CN102256165B - 一种用于网络电视机顶盒的视频会议权限分享系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于网络电视机顶盒的视频会议权限分享系统的方法，利用IPTV机顶盒自身的开发套件，音频运用AIC33声音设备驱动，用于音频数据的采集。引入V4L2库用于linux下视频捕获设备的驱动，来获取视频数据。采用拉链法散列表算法结构，来快速索引不同的参会方的信息。利用组播技术，来发送主持方的音频和视频数据。首先会议开启后，视频权限分享系统会根据输入的会议信息，自动识别出身份为主持方或是参会方。在权限分享方面，根据参会方是否具有权限分享功能，主持方赋予特定的参会方主持权限的功能，并定时刷新和提供参会方的列表，以使特定参会方正常的主持视频会议。

Description

一种用于网络电视机顶盒的视频会议权限分享系统的方法

技术领域

本发明提出了一种建立在网络电视IPTV机顶盒之上的网络视频会议权限分享系统的技术方案，设计了视频会议权限分享系统的架构，扩展了机顶盒自身的增值业务运营功能，属于嵌入式应用领域。

背景技术

IPTV即交互式网络电视,是一种利用宽带有线电视网,集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。随着IPTV交互式网络电视的推广，普通家庭可以有两种方式享受IPTV服务：计算机或者IPTV终端。第一种方式需要电脑、摄像头、宽带上网和一定的电脑操作知识等基本条件。所以很大程度上局限了其拥有的用户群体。IPTV终端能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势，充分地利用网络资源。IPTV既不同于传统的模拟式有线电视，也不同于数字电视。基于STB的终端系统以电视机作为显示器，利用专用的IP-STB对网络音视频媒体数据接收和解压，转换为电视信号格式输送给TV播放。可视电话作为IPTV的一个增值业务提供给用户，对IPTV的运营起到了积极的作用。

组播技术指的是单个发送者对应多个接收者的一种网络通信。组播技术中，通过向多个接收方传送单信息流方式，可以减少具有多个接收方同时收听或查看相同资源情况下的网络通信流量。需要相同数据流的客户端加入相同的组共享一条数据流，节省了服务器的负载。具备广播所具备的优点。

散列表（Hash table，也叫哈希表），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个映射函数叫做散列函数，存放记录的数组叫做散列表。通常用拉链法处理冲突，优点是处理简单，且无堆积现象，即非同义词决不

会发生冲突，因此平均查找长度较短。由于拉链法中各链表上的结点空间是动态

申请的，故它更适合于造表前无法确定表长的情况。开放定址法为减少冲突，要

求装填因子α较小，故当结点规模较大时会浪费很多空间。而拉链法中可取α≥1，且结点较大时，拉链法中增加的指针域可忽略不计，因此节省空间。在用拉链法构造的散列表中，删除结点的操作易于实现。只要简单地删去链表上相应的结点即可。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于IPTV机顶盒的视频会议权限分享系统的方法，给出了整个视频会议权限分享系统的架构，解决了主持方和不同参会方之间的权限分享问题，较之传统的在计算机上的视频会议系统，该方案把独特的会议权限分享系统架设在IPTV机顶盒之上，使之更具有新颖性，扩展性和实用性。

技术方案：本发明的方法利用IPTV机顶盒自身的开发套件，音频运用AIC33声音设备驱动，用于音频数据的采集。引入V4L2库用于linux下视频捕获设备的驱动，来获取视频数据。采用拉链法散列表算法结构，来快速索引不同的参会方的信息。利用组播技术，来发送主持方的音频和视频数据。首先会议开启后，视频权限分享系统会根据输入的会议信息，自动识别出身份为主持方或是参会方。在权限分享方面，根据参会方是否具有权限分享功能，主持方赋予特定的参会方主持权限的功能，并定时刷新和提供参会方的列表，以使特定参会方正常的主持视频会议。在媒体流传输上，加入MD5算法加密技术，对多媒体数据流在应用层进行加密，提高数据传输的安全性，具体步骤如下：

a. 把视频会议权限分享系统架设在网络电视机顶盒之上，视频权限分享系统会根据输入的会议信息，登录后自动识别出身份为主持方或是参会方；作为参会方系统，会根据主持方系统的会议信息，发送自身相关信息并请求与主持方系统建立连接；

