CN105578216B - 一种实现hls点播快进快退的方法 - Google Patents

一种实现hls点播快进快退的方法 Download PDF

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Abstract

一种实现HLS点播快进快退的方法，涉及互联网多媒体领域，步骤包括：服务器生成主m3u8文件、子m3u8文件、I帧m3u8文件和ts分片，每个子m3u8文件与一个I帧m3u8文件对应；客户端向服务器发出播放节目请求，服务器响应主m3u8文件；客户端根据主m3u8文件依次请求子m3u8文件、ts分片播放；当客户端需要快进或快退所述节目时，先获取与子m3u8文件对应的I帧m3u8文件，定位出I帧m3u8中对应的I帧；向前或向后请求I帧，客户端再通过倍速大小决定播放I帧的时间间隔，请求并播放根据时间间隔请求到的I帧，实现HLS点播快进快退。本发明无需对HLS规范进行扩展，就能够实现HLS的快进快退。

Description

一种实现HLS点播快进快退的方法
技术领域
本发明涉及互联网多媒体领域，具体来讲涉及一种实现HLS点播快进快退的方法。
背景技术
随着OTT(Over The Top)视频服务的不断发展，HLS(HTTP LVIE STREAM，Apple的动态码率自适应技术)规范的应用和扩展也越来越丰富。基于HLS规范，目前已经实现了点播、直播、时移和回看等OTT视频服务。根据HLS协议，点播播放是由客户端发起点播请求，服务器返回子m3u8文件，子m3u8文件里面包含了各个ts分片信息，客户端依次请求这些分片进行播放。点播拖放是由客户端根据拖放时间点和子m3u8文件中ts分片信息定位出需要播放的分片，然后请求该分片之后，分片进行播放。
标准HLS协议实现了点播播放、拖放，没有实现点播的快进快退，用户操作有所限制，影响用户体验。但是如果通过扩展了HLS协议实现快进或快退，可能存在如下问题：子m3u8文件大小增大好几倍，扩展字段行如果包含I帧太多，该行内容就会太长，这些都可能导致客户端解析子m3u8文件失败、播放不成功。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种实现HLS点播快进快退的方法，无需对HLS规范进行扩展，就能够实现HLS的快进快退。
为达到以上目的，本发明采取一种实现HLS点播快进快退的方法，包括步骤：
S1.服务器生成一个主m3u8文件、至少一个子m3u8文件、至少一个I帧m3u8文件和多个ts分片，每一个子m3u8文件与一个I帧m3u8文件对应；I帧m3u8文件里包含I帧列表，I帧列表包含所有I帧时长、I帧起始位置、I帧URL和I帧大小；
S2.客户端向服务器发出播放某个节目请求，服务器响应主m3u8文件，主m3u8文件里包含至少一个子m3u8文件URL和至少一个I帧m3u8文件URL，子m3u8文件中包含ts分片的URL；
S3.客户端根据主m3u8文件依次请求对应的子m3u8文件、ts分片进行正常播放；
S4.当客户端需要快进或快退所述节目时，先获取与所述子m3u8文件对应的I帧m3u8文件，并根据当前播放的内容位置和ts分片的URL，定位出I帧m3u8中对应的I帧；
S5.若是快进则向前请求I帧，若是快退则向后请求I帧，客户端再通过倍速大小决定播放I帧的时间间隔，请求并播放根据时间间隔请求到的I帧，实现HLS点播快进快退。
在上述技术方案的基础上，步骤S1中，服务器生成一个主m3u8文件、至少一个子m3u8文件、至少一个I帧m3u8文件和多个ts分片，其包括两种情况，如果服务商提供的是TS格式的文件，服务器需要转换为HLS格式的文件；如果服务商提供的是HLS格式的文件，则服务器直接保存这些文件。
在上述技术方案的基础上，步骤S4中，客户端根据当前播放节目的ts分片的URL，在I帧m3u8文件的I帧列表中找到与之对应的I帧大小和I帧起始位置；再根据当前播放节目的ts分片的内容位置，确定哪个I帧是客户端最近播放过的，定位出I帧m3u8中对应的I帧。
在上述技术方案的基础上，由于I帧m3u8文件里包含I帧列表，步骤S5中，根据公式计算播放I帧的时间间隔，其中T表示播放I帧的时间间隔，S表示倍速，N表示快进或快退时每秒播放的I帧个数，快进或快退时，倍速不同，所选择播放的I帧不同，倍速越大，则跳过的I帧越多，下一个播放的I帧和上一个播放的I帧之间的时间间隔越长。
