CN103686429A

CN103686429A - 一种实现云媒体共享播放的音频系统及方法

Info

Publication number: CN103686429A
Application number: CN201310719163.0A
Authority: CN
Inventors: 陆许明; 徐永键; 李程; 谭洪舟
Original assignee: SYSUNG ELECTRONICS AND TELECOMM RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: SYSU HUADU INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY INSTITUTE
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明公开了一种实现云媒体共享播放的音频系统，包括播放端，用于根据网络数据播放音频数据；以及控制端，与播放端进行Wi-Fi连接，用于从广域网中获取网络数据，建立分段缓存机制以实现网络数据的保存与同步共享，将从广域网中所获取的网络数据与共享机制相结合构成云媒体共享部分，利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将云媒体共享部分传输至播放端以实现云媒体的共享播放。与现有技术相比，本发明的音频系统无需Bridge配件便实现了广域网中的数据在多个播放器（数量不受限制）中的共享播放，降低了系统成本，增强了系统的实用性、便利性。本发明同时公开了一种实现云媒体共享播放的方法。

Description

一种实现云媒体共享播放的音频系统及方法

技术领域

本发明涉及音频播放技术领域，更具体地涉及一种实现云媒体共享播放的音频系统及方法。

背景技术

在社会发展和科技进步的过程中，人们对有线转无线的需求一直存在。因此，无线技术应运而生并不断地成熟起来，并被广泛地运用于无线音频传输等领域，给人们的生活带来了很多便利之处。

目前，市面上已有多种无线技术（如蓝牙技术、2.4G技术以及Wi-Fi技术）被用于实现音频的无线传输共享，不同的方法各具有点，但仅有Wi-Fi技术能实现较好的一对多的传输控制特性。具体地，现有的音频无线传输系统包括控制端（如手机、电脑）、一个主播放器、多个从播放器（最多为31个）以及多个Bridge配件，控制端与主播放器之间、主播放器与从播放器之间、外部网络与主播放器之间均通过Bridge配件连接。使用时，将最多32个播放器部署在同一个Wi-Fi局域网内，Bridge配件连接外部网络以将歌曲源数据传至主播放器，由主播放器进行解码播放，手机、电脑等控制端则通过Bridge配件对主播放器进行控制。

显然，该无线音频传输系统使用了较多的Bridge配件，从而增加了系统成本，系统的实用性、便利性较低，且该传输系统中播放器的数量也受到了限制（最多32个）。

发明内容

本发明的需解决的技术问题是：提供一种实现云媒体共享播放的音频系统及方法，无需Bridge配件以实现广域网中的数据在多个播放器（数量不受限制）中的共享播放，降低系统成本，增强系统的实用性、便利性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种实现云媒体共享播放的音频系统，包括：

播放端，用于根据网络数据播放音频数据；以及

控制端，与所述播放端进行Wi-Fi连接，用于从广域网中获取所述网络数据，建立分段缓存机制以实现所述网络数据的保存与同步共享，将从所述广域网中所获取的网络数据与共享机制相结合构成云媒体共享部分，利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将所述云媒体共享部分传输至所述播放端以实现云媒体的共享播放。

与现有技术相比，本发明实现云媒体共享播放的音频系统具有以下优点：

（1）控制端与播放端进行Wi-Fi连接，无需Bridge配件等硬件设备，从而降低了系统成本，增强了系统的实用性、便利性，填补了国内市场上控制端的应用空白，且在后续的整个系统扩展过程中也无需新增其它硬件设备；

（2）控制端与播放端进行Wi-Fi连接的方式，充分地利用了Wi-Fi高带宽长距离等特性，实现了高品质的无线音频数据，有效地保证了传输质量；

（3）控制端与播放端进行Wi-Fi连接的方式，使得控制端所连接的播放端的数量也不受限制；

（4）控制端从广域网中获取网络数据，无需对控制端做特殊修改，进一步增强了整个系统的实用性及便利性；

（5）建立分段缓存机制以实现网络数据的保存与同步共享，为后续实现云媒体共享传输及控制端与播放端的实时播放控制奠定了基础；

（6）开发过程中借用了UPnP协议的共享特性，并充分利用了控制端的开放性进行开发，中间的开发也可根据后期的开发要求进行调整，从而可以做到便利地进行更新；

（7）播放端无需做任何改进便可适用于控制端的改进，也增强了系统的实用性及便利性。

相应地，本发明还提供了一种实现云媒体共享播放的方法，包括：

控制端从广域网中获取网络数据；

建立分段缓存机制以实现所述网络数据的保存与同步共享；

将从所述广域网中所获取的网络数据与共享机制相结合构成云媒体共享部分；

利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将所述云媒体共享部分向外传输；

播放端根据所述云媒体共享部分中的网络数据获取音频数据进行播放以实现云媒体的共享播放。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为无线音频互联系统的模型图。

