CN106792055A - 实时投屏方法、设备及系统 - Google Patents

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CN106792055A CN201611236696.3A CN201611236696A CN106792055A CN 106792055 A CN106792055 A CN 106792055A CN 201611236696 A CN201611236696 A CN 201611236696A CN 106792055 A CN106792055 A CN 106792055A
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郑远
林鎏娟
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Fujian Star Net eVideo Information Systems Co Ltd
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Abstract

本发明属于投屏控制技术领域，具体涉及一种实时投屏方法、设备及系统。本发明的实时投屏方法包括以下步骤：机顶盒启动投屏服务；移动终端连接机顶盒的投屏服务；所述投屏服务采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；所述投屏服务将采集的数据发送给所述移动终端；所述移动终端接收机顶盒发送的数据并进行实时播放。本发明的方法可将机顶盒播放的多媒体内容投屏到移动终端上，利用移动终端的传感器等设备进行控制，同时支持多个移动终端之间互动，提升用户体验，应用场景更加广泛灵活。

Description

实时投屏方法、设备及系统
技术领域
本发明属于投屏控制技术领域，具体涉及一种实时投屏方法、设备及系统。
背景技术
随着数字电视技术和互联网技术的不断发展，智能机顶盒成为了家庭和行业应用中越来越重要的设备之一，一方面，它通过接收有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播的模拟信号或数字信号，将多媒体内容呈现在屏幕上，另一方面，它还可以通过安卓平台进行各种应用的扩展，为用户提供更多类型的服务功能，增强用户体验。传统使用方式下，机顶盒需要通过视频连接线与显示设备相连接，将多媒体内容展现在屏幕上，但随着WiFi、蓝牙等无线连接方式以及手机、平板等移动终端设备的不断普及，机顶盒与移动终端设备之间的投屏使用，也逐渐成为一种趋势。
目前常见的机顶盒与移动终端设备之间的投屏方式为通过AirPlay、DLNA、Miracast等无线技术，将移动终端的屏幕内容显示在机顶盒所连接的电视屏幕上，这种方式只是通过大屏幕替换移动终端的小屏幕带给用户视觉上的体验，而在一些需要将机顶盒的屏幕内容显示到移动终端屏幕上的应用场景中，这种方案并不适用。同时，这种方式在同一时间内只允许一台移动终端进行操作，无法实现机顶盒同时与多个移动终端之间的同时交互，使用方式不够灵活。
发明内容
本发明的目的之一在于克服以上缺点，提供一种可将机顶盒播放的多媒体内容投屏到移动终端上的方法，实现利用移动终端的传感器等设备进行控制机顶盒，同时实现多个移动终端之间互动。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实时投屏方法，包括以下步骤：
机顶盒启动投屏服务；
移动终端连接机顶盒的投屏服务；
所述投屏服务采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；
所述投屏服务将采集的数据发送给所述移动终端；
所述移动终端接收机顶盒发送的数据并进行实时播放。
进一步地，所述移动终端为一个以上。
通过机顶盒的投屏服务采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据，发送给连接的移动终端，可实现将机顶盒的内容投屏在一个或多个移动终端上，使用场景更灵活方便。
进一步地，所述移动终端通过发现服务连接机顶盒的投屏服务。
通过发现服务机制，服务端自动注册投屏服务，移动终端可自动发现局域网内的投屏服务并连接，无需额外配置，更加智能方便。
进一步地，所述“所述投屏服务将采集的数据发送给所述移动终端”，包括以下步骤：
为每个连接的移动终端会话创建一个队列缓冲区，并将采集的数据分别存放在所述队列缓冲区；
