CN104506882A - 互联网流媒体转换成iptv格式的服务器及其转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及IPTV技术领域，公开了一种互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器及其转换方法。本发明中，流媒体转换成IPTV格式的服务器通过智能转码模块对原始流进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体，实现了互联网流媒体到IPTV格式的流媒体的实时转换，使得用户可以通过IPTV欣赏互联网上各种流媒体，并不仅限于预先转换格式的流媒体，从而提高了IPTV用户体验。

Description

互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器及其转换方法

技术领域

本发明涉及IPTV技术领域，特别涉及一种互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器及其转换方法。

背景技术

IPTV(Internet Protocol Television)即因特网协议电视，也称为交互式网络电视、网际协议电视或网络电视，是一种利用宽带网，集互联网、多媒体、通讯等技术于一体，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。用户在家可以有三种方式享受IPTV服务：(1)计算机；(2)网络机顶盒+普通电视机；(3)移动设备(手机，平板等)。IPTV能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势，充分有效地利用网络资源。IPTV既不同于传统的模拟式有线电视，也不同于经典的数字电视。因为，传统的和经典的数字电视都具有频分制、定时、单向广播等特点，尽管经典的数字电视相对于模拟电视有许多技术革新，但只是信号形式的改变，没有触及媒体内容的传播方式。

国内较为普遍采用的IPTV终端基于浏览器/服务器的IPTV系统架构，向用户提供IPTV业务。IPTV终端基于浏览器技术，采用超文本标识语言(HTML)版本，为用户提供IPTV服务。IPTV系统架构可通过以下方式实现直播业务：

Web服务器根据浏览器的请求，向浏览器返回关于IPTV业务的电子节目指南(EPG)页面；由浏览器显示该页面。

用户根据EPG信息，通过浏览器向Web服务器请求想收看的节目；

Web服务器接收到浏览器的请求后，向浏览器返回节目信息；

浏览器向播放器请求节目播放；

播放器向Web服务器请求加入直播节目的组播组，在被节目组播组加入后，接收组播组组播的媒体流，并通过浏览器向用户显示节目。

或者，IPTV系统架构可通过以下方式实现点播业务：

当用户通过浏览器请求点播节目时，浏览器向Web服务器请求该节目的地址信息；

Web服务器验证用户身份合法后，向浏览器返回节目地址信息；

浏览器将节目地址信息传送给IPTV终端的播放器，向播放器请求播放节目，再由播放器与Web服务器之间建立安全连接，接收Web服务器传送的媒体流；之后，由浏览器向用户显示节目。

从上述实现IPTV业务的现有技术来看，现有IPTV终端中，利用浏览器来进行业务发现与选择，由于浏览器所支持运行的脚本语言和mark-up语言是解释性语言，也使得现有IPTV业务的实现通常采用一对一的单播方式，实时性不够。

随着互联网技术的不断发展，从互联网获取的流媒体资源越来越丰富，但并不是每一种互联网流媒体都是适合IPTV终端进行播放，在这种情况下，出现了相应的转码技术。在转码中涉及到视频编解码器，具体地说，视频编解码器是指一个能够对数字视频进行压缩或者解压缩的程序或者设备，通常这种压缩属于有损数据压缩。编解码质量取决于一个复杂的平衡关系，存在于以下因素之间：视频源的质量、用来表示视频所需要的数据量(通常称之为码率)、编码算法和解码算法的复杂度、针对数据丢失和错误的鲁棒性(Robustness)、编辑的方便性、随机访问、编码算法设计的完美性、端到端的延时以及其它一些因素。现有的处理方式是，将原始流媒体按照格式要求离线转好之后存储在CDN(内容分发网络)，播放时从CDN中取出完成格式转换的流媒体，推送给用户播放。在这种处理方式下，显然，除了原始流媒体之外，还需要CDN来存储格式转换之后的数据，增加了存储要求；另一方面，由于存储空间有限，导致CDN中存储的流媒体数据有限，不能给用户提供CDN存储之外的流媒体，也就是说，用户只能选择CDN中存储的流媒体，从而导致用户体验不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器及其进行转换的方法，使得互联网流媒体能够实时转换成IPTV格式的流媒体，提高用户体验。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，包含：数据收发模块和智能转码模块；