在上述技术方案的基础上，若当前查询的I帧与最近播放I帧之间的时间间隔为D，当D≥T时，当前查询的I帧需要请求播放。
在上述技术方案的基础上，当客户端从快进或快退转为正常播放时，根据当前播放I帧的ts分片位置，请求该I帧所在的ts分片剩余部分，由该I帧进行播放。
在上述技术方案的基础上，当客户端由快退转为快进时，向前查询I帧，并根据倍速大小决定播放I帧的时间间隔。
在上述技术方案的基础上，当客户端由快进转为快退时，向后查询I帧，并根据倍速大小决定播放I帧的时间间隔。
在上述技术方案的基础上，当客户端快进或快退时，根据倍速大小改变播放I帧的时间间隔，实现不同倍速的相互转换。
本发明的有益效果在于：
1、通过生成子m3u8文件和I帧m3u8文件，无需对HLS规范进行扩展，就能够实现HLS的快进或快退。并且子m3u8文件不会改变，I帧m3u8文件中的每个I帧信息各占一行，避免导致客户端解析子m3u8文件失败、播放不成功的情况发生，提高播放成功率。
2、步骤S4中，客户端根据播放节目的ts分片的URL(Uniform Resource Locator，统一资源定位符)，在I帧m3u8文件的I帧列表中找到与之对应的I帧大小和I帧起始位置；再根据当前播放节目的ts分片的内容位置，确定哪个I帧是客户端最近播放过的，定位出I帧m3u8中对应的I帧；与采用播放时长定位I帧的方式相比，解决了节目内容pts回绕的问题。
3、根据公式计算播放I帧的时间间隔，其中T表示播放I帧的时间间隔，S表示倍速，N表示快进或快退时每秒播放的I帧个数，快进或快退时，倍速不同，所选择播放的I帧不同，倍速越大，则跳过的I帧越多，以此支持不同倍速的快进和快退。
附图说明
图1为本发明实现HLS点播快进快退的方法流程图；
图2为本发明实施例正常播放转快进2倍速的示意图；
图3为本发明实施例快进2倍速转快进4倍速的示意图；
图4为本发明实施例快进4倍速转快退2倍速的示意图；
图5为本发明实施例快退2倍速转快退4倍速的示意图；
图6为本发明实施例快退4倍速转正常播放的示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明实现HLS点播快进快退的方法，具体步骤包括：
S1.服务器生成一个主m3u8文件、至少一个子m3u8文件、至少一个I帧m3u8文件和多个ts分片，每一个子m3u8文件与一个I帧m3u8文件对应；I帧m3u8文件里包含I帧列表，I帧列表包含所有I帧时长、I帧起始位置、I帧URL和I帧大小。其中，服务器的生成包括两种情况，如果服务商提供的是TS格式的文件，服务器需要转换为HLS格式的文件，相当于重新生成；如果服务商提供的是HLS格式的文件，如主m3u8文件、子m3u8文件等，则服务器直接保存这些文件。
S2.客户端向服务器发出播放某个节目请求(例如请求的URL为http://ip:port/test/main.m3u8)，服务器响应主m3u8文件，主m3u8文件里包含至少一个子m3u8文件URL(1.m3u8)和至少一个I帧m3u8文件URL(1_iframe.m3u8)，子m3u8文件中包含ts分片的URL。
S3.客户端根据主m3u8文件，请求子m3u8文件URL(http://ip:port/test/1.m3u8)，服务器相应子m3u8文件，由于子m3u8文件中包含ts分片的URL，接着服务器依次请求ts分片进行正常播放，例如，请求第一个ts分片的URL为http://ip:port/test/1_0.ts，其它分片的请求URL以此类推。
S4.当客户端需要快进或快退所述节目时，先获取与所述子m3u8文件对应的I帧m3u8文件，根据当前播放节目的ts分片的URL，在I帧m3u8文件的I帧列表中，找到与之对应的I帧大小和I帧起始位置；再根据当前播放节目的ts分片的内容位置，确定哪个I帧是客户端最近播放过的，即，定位出I帧m3u8中对应的I帧。具体的，设I帧大小为X，I帧起始位置为Y，当前播放节目的ts分片的内容位置为Z，则找到“Y+X”值与Z值相比，最接近的那个值对应的I帧为最近播放过的，且X+Y＜Z。