为每个连接的移动终端会话创建一组RTSP线程用于维护移动终端接收数据的播放；所述RTSP线程包括消息交互线程、数据获取线程、数据打包线程、RTP线程和RTCP线程。
采用RTSP协议进行数据传输，可提高数据传输的实时性，降低传输延时。
进一步地，所述的实时投屏方法，还包括以下步骤：
所述移动终端与机顶盒建立控制消息通信通道，
移动终端采集系统控制消息；
移动终端将所述系统控制消息封装为通信消息，所述通信消息含有该移动终端的唯一标识；
移动终端将所述通信消息发送给机顶盒控制消息接收模块；
所述系统控制消息包括下列中的一种或一种以上：触摸消息、传感器消息或虚拟按键消息。
本发明技术方案可通过移动终端向机顶盒发送触摸消息、传感器消息或虚拟按键消息，从而充分利用移动终端的触摸设备、传感器或虚拟按键设备，提供用户灵活的控制方式，增强用户体验。
进一步地，所述的实时投屏方法，还包括以下步骤：
所述机顶盒控制消息接收模块从各移动终端接收所述通信消息；
机顶盒的控制消息接收模块将通信消息解封装为系统控制消息，按照时间顺序送入消息缓冲队列；
机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序。
进一步地，所述“机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序”，具体为：
从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息；
根据系统控制消息的类型将不同的系统控制消息发送给对应的虚拟设备；虚拟设备将接收的系统控制消息封装成机顶盒操作系统可识别的数据；应用程序主动向操作系统获取需要的数据；
若机顶盒当前运行的应用程序对控制消息处理模块设置消息回调，控制消息处理模块同时将系统控制消息回调给应用程序。
通过机顶盒对多个移动终端发送的系统控制消息进行响应，可达到多个移动终端同时对机顶盒播放内容进行操控的目的，实现多用户之间互动。
相应地，本发明还提供了一种实时投屏设备，包括：
启动模块：用于启动投屏服务；
连接模块：用于供移动终端连接投屏服务；
采集模块，用于采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；
发送模块，用于将采集的数据发送给所述移动终端，供移动终端进行实时播放。
进一步地，所述的实时投屏设备，还包括：
控制模块，用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理。
相应地，本发明还提供了一种实时投屏系统，包括：机顶盒和移动终端，其中,
机顶盒，通过局域网与移动终端相连接，用于启动投屏服务，用于采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；用于将采集的数据发送给所述移动终端；
移动终端，用于连接机顶盒的投屏服务，并接收机顶盒发送的数据并进行实时播放。
进一步地，所述移动终端还用于发送系统控制消息给机顶盒；所述机顶盒还用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理。
进一步地，“所述移动终端还用于发送系统控制消息给机顶盒；所述机顶盒还用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理”，具体为：
所述移动终端与机顶盒建立控制消息通信通道；
移动终端采集系统控制消息；
移动终端将所述系统控制消息封装为通信消息，所述通信消息含有该移动终端的唯一标识；
移动终端将所述通信消息发送给机顶盒控制消息接收模块；
所述系统控制消息包括下列中的一种或一种以上：触摸消息、传感器消息或虚拟按键消息；
所述机顶盒控制消息接收模块从各移动终端接收所述通信消息；
机顶盒的控制消息接收模块将通信消息解封装为系统控制消息，按照时间顺序送入消息缓冲队列；
机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序。
综上所述，本发明技术方案的有益效果有:
1.通过机顶盒的投屏服务采集屏幕图像内容，或图像数据与音频数据内容，发送给连接的多个移动终端，可实现将机顶盒的内容投屏在一个或多个移动终端上，使用场景更灵活方便；同时可通过移动终端向机顶盒发送触摸消息、传感器消息或虚拟按键消息，从而充分利用移动终端的触摸设备、传感器或虚拟按键设备，提供给用户灵活的控制方式，增强用户体验；还可通过机顶盒对多个移动终端发送的系统控制消息进行响应，可达到多个移动终端同时对机顶盒播放内容进行操控的目的，实现多用户之间互动。