所述数据收发模块用于从互联网获取原始流媒体，供所述智能转码模块进行格式转换；并将所述智能转码模块转换得到的IPTV流媒体发送出去，供用户观看；

所述智能转码模块用于对所述数据收发模块获取的原始流媒体进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体。

本发明的实施方式还提供了一种互联网流媒体转换成IPTV格式的转换方法，包含以下步骤：

A.接收用户发送的原始观看请求和操作请求；

B.对原始的观看请求进行分析处理，并转换为IPTV可识别的请求；

C.根据转换后的IPTV可识别的请求，对原始流进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体；

D.根据用户的操作请求，向用户发送转换得到的期望格式的IPTV流媒体。

本发明实施方式相对于现有技术而言，通过智能转码模块对原始流进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体，实现了互联网流媒体到IPTV格式的流媒体的实时转换，使得用户可以通过IPTV欣赏互联网上各种流媒体，并不仅限于预先转换格式的流媒体，从而提高了用户体验。

另外，所述智能转码模块包含：缓存器、编解码器；

所述缓存器用于缓存原始流，其容量预先设置，并且针对每个用户设置一个所述缓存器；

所述编解码器对缓存器中的数据进行编码，转换为设定的期望格式。

通过设置缓存器可以平衡网络抖动和转码效率，有效缓解了由于网络情况不佳或流质量缺陷带来的不利影响。并且，通过缓存器和编解码器的配合运行，可以实现边缓存边转码，保证了实时转码的可行性。

另外，所述智能转码模块还包含：控制器；所述控制器判断缓存器的当前存储容量是否小于等于预设容量的一半；若是，则拉流注满缓存器；若否，启动所述编解码器进行编码。通过控制器统筹协调拉流、转码和推流的协同工作，进一步保证了边缓存边转码的可行性。

另外，所述控制器在开始播放和播放即将结束之外的时间，对所述缓存器的当前存储容量进行判断。通过这种对一次播放事务中边值情况的特殊处理，保证播放可以正常开始且正常结束。

另外，所述编解码器的编码单位时间小于拉流单位时间，使得播放效果流畅，避免卡顿的现象。

另外，所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器还包含：智能流量控制模块，用于对每一路并发流量进行监控，并按照预设的策略进行处理；其中，所述预设的策略包含：丢帧或丢包。通过丢帧或丢包等策略，使得转码处理能够跟上播放的要求，保证用户侧的播放体验足够好。

另外，根据每一路的播放特性的不同，设定具体的丢帧或丢包策略。其中，所述播放特性受当前路源的网络质量、用户侧播放器的性能的影响。具体的丢帧或丢包策略包含：当前转码处理导致跟不上播放的要求时，将部分帧丢掉；当将部分帧丢掉之后，发现转码处理依然跟不上播放的要求时，将部分包丢弃。对每一路并发流量都根据自身的特性设定具体的丢帧或丢包策略，可以针对每一路进行个性化处理，进一步提高用户的体验。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式中互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器与IPTV系统架构中其他部分的关系示意图；

图2是根据本发明第一实施方式中互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器与IPTV系统架构中其他部分之间的工作流程图；

图3是根据本发明第一实施方式中互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器的结构框图；

图4是根据本发明第一实施方式中智能转码模块的结构示意图；

图5是根据本发明第二实施方式中互联网流媒体转换成IPTV格式的转换方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，该服务器可对原始流进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体，实现了互联网流媒体到IPTV格式的流媒体的实时转换，使得用户可以通过IPTV欣赏互联网上各种流媒体，并不仅限于预先转换格式的流媒体，从而提高了用户体验。为了表述方便，以下将互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器简称为“TVSS”。