S5.根据快进或快退，若果是快进则向前请求I帧，若是快退则向后请求I帧，客户端再通过倍速大小决定播放I帧的时间间隔，请求并播放根据时间间隔请求到的I帧，实现HLS点播快进快退。具体的，根据公式计算播放I帧的时间间隔，其中T表示播放I帧的时间间隔，S表示倍速，N表示快进或快退时每秒播放的I帧个数。快退或快进时，倍速不同，所选择播放的I帧不同；倍速越大，则跳过的I帧越多，下一个播放的I帧和上一个播放的I帧之间的时间间隔越长。若当前查询的I帧与最近播放I帧之间的时间间隔为D，当D≥T时，当前查询的I帧需要请求播放。
在上述步骤中，当客户端由快退转为快进时，向前查询I帧，并根据倍速大小决定播放I帧的时间间隔。当客户端由快进转为快退时，向后查询I帧，并根据倍速大小决定播放I帧的时间间隔。当客户端快进或快退时，根据倍速大小改变播放I帧的时间间隔，实现不同倍速的相互转换。当客户端从快进或快退转为正常播放时，根据当前播放I帧的ts分片位置，请求该I帧所在的ts分片剩余部分，由该I帧进行播放。
如图2所示，当正常播放转快进2倍速时，向前查询I帧，先请求I帧m3u8文件，请求的I帧m3u8文件URL为http://ip:port/test/1_iframe.m3u8，服务器相应服务器响应I帧m3u8文件，其内部的I帧列表包含各个I帧信息。例如，当前正常播放到了1_6.ts分片的489928字节，根据I帧m3u8文件，1_6.ts共有10个I帧信息，标签#EXT-X-BYTERANGE后面紧跟该I帧大小@I帧偏移，图2中数字61-71表示I帧的序号(节目内容的第几个I帧)，空格表示I帧之间的节目内容，△表示请求的I帧，△下面的数字为请求序号；根据以上信息，序号66的I帧为客户端最近播放过的I帧。如需转为快进2倍速，假定快进或快退时每秒播放的I帧个数为2，倍速为2，根据公式计算，播放I帧时间间隔T为1秒，序号为67的I帧与序号为66的I帧的时间间隔D为1秒，D≥T，所以序号为67的I帧需要请求播放；以此类推，接下来请求序号为68的I帧，序号为69的I帧……每个I帧都要获得；最后客户端每秒依次播放两个I帧，这样就实现了快进2倍速。
如图3所示，根据I帧m3u8文件，1_13.ts包含10个I帧，数字131-141表示I帧的序号(节目内容的第几个I帧)，空格表示I帧之间的节目内容；△表示请求的I帧，△下面的数字为请求序号。例如客户端快进2倍速到序号为132的I帧(1_13.ts的第2个I帧)时转快进4倍速，向前查询I帧，同理，根据公式计算，播放I帧时间间隔T为2秒，序号为133的I帧与序号为132的I帧的时间间隔D为1秒，D＜T，所以序号为133的I帧不需要请求。序号为134的I帧与序号为132的I帧的时间间隔D为2秒，D＝T，所以序号为134的I帧需要请求播放；以此类推，接下来请求序号为136的I帧，序号为138的I帧……间隔一个I帧请求播放。
如图4所示，为快进4倍速转快退2倍速的实施例，根据I帧m3u8文件，1_21.ts包含10个I帧，数字211-221表示I帧的序号(节目内容的第几个I帧)，空格表示I帧之间的节目内容，△表示请求的I帧，△下面的数字为请求序号。客户端快进4倍速到序号为216的I帧(1_21.ts的第6个I帧)时快退2倍速，向后查询I帧。那么根据公式计算，播放I帧时间间隔T为1秒，序号为215的I帧与序号216的I帧的时间间隔D为1秒，D＝T，所以序号为215的I帧需要请求播放；以此类推，接下来请求序号为214的I帧，序号为213的I帧……每个I帧都要获得。
如图5所示，根据I帧m3u8文件，1_15.ts包含10个I帧，数字151-161表示I帧的序号(节目内容的第几个I帧)，空格表示I帧之间的节目内容，△表示请求的I帧，△下面的数字为请求序号。客户端快退2倍速到序号为159的I帧(1_15.ts的第9个I帧)时转快退4倍速，根据公式计算，播放I帧时间间隔T为2秒，序号为158的I帧与序号159的I帧的时间间隔D为1秒，D＜T，所以序号为158的I帧不需要请求；序号为157的I帧与序号159的I帧的时间间隔D为2秒，D＝T，所以序号为157的I帧需要请求播放；以此类推，接下来请求序号为155的I帧，序号为153的I帧……间隔一个I帧请求播放。