2.通过发现服务机制，服务端自动注册投屏服务，移动终端可自动发现局域网内的投屏服务并连接，无需额外配置，更加智能方便。
3.采用RTSP协议进行数据传输，可提高数据传输的实时性，降低传输延时。
附图说明
图1是本发明的一种实时投屏方法步骤流程图。
图2是本发明的投屏服务将采集的数据发送给移动终端步骤流程图。
图3是本发明的机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序步骤流程图。
图4是本发明的一种实时投屏设备结构图。
图5是本发明的一种实时投屏系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，是本发明的一种实时投屏方法步骤流程图，包括以下步骤：
步骤1、机顶盒启动投屏服务；
本发明技术方案所述的投屏功能，指的是将机顶盒输出的图像数据，或图像数据与音频数据，发送给连接到机顶盒的移动终端，在移动终端的屏幕上同步显示，从而方便用户的使用。本发明技术架构上采用的是服务端与移动终端模式，一个投屏服务端可以为一个或者一个以上的移动终端进行投屏，通常一个机顶盒上部署一个投屏服务，用于投屏本机顶盒的图像数据，或图像数据与音频数据；在具体的部署形式上，投屏服务可以是安卓系统中的一个后台服务或应用，通过软件安装的形式集成到机顶盒系统中，或者以硬件模块的方式集成在机顶盒设备中，机顶盒中的投屏服务，通常设置为在机顶盒启动的时候同时启动。另外，本发明技术方案中的移动终端指的是智能手机、平板电脑、PDA等具有显示屏幕的移动设备。
步骤2、移动终端连接机顶盒的投屏服务；
机顶盒对移动终端进行投屏的前提条件是移动终端和机顶盒处于同一个局域网中，例如，若移动终端为智能手机，可通过WIFI无线网络与机顶盒连接。
其次，移动终端需要知道局域网中哪些机顶盒提供了投屏服务，才能进行选择连接并使用投屏功能。一种传统的方式是，移动终端通过从配置文件中读取提供投屏服务的机顶盒网络IP地址和端口号，再进行连接。这种方式需要在每个移动终端上进行相应配置，同时，若提供投屏服务的机顶盒设备发生变化，所有移动终端的配置文件都必须进行修改，维护不方便。
优选地，本发明技术方案中，移动终端通过发现服务连接机顶盒的投屏服务。发现服务的主要作用是在不需要进行手动网络配置的情况下，实现局域网内的主机和服务的相互发现及通信。例如，在一具体的实施例中，本发明技术方案利用mDNS(multicast DNS，组播DNS)发现服务协议实现移动终端发现局域网中投屏服务的具体流程为：某一机顶盒连入局域网，在本机上启动了投屏服务，同时也启动mDNS服务，并向mDNS服务注册投屏服务信息如下：投屏服务IP地址是192.168.1.101，服务端口是9009。当另一移动终端连入局域网，需要寻找本网络中的可用的投屏服务时，先启动本机的mDNS服务，并向mDNS服务发送查找局域网内投屏服务的请求，此时，移动终端的mDNS服务就会向局域网内其他设备上的mDNS服务发送广播消息进行查询，当机顶盒的mDNS服务接收到广播消息后就会将已经注册的投屏服务IP地址和服务端口号发送给移动终端的mDNS服务。通过这种方式，移动终端就可以获取到局域网内所有投屏服务的IP地址和端口号，选择需要的投屏服务进行连接点播。
步骤3、所述投屏服务采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；
为了能将机顶盒播放的音视频内容同步发送给移动终端，投屏服务需要先进行视频采集，即屏幕图像数据采集，或图像数据与音频数据的采集。图像数据与音频数据采集通常指的是通过机顶盒的采集模块将机顶盒输出的视频信号和音频信号转换为二进制数字信息的过程，这里的二进制数字信息，可以是文件形式或文件流形式，本发明的技术方案中，均是以文件流的方式进行音视频数据的连续不断地采集、压缩、传送，这样移动终端可以在接收多媒体流数据的同时进行已接收部分的播放，而不必等待所有数据传输完毕，从而减少用户的等待时间。当只进行图像数据采集时，则只采集机顶盒输出的视频信号，然后再将视频信号转换为二进制数字信息的过程。
另外，为了减少在网络传输过程中的网络带宽占用，投屏服务还需要对采集的屏幕图像数据，或屏幕图像数据和音频数据(即音视频数据)进行编码处理，以减少文件体积。音视频的编码可以通过机顶盒集成的硬件编码模块进行处理，相对与软件编码方式效率更高，速度更快，例如，常见的视频编码格式有H264、Xvid等，音频编码格式有MP3、AAC等，通过这些高质量的编码算法，可以在较高分辨率，例如，720P分辨率下实现较好的画质效果并尽量地减少网络传输数据量，降低传输延时。