TVSS与IPTV系统架构中其他部分的关系如图1所示，工作流程如图2所示。本实施方式的IPTV系统架构包含：互联网资源节点、TVSS、切屏页服务EPG和机顶盒STB；其中，STB发起播放请求；EPG根据STB的请求，向TVSS请求播放地址；TVSS返回播放地址给EPG；EPG将播放地址转发给STB；STB向TVSS发出播放请求；TVSS根据播放请求从互联网资源节点实时拉流，并实时转流(也就是缓存并转码)，之后将转换的流数据返回给STB，供STB播放。

由此可见，本实施方式的TVSS与外部交互包含：响应EPG发出的切屏请求；响应STB发出的操作请求(包含播放、暂停、定位、快进、后退和结束等)；根据播放请求实时从互联网资源节点拉流。具体地说，如图3所示，TVSS包含请求分析模块、智能转码模块、智能流控模块、实时流传输协议(RTSP)控制模块和数据收发模块；其中，请求分析模块用于对原始的观看请求进行分析处理，转换成IPTV可识别的请求；智能转码模块用于对原始流进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体，格式有很多，常用的有以下任意一种：mp4、flv和m3u8；智能流控模块用于对每一路并发流量监控，并按照预设的策略进行处理；RTSP控制模块用于对用户的操作进行处理；数据收发模块用于进行所有数据(包含信令和流媒体)的接收和发送。

具体地说，数据收发模块从互联网获取原始流媒体，智能转码模块对获取的原始流媒体进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体，然后由数据收发模块将转换得到的IPTV流媒体发送出去，供用户观看。

为了实现互联网流媒体到IPTV格式的流媒体的实时转换，智能转码模块内设有缓存器和编解码器。如图4所示，缓存器用于缓存原始流，编解码器用于对缓存器中的数据进行解码，并转换成设定的期望格式。通过设置缓存器可以平衡网络抖动和转码效率，有效缓解了由于网络情况不佳或流质量缺陷带来的不利影响。并且，通过缓存器和编解码器的配合运行，可以实现边缓存边转码，保证了实时转码的可行性。

缓存器的容量可以预先设置，比如缓存器的最大容量在服务器配置完成后是固定的，确保系统资源不会被某些异常用户请求独占而导致其它正常用户无法观看，尽量保证大部分用户的利益。在实际实现中，可根据当前和预估的码流情况，综合当前服务器资源，动态调整缓冲器的最大容量；也可设定缓冲区最大值、缓冲时长最大值等等。此外，可针对每个用户设置一个缓存器，进一步保证了实时转码的实现。

缓存器内实际的缓存数据是根据各种情况不停变换的，通过在智能转码模块中设置控制器来统筹协调缓存和转码。具体地说，控制器判断缓存器的当前存储容量是否小于或等于预设容量；若是，则拉流注满缓存器；若否，启动编解码器进行编解码。在大部分的网络状况下，预设容量可设为最大容量的一半，也就是说，缓存器内实际缓存的数据小于或等于最大容量的一半时，拉流注满缓存器；否则，启动编解码器进行编解码。在实际实现中，可以根据网络状况、设备的处理能力等具体设定预设容量，使拉流和转码能顺畅地进行，不影响播放即可，在此不再一一列举每一种可能情况。

此外，需要说明的是，控制器在开始播放和播放即将结束之外的时间，对缓存器的当前存储容量进行判断。通过这种对一次播放事务中边值情况的特殊处理，保证播放可以正常开始且正常结束。并且，编解码器的编码单位时间应小于拉流单位时间，从而使得播放效果流畅，避免卡顿的现象。

为了使智能转码模块的转码处理能跟上播放的要求，保证用户侧的播放体验足够好，智能流量控制模块采用了丢帧或丢包等策略。具体地说，根据每一路的播放特性的不同，设定具体的丢帧或丢包策略。其中，播放特性受当前路源的网络质量、用户侧播放器的性能的影响。具体的丢帧或丢包策略包含：当前转码处理导致跟不上播放的要求时，将部分帧丢掉；当将部分帧丢掉之后，发现转码处理依然跟不上播放的要求时，将部分包丢弃。对每一路并发流量都根据自身的特性设定具体的丢帧或丢包策略，可以针对每一路进行个性化处理，进一步提高用户的体验。

