CN103763635B - 一种视频缓冲的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视频缓冲的控制方法，包括以下步骤：收到缓冲视频流的请求时，判断是否有流缓冲池处于空闲状态，如果有，则申请一个空闲的流缓冲池用于缓冲视频流，如果没有，则拒绝缓冲；根据缓冲视频流大小或缓冲时间长短控制缓冲视频流的播放。本发明还提供了相应的控制系统。本发明主要通过按缓冲大小播放和按缓冲时间长短播放两种策略管理视频缓冲，使缓冲不需要占用额外流量，缓解和放大有限的带宽，提高了用户的访问速度。

Description

一种视频缓冲的控制方法和系统

本发明请求本申请人于2013年5月2日向中国国家知识产权局提交的申请号为CN201310158185.4，发明名称为“一种视频缓冲的控制方法和系统”的中国发明专利申请的优先权，上述申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及数字电视技术领域，更具体地，涉及一种视频缓冲的控制方法和系统。

背景技术

当TV用户观看点播视频时，通常实现的是一边下载一边播放，即加载缓冲技术。在该现有技术中，将服务器上的视频文件拆分成多个视频分段；根据客户端的请求，加载相应的视频分段到客户端；周期性检测客户端剩余可插放文件时长；根据剩余可播放文件时长和预设值的比较结果，执行对应的加载缓冲策略，这些策略包括：在剩余可播放文件时长过少时的全速加载缓冲；在剩余可播放文件时长过多时的停止加载；以及在剩余可播放文件时长介于以上两者之间时的按照播放速率加载。

但是，如今TV视频已从原来的标清格式向高清甚至超清方向迈进，其占用的带宽流量越来越大，往后所吞食带宽的能力也越来越强。现有的单流加载缓冲及管理策略仍然不能满足用户对缓冲视频的需求。因此,需要对缓冲视频流进行科学有效的管理,从而节约下载带宽,提高访问速度。

发明内容

为了对视频流缓冲进行科学有效的控制和管理，本发明提供了一种视频缓冲的控制方法和系统，主要采用了一种多流缓冲的方式，同时对至少两个视频流实行加载缓冲，从而用户从一个视频流切换到另一个视频流观看时不需要等待，加快了访问速度。并且，对每个缓冲加载中的视频流可以通过按缓冲大小播放和按缓冲时间播放两种策略管理视频缓冲，使缓冲不需要占用额外流量，缓解和放大有限的带宽，提高了用户的访问速度。

本发明所提供的视频缓冲的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，收到缓冲视频流的请求时，判断是否有流缓冲池处于空闲状态，如果有，则申请一个空闲的流缓冲池用于缓冲视频流，如果没有，则拒绝缓冲；

步骤2，根据缓冲视频流大小或缓冲时间长短控制播放缓冲的视频流。

优选地，在所述步骤1之前还包括预先设置至少2个空闲的流缓冲池的步骤；以及

在步骤1中，每隔特定时间响应所述缓冲视频流的请求，将所述请求插入相应视频流的等待队列中，当调度时间到达时，根据等待队列中的请求申请空闲的流缓冲池。

更为优选地，在步骤2中，所述根据缓冲视频流大小控制缓冲视频流的播放包括：判断缓冲视频流的大小是否达到预定的第一百分比阈值，如果达到则开始播放视频流。

可选地，步骤2中，所述根据缓冲视频流大小控制缓冲视频流的播放还包括：在开始播放视频流之后，判断播放速度是否大于缓冲速度，如果不大于缓冲速度则继续播放；如果大于缓冲速度，则判断缓冲视频流的大小是否小于第二百分比阈值；如果不小于第二百分比阈值则继续播放，否则暂停播放。

进一步，步骤2中，所述根据缓冲时间长短控制缓冲视频流的播放包括：判断缓冲视频流时长是否达到预定的第一时长阈值，如果达到则开始播放视频流。

本发明还提供了一种视频缓冲的控制系统，包括：

缓冲管理器，用于在收到缓冲视频流的请求时，判断是否具有空闲的流缓冲池，如果有则申请一个空闲的流缓冲池用于缓冲视频流；如果没有则拒绝缓冲；

播放控制模块，用于根据缓冲视频流大小或缓冲时间长短控制缓冲视频流的播放。

优选地，所述流缓冲池用于缓冲视频流，控制系统中预先设置的空闲的流缓冲池的数量大于等于2；

进一步，所述控制系统还包括：视频请求模块，用于每隔特定时间响应所述缓冲视频流的请求，将所述请求插入相应视频流的等待队列中，当调度时间到达时，根据等待队列中的请求向所述缓冲管理器申请空闲的流缓冲池。

