CN104025604A - 传输设备、传输方法、以及网络装置 - Google Patents

传输设备、传输方法、以及网络装置 Download PDF

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Abstract

提高了网络上视频数据流的高速缓存和传送资源管理的效率。生成具有获取传送服务器可经由网络传送的预定的内容的预定数目的视频数据流的客户机终端的信息的元文件。响应于来自客户机终端的传输请求，经由网络把元文件传输给客户机终端。元文件包括有关网络上视频数据流的高速缓存的索引。

Description

传输设备、传输方法、以及网络装置
技术领域
本发明涉及一种传输设备、传输方法、以及网络装置，具体地讲，本发明涉及一种其中传送服务器经由网络向客户机终端传输具有有关可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息的元文件的传输设备等。
背景技术
已经推出了使用诸如Internet的网络的IPTV(Internet协议电视)传送系统(例如，参见PTL1)。最近几年，已经进行了诸如IPTV(Internet协议电视)的Internet流化的标准化。例如，已经实现了使用HTTP(超文本传送协议)流化的VoD(视频点播)的标准化以及应用于直播流化的技术。
特别是，ISO/IEC/MPEG所标准化的DASH(HTTP上的动态自适应流化)已引起人们的关注。在DASH中，客户机终端根据称为MPD(媒体呈现描述)的元文件和写入元文件的成块的媒体数据的地址(url)获取流化数据，然后再现流化数据。在这样一种情况下，媒体数据的例子为音频/视频/字幕数据。
引用列表
专利文献
PTL1：申请号为2001-193058的日本未经审查的专利申请公开
发明概述
技术问题
本技术的一个目的在于提高网络中视频数据流的高速缓存和传送资源管理的效率。
问题的解决
本技术的一个构思在于一种传输设备，所述传输设备包括元文件生成单元，其配置为生成元文件，该元文件包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息；以及元文件传输单元，其配置为当从客户机终端接收到传输请求时，经由网络把元文件传输给客户机终端。元文件生成单元在元文件中设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
在本技术中，元文件生成单元生成元文件。元文件包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息。另外，当从客户机终端接收到传输请求时，元文件传输单元经由网络把元文件传输给客户机终端。
元文件生成单元在元文件中设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。例如，所述索引可以为网络中相应视频数据流的高速缓存优先级的索引。作为选择，所述索引也可以为网络中相应视频数据流的高速缓存期满时间的索引。
注意，根据本技术，例如，所述预定数目的视频数据流可以为构成三维图像的多视点视频数据流。另外，元文件生成单元还可以根据使用对每一多视点视频数据流的传送请求所估计的频率来分类的观看点组(viewpointgroup)，确定有关每一多视点视频数据流的高速缓存的索引。
而且，根据本技术，例如，所述预定数目的视频数据流可以为基于MPEG-DASH的视频数据流，元文件可以为MPD文件，网络可以为CDN。另外，例如，元文件生成单元可以在MPD文件中使用描述符类型元素设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
如以上所描述的，根据本技术，在元文件中，设置有关网络中视频数据流的高速缓存的索引。因此，在网络中，可以根据有关高速缓存的索引，高效地执行每一视频数据流的高速缓存和传送资源管理。
本技术的另一个构思在于一种网络装置，所述网络装置包括多个高速缓存服务器和预定数目的高速缓存管理服务器。当接收到包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息的元文件时，高速缓存服务器把元文件传输给高速缓存管理服务器。高速缓存管理服务器根据在元文件中包括的有关网络中的每一视频数据流的高速缓存的索引，生成高速缓存控制策略，并且把高速缓存控制策略分发给每一个高速缓存服务器。
根据本技术，所述网络装置包括多个高速缓存服务器和预定数目的高速缓存管理服务器。当接收到包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息的元文件时，高速缓存服务器把元文件传输给高速缓存管理服务器。
高速缓存管理服务器根据在元文件中包括的有关网络中的每一视频数据流的高速缓存的索引，生成高速缓存控制策略，并且把高速缓存控制策略分发给每一个高速缓存服务器。高速缓存服务器根据高速缓存控制策略对视频流执行高速缓存过程。
注意，根据本技术，例如，有关高速缓存的索引可以为高速缓存优先级的索引和/或高速缓存期满时间的索引。另外，根据本技术，例如，所述预定数目的视频数据流可以为基于MPEG-DASH的视频数据流，元文件可以为MPD文件，以及高速缓存服务器可以为DASH高速缓存服务器。
如以上所描述的，根据本技术，根据元文件中所设置的有关高速缓存的索引生成高速缓存控制策略，并且把高速缓存控制策略分发给每一个高速缓存服务器。接下来，高速缓存服务器可以根据高速缓存控制策略对每一个视频流执行高速缓存过程。因此，能够高效地执行每一视频数据流的高速缓存和传送资源管理。
发明优点
根据本技术，能够提高网络中视频数据流的高速缓存和传送资源管理的效率。
