CN104661044B - 一种广电ott融合终端及其实现方法 - Google Patents

一种广电ott融合终端及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种广电OTT融合终端及其实现方法，终端包括视频ASI信号源、DCM转码器、视频编码器、组播直播服务器、Live Smooth stream/HLS直播服务器和机顶盒。本发明的终端融合了RTP组播技术与Live Smooth stream/HLS技术，拥有广电丰富的高清直播资源，视频质量高且稳定；机顶盒能够自动判别网络环境，在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号，在广电网络外网下自动选择播放能够自适应网络环境的Live Smooth stream/HLS码流，确保全国范围内都能享受到直播服务，应用范围不受地域的限制。本发明可广泛应用于视频领域。

Description

一种广电OTT融合终端及其实现方法
技术领域
本发明涉及视频领域，尤其是一种广电OTT融合终端及其实现方法。
背景技术
现在视频服务终端主流产品按技术划分为：DVB、OTT、IPTV、DVB+OTT。各类产品的特点如下：
1.DVB(数字视频广播)：传统的广播电视技术，频率资源丰富但视频内容缺乏，带宽有保证，信道质量好；通过IPQAM(调制设备的一种，集复用、加扰、调制、频率变换的功能为一体)或IP方式实现互动业务，互动性较弱；一般采用linux系统，机顶盒底层驱动+中间件的方式实现软件功能，业务扩展须针对该系统特别定制开发软件，大多通过OTA(空中下载技术)升级来完成新增业务，业务扩展性较差；应用范围受地域限制，只有广电网络范围内的用户才能享受到其提供的视频服务。
2.IPTV(交互式网络电视)：主要应用在电信运营商范围，视频质量较差且不稳定，推广受政策限制，直播资源不足；一般采用linux系统，业务扩展需要定制开发，业务扩展性较差；通过全IP方式进行传输。
3.OTT(互联网电视)：新起的互联网视频服务终端，视频内容丰富但视频质量较差，应用范围较广，且能提供用户自主的视频服务；采用Android系统，业务扩展性非常好；但因政策影响，其完全没有合法的电视直播资源服务。
4.DVB+OTT：广电运营商新兴的终端产品，结合了DVB与OTT各自的优势，能在广电网络范围内提供优质的直播、点播视频服务，同时也运用Android/TVOS系统来支撑第三方业务的扩展；其提供的DVB视频服务部分仍只有广电网络范围内的用户才能享受，应用范围受地域限制。
综上所述，目前业内的视频服务终端产品无法同时满足直播资源丰富、视频质量高、稳定和应用范围不受地域限制的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是：提供一种直播资源丰富、视频质量高、稳定和应用范围不受地域限制的广电OTT融合终端。
本发明的另一目的是：提供一种直播资源丰富、视频质量高、稳定和应用范围不受限制的广电OTT融合终端的实现方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种广电OTT融合终端，包括：
视频ASI信号源，用于产生ASI视频信号；
DCM转码器，用于将ASI视频信号转换为IP视频信号；
视频编码器，用于将IP视频信号转换为H.264编码格式的视频信号；
组播直播服务器，用于将H.264编码格式的视频信号发布为组播格式的视频信号；
Live Smoothstream/HLS直播服务器，用于将H.264编码格式的视频信号发布为TCP/IP Live Smoothstream/HLS格式的视频信号；
机顶盒，用于自动判别所处的网络环境，进而根据判别的结果在广电网络外网下播放自适应Live Smoothstream/HLS码流或在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号；
所述视频ASI信号源的输出端通过DCM转码器与视频编码器的输入端连接，所述视频编码器的输出端分别与组播直播服务器的输入端和Live Smoothstream/HLS直播服务器的输入端连接，所述组播直播服务器和Live Smoothstream/HLS直播服务器均与机顶盒连接。
进一步，所述机顶盒还分别连接有内网认证服务器和外网认证服务器，所述内网认证服务器用于验证机顶盒能否与内网服务器建立通信，所述外网认证服务器用于验证机顶盒能否与外网服务器建立通信。
进一步，还包括丢包重传服务器，所述丢包重传服务器用于在网络丢包时根据机顶盒的请求返回丢失的数据包，所述丢包重传服务器的输入端与视频编码器的输出端连接，所述丢包重传服务器还与机顶盒连接。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：