b. 主持方系统接收参会方系统的信息，以拉链法散列表的结构形式记录详细信息；用户名统一用英文标识，用数组存储二十六个英文字母做为散列表的第一层索引，用户名首字母不计大小写，把首字母相同的用户名存储在一个链表里，信息存储之后，主持方系统提取参会方网络地址：端口信息，并和参会方系统建立起可靠的网络连接；

c. 主持方系统的声音设备驱动(AIC33)用于音频数据的采集，视频处理前端系统(VPFE)从外设的摄像头接收并处理原始的视频流信号，视频处理前端中的控制器(CCD)具体负责对视频数据的采集工作，并为音、视频数据建立一个缓冲区(buffer)，音频和视频数据的头部分别设定标志位，分别用音、视频编码算法压缩后，同步写入缓冲区(buffer)，之后用加密算法(MD5)对数据包进行加密，以组播的方式发送给所有的参会方系统；参会方系统接收音、视频媒体流之后进行解密, 并根据头部标志位，识别出音、视频压缩数据进行解码，最后通过听筒和电视机显示设备把音、视频播放和显示出来；

    d. 当特定的参会方系统请求主持的权限，需要发送权限分享请求信息给主持方系统，主持方系统接收到权限分享请求信息，通过判断参会方信息F标志位，其中F(1)为机顶盒用户,否则为F(0)；确定此参会方是否为机顶盒用户；如果为机顶盒用户，则发送响应信息，并把所有参会方系统的信息列表发送一份给权限分享请求的参会方系统，权限分享请求的参会方系统在使用权限过程中，主持方系统会同步更新参会方信息列表给权限分享请求的参会方系统，使得新加入的参会方系统能够及时接收视频会议的媒体流；

e. 特定的参会方系统使用分享权限功能后，给主持方系统发送退出权限分享请求信息，主持方系统接收到消息之后，收回分享的权限，自己继续使用主持权限功能。

有益效果：本发明摒弃传统的基于PC机的仅限于主持方主持会议的网络视频会议模式，提出了一种架设在网络电视机顶盒的硬件平台之上，用于参会方之间权限分享的新型视频会议系统，以其简单的网络机顶盒+普通电视设备，不仅给予用户参加在线会议更多的选择范围，而且大大的增加了用户群。采用的主持会议权限共享的思想，不仅能够使得参会方之间更好的沟通和交流，而且增加了更多的人性化的因素。以下给出具体的说明。

实用性高：把视频会议权限分享系统架设在网络电视机顶盒之上，较之传统的PC机上的视频会议系统，本方案基于IPTV机顶盒和普通电视机的简单硬件设备，低硬件的需求使得更多的用户能够使用此视频会议权限分享系统，大大增加

了用户群体。

更加的人性化：传统PC机上的视频会议系统，仅限于由主持方主持会议的模式，其他参会方只能接收媒体流信息，而不能以主持的身份进行权限的分享。本

方案的会议系统打破了主持权限独享的局限，而是采用权限授予的分享方式，使

得每个参会方都有机会主持会议。大大增加了人性化的因素。

良好的扩展性：本方案基于IPTV机顶盒的硬件平台，但又不局限于此平台。3G手机和PC机都可以加入会议，只是不能如机顶盒用户一样具有权限分享功能，在后续的工作中可以扩展权限分享功能在所有的终端设备之上。

索引参会方信息迅速：对所有参会方详细的信息采用拉链法散列表算法存储结构，通过数组和链表结合的方式，快速索引所需求的参会方信息。

数据更新同步：特定的参会方在使用权限分享功能的过程中，新加入和退出的参会方总是会动态变化，为了更好的使用权限分享功能，主持方会根据参会方信息列表的变化，及时同步发送变化的信息列表给正在使用权限分享功能的参会方，使组播地址列表能够更新及时，并能更好准确的发送媒体流信息。

附图说明

图1视频会议权限分享系统架构图。

图2请求分享权限功能流程图。

图3 Hash表结构存储参会方详细信息图。

图4 媒体流加密传输流程图。

具体实施方式

一、体系结构

               本发明提出的基于IPTV机顶盒的视频会议权限分享系统技术方案，需要话筒、听筒、摄像头、网络机顶盒和普通电视机五种硬件设备。本方案主要针对机顶盒用户视频会议之间的权限共享，其他的终端，如3G手机或PC机可以参加视频会议，但暂不考虑分享会议权限的功能。视频权限分享系统会根据输入的会议信息，登录后自动识别出身份为主持方或是参会方。分享权限功能主要是由主持方进行权限的分享，根据参会方的需求，主持方把主持的权限赋予指定的参会方，由指定参会方暂时享有主持权限，把自己的音、视频流发送给其他的参会方。