附图简述
图1为根据一个实施例的流传送系统的配置的例子的结构图。
图2说明了MPD文件的层次结构。
图3说明了在MPD文件中包括并且在时间轴上排列的结构的一个例子。
图4说明了按层次布置在MPD文件中的结构之间的关系的一个例子。
图5说明了时段(Period)、表征(Representation)、以及段(Segment)之间的关系的一个例子。
图6说明了把多视点视频数据流分类为观看点组的一个例子。
图7为直至已经从内容生成了DASH段和MPD文件之后所执行的一个过程的流程例子。
图8说明了IPTV客户机的配置的例子。
图9说明了普遍使用的基于DASH的流传送系统的总体情况。
图10说明了描述符类型(DescriptorType)元素的定义。
图11说明了观看点元素的定义。
图12说明了作为“urn:aaaa:dash:vp”的字典模式(名字空间)的定义的一个例子。
图13说明了如下情况下MPD文件的一个例子：其中，定义了观看点元素，并且在有关来自观看点的视频数据流的信息中设置了观看点信息。
图14说明了高速缓存参数(CacheParameter)元素的定义。
图15说明了高速缓存参数字典的定义的一个例子，其中，字典模式(名字空间)为“urn:aaaa:dash:cp”。
图16说明了如下情况下MPD文件的一个例子：其中，定义了高速缓存参数元素，并且在有关每一个观看点的视频数据流的信息中设置了高速缓存优先级的索引。
图17说明了具有额外设置的表示CDN中高速缓存服务器的保留时段是长还是短的字典模式项的高速缓存参数字典。
图18说明了如下情况下MPD文件的一个例子：其中，定义了高速缓存参数元素，并且在有关每一个多视点视频数据流的视频数据流的信息中除了高速缓存优先级的索引之外设置了高速缓存期满时间的索引。
图19说明了根据高速缓存优先级的索引和高速缓存期满时间的索引生成的、并且包括若干列表的高速缓存控制策略，其中，所述列表每个包括url正则表达式(regular expression)，并且相应于高速缓存优先级的索引的种类之一和高速缓存期满时间的索引的种类之一。
图20说明了高速缓存控制策略的一个例子。
图21说明了向DASH段之一分配url的一个例子。
图22说明了具有分发给其的高速缓存控制策略的高速缓存服务器所执行的高速缓存控制过程的一个例子。
图23说明了从IPTV客户机请求MPD文件到IPTV客户机再现内容(DASH段)时IPTV客户机所执行的操作的一个例子。
实施例描述
以下，描述本发明的实施例。注意，将按下列次序进行描述：
1.实施例
2.修改
＜1.实施例＞
[流传送系统]
图1说明了根据一个实施例的流传送系统10的配置例子。流传送系统10为基于MPEG-DASH的流传送系统。流传送系统10具有这样一个配置：其中，DASH段流化器11和DASH MPD服务器12具有经由CDN(内容传送网络)14连接于其的N个IPTV客户机13-1、13-2、…、以及13-N。
DASH段流化器11根据给定内容的元数据(例如，视频数据、音频数据、以及字幕数据)生成符合DASH的流段(以下将其称为“DASH段”)，并且响应来自IPTV客户机的HTTP请求传输所述段。把DASH段流化器11配置为Web服务器。
根据本实施例，例如，DASH段流化器11根据从以下5个观看的所获得的视频数据生成5个视频数据流的DASH段：最左、左中、中、右中、以及最右观看点。另外，DASH段流化器11还生成具有多个速率的DASH段，作为来自所述多个观看点的视频流的DASH段。注意，术语“左中观看点”指的是从最左观看点和中观看点之间的中点处的观看点。另外，术语“右中观看点”指的是从最右观看点和中观看点之间的中点处的观看点。
另外，响应对经由CDN14从IPTV客户机13(13-1、13-2、…、以及13-N)所传输的给定流的段的请求，DASH段流化器11经由CND14把所述流的段传输给请求者(IPTV客户机13)。在这样的情况下，IPTV客户机13参考设置在MPD(媒体呈现描述)文件中的速率值。接下来，IPTV客户机13选择流中的对于客户机处于其中的网络环境的状态而言为具有最佳速率的一个流，并且发送该请求。
另外，IPTV客户机13还根据IPTV客户机13的性能请求从观看点观看的视频数据流的段。例如，当IPTV客户机13具有最低设备等级，从而能够处理仅从两个观看点、即最左观看点和最右观看点、所观看的图像数据时，IPTV客户机13请求从所述两个观看点所观看的视频数据流的段。而且，例如，如果IPTV客户机13具有中等设备等级，从而除了处理从最左和最右观看点所观看的图像数据之外，还处理从中观看点所观看的图像数据，则IPTV客户机13请求从所述3个观看点所观看的视频数据流的段。另外，例如，如果IPTV客户机13具有最高设备等级，从而处理从5个观看点、即除了最左、最右和中观看点之外、左中观看点(从最左观看点和中观看点之间的中点所观看的观看点)和右中观看点(从最右观看点和中观看点之间的中点所观看的观看点)所观看的图像数据，则IPTV客户机13请求从所述5个观看点所观看的视频数据流的段。
DASH MPD服务器12为这样一个服务器：其生成用于获取DASH段流化器11所生成的DASH段的MPD文件。DASH MPD服务器12根据从内容管理服务器(未在图1中显示)所接收的内容元数据和DASH段流化器11所生成的段的地址(url)生成MPD文件。
在MPD格式中，使用称为“表征(Representation)”的元素，为每一个流、例如视频流和音频流设置属性。例如，针对具有不同速率的每一个视频数据流，通过改变表征，在MPD文件中设置速率。IPTV客户机13可以参考速率值，并且根据客户机13处于其中的网络环境的状态选择最佳流，如以上所描述的。
