CN102547449A - 一种控制终端缓冲媒体流数据的方法、机顶盒及媒体服务器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种控制终端缓冲媒体流数据的方法、机顶盒及媒体服务器，其中方法包括：接收媒体服务器下发的媒体流数据；解析媒体流数据，获取并记录每个数据包对应的播放时刻；根据所述播放时刻，获取缓冲区媒体流数据的播放时长；根据所述播放时长判断所述缓冲区媒体流数据是否上溢或者下溢；当所述缓冲区媒体流数据上溢或者下溢，则通知所述媒体服务器调整媒体流数据的发送速度。本发明实施例由于终端根据缓冲区媒体流数据的可播放时长来判断缓冲区媒体流数据是否溢出，从而通知媒体服务器快发或者慢发媒体流数据，使得终端缓冲媒体流数据与终端实时消耗的媒体流数据保持动态匹配和平衡，从而提高媒体内容的播放效果，提高用户体验。

Description

一种控制终端缓冲媒体流数据的方法、机顶盒及媒体服务器

技术领域

本发明涉及交互式网络电视领域，尤其涉及一种控制终端缓冲媒体流数据的方法、机顶盒以及媒体服务器。

背景技术

交互式网络电视(Internet Protocol Television，IPTV)系统中，机顶盒和媒体服务器之间通常使用实时流控制协议传输媒体流，最常见的协议是实时流传输协议(Real-Time Streaming Protocol，RTSP)，在RTSP协议中，从机顶盒向服务器发送播放请求后，媒体服务器就将媒体流数据源源不断的下发到机顶盒。如何媒体服务器数据发慢了，即机顶盒消耗媒体流数据的速度大于媒体服务器下发的速度，机顶盒就需要等待媒体数据，导致画面停止，用户就会感觉卡顿，如果媒体服务器数据发快了，即机顶盒消耗媒体流数据的速度小于媒体服务器下发的速度，机顶盒在自己的缓冲区填满后就会丢弃收到的媒体流数据，导致画面出现马赛克和跳跃，导致用户体验不佳。

发明内容

有鉴于此，实有必要提供一种使媒体服务器下发的媒体流数据与机顶盒消耗的媒体流数据保持匹配的控制终端缓冲媒体流数据的方法。

同时，提供一种机顶盒。

同时，提供一种控制媒体流发送的方法。

同时，提供一种媒体服务器。

本发明实施例的控制终端缓冲媒体流数据的方法包括：接收媒体服务器下发的媒体流数据；解析所述媒体流数据，获取并记录每个数据包对应的播放时刻；根据所述播放时刻，获取缓冲区媒体流数据的播放时长；根据所述播放时长判断所述缓冲区媒体流数据是否上溢或者下溢；当所述缓冲区媒体流数据上溢或者下溢，则通知所述媒体服务器调整媒体流数据发送速度。

本发明实施例由于终端根据缓冲区媒体流数据的可播放时长来判断缓冲区媒体流数据是否溢出，从而通知媒体服务器快发或者慢发媒体流数据，使得终端缓冲媒体流数据与终端实时消耗的媒体流数据保持动态匹配和平衡，从而提高媒体内容的播放效果，提高用户体验。

附图说明

图1是本发明一实施例的控制终端缓冲媒体流数据的方法流程图；

图2是本发明一实施例的控制终端缓冲媒体流数据的信令交互图；

图3是本发明另一实施例的机顶盒的逻辑结构框图；

图4为本发明一实施例的控制媒体流发送的方法流程图；

图5为本发明一实施例的媒体服务器逻辑结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先介绍一下本发明实施例涉及的几个概念。

固定码率：即单位时间内的音视频数据大小基本不变，适于在网络上传输，缺点是编码内容的质量不稳定，因为有些画面变化剧烈，需要通过降低分辨率等手段才能做到不超过设定的码率。

动态码率：即单位时间内的音视频数据大小是变化的，对于简单画面，使用较少的数据描述，对于复杂画面，使用较多的数据描述。采用动态码率编码方式输出的多媒体内容质量要高于采用固定码率编码方式编码的内容。动态码率的不利于在IP网络上做资源预留，不容易保证传输质量，因此多用于网络带宽较高的环境。