非限制性地，所述播放控制模块用于判断缓冲视频流的大小是否达到预定的第一百分比阈值，如果达到则开始播放视频流。

更进一步，所述播放控制模块用于判断播放速度是否大于缓冲速度，如果不大于缓冲速度则继续播放；如果大于缓冲速度，则判断缓冲视频流的大小是否小于第二百分比阈值；如果不小于第二百分比阈值则继续播放，否则暂停播放。

在另一个实施方式中，所述播放控制模块用于判断缓冲视频流时长是否达到预定的第一时长阈值，如果达到则开始播放视频流。

可见，本发明建立了并行的多视频流缓冲和管理方式，通过多个流缓冲池的缓冲，将视频内容缓存到本地，并且不需要占用额外的流量，后续TV用户访问该资源时，直接从本地读取，这样既提高了用户的访问速度，又缓解和放大了有限的带宽。本发明还实现了两种视频缓冲控制策略，提高了用户体验。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是按照本发明的第一优选实施例的流程示意图；

图2是按照本发明的第一优选实施例的缓冲视频流播放控制流程图；

图3是按照本发明的第一优选实施例的缓冲控制流程图；

图4是按照本发明的第二优选实施例的缓冲控制流程图；

图5是按照本发明的第三优选实施例的一种视频缓冲的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。

第一优选实施例

在本发明的第一优选实施例中，示意了本发明的控制方法及控制系统，本发明可在数字电视机顶盒等终端设备上实现。

本发明在终端设备中预先设置至少两个流缓冲池，每个流缓冲池用于缓冲所下载的视频流。设置流缓冲池包括在终端设备上设立与每个流缓冲池相应的缓冲存储区，并且为每个流缓冲池分配相应的流媒体下载资源。分配流媒体下载资源包括为每个流缓冲池建立流媒体传输端口，并为每个端口分配一定的网络传输带宽。为每个端口所分配的传输带宽可根据实际需要进行动态调整。

如图1的流程图所示，当用户通过TV端的点播服务申请下载缓冲一个视频流时，缓冲管理器在步骤101收到缓冲视频流的请求时，在步骤102判断空闲流缓冲池的数量是否为零，如果不为零则在步骤103申请一个空闲的流缓冲池用于缓冲该视频流。在申请到流缓冲池后，会在相应的缓冲存储区内创建临时媒体文件，并通过所述流媒体传输端口接收服务器发来的媒体数据并写入临时媒体文件。相反，如果步骤102中判断空闲流缓冲池的数量为零，则提示系统资源不足，并在步骤105中，拒绝缓冲视频流的请求。

对于步骤105中被拒绝的缓冲视频流的请求，由视频请求模块将其插入一个等待队列当中。每隔特定时间视频请求模块响应插入等待队列的所述缓冲视频流的请求，而执行调度操作，判断是否达到该请求相应的调度时间；如果调度时间未到，则将所述请求继续插入相应视频流的等待队列中，当调度时间到达时，视频请求模块查询所述等待队列，根据等待队列中的请求申请空闲的流缓冲池来提供缓冲服务。对调度时间是否到达的判断可根据各种应用场景而灵活设置。例如，由于视频流缓冲完毕或者是用户终止某一视频流的缓冲而使某一个流缓冲池被释放出来，则判断到达调度时间，而将等待队列中的下一个请求提取出来并分配至该流缓冲池，开始对该请求相应的视频流进行缓冲。或者，可以采用分时轮流缓冲的机制，设置每个请求的缓冲池占用时长，当该占用时长耗尽后，则释放相应流缓冲池用于其它请求的缓冲，如果此时占用时长耗尽的请求所需缓冲的视频流仍未缓冲完成，则将该请求重新加入队列，开始下一轮的排队。

流媒体缓冲技术的主要优势在于其可以实现一边缓冲一边播放，同样，在本发明的步骤104中可控制缓冲视频流的播放。

在利用流缓冲池缓冲和播放视频流的过程中，控制系统的播放控制模块可根据缓冲视频流大小或缓冲时间大小控制缓冲视频流的播放。图2是缓冲视频流播放控制流程图，在步骤201中开始执行TV视频的缓冲，并且通过步骤202和步骤207分别示出了按缓冲视频流大小和缓冲时间长短播放的两种策略。