一种广电OTT融合终端的实现方法，包括：
S1、视频ASI信号源产生ASI视频信号；
S2、DCM转码器将ASI视频信号转换为IP视频信号；
S3、视频编码器将IP视频信号转换为H.264编码格式的视频信号；
S4、通过组播直播服务器将H.264编码格式的视频信号发布为组播格式的视频信号；
S5、通过Live Smoothstream/HLS直播服务器将H.264编码格式的视频信号发布为TCP/IP Live Smoothstream/HLS格式的视频信号；
S6、机顶盒自动判别所处的网络环境，进而根据判别的结果在广电网络外网下播放自适应Live Smoothstream/HLS码流或在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号。
进一步，所述步骤S6包括：
S61、判断机顶盒能否与内网服务器建立通信，若能，则执行步骤S62，反之，则执行步骤S63；
S62、机顶盒通过RTP协议与组播直播服务器进行通信，播放基于RTP组播的高清直播信号；
S63、判断机顶盒能否与外网服务器建立通信，若能，则执行步骤S64，反之，则结束流程；
S64、机顶盒通过URL的方式与Live Smoothstream/HLS直播服务器进行通信，播放自适应Live Smoothstream/HLS码流。
进一步，所述步骤S62，其包括：
S621、机顶盒通过RTP协议向组播直播服务器发起组播直播请求；
S622、组播直播服务器根据组播直播请求向机顶盒返回相应的组播码流；
S623、机顶盒将组播码流送人播放器，经播放器解码后播放相应的高清直播信号。
进一步，所述步骤S64，其包括：
S641、机顶盒向Live Smoothstream/HLS直播服务器请求包含有自适应LiveSmoothstream/HLS码流的直播URL；
S642、Live Smoothstream/HLS直播服务器根据请求返回相应的直播URL；
S643、机顶盒根据直播URL将自适应Live Smoothstream/HLS码流送人相应的播放器进行播放。
进一步，在所述步骤S6之后还设有步骤S7，所述步骤S7，其包括：
S71、机顶盒在网络丢包后向丢包服务器重新请求数据包；
S72、丢包服务器接收到机顶盒的请求后，向机顶盒返回丢失的数据包。
本发明一种广电OTT融合终端的有益效果是：融合了RTP组播技术与LiveSmoothstream/HLS技术，拥有广电丰富的高清直播资源，视频质量高且稳定，解决了传统OTT盒子缺乏直播资源和视频质量差的问题；机顶盒能够自动判别网络环境，在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号，在广电网络外网下自动选择播放能够自适应网络环境的Live Smoothstream/HLS码流，从而确保全国范围内都能享受到直播服务，应用范围不受地域的限制。
本发明一种广电OTT融合终端的实现方法的有益效果是：融合了RTP组播技术与Live Smoothstream/HLS技术，拥有广电丰富的高清直播资源，视频质量高且稳定，解决了传统OTT盒子缺乏直播资源和视频质量差的问题；机顶盒能够自动判别网络环境，在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号，在广电网络外网下自动选择播放能够自适应网络环境的Live Smoothstream/HLS码流，从而确保全国范围内都能享受到直播服务，应用范围不受地域的限制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明一种广电OTT融合终端的结构框图；
图2为本发明一种广电OTT融合终端的实现方法的整体流程图；
图3为本发明步骤S6的流程图；
图4为本发明步骤S62的流程图；
图5为本发明步骤S64的流程图；
图6为本发明步骤S7的流程图；
图7为本发明实施例二进行内网组播直播与外网Live Smoothstream/HLS直播的切换的实现过程示意图。
具体实施方式
参照图1，一种广电OTT融合终端，包括：
视频ASI信号源，用于产生ASI视频信号；
DCM转码器，用于将ASI视频信号转换为IP视频信号；
视频编码器，用于将IP视频信号转换为H.264编码格式的视频信号；
组播直播服务器，用于将H.264编码格式的视频信号发布为组播格式的视频信号；
Live Smoothstream/HLS直播服务器，用于将H.264编码格式的视频信号发布为TCP/IP Live Smoothstream/HLS格式的视频信号；
机顶盒，用于自动判别所处的网络环境，进而根据判别的结果在广电网络外网下播放自适应Live Smoothstream/HLS码流或在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号；