图1是本发明一实施例的控制终端缓冲媒体数据的方法流程图；

包括：

101、接收媒体服务器下发的媒体流数据；

具体的，首先终端与媒体服务器建立TCP连接，成功连接后，终端向媒体服务器发送描述(DESCRIBE)请求，请求中主要描述要播放的内容，随后，终端向媒体服务器发送调试(SETUP)请求，请求中描述自身准备接受媒体流的IP地址和端口，在媒体服务器成功响应后，终端向媒体服务器发送播放(PLAY)请求，指定内容播放的具体位置，媒体服务器在成功响应后，即开始实时按照当前内容码率(动态码率)向终端发送媒体流数据。

102、解析所述媒体流数据，获取并记录每个数据包对应的播放时刻；

具体的，服务器发送的媒体流数据由数据包组成，每个数据包中都携带有播放时刻，且服务器是按照数据包的播放时刻先后顺序发送媒体流数据。这样，终端将接收到的媒体流数据进行解析，就可以获取每个数据包的播放时刻，同时将该播放时刻进行记录。

103、根据所述播放时刻，获取缓冲区媒体流数据的播放时长；

具体的，终端首先获取最先接收到的数据包第一播放时刻，然后获取最新接收到的数据包第二播放时刻，将第二播放时刻减去第一播放时刻即得到终端缓冲区媒体流数据的播放时长。

104、根据所述播放时长判断所述缓冲区媒体流数据是否上溢或者下溢；

可选的，在终端接收媒体流数据之前，终端就已经设置了缓冲区媒体流数据的上下溢出阀值。例如：假如媒体流内容最高码率为4Mbps，终端缓冲区为10M字节，为了防止调整不及时导致发生真的溢出，为缓冲区预留20％的空间。这样，就可以将终端缓冲区上溢阀值设置为16秒(即10MB*8/4Mbps*80％)，将下溢阀值设置为5秒。当然，在具体的设置中，可以根据网络延时、内容码率、缓冲区大小等因素调整实际取值。

如果缓冲区媒体流数据的播放时长超出设置的上溢阀值，则认为缓冲区媒体流数据上溢，如果缓冲区媒体流数据的播放时长低于设置的下溢阀值，则认为缓冲区媒体流数据下溢。

105、当所述缓冲区媒体流数据上溢或者下溢，则通知媒体服务器调整媒体流数据的发送速度。

具体的，当缓冲区媒体流数据上溢，则通知媒体服务器慢发，终端通过向媒体服务器发送播放(PLAY)指定，通知媒体服务器慢发，播放指令中携带慢发播放时长，具体的慢发播放时长是指与正常发送速度相比，少发送的媒体流数据对应的播放时长。例如：慢发播放时长为6秒，服务器按照正常发送速度的0.9倍慢速发送媒体流数据，需要慢速发送(6秒/(1-0.9))即慢速发送60秒。随后，媒体服务器即开始正常发送媒体流数据。

当缓冲区媒体流数据下溢，即缓冲区媒体流数据可播放时长低于下溢阀值，则终端通知媒体服务器快发，终端通过向媒体服务器发送播放(PLAY)指定，通知媒体服务器快发，播放指令中携带快发播放时长，具体的快发播放时长是指与正常发送速度相比，多发送的媒体流数据对应的播放时长。例如：快发时长为5秒，媒体服务器按照正常倍数的1.1倍发送媒体流数据，需要快发(5秒/(1.1-1))，即快发50秒，随后恢复正常发送速度。当然快发倍数可以根据实际带宽情况进行调整。这和用户的下行带宽、内容码率等因素相关。具体的，需要满足内容码率*倍速*(1+传输冗余)要小于等于用户的下行带宽，传输冗余通常为10％。

应当注意的是，慢发时长和快发时长是根据机顶盒缓冲区存储容量和缓冲区溢出情况计算的。

如上所述的控制终端缓冲媒体流数据的方法，由于终端根据缓冲区媒体流数据的可播放时长来判断缓冲区媒体流数据是否溢出，从而通知媒体服务器快发或者慢发媒体流数据，使得终端缓冲媒体流数据与终端实时消耗的媒体流数据保持动态匹配和平衡，从而提高媒体内容的播放效果，提高用户体验。