       图1给出了该方案的系统框架：

主持方在特定的时间开启一个视频会议，其他的参会方在视频会议开始之前，会得到会议的时间和主持会议的相关信息，会议开始后，视频权限分享系统会根据输入的会议信息，自动识别出登录身份为主持方或是参会方。参会方会根据主持方的信息，携带自身相关信息并请求与主持方系统建立连接，主持方系统在列表中记录请求者的相关信息，列表的信息为拉链法散列表算法结构，以利于快速的索引参会方和获取参会方的详细信息。列表记录信息完成后，连接成功。参与方处于接收媒体流状态，主持方系统会以组播的方式发送音、视频媒体流给参与方，媒体流数据首先经过编码和MD5加密，在参与方接收音、视频媒体流之后进行解密和解码，并通过听筒和电视机显示设备把音、视频播放和显示出来。

主持方的终端必须为机顶盒用户，其他参会方可以是机顶盒用户，也可以是别的终端，如3G手机、PC机等。与主持方系统建立连接后，主持方会存储参会方

的相关信息，供特定参会方请求权限分享时使用。因为采用组播方式发送音、视频媒体流，某一个参会方中途退出并不会影响其他与会者的视频会议。本会议系统方案更注重人性化的因素。

    二．各模块的设计方案

本方案的视频会议权限分享系统基于IPTV机顶盒硬件平台之上，主要划分为音频采集和视频捕获模块、主持权限分享模块和媒体流加密传输模块。以下对三个模块分别进行介绍。

音频采集和视频捕获模块

音视频数据的采集和捕获，主要依据网络电视机顶盒自身的开发DVEVM套件。AIC33声音设备驱动用于音频数据的采集。首先用InitSoundDevice()函数，初始化AIC33设备驱动。为原始的立体声（stereo）采样数据分配缓冲区，调用Read()函数来采集音频数据，因为AIC33设备只支持立体声，所以要从两个信道上读取stereo采样数据放入缓冲区。之后调用stereoToMono()函数，把立体双声道数据转换成单声道。 再调用DSP处理器端音频编解码Codec算法编码进行音频数据的编码。编码好音频数据后，通过发送给对方，对方也首先需要AIC33设备驱动的初始化，以及分配缓冲区等，然后解码音频数据，调用Write()函数写入缓冲区，通过AIC33设备播放出来。

视频处理前端系统(VPFE)从外设(摄像头)接收并处理原始的视频流信号，视频处理前端中的CCD控制器(CCDC)具体负责对视频数据的采集工作。视频程序首先通过FifoUtil_open()函数打开与捕获程序之间的通信缓冲，调用FifoUtil_get()函数和FifoUtil_put()函数作为视频线程与捕获线程之间的数据交流通道。使用CodecEngine的Engine_open()来创建视频编码算法引擎，调用videoEncodeAlgCreate()创建编码算法，进而使用VIDENC_create()里的静态参数来创建“H.264”视频编码器。运用Memory_contigAlloc()函数为编码缓存与原始视

频数据缓存分配一段连续的内存空间，最后调用VIDENC_process()函数里的编码算法对视频数据进行编码。

对于编码后的音、视频数据，设定标识位(F(0/1))加以识别，加密并以组播的方式发送给所有的参会方，参会方收到媒体流数据后，解密并根据标识位区分出音频和视频数据，最后解码媒体流显示和播放出来。

主持权限分享模块

权限分享模块是人性化设计思想的核心。主持方开启会议后，其他参会方请求与主持方连接，并发送自身的相关信息。如图所示，参会方信息包括：用户名、用户介绍信息、用户IP地址和端口以及F标志位(标志位F(1)为机顶盒用户,否则为F(0))。主持方建立拉链法散列表存储参会方所有信息，用户名统一用英文标识，所以用数组存储二十六个英文字母做为散列表的第一层索引，用户名首字母不计大小写，把首字母相同的用户名存储在一个链表里。当特定的参会方需要使用主持权限主持会议时，就会向主持方请求，主持方首先验证是否为机顶盒用户，验证通过后，会发送一份参会方列表给此参会方来主持会议，此参会方得到所有其他参会方信息，升级为主持方，快速检索所有参会方地址和端口，采集和捕获自身的音、视频媒体流，以组播的方式发送给所有的参会方。