如图2所示，如果如步骤202所示采用缓冲大小策略，在接下来的步骤203中判断机顶盒端缓冲视频流的大小是否达到预定的第一百分比阈值a%，如果达到，则开始播放视频流。为了保证流媒体缓冲区具有足够的容量，一般会在流媒体缓冲区预留出与完整的视频流预定大小相同的存储空间，因此缓冲视频流的大小可以通过临时媒体文件的实际大小与其预定大小的比例进行估算。而在另外的方式中，可以不考虑完整视频流的预定大小，而只判断临时媒体文件的实际大小是否超过了预定的量值，例如是否超过了一定的比特数量。进而，播放控制模块在步骤204判断播放速度x与缓冲速度y的关系，如果x<y，则在步骤205继续播放；如果x>y，则在步骤206判断机顶盒端未播放的缓冲视频流大小是否小于第二百分比阈值b%；该判断可以用根据已缓冲且未播放的缓冲视频流数据量与上述预定大小的比例进行计算；在其它的方式中，也可以单纯根据已缓冲且未播放的缓冲视频流数据量进行判断。如果不小于第二百分比阈值b%则继续播放，否则暂停播放，返回步骤203；直至机顶盒端缓冲的视频流再次满足开始播放的条件，即达到预定的第一百分比阈值a%。

如果采用步骤207所示的缓冲时间长短策略，则在步骤208判断机顶盒端缓冲视频流时长是否达到预定的第一时长阈值t1s，如果达到则开始播放视频流；并且进而在步骤209判断播放速度x与缓冲速度y之关系，如果x<y则在步骤210继续播放；如果x>y，则在步骤211判断机顶盒端缓冲视频流时长是否小于第二时长阈值t2s；如果不小于第二时长阈值t2s则继续播放，否则暂停播放; 返回步骤208，直至机顶盒端缓冲的视频流再次满足开始播放的条件，即达到预定的第一时长阈值t1s。

由于本发明采用了多流缓冲技术，因此，当用户当前正在播放的缓冲视频流的缓冲视频流大小或缓冲时长达到上述暂停播放的条件而被暂停播放时，为了改善用户在等待缓冲期间的体验，播放控制模块可以自动或经用户确认后切换切换为播放另一个缓冲视频流，直到所述被暂停播放的视频流的缓冲数据量重新达到播放条件。

对于至少两个并行缓冲加载的视频流，可根据当前播放的缓冲视频流的播放速度与缓冲速度的关系，调节其它缓冲视频流的缓冲状态，从而在多个并行的缓冲视频流中优先保障当前播放视频流的加载。因为当前播放的视频流一般是用户最希望观看的节目，在数据缓冲中应该享有最高的优先级。具体的调节方式在下面详细介绍。

本优选实施例的缓冲控制流程如图3所示。步骤301中，播放控制模块判断当前正在播放的缓冲视频流的播放速度x与缓冲速度y的关系：当x<y时，如步骤302所示，其它的缓冲视频流均正常加载缓冲数据；当x>y的情况下，如步骤303所示，缓冲控制器控制当前播放的缓冲视频流以外的其它缓冲视频流暂停缓冲，从而停止其它端口的缓冲数据下载，而将全部的传输带宽用于缓冲当前正在播放的视频流，这样将节约带宽等系统资源，使正在播放的缓冲视频流的缓冲速度加快。

本第二优选实施例采用与第一优选实施例相同的多流并行缓冲技术，其流程如图1所示，通过设置至少两个流缓冲池并行地缓冲所下载的视频流。本优选实施例的播放控制策略与第一优选实施例相同，参见图2所示流程图，同样可采用基于缓冲视频流大小或缓冲时间长短的播放控制方式。

本第二优选实施例的改进之处在于，对于至少两个并行缓冲加载的视频流，可根据当前播放的缓冲视频流的允许播放情况，调节其它缓冲视频流的缓冲状态，从而在多个并行的缓冲视频流中优先保障当前播放视频流的加载。第二优选实施例的缓冲控制流程如图4所示。在步骤401中，播放控制模块判断当前正在播放的缓冲视频流是否达到暂停播放的条件，在当前正在播放的视频流未暂停播放的情况下，如步骤402所示，其它缓冲视频流也正常加载；而在正在播放的视频流已经暂停播放的情况下，所述缓冲管理器在步骤403中控制其它缓冲视频流暂停缓冲，从而停止其它端口的缓冲数据下载，而将全部的传输带宽用于缓冲当前正在播放的视频流。同样，由于节约了带宽等系统资源，使被暂停播放的缓冲视频流的缓冲速度加快，有利于其及早达到恢复播放的要求。

可见，本发明建立了并行的视频流缓冲和管理方式，通过多个流缓冲池的缓冲，将视频内容缓存到本地，并且不需要占用额外的流量，后续TV用户访问该资源时，直接从本地读取，这样既提高了用户的访问速度，又缓解和放大了有限的带宽。本发明还实现了两种视频缓冲控制策略，提高了用户体验。