图2是本发明一实施例的控制终端缓冲媒体数据的信令交互图；如图2所示，包括：

201、终端请求与媒体服务器建立TCP连接(TCP Connection)，在终端与媒体服务器建立起TCP连接后；

202、终端向媒体服务器发起RTSP描述请求(RTSP DESCREBE)，请求中主要描述本次会话请求播放的内容；

203、媒体服务器找到终端请求的内容，向终端发送200OK响应消息；

204、终端继续向媒体服务器发送SETUP请求，请求中主要描述自身准备接收媒体流的IP地址和端口；

205、媒体服务器记录终端接收媒体流的IP地址和端口，向终端返回200OK响应消息；

206、终端向媒体服务器发送PLAY请求，请求中可以携带开始播放位置的定位标示；

207、媒体服务器向终端发送200OK响应消息；

208、媒体服务器按照内容码率向终端发送媒体流数据，可选的，其中媒体流采用RTP协议打包，包头中携带有媒体数据对应的播放时刻；

209、终端接收媒体流数据，解析并记录每个数据包对应的播放时刻，用缓冲区中最近接收的数据包的播放时刻减去最早接收的数据包的播放时刻，得到终端缓冲区数据对应的播放时长，检查缓冲区是否上溢或者下溢；

210、如果终端缓冲区上溢或者下溢，则通过向媒体服务器发送RTSP的PLAY指令通知媒体服务器慢发或者快发，PLAY指令中携带快发或者慢发播放时长；

211、媒体服务器收到RTSP的PALY指令后，首先根据PLAY指令参数判断需要快发还是慢发，之后根据携带的时长计算快发或者慢发的持续时间；

212、如果需要快发，媒体服务器根据事先配置的快发速率(配置为正常码率的X倍)发送媒体流数据，持续时间为：终端指示的快发播放时长/(X-1)；如果需要慢发，服务器按照预先配置的慢发速率(配置为正常速率的Y倍)发送媒体流数据，持续时间为：终端指示的慢发播放时长/(1-Y)。其中X，Y可以根据实际带宽情况进行调整，具体的，需要满足内容码率*倍速*(1+传输冗余)要小于等于用户的下行带宽，传输冗余通常为10％。

213、快发或慢发持续时间到后，媒体服务器恢复正常速度发送媒体流数据。

图3是本发明另一实施例的机顶盒的逻辑结构框图；

如图3所示：机顶盒包括接收单元301、解析单元302、播放时长获取单元303、判断单元304、通知单元305以及设置单元306。

具体来说，接收单元301，用于接收媒体服务器下发的媒体流数据。首先机顶盒与媒体服务器成功建立TCP连接后，机顶盒向媒体服务器发送描述(DESCRIBE)请求，请求中主要描述要播放的内容，随后，机顶盒向媒体服务器发送调试(SETUP)请求，请求中描述自身准备接受媒体流的IP地址和端口，在媒体服务器成功响应后，机顶盒向媒体服务器发送播放(PLAY)请求，指定内容播放的具体位置，媒体服务器在成功响应后，即开始实时按照当前内容码率(动态码率)向机顶盒接收单元201发送媒体流数据。

解析单元302，用于解析所述媒体流数据，获取并记录每个数据包对应的播放时刻。具体的，服务器发送的媒体流数据由数据包组成，每个数据包中都携带有播放时刻，且服务器是根据数据包的播放时刻先后发送媒体流数据。这样，机顶盒解析单元302将接收单元301接收到的媒体流数据进行解析，就可以获取每个数据包的播放时刻，同时将该播放时刻进行记录。

播放时长获取单元303，用于根据所述播放时刻，获取缓冲区媒体流数据的播放时长。具体的，播放时长获取单元303首先获取最先接收到的数据包第一播放时刻，然后获取最新接收到的数据包第二播放时刻，再将第二播放时刻减去第一播放时刻即得到终端缓冲区媒体流数据的播放时长。

判断单元304，用于根据所述播放时长判断所述缓冲区媒体流数据是否上溢或者下溢。具体的，机顶盒还包括设置单元306，用于在接收媒体服务器下发的媒体流数据之前，设置缓冲区媒体流数据上溢阀值和下溢阀值。如果缓冲区媒体流数据的播放时长超出设置的上溢阀值，则判断单元304认为缓冲区媒体流数据上溢，如果缓冲区媒体流数据的播放时长低于设置的下溢阀值，则认为缓冲区媒体流数据下溢。