图2为无线音频互联系统的应用框架图。

图3为无线连接建立流程图。

图4为本发明实现云媒体共享播放的音频系统结构框图。

图5为本发明实现云媒体共享的方法流程图。

图6为图5中S502的子流程图。

图7为图5中S504的子流程图。

图8为图5中S505的子流程图。

图9为数据共享流程图。

图10为本发明的播放状态图。

图11为控制端的数据存储方式示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

为了更加清晰地描述本发明的技术方案，请先参考图1至图3，以对无线音频互联系统的框架及无线连接流程进行简单描述。

请参考图1，系统分为内部局域网部分和外部局域网部分。其中涉及的音频网关连接部分由无线路由器实现；外部云服务器由广域网中的外部服务器提供，其能通过标准网络接口来访问和使用内容资源，且外部云服务器主要为各种音乐供应商服务器；控制端发现音频服务器、云服务器及内容服务器等媒体服务器以及播放设备，并负责媒体服务器与播放设备的协调工作，控制端可能是一个智能手机、PC或平板电脑；播放设备是网络中具有音频解码能力的设备，比如个人计算机、音箱设备、电视机及各种手持设备，播放设备也可作为目标设备访问服务器上的内容；本地音频服务器可以作为源设备，可以对其内容进行管理，并为其他设备提供标准的网络接口来访问和使用。

具体地，无线音频互联系统的总体数据传输流程如图2所示，初始状态下，将控制端（图2中的发送端）与播放端（图2中的接收端）在同一个局域网下通过Wi-Fi网络连接组网，控制端绑定多播地址239.255.255.250:190端口，然后控制端广播搜索，发送一个搜索请求，该请求基于HTTPMU，播放设备接收到信息后，通过239.255.255.250:1900多播地址发送SSDP的NOTIFY命令来宣告设备的可用性以及服务，控制端根据反馈信息（设备的可用性及服务）进行选取建立连接。之后，控制端开始启动控制服务和传输服务，其中控制服务用于监控用户输入信息，对本地解码和远程播放做相应处理；传输服务将播放歌曲解码后封装成网络包形式，通过TCP传输到远端。此外，除了这两个服务外，在控制端与播放设备的连接过程中，两者还维护着心跳同步，保持双方在线响应，以便监测连接状态。

具体地，如图3所示，控制端与播放端之间的无线连接建立流程是：前台向后台传递目标地址和端口号，后台执行具体连接工作，设置连接状态标识符，前台通过轮询该标识符检测连接状态，根据该标识符是否有效判断是否连接超时。

基于上述描述，再请参考图4，本发明实现云媒体共享播放的音频系统包括：

播放端10，用于根据网络数据播放音频数据；以及

控制端20，与播放端进行Wi-Fi连接，从广域网中获取网络数据，并将网络数据传输至播放端10播放。

其中，播放端10包括一个主播放器101以及多个从播放器102，主播放器101与控制端20连接，多个从播放器102与主播放器101连接；控制端20为智能手机或平板电脑。

具体地，控制端20具体包括：

连接模块201，用于与播放端10的主播放器101进行Wi-Fi连接以及与广域网连接；

获取模块202，用于从广域网中获取网络数据；

保存模块203，用于建立分段缓存机制以实现网络数据的保存与同步共享；

云媒体共享模块204，用于将从广域网中所获取的网络数据与共享机制相结合构成云媒体共享部分；

传输模块205，用于利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将云媒体共享部分通过连接模块201传输至主播放器101以实现云媒体的共享播放。