在特定的参会方主持过程中，新加入的参会方，会请求与主持方建立会议连接，主持方记录新参会方，并同步发送给正在使用主持权限的参会方，此拥有主持权限的参会方，及时把新加入参会方信息加入到组播地址中，发送一份音、视频媒体流给新加入的参会方。

特定参会方主持结束后，会发送给主持方一个权限退出请求信息，并切换成普通参会方。主持方接收到信息后，采集捕获自身音、视频媒体流信息，发送给所有参会方，继续享有主持的权限。

媒体流加密传输模块

拥有主持权限的主持方或是参会方，会首先采集和捕获自身的音、视频媒体流数据，并为音、视频数据建立一个buffer(缓冲区)，音频和视频数据的头部分别设定标志位，分别用音、视频编码算法压缩后，同步写入buffer(缓冲区)，之后用MD5对数据包进行加密，以组播的方式发送给所有的参会方。

参会方接收到加密的音、视频数据后，首先用MD5算法解密，之后根据头部标志位，识别出音、视频压缩数据，并分别用相应的音、视频解码算法解压缩。最后发送给音频和视频设备，正常的播放和显示出来。

1、主持方设定一个视频会议的时间，并把会议信息发送给参会方。开启会议后，参会方发送自身的相关信息，请求与主持方建立连接。

2、主持方在列表中记录每个参会方的相关信息，提取IP：PORT信息，之后建立起TCP连接，并通过组播的方式向他们发送编码加密(MD5)后的音视频媒体流。

3 、当特定参会方需要主持权限，发送分享主持权限请求信息给主持方。

4、主持方接收到请求主持权限信息，首先判断此参会方是否为机顶盒用户，如果审核通过则发送响应信息，并把所有参会方的信息列表发送一份给分享权限请求者。

5、权限请求者在使用权限过程中，主持方会同步更新参会方信息列表(List)给权限请求者，使得新加入的参会方能够及时接收视频会议的媒体流。

6 、特定的参会方使用分享权限功能后，给主持方发送退出分享权限信息，主持方接收到消息之后，收回分享的权限，自己继续使用主持权限功能。

7、当有新的分享权限请求者，重复第4、5和6步。

8、一次视频会议结束。

Claims (1)

1.一种用于网络电视机顶盒的视频会议权限分享方法，其特征在于该方法为：

a. 把视频会议权限分享系统架设在网络电视机顶盒之上，视频权限分享系统会根据输入的会议信息，登录后自动识别出身份为主持方或是参会方；作为参会方系统，会根据主持方系统的会议信息，发送自身相关信息并请求与主持方系统建立连接；

b. 主持方系统接收参会方系统的信息，以拉链法散列表的结构形式记录详细信息；用户名统一用英文标识，用数组存储二十六个英文字母做为散列表的第一层索引，用户名首字母不计大小写，把首字母相同的用户名存储在一个链表里，信息存储之后，主持方系统提取参会方网络地址、端口信息，并和参会方系统建立起网络连接；

c. 主持方系统的声音设备驱动用于音频数据的采集，视频处理前端系统从外设的摄像头接收并处理原始的视频流信号，视频处理前端中的控制器具体负责对视频数据的采集工作，并为音、视频数据建立一个缓冲区，音频和视频数据的头部分别设定标志位，分别用音、视频编码算法压缩后，同步写入缓冲区，之后用加密算法对数据包进行加密，以组播的方式发送给所有的参会方系统；参会方系统接收音、视频媒体流之后进行解密, 并根据头部标志位，识别出音、视频压缩数据进行解码，最后通过听筒和电视机显示设备把音、视频播放和显示出来；

    d. 当特定的参会方系统请求主持的权限，需要发送权限分享请求信息给主持方系统，主持方系统接收到权限分享请求信息，通过判断参会方信息标志位确定参会方是否为机顶盒用户，如果标志位为1则是机顶盒用户, 如果标志位为0则不是机顶盒用户；如果为机顶盒用户，则发送响应信息，并把所有参会方系统的信息列表发送一份给权限分享请求的参会方系统，权限分享请求的参会方系统在使用权限过程中，主持方系统会同步更新参会方信息列表给权限分享请求的参会方系统，使得新加入的参会方系统能够及时接收视频会议的媒体流；

e. 特定的参会方系统使用分享权限功能后，给主持方系统发送退出权限分享请求信息，主持方系统接收到消息之后，收回分享的权限，自己继续使用主持权限功能。

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