通知单元305，用于当所述缓冲区媒体流数据上溢或者下溢，通知所述媒体服务器慢发或者快发媒体流数据。具体的，如果缓冲区媒体流数据上溢，则通知所述媒体服务器慢发；如果缓冲区媒体流数据下溢，则通知所述媒体服务器快发。

如上所述的机顶盒，因为机顶盒根据缓冲区媒体流数据的可播放时长来判断缓冲区媒体流数据是否溢出，从而通知媒体服务器快发或者慢发媒体流数据，使得机顶盒缓冲媒体流数据与机顶盒实时消耗的媒体流数据保持动态匹配和平衡，从而提高媒体内容的播放效果，提高用户体验。

图4为本发明一实施例的控制媒体流发送的方法流程图；

包括：401、接收终端发送的播放请求，所述播放请求中携带有快发或者慢发播放时长，可选的，播放请求通过RTSP的PLAY指令发送，指定中携带有指示媒体服务器快发或者慢发播放时长，其中快发播放时长是指与正常发送速率相比，多发送的媒体流数据对应的播放时长，慢发播放时长是指与正常速率相比，少发送的媒体流数据对应的播放时长。

402、根据所述快发或者慢发播放时长计算需要快发或者慢发的持续时间；具体的，媒体服务器事先配置有快发或者慢发速率，如果需要快发，媒体服务器根据事先配置的快发速率(配置为正常码率的X倍)发送媒体流数据，持续时间为：终端指示的快发播放时长/(X-1)；如果需要慢发，服务器按照预先配置的慢发速率(配置为正常速率的Y倍)发送媒体流数据，持续时间为：终端指示的慢发播放时长/(1-Y)，其中X，Y可以根据实际带宽情况进行调整，具体的，需要满足内容码率*倍速*(1+传输冗余)要小于等于用户的下行带宽，传输冗余通常为10％。

403、在所述持续时间内快发或者慢发媒体流数据。

具体的，媒体服务器根据计算的持续时间慢发或者快发媒体流数据，当持续时间过后按照正常速率发送媒体流数据。

图5为本发明一实施例的媒体服务器结构框图

如图5所示媒体服务器包括：接收单元501、计算单元502、发送单元503，接收单元501用于接收终端发送的播放请求，播放请求中携带有慢发或者快发时长，播放请求通过RTSP的PLAY指定发送，指定中携带有指示媒体服务器快发或者慢发播放时长，其中快发播放时长是指与正常发送速率相比，多发送的媒体流数据对应的播放时长，慢发播放时长是指与正常速率相比，少发送的媒体流数据对应的播放时长。计算单元502用于计算快发或者慢发的持续时间，具体的，媒体服务器事先配置有快发或者慢发速率，如果需要快发，媒体服务器根据事先配置的快发速率(配置为正常码率的X倍)发送媒体流数据，持续时间为：终端指示的快发播放时长/(X-1)，其中X，Y可以根据实际带宽情况进行调整，具体的，需要满足内容码率*倍速*(1+传输冗余)要小于等于用户的下行带宽，传输冗余通常为10％；如果需要慢发，服务器按照预先配置的慢发速率(配置为正常速率的Y倍)发送媒体流数据，持续时间为：终端指示的慢发播放时长/(1-Y)。发送单元503用于在计算单元计算出的持续时间内向终端慢发或者快发媒体流数据。

如上所述的媒体服务器，可以根据终端请求，实时调整发送媒体流数据的速率，满足终端缓冲数据控制的要求，提高终端用户体验效果。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM：Read-OnlyMemory)或随机存储记忆体(RAM：Random Access Memory)等。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种控制终端缓冲媒体流数据的方法，其特征在于，包括：