再请参考图5，本发明实现云媒体共享播放的方法包括：

S501，控制端从广域网中获取网络数据。

S502，建立分段缓存机制以实现网络数据的保存与同步共享。

S503，将从广域网中所获取的网络数据与共享机制相结合构成云媒体共享部分，如图9所示。

S504，利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将云媒体共享部分向外传输。

S505，播放端根据网络数据获取音频数据进行播放以实现云媒体的共享播放。

具体地，如图6所示，S502具体包括：

S5021，在控制端设置好目标数据资源的URL，以及需要获取缓存的临时空间地址；

S5022，将网络数据以相同大小保存于临时文件夹中以形成缓存数据流；

S5023，实时判断缓存数据流的大小是否超过阈值及网络数据的完整性；

S5024，根据判断结果将网络数据进行转存；

S5025，以替换的方式重组需存储的网络数据以实现网络数据的保存与同步共享。

具体地，如图7所示，S504具体包括：

S5041，利用UPnP设备互联机制在控制端中以内容服务器的方式创建共享文件夹；

S5042，将云媒体共享部分存储至共享文件夹；

S5043，将共享文件夹中的云媒体共享部分通过Wi-Fi技术向外传输至播放端。

具体地，如图8所示，S505具体包括：

S5051，主播放器通过Wi-Fi接收控制端所传输的网络数据，并根据网络数据获取音频数据；

S5052，主播放器主动广播自身播放状态；

S5053，多个从播放器主动捕获主播放器所发送的广播信息，广播信息包括播放状态及播放时间；

S5054，多个从播放器根据所捕获的广播信息调整自身播放状态，以实现与主播放器之间的同步。

需要说明的是，主播放器的设定是在控制端发送组网SetGroupId信息组成设备组后，随机挑选某一设备作为主播放器，在分组同步播放时，主播放器接收播放命令后，开始从服务器下载将要播放的音频资源，缓冲到一定阶段开始解码并创建一个组播地址，同时向本组的各成员发送连接组长组播地址的命令，使各个组员开始播放组长组播发送的音频信息。主播放器需在系统中以每100ms的时间间断不断广播自身的播放状态，其他设备则主动接受主设备的广播信息，并根据主设备的播放状态与播放时间做相应调整，当设备播放进度较快或较慢时，其他设备调用FFmpeg中的时间控制函数调整播放位置，以便实现系统的同步状态。

从以上描述可以看出，想要实现网络数据在音频系统中的共享，在本发明中利用了Android系统原本的缓存机制。具体地，事先在控制端设置好目标数据资源的URL，以及需要获取缓存的临时空间地址。在控制端通过广域网搜索到需要的资源后，利用控制端内部的缓存文件区保存下载文件，其中，将音频数据以相同大小进行保存以形成缓存数据流，未经压缩的音频文件的位速为1411kbps，按公式

文件大小=(采样频率*量化等级*声道数)/8*位速/1411*秒

一般音频文件采样频率为44100kHz，量化等级都是16，双声道立体声，位速为128kbps，各种格式最少1s播放时间，可按照一般音频播放10s数据大小进行设置，44100*16*2/8*128/1411*10约为160000字节为缓存数据大小。

之后，实时判断缓存数据流的大小是否达到156Kbyte（阈值），未达到时，继续监测缓存数据流大小，达到时，则对数据进行转存。最后，以替换的方式重组需存储的音频数据以实现音频数据的保存与同步共享。

其中，转存空间设置在原控制端，命名将由字母与随机自然数组成，字母后的自然数通过依次相加1来形成完整名称，以便于数据的管理维护。在转存前需要判断源文件的存在性，如果源文件已经存在，则需要通过删除源文件，再依次保存，在数据流达到要求的156Kbyte后，可将转存的临时文件夹虚拟成共享文件夹（如图9所示）。该部分利用到控制端在同一个路由器的连接下，可以建立路由器的端口到计算机IP和端口的映射，其他设备可通过访问路由器在外网中有的IP和端口号访问该共享文件夹中的信息，文件夹内资源可通过URL的形式被其他设备发现并自由获取。Android客户端将本身的信息以唯一识别号UUID和XML设备描述的文档通过广播发送给播放端，播放端通过HTTP请求获取该XML文档，并从中获取相应的URL，随后利用该URL直接链接需要的共享文件中的音频文件，播放端不断发送当前的变量状态，当变量改变时，控制端可以通过预定接收该信息，通过发送事件消息来更新。相关的信息都存放在特定的文件XML中，用途不同的信息，在XML文件中的格式不同，要求的状态都从中获取。在连接到初始播放的100Kbyte后，控制端不断从广域网获取所需数据，缓存数据到达156Kbyte后，从控制端的临时缓存文件夹中再次转存数据到共享文件夹，依照之前所述的命名规则完成命名后，在上端文件播放完前1s，判断播放状态，一个是判断播放状态是否达到音频文件末端，若是音频文件末端，则播放停止后自动停止，若文件还在播放途中，若是暂停状态，则继续传递数据，并延续暂停状态，若是播放状态则通过XML发送控制状态停止和新的URL，并发送播放状态，达到快速切换的作用。系统中不止一个播放端时，可给每个选中的设备发送SetGroupId命令，将他们设置为同一组，并对同一组设备做相同的设置处理。其中，整个播放状态如图10所示。