所述视频ASI信号源的输出端通过DCM转码器与视频编码器的输入端连接，所述视频编码器的输出端分别与组播直播服务器的输入端和Live Smoothstream/HLS直播服务器的输入端连接，所述组播直播服务器和Live Smoothstream/HLS直播服务器均与机顶盒连接。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述机顶盒还分别连接有内网认证服务器和外网认证服务器，所述内网认证服务器用于验证机顶盒能否与内网服务器建立通信，所述外网认证服务器用于验证机顶盒能否与外网服务器建立通信。
参照图1，进一步作为优选的实施方式，还包括丢包重传服务器，所述丢包重传服务器用于在网络丢包时根据机顶盒的请求返回丢失的数据包，所述丢包重传服务器的输入端与视频编码器的输出端连接，所述丢包重传服务器还与机顶盒连接。
参照图2，一种广电OTT融合终端的实现方法，包括：
S1、视频ASI信号源产生ASI视频信号；
S2、DCM转码器将ASI视频信号转换为IP视频信号；
S3、视频编码器将IP视频信号转换为H.264编码格式的视频信号；
S4、通过组播直播服务器将H.264编码格式的视频信号发布为组播格式的视频信号；
S5、通过Live Smoothstream/HLS直播服务器将H.264编码格式的视频信号发布为TCP/IP Live Smoothstream/HLS格式的视频信号；
S6、机顶盒自动判别所处的网络环境，进而根据判别的结果在广电网络外网下播放自适应Live Smoothstream/HLS码流或在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号。
参照图3，进一步作为优选的实施方式，所述步骤S6包括：
S61、判断机顶盒能否与内网服务器建立通信，若能，则执行步骤S62，反之，则执行步骤S63；
S62、机顶盒通过RTP协议与组播直播服务器进行通信，播放基于RTP组播的高清直播信号；
S63、判断机顶盒能否与外网服务器建立通信，若能，则执行步骤S64，反之，则结束流程；
S64、机顶盒通过URL的方式与Live Smoothstream/HLS直播服务器进行通信，播放自适应Live Smoothstream/HLS码流。
参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述步骤S62，其包括：
S621、机顶盒通过RTP协议向组播直播服务器发起组播直播请求；
S622、组播直播服务器根据组播直播请求向机顶盒返回相应的组播码流；
S623、机顶盒将组播码流送人播放器，经播放器解码后播放相应的高清直播信号。
参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述步骤S64，其包括：
S641、机顶盒向Live Smoothstream/HLS直播服务器请求包含有自适应LiveSmoothstream/HLS码流的直播URL；
S642、Live Smoothstream/HLS直播服务器根据请求返回相应的直播URL；
S643、机顶盒根据直播URL将自适应Live Smoothstream/HLS码流送人相应的播放器进行播放。
参照图6，进一步作为优选的实施方式，在所述步骤S6之后还设有步骤S7，所述步骤S7，其包括：
S71、机顶盒在网络丢包后向丢包服务器重新请求数据包；
S72、丢包服务器接收到机顶盒的请求后，向机顶盒返回丢失的数据包。
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
参照图1，本发明的第一实施例：
本发明一种广电OTT融合终端，可以随时切换内网/外网的网络环境，并做到自适应；在广电运营商内网环境下，直播节目接收通过机顶盒支持的RTP组播协议进行视频播放；在外网环境下，直播节目接收通过支持的Live Smoothstream/HLS协议进行视频播放。而时移、回看、点播其他视频内容，内外网通用，都通过机顶盒支持的Live Smoothstream/HLS协议进行的。本发明的融合终端主要组成部分包括：视频ASI信号源，视频ASI信号转IP信号转码设备，视频格式MPEG2转H.264编码设备,直播组播服务器，直播时移LiveSmoothstream/HLS服务器，丢包重传服务器DServer，机顶盒。
下面逐一对融合终端的各部分及各部分之间的关系进行说明。
1.视频ASI信号源：广电提供的视频信号来源。
2.MPEG2视频格式转H.264编码格式的DCM设备—DCM转码器。
广电提供的视频信号是视频ASI信号源，ASI视频信号不能作为IP数据包在网络传输，所以需要先将视频ASI信号源转化为纯IP信号。DCM转码器就是用来把ASI信号源转化为IP信号输出的设备。
3.MPEG2视频格式转H.264编码的编码设备—视频编码器Encoder。