步骤4、所述投屏服务将采集的数据发送给所述移动终端；
在对采集的屏幕图像数据和音频数据进行编码处理之后，投屏服务就可以通过网络将音视频数据流发送给移动终端，常见的流媒体传输协议有RTMP协议、RTSP协议、MMS协议、HLS协议等。
优选的，本发明的技术方案，投屏服务采用RTSP协议将编码后的音视频数据流发送给移动终端。RTSP(Real Time Streaming Protocol，实时流协议)是由RealNetworks和Netscape共同提出的一种协议，它定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传输多媒体数据。其体系结构位于RTP(Real-Time Transport Protocol，实时传输协议)和RTCP(Real-Time Transport Control Protocol，实时传输控制协议)之上，使用TCP或RTP完成数据传输。RTSP是双向的，使用时移动终端和服务器(机顶盒端)均可发出请求，并且，RTSP提供操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。
在一具体的实施例中，投屏服务采用RTSP协议将编码后的音视频数据流发送给移动终端，协议交互流程为：投屏服务启动RTSP服务端；移动终端向RTSP服务器发送建立会话请求；RTSP服务器(机顶盒)为移动终端建立会话并返回应答消息；移动终端向RTSP服务器发送播放请求；RTSP服务器向移动终端发送应答消息，同时开始发送流媒体数据；在播放过程中，移动终端可以向RTSP服务器发送播放、快进、快倒、暂停等控制消息，RTSP服务器进行相应控制操作；播放结束时，移动终端向RTSP服务器发送关闭会话请求；RTSP服务器结束该移动终端的会话。实际应用场景中，移动终端可以是一个，也可以是多个，如图2，是本发明的投屏服务将采集的数据发送给移动终端步骤流程图，包括以下步骤：
步骤201、为每个连接的移动终端会话创建一个队列缓冲区，并将采集的数据分别存放在所述队列缓冲区；
不论有多少个移动终端进行RTSP点播，只需要将编码的音视频数据流同时分发到每个移动终端对应的队列缓冲区即可，而不需要进行多次重复地编码，提高处理效率。
步骤202、为每个连接的移动终端会话创建一组RTSP线程用于维护移动终端接收数据的播放。
这里的RTSP线程包括消息交互线程、数据获取线程、数据打包线程、RTP线程和RTCP线程。其中，消息交互线程用来维护RTSP服务端与移动终端之间的协议交互消息，例如，建立会话请求，播放请求，结束会话请求等等；数据获取线程负责从本移动终端的会话队列缓冲区获取需要发送的音视频数据；数据打包线程用于将音视频数据按照播放顺序打包成RTP实时传输协议网络数据包；RTP线程用于将RTP数据包的按照网络顺序进行发送；RTCP线程用于为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，同时提供流量控制或拥塞控制。
另外，移动终端通过RTSP协议向服务端连接过程中，需要进行摘要认证，来检验连接移动终端的合法性，由于RTSP协议是一种可拓展的框架，在一优选的实施例中，可在标准协议上添加私有协议，实现更加安全的加密认证。
步骤5、所述移动终端接收机顶盒发送的数据并进行实时播放。
移动终端通过流媒体传输协议接收到视频数据或音视频流数据后，可用支持相应传输协议的播放软件进行解码实时播放。本发明的技术方案，对移动终端无特殊要求，只需要有支持相应传输协议的播放软件即可，大部分的常见播放软件均支持各种协议流媒体的点播功能。
本发明的技术方案通过机顶盒的投屏服务采集播放的音视频内容，发送给连接的多个移动终端，可实现将机顶盒的内容投屏在移动终端，使用场景更灵活方便。同时通过服务发现机制，服务端自动注册投屏服务，移动终端可自动发现局域网内的投屏服务并连接，无需额外配置，更加智能方便。另外，采用RTSP协议进行数据传输以及对采集内容的硬件编码，可提高数据传输的实时性，降低传输延时。
在一优选的实施例中，本发明的实时投屏方法，还包括以下步骤：