此外，值得一提的是，在丢帧或丢包过程中，可以采用简单丢弃的方法，因为少量丢帧或丢包是不太会影响质量的，对通常的源而言丢弃率不要超过20％，视频质量影响不会太大。丢弃量可以根据原始流媒体的质量来确定。也可以采用只保留I帧，或保留I帧段的策略等等。在实际实现中，只要能使智能转码模块的转码处理能跟上播放的要求，保证用户侧的播放体验足够好，具体的丢弃量也可实时调整，也就是说，当转码处理严重跟不上播放的要求，丢弃量大一些；情况好转时，则丢弃量小一些；这些具体的处理策略可以根据实际情况具体设定，在此不再一一赘述。

数据收发模块根据智能转码模块的缓存情况和智能流量控制模块的丢帧或丢包策略来具体控制拉流和推流(即发送给STB播放的流媒体)，实现了边缓冲边转码边播放，使得用户可以通过IPTV欣赏互联网上各种流媒体，并不仅限于预先转换格式的流媒体，从而提高了IPTV用户体验。

本发明的第二实施方式涉及一种互联网流媒体转换成IPTV格式的转换方法，具体流程图5所示，包含以下步骤：

步骤501，接收用户发送的原始观看请求和操作请求；

步骤502，对原始的观看请求进行分析处理，并转换为IPTV可识别的请求；

步骤503，根据转换后的IPTV可识别的请求，对原始流进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体；

步骤504，根据用户的操作请求，向用户发送转换得到的期望格式的IPTV流媒体。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，包含：数据收发模块和智能转码模块；

所述数据收发模块用于从互联网获取原始流媒体，供所述智能转码模块进行格式转换；并将所述智能转码模块转换得到的IPTV流媒体发送出去，供用户观看；

所述智能转码模块用于对所述数据收发模块获取的原始流媒体进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体。

2.根据权利要求1所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，所述智能转码模块包含：缓存器、编解码器；

所述缓存器用于缓存原始流，其容量预先设置，并且针对每个用户设置一个所述缓存器；

所述编解码器对缓存器中的数据进行解码，转换为设定的期望格式。

3.根据权利要求2所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，所述智能转码模块还包含：控制器；

所述控制器判断缓存器的当前存储容量是否小于等于预设容量的一半；若是，则拉流注满缓存器；若否，启动所述编解码器进行编码。

4.根据权利要求3所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，所述控制器在开始播放和播放即将结束之外的时间，对所述缓存器的当前存储容量进行判断。

5.根据权利要求2所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，所述编解码器的编码单位时间小于拉流单位时间。

6.根据权利要求1所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，所述设定的期望格式为以下任意一种：mp4、flv或m3u8。

7.根据权利要求1所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，还包含：智能流量控制模块，用于对每一路并发流量进行监控，并按照预设的策略进行处理；

其中，所述预设的策略包含：丢帧或丢包。

8.根据权利要求7所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，所述丢帧或丢包的策略根据每一路的播放特性进行设定。

9.根据权利要求8所述的互联网流媒体转换成IPTV格式的服务器，其特征在于，具体的丢帧或丢包策略包含：

当前转码处理导致跟不上播放的要求时，将部分帧丢掉；

当将部分帧丢掉之后，发现转码处理依然跟不上播放的要求时，将部分包丢弃。

10.一种互联网流媒体转换成IPTV格式的转换方法，其特征在于，包含以下步骤：

A.接收用户发送的原始观看请求和操作请求；

B.对原始的观看请求进行分析处理，并转换为IPTV可识别的请求；

C.根据转换后的IPTV可识别的请求，对原始流进行缓存和转码，将互联网流媒体转变成设定的期望格式的IPTV流媒体；

D.根据用户的操作请求，向用户发送转换得到的期望格式的IPTV流媒体。