由于DCM设备转化处理的视频格式是MPEG2的视频格式，对高清直播信号的编码效率不高，且高清直播信号在以MPEG2格式传输的时候占用了比较大的带宽，而H.264编码的方式则能够很好的解决这个问题，所以本发明需要通过Encoder将MPEG2格式的IP信号转化为H.264的视频信号。
4.直播组播服务器。
视频编码器Encoder将MPEG2格式的视频码流转化为H.264的码流之后，输入到直播组播服务器，直播组播服务器将H.264的码流的直播信号发布为组播格式的视频信号。发布后，机顶盒终端通过发送“rtp:\\ip:port”请求的方式获取所需的直播信号。
5.Live Smoothstream/HLS格式的直播服务器。
编码设备Encoder将MPEG2的码流转化为H.264的码流之后，将H.264的码流输入到Live Smoothstream/HLS格式的直播服务器，Live Smoothstream/HLS格式的直播服务器将H.264的码流的直播信号发布为TCP/IP Live Smoothstream/HLS格式的视频信号。发布后，机顶盒通过URL的方式获取所需的直播信号。
6.丢包重传服务器DServer。
基于组播的视频码流会由于网络环境不佳造成数据包的丢失，影响视频质量，丢包重传服务器DServer可以弥补这种问题。本发明通过机顶盒重新向DServer请求丢失的数据包，可以有效解决数据包丢失的问题。
7.机顶盒设备。
基于android/TVOS系统的机顶盒，在其系统底层嵌入了支持组播流和LiveSmoothstream/HLS格式解码的硬件和软件模块，从而能够流畅稳定的播放rtp组播和LiveSmoothstream/HLS格式的视频流。
实施例二
本实施例对本发明一种广电OTT融合终端的实现方法的各个工作过程进行介绍。
(一)通过组播播发的工作方式进行广电内网直播
内网直播采用RTP协议进行组播分发，并通过光纤/同轴电缆/五类线等进行传输。当通过内网认证服务器认证的机顶盒发起直播组播请求时，如发送“rtp://*.*.*.*:*”的组播请求之后，直播组播服务器进行组播接入请求。在CMTS的网络下，直播组播服务器对CableModem有以下特殊要求：
(1)Cable Modem需内置lineup.xml。
lineup.xml描述的是组播地址和频点的对应关系，机顶盒有组播请求时，CableModem会根据这个xml锁对应频点，从而返回对应的组播流。
(2)Cable Modem需支持多tuner(调谐器)，且须有一个专门负责组播的tuner。
机顶盒获取到组播流后，将组播流输入播放器，系统底层根据底层解码硬件和软件根据加密加密算法进行解码，播放器将解码后的码流播放，最终呈现给用户。
(二)广电网络外网环境的Live Smoothstream/HLS业务
外网基于Live Smoothstream/HLS直播视频业务具体过程为：
首先，通过MicroSoft的Playread协议与外网认证服务器建立认证通信。
外网认证服务器认证通过，即验证设备合法后，客户端可以向LiveSmoothstream/HLS直播服务器请求包含了Live Smooth stream/HLS码流的直播URL,通过给播放器指定的url进行播放；而系统底层再根据底层解码硬件和软件根据加密加密算法进行解码，并经播放器将解码后的Live Smooth stream/HLS自适应码流进行播放，最终呈现给用户。在Live Smoothstream/HLS直播服务器中，每个频道都包含了多种码流的LiveSmoothstream/HLS码流，机顶盒可以根据当前地网速情况来自适应选择码率进行播放。
此外，Live Smoothstream/HLS码流可以在Live Smoothstream/HLS服务器内保留一定时长的缓存，用户可以通过机顶盒看若干小时前的节目，而且用户可以通过快进快退预览节目的内容，避免了快退快进时候错过了想看的节目。
(三)Live Smoothstream/HLS直播节目快进快退的实现方式
本发明也可以实现Live Smoothstream/HLS直播节目的快进快退功能，其主要通过跳跃下载来实现，即2倍数只下载每个切片的第一帧，4倍数只下载每两个切片的第一帧，以此类推。
(四)广电网络内网组播直播与广电网络外网Live Smoothstream/HLS直播的切换
如图7所示，机顶盒在开机之后会优先选择与内网认证服务器建立通信，如果能建立通讯，说明用户的机顶盒在广电的内网网络环境下，可以接受组播，则此时用户会优先获取到组播的码流。如果无法建立通讯，则采用外网认证服务器建立连接，建立连接后，机顶盒会获取到Live Smoothstream/HLS直播。如果机顶盒与内网认证服务器和外网认证服务器的通讯都无法建立，则表明机顶盒的网络有问题，无法正常进行码流获取。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、视频质量高。