如图6所示，根据I帧m3u8文件，1_3.ts包含10个I帧，数字31-41表示I帧的序号(节目内容的第几个I帧)，空格表示I帧之间的节目内容，△表示请求的I帧，△下面的数字为请求序号。客户端快退4倍速到序号为37的I帧(1_3.ts的第7个I帧)时转正常播放，客户端停止I帧内容请求播放，需要通过http请求1_3.ts时带上Range域(bytes＝480152-)来获得1_3.ts的剩余内容进行播放。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于，包括步骤：
S1.服务器生成一个主m3u8文件、至少一个子m3u8文件、至少一个I帧m3u8文件和多个ts分片，每一个子m3u8文件与一个I帧m3u8文件对应；I帧m3u8文件里包含I帧列表，I帧列表包含所有I帧时长、I帧起始位置、I帧URL和I帧大小；
S2.客户端向服务器发出播放某个节目请求，服务器响应主m3u8文件，主m3u8文件里包含至少一个子m3u8文件URL和至少一个I帧m3u8文件URL，子m3u8文件中包含ts分片的URL；
S3.客户端根据主m3u8文件依次请求对应的子m3u8文件、ts分片进行正常播放；
S4.当客户端需要快进或快退所述节目时，先获取与所述子m3u8文件对应的I帧m3u8文件，并根据当前播放的内容位置和ts分片的URL，定位出I帧m3u8中对应的I帧；
S5.若是快进则向前请求I帧，若是快退则向后请求I帧，客户端再通过倍速大小决定播放I帧的时间间隔，请求并播放根据时间间隔请求到的I帧，实现HLS点播快进快退。
2.如权利要求1所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：步骤S1中，服务器生成一个主m3u8文件、至少一个子m3u8文件、至少一个I帧m3u8文件和多个ts分片，其包括两种情况，如果服务商提供的是TS格式的文件，服务器需要转换为HLS格式的文件；如果服务商提供的是HLS格式的文件，则服务器直接保存这些文件。
3.如权利要求1所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：步骤S4中，客户端根据当前播放节目的ts分片的URL，在I帧m3u8文件的I帧列表中找到与之对应的I帧大小和I帧起始位置；再根据当前播放节目的ts分片的内容位置，确定哪个I帧是客户端最近播放过的，定位出I帧m3u8中对应的I帧。
4.如权利要求3所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：由于I帧m3u8文件里包含I帧列表，步骤S5中，根据公式计算播放I帧的时间间隔，其中T表示播放I帧的时间间隔，S表示倍速，N表示快进或快退时每秒播放的I帧个数，快进或快退时，倍速不同，所选择播放的I帧不同，倍速越大，则跳过的I帧越多，下一个播放的I帧和上一个播放的I帧之间的时间间隔越长。
5.如权利要求4所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：若当前查询的I帧与最近播放I帧之间的时间间隔为D，当D≥T时，当前查询的I帧需要请求播放。
6.如权利要求1所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：当客户端从快进或快退转为正常播放时，根据当前播放I帧的ts分片位置，请求该I帧所在的ts分片剩余部分，由该I帧进行播放。
7.如权利要求1所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：当客户端由快退转为快进时，向前查询I帧，并根据倍速大小决定播放I帧的时间间隔。
8.如权利要求1所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：当客户端由快进转为快退时，向后查询I帧，并根据倍速大小决定播放I帧的时间间隔。
9.如权利要求1所述的实现HLS点播快进快退的方法，其特征在于：当客户端快进或快退时，根据倍速大小改变播放I帧的时间间隔，实现不同倍速的相互转换。
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