如图2中所说明的，MPD文件具有层次结构。例如，为XML格式的MPD文件描述了有关存储在DASH段流化器11中的视频的例如编码类型、编码速率、图像大小、以及语言的信息。MPD文件按层次包括若干结构，例如，时段(Period)、改编集(AdaptationSet)、表征、段信息(SegmentInfo)、初始化段(InitializationSegment)、以及媒体段(MediaSegment)。
时段结构包括有关节目的信息(例如，一组同步化的视频和音频数据)。另外，包括在时段结构中的改编集结构对流的选择范围(表征组)进行分组。而且，包括在改编集结构中的表征结构包括有关视频和音频的编码速率以及视频的音频大小的信息。
另外，包括在表征结构中的段信息结构包括有关视频和音频的段的信息。而且，包括在段信息结构中的初始化段结构包括诸如数据编码技术的初始化信息。另外，包括在段信息结构中的媒体段结构包括诸如从其检索视频或者音频段的地址的信息。
图3说明了在以上所描述的MPD文件中包括并且在时间轴上排列的结构的一个例子。在这一例子中，MPD文件包括两个时段，每一个时段包括两个段。另外，在这一实施例中，每一个时段包括两个改编集，每一个改编集包括与具有相同信息(除流属性之外)的流相关联的两个表征。
图4说明了按层次布置在以上所描述的MPD文件中的结构之间的关系的一个例子。如图4(a)中所示，表示整个MPD文件的媒体表征包括划分为时间间隔的多个时段。例如，第一个时段开始于0秒、下一个时段开始于100秒等。
如图4(b)中所示，时段包括多个表征。以上所描述的改编集对表征进行分组。存在与具有相同信息(除不同流属性(例如，速率)之外)的视频数据流相关联的表征组。根据本实施例，存在从不同观看点所观看的视频数据流的表征组。
如图4(c)中所示，表征包括段信息。如图4(d)中所示，段信息包括初始化段以及每个描述有关通过进一步划分时段所生成的段的信息的多个媒体段。例如，媒体段包括诸如用于实际检索视频和音频的段数据的地址(url)的信息。
注意，在于改编集中分组的多个表征之间自由地执行流的切换。在这一方式下，可以选择对于IPTV客户机处于其中的网络环境的状态而言为具有最佳速率的一个流，从而能够提供不间断的视频传送。
图5说明了时段、表征、以及段之间的关系的一个例子。在这一例子中，MPD文件包括两个时段。每一个时段包括两个段。另外，在这一例子中，每一个时段包括与相同媒体内容相关联的多个表征。
如以上所描述的，例如，MPD文件包括有关存储在DASH段流化器11中的视频的编码类型、编码速率、图像大小、以及语言的信息。根据本实施例，DASH MPD服务器12在有关每一视频数据流的信息中设置有关CDN14中视频数据流的DASH段的高速缓存的索引。
DASH MPD服务器12根据对视频数据流的传送请求的频率的估计，把以上所描述的多个观看点分类为预定数目的观看点组。接下来，DASH MPD服务器12确定有关每一观看点的视频数据流的高速缓存的索引。例如，如图6中所示，DASH MPD服务器12把5个观看点(即，最左观看点、左中观看点、中观看点、右中观看点、以及最右观看点)分类为3个观看点组，即，观看点组1、观看点组2、以及观看点组3。
观看点组1包括对于其传送请求的频率被估计为最高的两个观看点，即，最左观看点和最右观看点。另外，观看点组2包括对于其传送请求的频率被估计为次高的3个观看点，即，最左观看点、中观看点、以及最右观看点。此外，观看点组3包括对于其传送请求的频率被估计为最低的5个观看点，即，最左观看点、左中观看点、中观看点、右中观看点、以及最右观看点。
注意，例如，有关高速缓存的索引表示CDN14中每一个多视点视频数据流的高速缓存优先级和/或高速缓存期满时间。例如，就高速缓存优先级而言，把从包括在观看点组1中的最左观看点和最右观看点所捕获的视频数据流的优先权设置为“高”。把从添加于观看点组2的中观看点所捕获的视频数据流的优先权设置为“中”。把从添加于观看点组3的左中观看点和右中观看点所捕获的视频数据流的优先权设置为“低”。
另外，例如，就高速缓存期满时间而言，把针对从包括在观看点组1中的最左和最右观看点所获得的视频数据流的时间设置为“长”，把针对从仅包括在观看点组3中的左中和右中观看点所获得的视频数据流的时间设置为“短”。注意，以下，将更详细地描述MPD文件。
图7为直至已经从内容生成了DASH段和DASH MPD文件之后所执行的一个过程的流程的例子。把内容从内容管理服务器15传输给DASH段流化器11。DASH段流化器11根据例如构成内容的视频数据和音频数据生成每一个数据流的DASH段。
另外，DASH段流化器11向DASH MPD服务器12传输每一个数据流的所生成的DASH段的地址(url)信息。内容管理服务器15向DASH MPD服务器12传输内容的元数据。DASH MPD服务器12根据每一个数据流的DASH段的地址信息和内容的元数据生成MPD文件。
图8说明了IPTV客户机13(13-1到13-N)的一个配置例子。IPTV客户机13包括流化数据控制单元131、HTTP存取单元132、以及视频再现单元133。流化数据控制单元131从DASH MPD服务器12获取MPD文件，并且分析MPD文件中的信息。
HTTP存取单元132向DASH段流化器11请求用于视频再现的视频和音频的段。此时，HTTP存取单元132还考虑IPTV客户机13的屏幕大小以及传输路径的状态，并且选择具有对于IPTV客户机13的屏幕大小以及传输路径的状态为最佳的图像大小和编码速率的流。例如，在初始阶段，HTTP存取单元132请求具有低编码速率的流的段。接下来，如果通信条件良好，则HTTP存取单元132请求具有高编码速率的流的段。