第三优选实施例

为了实现本申请的方法，本申请还公开了一种视频缓冲的控制系统，如图5所示，所述系统具体包括：

缓冲管理器，用于在收到缓冲视频流的请求时，判断是否具有空闲的流缓冲池，如果有则申请一个空闲的流缓冲池用于缓冲视频流；如果没有则拒绝缓冲；

播放控制模块，用于根据缓冲视频流大小或缓冲时间长短控制缓冲视频流的播放。

优选地，所述播放控制模块用于判断缓冲视频流时长是否达到预定的第一时长阈值，如果达到则开始播放视频流。

优选地，所述流缓冲池用于缓冲视频流，控制系统中预先设置的空闲的流缓冲池的数量大于等于2；

进一步，所述控制系统还包括：视频请求模块，用于每隔特定时间响应所述缓冲视频流的请求，将所述请求插入相应视频流的等待队列中，当调度时间到达时，根据等待队列中的请求向所述缓冲管理器申请空闲的流缓冲池。

非限制性地，所述播放控制模块用于判断缓冲视频流的大小是否达到预定的第一百分比阈值，如果达到则开始播放视频流。

非限制性地，所述播放控制模块用于判断播放速度是否大于缓冲速度，如果不大于缓冲速度则继续播放；如果大于缓冲速度，则判断缓冲视频流的大小是否小于第二百分比阈值；如果不小于第二百分比阈值则继续播放，否则暂停播放。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本发明还可以应用在其它设备中；以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种视频缓冲的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，收到缓冲视频流的请求时，判断是否有流缓冲池处于空闲状态，如果有，则申请一个空闲的流缓冲池用于缓冲视频流，如果没有，则拒绝缓冲，对被拒绝的缓冲视频流的请求采用分时轮流缓冲原则进行处理，所述分时轮流缓冲原则是指设置每个请求的缓冲池占用时长，当该占用时长耗尽后，则释放相应流缓冲池用于其它请求的缓冲，如果此时占用时长耗尽的请求所需缓冲的视频流仍未缓冲完成，则将该请求重新加入队列，开始下一轮的排队；

步骤2，根据缓冲视频流大小或缓冲时间长短控制播放缓冲的视频流。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤1之前还包括预先设置至少2个空闲的流缓冲池的步骤；以及

在步骤1中，每隔特定时间响应所述缓冲视频流的请求，将所述请求插入相应视频流的等待队列中，当调度时间到达时，根据等待队列中的请求申请空闲的流缓冲池。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤2中，所述根据缓冲视频流大小控制缓冲视频流的播放包括：判断缓冲视频流的大小是否达到预定的第一百分比阈值，如果达到则开始播放视频流。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，步骤2中，所述根据缓冲视频流大小控制缓冲视频流的播放还包括：在开始播放视频流之后，判断播放速度是否大于缓冲速度，如果不大于缓冲速度则继续播放；如果大于缓冲速度，则判断缓冲视频流的大小是否小于第二百分比阈值；如果不小于第二百分比阈值则继续播放，否则暂停播放。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤2中，所述根据缓冲时间长短控制缓冲视频流的播放包括：判断缓冲视频流时长是否达到预定的第一时长阈值，如果达到则开始播放视频流。

6.一种视频缓冲的控制系统，其特征在于，包括：

缓冲管理器，用于在收到缓冲视频流的请求时，判断是否具有空闲的流缓冲池，如果有则申请一个空闲的流缓冲池用于缓冲视频流；如果没有则拒绝缓冲，对被拒绝的缓冲视频流的请求采用分时轮流缓冲原则进行处理，所述分时轮流缓冲原则是指设置每个请求的缓冲池占用时长，当该占用时长耗尽后，则释放相应流缓冲池用于其它请求的缓冲，如果此时占用时长耗尽的请求所需缓冲的视频流仍未缓冲完成，则将该请求重新加入队列，开始下一轮的排队；

播放控制模块，用于根据缓冲视频流大小或缓冲时间长短控制缓冲视频流的播放。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述流缓冲池用于缓冲视频流，控制系统中预先设置的空闲的流缓冲池的数量大于等于2；

所述控制系统还包括：视频请求模块，用于每隔特定时间响应所述缓冲视频流的请求，将所述请求插入相应视频流的等待队列中，当调度时间到达时，根据等待队列中的请求向所述缓冲管理器申请空闲的流缓冲池。

8.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述播放控制模块用于判断缓冲视频流的大小是否达到预定的第一百分比阈值，如果达到则开始播放视频流。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述播放控制模块用于判断播放速度是否大于缓冲速度，如果不大于缓冲速度则继续播放；如果大于缓冲速度，则判断缓冲视频流的大小是否小于第二百分比阈值；如果不小于第二百分比阈值则继续播放，否则暂停播放。

10.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述播放控制模块用于判断缓冲视频流时长是否达到预定的第一时长阈值，如果达到则开始播放视频流。