步骤6、移动终端与机顶盒建立控制消息通信通道。优选地，本发明的技术方案采用WebSocket通信协议进行移动终端与机顶盒之间通信消息的发送。WebSocket是HTML5一种新的协议，它采用了TCP长连接的通讯模式，一旦移动终端与服务器WebSocket连接建立后，后续数据都以帧序列的形式传输，在移动终端断开WebSocket连接或Server端断掉连接前，不需要移动终端和服务端重新发起连接请求，同时移动终端与服务器都可以主动向对方发送消息。通过采用WebSocket通信协议，在高并发及移动终端与服务器交互负载流量大的情况下，可以极大节省了网络带宽资源的消耗，有明显的性能优势，可以实现操控指令发送低延迟，响应速度快，进一步提升用户体验。
步骤7、移动终端采集系统控制消息；
在移动终端的操作系统中，各种用户操控动作的处理都是依靠事件消息驱动机制实现的，其中，事件消息是指移动终端的操作系统产生的报告事件发生的通知，移动终端采集事件消息发送给机顶盒，再由机顶盒的操作系统将事件消息推送给应用程序，由应用程序根据机顶盒系统提供的事件消息进行相应的处理，当然，机顶盒的操作系统本身也可以根据事件消息进行相应处理。例如，用户点击了触摸屏，移动终端的操作系统就会生成一个触摸事件消息，该消息包含了触摸事件的各个属性，比如坐标位置，触摸动作类型等等，移动终端采集这个触摸事件消息发送给机顶盒，机顶盒操作系统将这个触摸事件消息发送给用户当前使用的浏览器应用，该应用就根据用户点击的位置进行页面的跳转；又如，用户翻转移动终端，触发了重力传感器的重力变化事件消息，移动终端采集这个重力变化事件消息发送给机顶盒，机顶盒操作系统根据该事件消息，对终端屏幕显示内容进行翻转操作。
本发明的技术方案中，所述移动终端主要用于采集与用户操控相关的系统控制消息，最常见的是触摸消息，用户在移动终端屏幕上点击，移动，多点操作，手势操作等等；另外，还可能需要采集传感器设备消息，包括加速度传感器，磁力传感器，重力传感器，陀螺仪、方向传感器，压力传感器等等；以及虚拟按键消息等。
具体的系统控制消息采集方式为：通过在移动终端设置系统级别的消息监听器，对系统所有的事件消息进分析，过滤出本发明移动终端所需要的采集的系统控制消息，其他事件消息不进行采集。
步骤8、移动终端将所述系统控制消息封装为通信消息，所述通信消息含有该移动终端的唯一标识；
移动终端采集到所需的系统控制消息后，需要将这些系统控制消息封装为通信消息发送给机顶盒。通信消息的格式，根据移动终端和机顶盒之间相互通信的协议决定，通常包括消息头部和数据体两部分，其中消息头部为网络协议规定的各种属性信息，根据不同的网络协议而不同，数据体是本发明技术方案机顶盒与移动终端之间使用的内部数据，具体格式可以根据应用需要设置，通常，该数据体会包含有移动终端的唯一标识，以便机顶盒进行消息的区分。例如，在一具体的实施例中，数据体部分可设置为包含三部分内容：第一部分为移动终端的唯一标识，第二部分为所采集系统控制消息的类型，第三部分为所采集系统控制消息的具体内容。
步骤9、移动终端将所述通信消息发送给机顶盒控制消息接收模块。
移动终端将封装好的通信消息通过相应的网络协议发送给机顶盒。例如，移动终端与机顶盒之间可采用WebSocket通信协议进行通信消息的发送和接收。
在另一优选的实施例中，本发明的实时投屏方法，还包括以下步骤：
步骤10、所述机顶盒控制消息接收模块从各移动终端接收所述通信消息；例如，机顶盒控制消息接收模块通过WebSocket通信协议与多个移动终端连接，并接收每个移动终端发送的通信消息。
步骤11、机顶盒的控制消息接收模块将通信消息解封装为系统控制消息，按照时间顺序送入消息缓冲队列；
机顶盒将所有移动终端发送的通信消息逐一进行解封装处理，根据传输网络协议去除通信消息头部，得到所需的数据体，并按照接收的时间顺序送入统一的消息缓冲队列中。
步骤12、机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序。如图3,是本发明的机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序步骤流程图，包括以下步骤：
步骤301、机顶盒的控制消息处理模块按照时间顺序从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息，进行后续的处理；
步骤302、根据系统控制消息的类型将不同的系统控制消息发送给对应的虚拟设备；虚拟设备将接收的系统控制消息封装成机顶盒操作系统可识别的数据；应用程序主动向操作系统获取需要的数据；