HTTP存取单元132把所接收的视频和音频的段传输给视频再现单元133。视频再现单元133针对从HTTP存取单元132所传输的每一个段执行译码过程，从而获得一个视频内容。于是，视频再现单元133再现了视频和音频。注意，IPTV客户机13的每一个单元例如通过软件执行所述处理。
根据本实施例，为IPTV客户机13提供了3种类型的再现性能。例如，如果设备等级为最低，则仅处理两个观看点(即，最左观看点和最右观看点)的图像数据，请求来自两个观看点的视频数据流的段。于是，再现了基于两个观看点的视频数据的三维图像。
另外，例如，当具有中等设备等级的IPTV客户机13处理3个观看点(即，最左观看点、中观看点、以及最右观看点)的图像数据时，请求3个观看点的视频数据流的段。于是，再现了基于3个观看点的视频数据的三维图像。此外，例如，当具有最高设备等级的IPTV客户机13处理5个观看点(即，最左观看点、左中观看点、中观看点、右中观看点、以及最右观看点)的图像数据时，请求5个观看点的视频数据流的段。于是，再现了基于5个观看点的视频数据的三维图像。
图9说明了普遍使用的基于DASH的流传送系统的总体情况。经由CDN(内容传送网络)14传送所有DASH MPD文件和DASH段。CDN14具有其中网络地布置了多个高速缓存服务器(DASH高速缓存服务器)的配置。
每一个高速缓存服务器从IPTV客户机13接收一个获取MPD文件的HTTP请求。如果MPD文件被包含在本地MPD高速缓存中，则高速缓存服务器按HTTP答复的格式把MPD文件返回至IPTV客户机13。然而，如果MPD文件不包含在所述本地MPD高速缓存中，则高速缓存服务器把请求转发至DASH MPD服务器12或者更高层的高速缓存服务器。接下来，当接收到包括MPD文件的HTTP答复时，高速缓存服务器把HTTP答复转发至IPTV客户机13。与此同时，高速缓存服务器执行高速缓存过程。
另外，高速缓存服务器从IPTV客户机13接收用于获取DASH段的HTTP请求。如果DASH段被包含在本地段MPD高速缓存中，则高速缓存服务器按HTTP答复的格式把DASH段返回至IPTV客户机13。然而，如果DASH段不被包含在本地段MPD高速缓存中，则高速缓存服务器把请求转发至DASH段流化器11或者更高层的高速缓存服务器。接下来，当接收到包括DASH段的HTTP答复时，高速缓存服务器把HTTP答复转发至IPTV客户机13。与此同时，高速缓存服务器执行高速缓存过程。
在CDN14中，由位于该路径中的高速缓存服务器临时高速缓存要传送给最先传输HTTP请求的流化数据控制单元13-1的DASH段。如果接下来从HTTP存取单元132传输HTTP请求，则传送所高速缓存的DASH段。因此，能够提高流向多个IPTV客户机的HTTP流化的传送效率。
根据本实施例，除了所述多个高速缓存服务器之外，CDN14还包括预定数目的高速缓存管理服务器。每一个高速缓存管理服务器根据包括在MPD文件中的有关每一个视频数据流的DASH段的高速缓存的索引，生成高速缓存控制策略。接下来，高速缓存管理服务器把高速缓存控制策略分发给高速缓存服务器。高速缓存服务器执行每一个视频数据流的DASH段的高速缓存过程。
[向MPD文件插入各种信息]
[观看点信息的插入]
根据本实施例，MPD文件包括有关构成三维图像的多视点视频数据流的信息，例如，来自5个观看点、即最左观看点、左中观看点、中观看点、右中观看点、以及最右观看点的视频数据流。DASH MPD服务器使用描述符类型元素在MPD文件中设置观看点信息。
在DASH中，通过使用称为“描述符类型(DescriptorType)”的元素，可以添加新的字典和新的词汇对照。由模式(schema)URI(或者字典模式中所定义的模式URI和值的集合)指定字典和词汇对照。
图10说明了描述符类型元素的定义。可以在描述符类型下设置模式URI(＠schemeIdUri)的属性和值(＠value)的属性。模式URI的属性表示指定字典模式(名字空间)的URN或者URL。所述值的属性表示在模式URI所指定的字典模式中所定义的值。
如以上所描述的，根据本实施例，使用描述符类型元素定义了用作表示“观看点”的元素的观看点元素。图11说明了观看点元素的定义。观看点类型下的模式URI的属性表示指定定义了观看点的字典模式(名字空间)的URN或者URL。观看点类型下的值属性表示在模式URI所指定的字典模式中定义的值。
此处，例如，使用字典模式(名字空间)“urn:aaaa:dash:vp”定义观看点字典，如图12中所说明的。在这一观看点字典中，URN
“urn:aaaa:dash:vp:stereo-right”相应于字典条目“最右的”。URN
“urn:aaaa:dash:vp:stereo-left”相应于字典条目“最左的”。URN
“urn:aaaa:dash:vp:center”相应于字典条目“中间的”。URN
“urn:aaaa:dash:vp:stereo-right-center”相应于字典条目“右中的”。URN
“urn:aaaa:dash:vp:stereo-left-center”相应于字典条目“左中的”。
图13说明了如下情况下MPD文件的一个例子：其中，定义了观看点元素，并且在有关观看点的视频数据流的信息中设置了观看点信息。
作为观看点元素，在改编集(AdaptationSet)内的ContentComponent(内容成分)中设置＠schemeIdUri＝“urn:aaaa:dash:vp:stereo-lef”，其中，改编集对包括相应于从最左观看点所观看的视频数据流的信息的表征进行分组。这一描述意味着，这一改编集中的信息相应于从最左观看点所观看的视频数据流。注意，尽管以下描述并不在于穷举，但为表示所述观看点，也类似地把观看点元素放入包括有关另一个观看点的信息的改编集内的ContentComponent。
[高速缓存优先级索引的插入]
