序指令的计算机可读介质，计算机程序指令可被用来对计算机(或其他电子设备)进行编程来执行根据本发明的过程。机器可读介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(压缩盘只读存储器)、以及磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储电子指令的其它类型的介质/机器可读介质。此外，本发明还可作为计算机程序产品来下载，其中该程序可以从远程计算机传送到作出请求的计算机。
许多方法是以其最基本的形式来描述的，但可以向这些方法中的任一个添加或从中删除各个过程并且可以向所描述的消息中的任一个添加或从中减去信息，而不背离本发明的基本范围。对本领域技术人员而言显而易见的是，还可以作出许多修改和改编。各具体实施例不是为了限制本发明而是为了说明本发明来提供的。本发明的范围不是由以上提供的各具体示例来确定的，而是仅由所附权利要求书来确定的。
当提到元件“A”耦合至元件“B”或与其相耦合时，元件A可直接耦合至元件B，或通过例如元件C间接地耦合。当说明书或权利要求书声明组件、特征、结构、过程、或特性A“引起”组件、特征、结构、过程或特性B时，它意味着“A”至少是“B”的部分起因，但还可能有帮助引起“B”的至少一个其它组件、特征、结构、过程或特性。如果说明书指示“可”、“可能”或“可以”包括组件、特征、结构、过程或特性，则不一定必须包括该特定组件、特征、结构、过程或特性。如果说明书或权利要求引用“一”或“一个”元件，这不意味着仅有一个所描述的元件。
实施例是本发明的实现或示例。在本说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“某些实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合这些实施例所描述的特定特征、结构或特性被包括在至少某些实施例中，但不一定被包括在所有实施例中。“实施例”、“一个实施例”、或“某些实施例”的多次出现不一定都指代相同的实施例。应当理解，在对本发明的示例性实施例的以上描述中，出于流水线化本发明以及帮助理解各发明性方面中的一个或多个的目的，本发明的各个特征有时被一起分组在单个实施例、附图、或对实施例或附图的描述中。然而，本发明的方法不应被解释为反映所要求保护的发明需要比在每一权利要求中明确表述的特征更多的特征的意图。相反，如所附权利要求书所反映的，各发明性方面在于比单个在以上公开的实施例的所有特征要少的特征。因此，权利要求书据此特意合并到本说明书中，每一权利要求都独立作为本发明的一单独实施例。

Claims (36)

1.一种装置，包括：
被配置成生成数据流的网络单元，生成所述数据流包括生成所述数据的摘要信息并将该摘要信息插入到所述数据流中；以及
被配置成发送所生成的数据流的发送器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，生成所述摘要信息包括至少部分地解码所述数据并评估所解码的数据以获取所述数据的摘要信息的至少一部分。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，将所述摘要信息插入到所述数据流中包括将包含所述摘要信息的一个或多个首部插入到所述媒体流中。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述摘要信息包括以下各项中的一个或多个：
关于所述数据的操作模式的信息；关于所述数据的内容的信息；所述数据中的空数据的位置标识；加密数据的密码计数器；以及所述数据的时间戳值。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于从第二装置接收数据流的接收器。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据是媒体数据。
7.一种装置，包括：
被配置成从第二装置接收数据流的接收器，所述数据被编码并包含关于所述数据的摘要信息；以及
被配置成至少部分地基于关于所述数据的摘要信息来处理所述数据流的网络单元。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述摘要信息被包含在所述流中的一个或多个首部中。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，对所述数据流的处理包括以下各个动作中的一个或多个：
接收所述数据并将所述数据发送到另一装置，
存储所述数据，以及
利用所述数据。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述数据是在不解码所述数据的情况下传输或存储的。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述数据是加密的，并且其中所述数据是在不解密所述数据的情况下传输或存储的。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，利用所述数据包括至少部分地基于所述摘要信息来解码所述数据。
13.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据流包括媒体数据流。
14.一种网络，包括：
第一网络设备，该第一网络设备被配置成在所述网络上生成数据流，该数据流根据一种数据协议来编码，其中生成所述数据流包括：
至少部分地解码所述数据；
评估所述数据以获取关于所述数据的摘要信息，以及
将所述摘要信息添加到所述数据；以及
第二网络设备，该第二网络设备被配置成从所述第一网络设备接收所述数据流。
15.如权利要求14所述的网络，其特征在于，所述第二网络设备基于所述摘要信息来处理接收到的数据流。
16.如权利要求14所述的网络，其特征在于，所述第二网络设备不知道所述数据的内容或所述数据的编码。
17.如权利要求14所述的网络，其特征在于，所述数据是加密的，并且其中所述第二设备在不解密所述数据的情况下处理所接收到的数据流。
18.如权利要求14所述的网络，其特征在于，处理所述数据流包括基于所述摘要信息来改变所述数据流的定时或从所述媒体数据流中的第一点跳转到第二点。
19.如权利要求14所述的网络，其特征在于，所述第二网络设备向所述第一设备提供关于所述数据流的传递的反馈。
20.一种用于流传输数据的方法，包括：
接收从网络中的第一设备向该网络中的第二设备传输数据流的请求，所述媒体流根据一种数据协议来编码，所述数据流包括多个数据块；
确定关于所述数据流的所述多个数据分组中的每一个分组的摘要信息；
附加所述数据流的每一数据分组的所述摘要信息；以及
在所述网络上从所述第一设备向所述第二设备发送所述数据流。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述网络是娱乐网络。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括在所述第二设备处接收所述数据流。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括所述第二设备基于所述摘要信息在不解码所述数据的情况下处理所接收到的数据流。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述媒体数据流是加密的，并且还包括所述第二设备在不解密所述数据的情况下处理所述数据流。
25.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括从所述第二设备向第三设备传输所接收到的数据，并且还包括在向所述第三设备传输时保留所述摘要信息与每一数据分组。
26.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括在数据分组未到达或所述数据分组乱序地到达的情况下，从所述第二设备向所述第一设备发送否定确认。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括响应于所述否定确认从所述第一设备向所述第二设备重新发送丢失的数据分组。
28.如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括在接收到数据分组后，从所述第二设备向所述第一设备发送肯定确认。
29.一种制品，包括：
包括指令的计算机可读介质，所述指令在被处理器执行时使得所述计算机执行包括以下各项的操作：
接收使用传输协议将数据从网络中的第一设备流传输到该网络中的第二设备的请求，其中所述数据是根据一种数据协议编码的；
至少部分地解码所述数据；
确定关于所述数据的摘要信息；
将所述摘要信息插入到所述数据；以及
在所述网络上从所述第一设备向所述第二设备发送所述数据流。
30.如权利要求29所述的制品，其特征在于，将所述摘要信息插入到所述数据中包括将数据首部附加到数据分组。
31.如权利要求29所述的制品，其特征在于，所述数据首部附加在所述传输协议的第二数据首部之后。
32.如权利要求29所述的制品，其特征在于，所述传输协议包括实时传输协议(RTP)。
33.如权利要求29所述的制品，其特征在于，所述传输协议通过不可靠协议来携带。
34.如权利要求33所述的制品，其特征在于，所述不可靠协议是UDP(用户数据报协议)。
35.如权利要求29所述的制品，其特征在于，所述传输协议通过可靠协议来携带。
36.如权利要求35所述的制品，其特征在于，所述可靠协议是TCP(传输控制协议)。
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