需要注意的是，在本发明中，还需要对控制端的数据存储方式进行以下说明。具体如图11所示，控制端连接外部API以获取资源（即音频数据），之后对播放端的状态进行测试。首先判断控制端与播放端的网络连接状态，在连接顺畅的状态下，进一步确定播放端的当前播放状态，如果是第一次播放，在判断达到一定量的缓冲数据后，将数据转存到共享文件夹，通过Wi-Fi发送数据到播放端开始播放，如果不是第一次播放，就直接将控制端设置的临时存储分段数据转存至共享文件夹，最后判断播放状态到上段数据末端后直接发送下端数据到播放端播放。

综上，本发明的系统及方法具有以下优点：

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims

1.一种实现云媒体共享播放的音频系统，其特征在于，包括：

播放端，用于根据网络数据播放音频数据；以及

控制端，与所述播放端进行Wi-Fi连接，用于从广域网中获取网络数据，建立分段缓存机制以实现所述网络数据的保存与同步共享，将从所述广域网中所获取的网络数据与共享机制相结合构成云媒体共享部分，利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将所述云媒体共享部分传输至所述播放端以实现云媒体的共享播放。

2.如权利要求1所述的实现云媒体共享播放的音频系统，其特征在于，所述控制端为智能手机或平板电脑。

3.如权利要求1所述的实现云媒体共享播放的音频系统，其特征在于，所述控制端具体包括：

连接模块，用于与所述播放端进行Wi-Fi连接以及与所述广域网连接；

获取模块，用于从所述广域网中获取所述网络数据；

保存模块，用于建立分段缓存机制以实现所述网络数据的保存与同步共享；

云媒体共享模块，用于将从所述广域网中所获取的网络数据与共享机制相结合构成云媒体共享部分；

传输模块，用于利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将所述云媒体共享部分通过所述连接模块传输至所述播放端以实现云媒体的共享播放。

4.如权利要求3所述的实现云媒体共享播放的音频系统，其特征在于，所述播放端包括一个主播放器以及多个从播放器，所述主播放器与所述连接模块连接，多个所述从播放器与所述主播放器连接。

5.一种实现云媒体共享播放的方法，其特征在于，包括：

控制端从广域网中获取网络数据；

建立分段缓存机制以实现所述网络数据的保存与同步共享；

6.如权利要求5所述的实现云媒体共享播放的方法，其特征在于，建立分段缓存机制以实现所述网络数据的保存与同步共享具体包括：

将所述网络数据以相同大小保存于临时文件夹中以形成缓存数据流；

实时判断所述缓存数据流的大小是否超过阈值及所述网络数据的完整性；

根据判断结果将所述网络数据进行转存；

以替换的方式重组需存储的所述网络数据以实现所述网络数据的保存与同步共享。

7.如权利要求6所述的实现云媒体共享播放的方法，其特征在于，所述阈值为156Kbyte。

8.如权利要求5或6所述的实现云媒体共享播放的方法，其特征在于，利用UPnP设备互联机制及Wi-Fi技术将所述云媒体共享部分向外传输具体包括：

利用UPnP设备互联机制在所述控制端中以内容服务器的方式创建共享文件夹；

将所述云媒体共享部分存储至所述共享文件夹；

将所述共享文件夹中的所述云媒体共享部分通过Wi-Fi技术向外传输至所述播放端。

9.如权利要求8所述的实现云媒体共享播放的方法，其特征在于，播放端根据所述云媒体共享部分中的网络数据获取音频数据进行播放以实现云媒体的共享播放具体包括：

主播放器通过Wi-Fi接收所述控制端所传输的网络数据，并根据所述网络数据获取所述音频数据；

所述主播放器主动广播自身播放状态；

多个从播放器主动捕获所述主播放器所发送的广播信息，所述广播信息包括播放状态及播放时间；

多个所述从播放器根据所捕获的广播信息调整自身播放状态，以实现与所述主播放器之间的同步。