以下，讨论以上所描述的其中把IPTV客户机13的再现性能分类为3种种类的情况。通常，最广泛使用的、具有最低处理能力的设备(种类-1设备)根据来自两个观看点即、最左观看点和最右观看点的视频数据流生成图像。
另外，具有中等处理能力的设备(种类-2设备)根据来自3个观看点、即最左观看点、中观看点、以及最右观看点的视频数据流生成图像。此外，最不广泛使用的、具有最高处理能力的设备(种类-3设备)根据来自5个观看点、即最左观看点、左中观看点、中观看点、右中观看点、以及最右观看点的视频数据流生成图像。在这一方式下，将要被处理的流的类型的数目随设备的处理能力的增加而增加。
通常，广泛使用的CDN具有对可能预先存取的DASH段主动进行预高速缓存的能力。在这样的情况下，如果假设所有的IPTV客户机13为种类-3设备，从而能够针对所有内容对5个观看点的DASH段进行预高速缓存，则会引发下列问题。即，在向高速缓存服务器的复制过程中可能出现过载，也可能出现资源不足的问题，即存储容量不足的问题。因此，可能难以按适合于服务要求的成本传送内容。
为了解决这样的问题，期望能够根据观看点组的类型排列(rank)DASH段的CDN扩展优先级。例如，把从最左观看点和最右观看点所观看的、以及由可能为最广泛使用的设备(种类-1设备)处理的视频数据流的CDN扩展优先级增加为最高级。把由种类-2设备所处理的视频数据流的CDN扩展优先级增加为第二高级。把由种类-3设备所处理的视频数据流的CDN扩展优先级增加为第三高级。
通过在MPD文件中设置CDN扩展优先级，可以使用以下所描述的处理，因此，能够在不降低针对最终用户的CDN的服务提供效率(例如，直至流化已经开始之后的速度)的情况下提高资源利用效率的成本性能。
例如，通过在MPD文件中设置CDN扩展优先级，管理CDN高速缓存策略的服务器能够预先分析要传送的内容的MPD，并且首先顺序地向可能由大量客户机所存取的流分配复制容量。
另外，例如，通过在MPD文件中设置CDN扩展优先级，可以优先级化复制过程(例如，可以控制CPU资源的分配优先级)，并且可以根据存取性能优先级化复制存储区域(例如，可以针对on memory、SSD(闪存驱动器)、以及HD执行存储分阶段优先级控制)。
根据本实施例，作为有关DASH段的高速缓存的索引，DASH MPD服务器12使用描述符类型元素在有关每一个多视点视频数据流的信息中设置高速缓存优先级(CDN扩展优先级)的索引。
根据本实施例，通过使用以上所描述的描述符类型元素，把“CDN扩展优先级”、即高速缓存参数(CacheParameter)元素定义为表示高速缓存优先级的元素。图14说明了高速缓存参数元素的定义。高速缓存参数类型下的模式URI属性表示指定定义了高速缓存参数的字典模式(名字空间)的URN或者URI。高速缓存参数类型下的值属性表示模式URI所指定的字典模式中所定义的值。
此处，例如，通过把字典模式(名字空间)设置为“urn:aaaa:dash:cp”，来定义高速缓存参数字典，如图15中所示。在这一高速缓存参数字典中，URN
“urn:aaaa:dash:cp:high”相应于字典的条目“高”。URN
“urn:aaaa:dash:cp:middle”相应于字典的条目“中”。URN
“urn:aaaa:dash:cp:low”相应于字典的条目“低”。
图16说明了如下情况下MPD文件的一个例子：其中，定义了高速缓存参数元素，并且在有关每一多视点视频数据流的信息中设置了高速缓存优先级的索引。在这样的情况下，把高速缓存参数元素放入表征元素中。
作为高速缓存参数元素，在包括相应于来自最左观看点的视频数据流的信息的每一表征中设置＠schemeIdUri＝“urn:aaaa:dash:cp:high”。这意味着，来自最左观看点的视频数据流的高速缓存优先级(CDN扩展优先级)为“高”。
注意，尽管以下详细描述并不在于穷举，但也类似地把高速缓存参数元素放入包括有关其它观看点的信息的每一表征中，从而表示高速缓存优先级。即，表示来自左中观看点和右中观看点的每一视频数据流的高速缓存优先级为“低”。另外，还表示来自中观看点的视频数据流的高速缓存优先级为“中”。而且，还表示来自最右观看点的高速缓存优先级为“高”。
[高速缓存期满时间索引的插入]
根据本实施例，DASH MPD服务器12还使用以上所描述的高速缓存参数元素在MPD文件中设置高速缓存期满时间的索引。即，如图17中所说明的，作为高速缓存参数的一个例子，DASH MPD服务器12还定义了表示CDN中的高速缓存服务器的期满时间是长还是短的字典模式条目。在这一高速缓存参数字典(添加)中，“urn:aaaa:dash:cp:long”的URN的条目相应于字典的条目“长”。“urn:aaaa:dash:cp:short”的URN的条目相应于字典的条目“短”。
图18说明了如下情况下MPD文件的一个例子：其中，定义了高速缓存参数元素，并且在有关每一个多视点视频数据流的视频数据流的信息中除了高速缓存优先级的索引之外还设置了高速缓存期满时间的索引。在这样的情况下，把高速缓存参数元素放入表征元素中。
作为高速缓存参数元素，在具有相应于来自最左观看点的视频数据流的信息的每一表征中设置＠schemeIdUri＝“urn:aaaa:dash:cp:long”。这意味着，来自最左观看点的视频数据流的高速缓存期满时间为“长”。
注意，尽管以下描述并不在于穷举，但也类似地把高速缓存参数元素放入包括有关其它观看点的信息的每一表征中，从而表示高速缓存期满时间。即，表示来自左中观看点和右中观看点的每一视频数据流的高速缓存期满时间为“短”。另外，未指定来自中观看点的视频数据流的高速缓存期满时间。在这一情况下，高速缓存服务器可以选择任何高速缓存处理策略。
[CDN中的高速缓存控制]