本发明在内网环境下，通过RTP组播协议，对带宽资源进行高效利用，以完成大量高质量的音视频传输。其效果能与DVB的广播传输相媲美，完全弥补了IPTV和OTT的不足。
2、应用范围不受地域限制
本发明能自适应外网环境，在外网环境下，本发明融合终端的直播不再通过RTP组播协议，而改为Live Smoothstream/HLS方式，在牺牲部分视频质量的情况下，确保全国范围都能享受到直播业务，故其应用范围不受地域限制，完全弥补了DVB+OTT的不足。
3、可扩展性强
本发明基于TVOS/Android系统，第三方业务的开展可直接通过应用商店部署的方式进行，无需对终端进行升级，可扩展性强。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种广电OTT融合终端，其特征在于：包括：
视频ASI信号源，用于产生ASI视频信号；
DCM转码器，用于将ASI视频信号转换为IP视频信号；
视频编码器，用于将IP视频信号转换为H.264编码格式的视频信号；
组播直播服务器，用于将H.264编码格式的视频信号发布为组播格式的视频信号；
Live Smoothstream/HLS直播服务器，用于将H.264编码格式的视频信号发布为TCP/IPLive Smoothstream/HLS格式的视频信号；
机顶盒，用于自动判别所处的网络环境，进而根据判别的结果在广电网络外网下播放自适应Live Smoothstream/HLS码流或在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号；
所述视频ASI信号源的输出端通过DCM转码器与视频编码器的输入端连接，所述视频编码器的输出端分别与组播直播服务器的输入端和Live Smoothstream/HLS直播服务器的输入端连接，所述组播直播服务器和Live Smoothstream/HLS直播服务器均与机顶盒连接；
还包括丢包重传服务器，所述丢包重传服务器用于在网络丢包时根据机顶盒的请求返回丢失的数据包，所述丢包重传服务器的输入端与视频编码器的输出端连接，所述丢包重传服务器还与机顶盒连接。
2.根据权利要求1所述的一种广电OTT融合终端，其特征在于：所述机顶盒还分别连接有内网认证服务器和外网认证服务器，所述内网认证服务器用于验证机顶盒能否与内网服务器建立通信，所述外网认证服务器用于验证机顶盒能否与外网服务器建立通信。
3.一种广电OTT融合终端的实现方法，其特征在于：包括：
S1、视频ASI信号源产生ASI视频信号；
S2、DCM转码器将ASI视频信号转换为IP视频信号；
S3、视频编码器将IP视频信号转换为H.264编码格式的视频信号；
S4、通过组播直播服务器将H.264编码格式的视频信号发布为组播格式的视频信号；
S5、通过Live Smoothstream/HLS直播服务器将H.264编码格式的视频信号发布为TCP/IP Live Smoothstream/HLS格式的视频信号；
S6、机顶盒自动判别所处的网络环境，进而根据判别的结果在广电网络外网下播放自适应Live Smoothstream/HLS码流或在广电网络内网下播放基于RTP组播的高清直播信号；
在所述步骤S6之后还设有步骤S7，所述步骤S7，其包括：
S71、机顶盒在网络丢包后向丢包服务器重新请求数据包；
S72、丢包服务器接收到机顶盒的请求后，向机顶盒返回丢失的数据包；
所述步骤S6包括：
S61、判断机顶盒能否与内网服务器建立通信，若能，则执行步骤S62，反之，则执行步骤S63；
S62、机顶盒通过RTP协议与组播直播服务器进行通信，播放基于RTP组播的高清直播信号；
S63、判断机顶盒能否与外网服务器建立通信，若能，则执行步骤S64，反之，则结束流程；
S64、机顶盒通过URL的方式与Live Smoothstream/HLS直播服务器进行通信，播放自适应Live Smoothstream/HLS码流。
4.根据权利要求3所述的一种广电OTT融合终端的实现方法，其特征在于：所述步骤S62，其包括：
S621、机顶盒通过RTP协议向组播直播服务器发起组播直播请求；
S622、组播直播服务器根据组播直播请求向机顶盒返回相应的组播码流；
S623、机顶盒将组播码流送人播放器，经播放器解码后播放相应的高清直播信号。
5.根据权利要求3所述的一种广电OTT融合终端的实现方法，其特征在于：所述步骤S64，其包括：
S641、机顶盒向Live Smoothstream/HLS直播服务器请求包含有自适应LiveSmoothstream/HLS码流的直播URL；
S642、Live Smoothstream/HLS直播服务器根据请求返回相应的直播URL；
S643、机顶盒根据直播URL将自适应Live Smoothstream/HLS码流送人相应的播放器进行播放。
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