接收媒体服务器下发的媒体流数据；

解析所述媒体流数据，获取并记录每个数据包对应的播放时刻；

根据所述播放时刻，获取缓冲区媒体流数据的播放时长；

根据所述播放时长判断所述缓冲区媒体流数据是否上溢或者下溢；

当所述缓冲区媒体流数据上溢或者下溢，则通知所述媒体服务器调整媒体流数据的发送速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收媒体服务器下发的媒体流数据之前，设置缓冲区媒体流数据上溢阀值和下溢阀值，所述根据播放时长判断缓冲区媒体流数据是否上溢或者下溢包括：当所述播放时长超出上溢阀值，则缓冲区媒体流数据上溢；当所述播放时长低于下溢阀值，则缓冲区媒体流数据下溢。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上溢阀值是缓冲区媒体流数据最大可播放时长，所述下溢阀值是缓冲区媒体流数据最小可播放时长。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述播放时刻，获取缓冲区媒体流数据的播放时长，包括：

获取缓冲区最早接收的数据包的第一播放时刻；

获取缓冲区最新接收的数据包的第二播放时刻；

用第二播放时刻减去第一播放时刻得到所述播放时长。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通知媒体服务器调整媒体流数据的发送速度，包括：

如果缓冲区媒体流数据上溢，则通知所述媒体服务器慢发；

如果缓冲区媒体流数据下溢，则通知所述媒体服务器快发。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通知所述媒体服务器慢发是通过实时流传输协议(RTSP)播放指令通知媒体服务器慢发，所述播放指令中携带慢发播放时长，所述慢发播放时长是根据缓冲区存储容量计算的。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通知所述媒体服务器快发是通过实时流传输协议(RTSP)播放指令通知媒体服务器快发，所述播放指令中携带快发播放时长，所述快发播放时长是根据缓冲区存储容量计算的。

8.一种机顶盒，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收媒体服务器下发的媒体流数据；

解析单元，用于解析所述媒体流数据，获取并记录每个数据包对应的播放时刻；

播放时长获取单元，用于根据所述播放时刻，获取缓冲区媒体流数据的播放时长；

判断单元，用于根据所述播放时长判断所述缓冲区媒体流数据是否上溢或者下溢；

通知单元，用于当所述缓冲区媒体流数据上溢或者下溢，通知所述媒体服务器调整媒体流数据的发送速度。

9.如权利要求8所述的机顶盒，其特征在于，还包括设置单元，用于在接收媒体服务器下发的媒体流数据之前，设置缓冲区媒体流数据上溢阀值和下溢阀值，所述判断单元具体用于：当所述播放时长超出上溢阀值，则缓冲区媒体流数据上溢；当所述播放时长低于下溢阀值，则缓冲区媒体流数据下溢。

10.一种控制媒体流发送的方法，其特征在于，包括：

接收用户终端发送的播放请求，所述播放请求中携带有所述用户终端根据缓冲区媒体流数据的溢出情况和缓冲区存储容量计算的快发或者慢发播放时长；

根据所述快发或者慢发播放时长以及媒体流数据的发送速率计算需要快发或者慢发的持续时间；

在所述持续时间内快发或者慢发媒体流数据。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据快发或者慢发播放时长以及媒体流数据的发送速率计算需要快发或者慢发的持续时间，包括：

解析所述播放请求，获取快发或者慢发播放时长；

判断需快发还是需慢发媒体流数据；

如需快发，则根据所述快发播放时长/(X-1)获取快发持续时间；

如需慢发，则根据所述慢发播放时长/(1-Y)获取慢发持续时间；

所述X为快发速率，所述Y为慢发速率。

12.一种媒体服务器，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收用户终端发送的播放请求，所述播放请求中携带有所述用户终端根据缓冲区媒体流数据的溢出情况和所述缓冲区存储容量计算的的快发或者慢发播放时长；

计算单元，用于根据所述快发或者慢发播放时长以及媒体流数据的发送速率计算需要快发或者慢发的持续时间；

发送单元，用于在所述持续时间内快发或者慢发媒体流数据。

13.如权利要求12所述的媒体服务器，其特征在于，所述计算单元具体用于：解析所述播放请求，获取快发或者慢发播放时长；

判断需快发还是需慢发媒体流数据；

如需快发，则根据所述快发播放时长/(X-1)获取快发持续时间；

如需慢发，则根据所述慢发播放时长/(1-Y)获取慢发持续时间；

所述X为快发速率，所述Y为慢发速率。

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