除了多个高速缓存服务器之外，CDN14还具有布置在其中的预定数目的高速缓存管理服务器(参照图9)。高速缓存管理服务器根据以上所描述的设置在MPD文件中的高速缓存的索引生成高速缓存控制策略，并且把所生成的高速缓存控制策略分发给CDN14中的高速缓存服务器。每一个高速缓存服务器根据所分发的高速缓存控制策略对DASH段执行高速缓存过程(获取过程和复制过程)。
例如，如果从IPTV客户机(DASH客户机)13发送对第一MPD文件的请求，则用作MPD文件的中介的CDN14中的第一高速缓存服务器(边缘服务器)从DASH MPD服务器12获取所请求的MPD文件。此时，高速缓存服务器把MPD文件传输给高速缓存管理服务器。高速缓存管理服务器分析所接收的MPD文件，并且根据有关高速缓存的索引来生成高速缓存控制策略。然后，高速缓存管理服务器把高速缓存控制策略发送给CDN14中的高速缓存服务器。
另外，例如，在IPTV客户机13发送第一MPD请求之前，高速缓存管理服务器主动获取MPD文件，例如，使用爬行器(crawler)。接下来，高速缓存管理服务器分析所获取的MPD文件，并且根据有关高速缓存的索引生成高速缓存控制策略。然后，高速缓存管理服务器把高速缓存控制策略发送给CDN14中的高速缓存服务器。
高速缓存控制策略包含具有相应url或者相应url正则表达式的有关高速缓存的索引所指示的种类的一个列表。例如，如果MPD文件包括以上所描述的高速缓存优先级的索引和高速缓存期满时间的索引作为有关高速缓存的索引，则高速缓存控制策略包含具有相应url(或者包括正则表达式的列表)的索引所指示的每一个种类，如图19中所说明的。
图20说明了高速缓存控制策略的一个例子。在这一例子中，当MPD文件包括高速缓存优先级的索引和高速缓存期满时间的索引时，如图18中所说明的，而且，如果把url赋予每一个DASH段，如图21中所说明的，则使用高速缓存控制策略。
在这一高速缓存控制策略中，把赋予来自最左观看点和最右观看点的视频数据流的DASH段的url包括在其中优先级为“高”以及期满时间为“长”的部分(section)中。另外，在高速缓存控制策略中，把赋予来自中观看点的视频数据流的DASH段的url包括在其中优先级为“中”以及期满时间“未指定(N/A)”的部分中。此外，在高速缓存控制策略中，把赋予来自左中观看点和右中观看点的视频数据流的DASH段的url包括在其中优先级为“低”以及期满时间为“短”的部分中。
以下，参照图22描述已经接收到所分发的高速缓存控制策略的高速缓存服务器所执行的高速缓存过程的一个例子。(a)高速缓存管理服务器向高速缓存服务器分发高速缓存控制策略。(b)如果IPTV客户机13发送对“urlxx”处的DASH段的获取请求，(c)则已经接收到获取请求的高速缓存服务器判断本地高速缓存是否包含“urlxx”处的DASH段。
(d)如果本地高速缓存包含“urlxx”处的DASH段，则高速缓存服务器把DASH段返回至IPTV客户机13。(e)然而，如果本地高速缓存不包含“urlxx”处的DASH段，则高速缓存服务器把获取请求发送至DASH段流化器11。(f)DASH段流化器11经由高速缓存服务器把DASH段返回至IPTV客户机13。(g)已经经由高速缓存服务器接收到“urlxx”处的DASH段的IPTV客户机根据DASH段再现视频。
(h)在把DASH段返回至IPTV客户机13之后，高速缓存服务器根据高速缓存控制策略执行DASH段的高速缓存过程。即，在步骤ST1中，高速缓存服务器判断“urlxx”的优先级是否为“高”。如果“urlxx”的优先级为“高”，则在步骤ST2中高速缓存服务器判断“urlxx”的期满时间是否为“长”。如果“urlxx”的期满时间为“长”，则在步骤ST3中高速缓存服务器开始把“urlxx”的DASH段存储在本地高速缓存(on memory)中达长时间段。
然而，如果在步骤ST1中“urlxx”的优先级不为“高”，或者，如果在步骤ST2中“urlxx”的期满时间不“长”，则在步骤ST4中高速缓存服务器判断“urlxx”的优先级是否为“中”。如果“urlxx”的优先级为“中”，则在步骤ST5中高速缓存服务器判断“urlxx”的期满时间是否“未指定(N/A)”。如果“urlxx”的期满时间“未指定(N/A)”，则在步骤ST6中高速缓存服务器开始把“urlxx”的DASH段存储在本地高速缓存(SSD)中达中时间段。
然而，如果在步骤ST4中“urlxx”的优先级不为“中”，或者，如果在步骤ST5中“urlxx”的期满时间“未指定(N/A)”，则在步骤ST7中高速缓存服务器判断“urlxx”的优先级是否为“低”。如果“urlxx”的优先级为“低”，则在步骤ST8中高速缓存服务器判断“urlxx”的期满时间是否为“短”。如果“urlxx”的期满时间为“短”，则在步骤ST9中高速缓存服务器开始把“urlxx”的DASH段存储在本地高速缓存(HD)中达短时间段。
然而，如果在步骤ST7中“urlxx”的优先级不为“低”，或者，如果在步骤ST8中“urlxx”的期满时间不为“短”则在步骤ST10中高速缓存服务器丢弃“urlxx”处的DASH段。
[流传送系统所执行的操作]
以下，参照图23描述从IPTV客户机13请求MPD文件时到IPTV客户机再现内容(DASH段)时所执行的操作的一个例子。注意，在所说明的例子中，为了简单起见，CDN仅包括两个高速缓存服务器16和17以及高速缓存管理服务器18。
(1)IPTV客户机13-1经由CDN中的高速缓存服务器16把一个与给定内容相关联的、对MPD文件的获取请求发送给DASH MPD服务器12。(2)DASHMPD服务器12响应所述获取请求把MPD文件传输给CDN中的高速缓存服务器16。如以上所描述的，MPD文件包括高速缓存优先级的索引和高速缓存期满时间的索引。
(3)高速缓存服务器16把MPD文件传输给IPTV客户机13-1。(4)另外，高速缓存服务器16还执行高速缓存过程，以把MPD文件存储在MPD高速缓存中，并且把MPD文件传输给高速缓存管理服务器18。(5)高速缓存管理服务器18分析MPD文件、生成高速缓存控制策略、并且把高速缓存控制策略发送给高速缓存服务器16和17。
(6)当接收到MPD文件时，IPTV客户机13-1根据MPD文件，经由CDN中的高速缓存服务器16和17把用于再现给定内容的DASH段(流段)传输给DASH段流化器11。在这样一种情况下，IPTV客户机13-1可以根据IPTV客户机13-1的设备电力和IPTV客户机13-1所处网络环境的状态选择最佳速率和最佳观看点组。
(7)响应获取请求，DASH段流化器11把DASH段传输给高速缓存服务器17。(8)高速缓存服务器17把DASH段传输给高速缓存服务器16。(9)另外，高速缓存服务器17还根据高速缓存控制策略执行高速缓存过程，以把DASH段存储在本地高速缓存中。
(10)当从高速缓存服务器17接收到DASH段时，高速缓存服务器16把DASH段传输给IPTV客户机13-1。(11)另外，高速缓存服务器16还根据高速缓存控制策略执行高速缓存过程，以把DASH段存储在本地高速缓存中。(12)当接收到DASH段时，IPTV客户机13-1对DASH段执行译码过程，并且再现给定内容的视频和音频。
(13)高速缓存服务器17根据高速缓存控制策略把对具有高优先级并且不同于存储在本地高速缓存中的DASH段的DASH段的自主获取请求传输给DASH段流化器11。(14)响应所述获取请求，DASH段流化器11把DASH段传输给高速缓存服务器17。(15)高速缓存服务器17执行高速缓存过程，以把DASH段存储在本地高速缓存中。
(16)IPTV客户机13-2按以上所描述的方式把与IPTV客户机13-1所请求的获取请求一样的、对MPD文件的获取请求发送给CDN中的高速缓存服务器16。(17)由于高速缓存服务器16把MPD文件存储在MPD高速缓存中，所以高速缓存服务器16把MPD文件传输给IPTV客户机13-2。
(18)当接收到MPD文件时，IPTV客户机13-2根据所接收的MPD文件、按以上所描述的方式把对与IPTV客户机13-1所请求的DASH段一样的DASH段(流段)的获取请求传输给CDN中的高速缓存服务器16。(19)由于高速缓存服务器16把DASH段存储在本地高速缓存中，所以高速缓存服务器16把DASH段传输给IPTV客户机13-2。(20)当接收到DASH段时，IPTV客户机13-2对DASH段执行译码过程，并且再现给定内容的视频和音频。
(21)接下来，IPTV客户机13-2把对另一个DASH段的获取请求发送给高速缓存服务器16。(22)由于高速缓存服务器16未把DASH段存储在本地高速缓存中，所以高速缓存服务器16把获取请求转发于高速缓存服务器17。
(23)由于高速缓存服务器17把DASH段存储在本地高速缓存中，所以高速缓存服务器17把DASH段传输给高速缓存服务器16。(24)接下来，高速缓存服务器16把DASH段传输给IPTV客户机13-2。(25)当接收到DASH段时，IPTV客户机13-2对DASH段执行译码过程，并且再现给定内容的视频和音频。
如以上所描述的，在图1中所说明的流传送系统10中，从DASH MPD服务器12所提供的MPD文件包括有关高速缓存的索引，例如，针对每一DASH段的高速缓存优先级或者高速缓存期满时间的索引。CDN14中的高速缓存服务器根据有关高速缓存的索引生成高速缓存控制策略，并且把所生成的高速缓存控制策略分发给高速缓存服务器。
CDN14中的每一个高速缓存服务器根据高速缓存控制策略执行DASH段的高速缓存过程。在这一方式下，在CDN14中的高速缓存服务器中，把一个具有较高优先级的DASH段存储在较大数目的高速缓存服务器的本地高速缓存中。
因此，例如，对于在其中IPTV客户机13很可能多次发送获取请求的观看点组1中包括的视频数据流的DASH段，响应于来自IPTV客户机13的对DASH段的获取请求，从CDN14中的高速缓存服务器而不是DASH段流化器11传输DASH段的可能性变高。于是，CDN14能够高效地执行视频数据流的DASH段的高速缓存和传送资源管理。
＜2.修改＞
注意，根据以上所描述的实施例，在MPD文件中所设置的有关高速缓存的索引的例子包括高速缓存优先级的索引和高速缓存期满时间的索引。然而，有关高速缓存的索引并不局限于此。例如，当考虑其中通过发送对处于高速缓存附近的高速缓存服务器的请求来请求高速缓存的情况时，可以使用附近范围的索引(index)。
另外，在根据以上所描述的实施例中，构成三维图像的多视点视频数据流是基于MPEG-DASH的视频数据流。然而，也可以使用能够被分组的另一种视频数据流来取代基于MPEG-DASH的视频数据流。即使在这样一种情况下，通过根据每一个组在MPD文件中设置有关高速缓存的索引，CDN14也能够高效地执行视频数据流的DASH段的高速缓存和传送资源管理。
另外，根据以上所描述的实施例，本技术适用于传送基于MPEG-DASH的视频数据流的流传送系统。应该注意的是，也可以按相同的方式把本技术施用于其它相似类型的视频数据流传送系统。
另外，本技术可以具有以下配置。
(1)一种传输设备，所述传输设备包括元文件生成单元，其配置为生成元文件，该元文件包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息；以及元文件传输单元，其配置为当从客户机终端接收到传输请求时，经由网络把元文件传输给客户机终端。元文件生成单元在元文件中设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
(2)在(1)中所描述的传输设备中，有关高速缓存的索引是网络中相应视频数据流的高速缓存优先级的索引。
(3)在(1)中所描述的传输设备中，有关高速缓存的索引是网络中相应视频数据流的高速缓存期满时间的索引。
(4)在(1)-(3)任何之一中所描述的传输设备中，所述预定数目的视频数据流是构成三维图像的多视点视频数据流。
(5)在(4)中所描述的传输设备中，根据使用对每一多视点视频数据流的传送请求所估计的频率来分类的观看点组，确定有关每一多视点视频数据流的高速缓存的索引。
(6)在(1)-(5)任何之一中所描述的传输设备中，所述预定数目的视频数据流是基于MPEG-DASH的视频数据流，元文件是MPD文件，网络是CDN。
(7)在(6)中所描述的传输设备中，元文件生成单元在MPD文件中使用描述符类型元素设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
(8)一种传输方法，所述传输方法包括元文件生成步骤，其生成元文件，该元文件包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息；以及元文件传输步骤，当从客户机终端接收到传输请求时，其经由网络把元文件传输给客户机终端。在元文件生成步骤中，在元文件中设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
(9)一种网络装置，所述网络装置包括多个高速缓存服务器和预定数目的高速缓存管理服务器。当接收到包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息的元文件时，高速缓存服务器把元文件传输给高速缓存管理服务器。高速缓存管理服务器根据在元文件中包括的有关网络中的每一视频数据流的高速缓存的索引，生成高速缓存控制策略，并且把高速缓存控制策略分发给每一个高速缓存服务器。
(10)在(9)中所描述的网络装置中，有关高速缓存的索引是高速缓存优先级的索引和/或高速缓存期满时间的索引。
(11)在(9)或者(10)中所描述的网络装置中，所述预定数目的视频数据流是基于MPEG-DASH的视频数据流，元文件是MPD文件，以及高速缓存服务器为DASH高速缓存服务器。
本技术的主要特征在于，通过在DASH MPD服务器12所提供的MPD文件中设置有关高速缓存的索引、例如每一个DASH段的高速缓存优先级的索引和高速缓存期满时间的索引，能够高效地执行CDN中每一视频数据流的DASH段的高速缓存和传送资源管理(参照图18和22)。
参照符号列表
10  流传送系统
11  DASH段流化器
12  DASH MPD服务器
13，13-1-13-3  IPTV客户机
14  CDN
15  内容管理服务器
16，17  高速缓存服务器
18  高速缓存管理服务器

Claims (11)

1.一种传输设备，包含：
元文件生成单元，其配置为生成元文件，该元文件包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息；以及
元文件传输单元，其配置为当从客户机终端接收到传输请求时，经由网络把元文件传输给客户机终端，
其中，元文件生成单元在元文件中设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
2.根据权利要求1所述的传输设备，其中，有关高速缓存的索引是网络中相应视频数据流的高速缓存优先级的索引。
3.根据权利要求1所述的传输设备，其中，有关高速缓存的索引是网络中相应视频数据流的高速缓存期满时间的索引。
4.根据权利要求1所述的传输设备，其中，所述预定数目的视频数据流是构成三维图像的多视点视频数据流。
5.根据权利要求4所述的传输设备，其中，元文件生成单元根据使用对每一多视点视频数据流的传送请求所估计的频率来分类的观看点组，确定有关每一多视点视频数据流的高速缓存的索引。
6.根据权利要求1所述的传输设备，其中，所述预定数目的视频数据流是基于MPEG-DASH的视频数据流，元文件是MPD文件，网络是CDN。
7.根据权利要求6所述的传输设备，其中，元文件生成单元在MPD文件中使用描述符类型元素设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
8.一种传输方法，包含：
元文件生成步骤，其生成元文件，该元文件包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息；以及
元文件传输步骤，当从客户机终端接收到传输请求时，其经由网络把元文件传输给客户机终端，
其中，在元文件生成步骤中，在元文件中设置有关网络中每一视频数据流的高速缓存的索引。
9.一种网络装置，包含：
多个高速缓存服务器；以及
预定数目的高速缓存管理服务器，
其中，当接收到包括客户机终端用来获取传送服务器可经由网络传送的给定内容的预定数目的视频数据流的信息的元文件时，高速缓存服务器把元文件传输给高速缓存管理服务器，以及
其中，高速缓存管理服务器根据在元文件中包括的有关网络中的每一视频数据流的高速缓存的索引，生成高速缓存控制策略，并且把高速缓存控制策略分发给每一个高速缓存服务器。
10.根据权利要求9所述的网络装置，其中，有关高速缓存的索引是高速缓存优先级的索引和/或高速缓存期满时间的索引。
11.根据权利要求9所述的网络装置，其中，所述预定数目的视频数据流是基于MPEG-DASH的视频数据流，元文件是MPD文件，以及高速缓存服务器为DASH高速缓存服务器。
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