由于消息缓冲队列中的系统控制消息来自于不同的移动终端，而且控制消息类型也可能不同，例如，系统控制消息可以是智能手机发送的触摸消息，也可以是平板电脑发送的重力传感器消息。若机顶盒上没有集成对应类型的控制设备，应用程序是无法对该类型的系统控制消息进行响应的，在这种情况下，本发明的技术方案可通过创建虚拟设备的方式对该设备进行模拟，应用程序就可以对系统控制消息进行响应。例如，当从移动终端接收重力传感器的系统控制消息时，在机顶盒系统中模拟一个虚拟重力传感器设备以及相应设备驱动。将重力传感器的系统控制消息发送给虚拟重力传感器设备，然后通过虚拟重力传感器设备中的虚拟驱动将接收的重力传感器系统控制消息封装成机顶盒操作系统预先规定的格式，应用程序从操作系统获取封装后的重力传感器的系统控制消息后，即可响应该重力传感器的系统控制消息。
机顶盒的控制消息处理模块根据系统控制消息的类型，将提取的系统控制消息发送给对应的虚拟设备，例如，某一系统控制消息类型为触摸控制消息，则将该控制消息发送给机顶盒的虚拟触摸屏设备；又如，某一系统控制消息类型为重力传感控制消息，则将该控制消息发送给机顶盒的虚拟重力传感设备。虚拟设备将接收的系统控制消息封装成机顶盒操作系统可识别的数据，在通过操作系统的消息机制发送给应用程序，由应用程序对系统控制消息进行响应。通过操作系统的消息机制，应用程序只对需要的虚拟设备控制消息进行响应，其他虚拟设备的消息不处理。
上述处理方式通过机顶盒系统的虚拟设备以及消息驱动机制实现了系统控制消息转发给应用程序，应用程序无需做任何改动，这样可以实现与第三方应用或游戏的无缝对接。
步骤303、若机顶盒当前运行的应用程序对控制消息处理模块设置消息回调，控制消息处理模块同时将系统控制消息回调给应用程序。
在一优选的实施例中，机顶盒当前运行的应用程序还可以通过对控制消息处理模块设置消息回调，由控制消息处理模块提取出系统控制消息直接发送给应用程序，再由应用程序对系统控制消息进行响应，而不是通过虚拟设备转发。这种方式可以实现应用程序对多个不同的移动终端发送的系统控制消息进行响应，达到多个移动终端同时控制机顶盒应用程序的效果；另外，由控制消息处理模块直接将系统控制消息发送给应用程序，可降低消息延迟，提高响应速度，例如在赛车游戏中，需要快速地根据用户的控制信息进行画面的重绘，若用户控制信息延迟高，可能就会出现画面卡顿的情况，影响用户体验。
例如，在一具体的实施例中，机顶盒上安装了可多人互动的飞行棋应用，该应用对控制消息处理模块设置了消息回调，通过本发明的技术方案实现利用智能手机、平板电脑操控机顶盒上飞行棋游戏应用进行多人互动的步骤为：
步骤1、机顶盒与智能手机、平板电脑处于同一局域网内，智能手机、平板电脑通过mDNS服务发现机制分别与机顶盒建立通信连接。
步骤2、机顶盒上的反向投屏服务对屏幕显示的飞行棋游戏应用视频和音频数据进行采集，生成音视频数据流，再进行压缩后，通过RTSP协议分别发送给智能手机和平板电脑。
步骤3、智能手机、平板电脑分别通过RTSP协议接收机顶盒反向投屏服务发送的飞行棋游戏应用音视频数据流，在屏幕上进行实时播放。
步骤4、智能手机和平板电脑分别在各自设备上设置系统级别的消息监听器，对系统所有的控制消息进分析，过滤出用户输入的触摸屏控制消息，将采集的触摸屏控制消息封装为WebSocket通信消息包，其中，通信消息含有智能手机或平板电脑的唯一身份标识，用于对应飞行棋应用中的用户角色，再通过WebSocket协议发送给机顶盒的控制消息接收模块。
步骤5、机顶盒的控制消息接收模块接收从智能手机和平板电脑发送的WebSocket通信协议包，解封装为触摸屏控制消息，并按照时间顺序送入消息缓冲队列；机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取触摸屏控制消息，由于飞行棋应用程序对控制消息处理模块设置了消息回调，控制消息处理模块直接将触摸屏控制消息发送给飞行棋应用程序。
步骤6、飞行棋应用程序按照触摸屏控制消息的先后顺序，根据控制消息中的唯一身份标识，对飞行棋应用中的对应角色进行处理，重新绘制屏幕界面，将对应角色的棋子绘制在指定位置。与此同时，反向投屏服务将最新屏幕界面内容采集并发送给智能手机和平板电脑，使得每个用户均能看到双方的操作结果，再进行后续指令输入。
通过上述的方式，本发明的技术方案实现了将机顶盒的内容分别展现在智能手机和平板电脑，并根据不同用户在各自终端上的屏幕触摸指令进行飞行棋应用的多人互动。
如图4，是本发明的一种实时投屏设备结构图，包括：
启动模块：用于启动投屏服务。所述的投屏服务，指的是将机顶盒输出的图像数据，或图像数据与音频数据，发送给连接到机顶盒的移动终端，在移动终端的屏幕上同步显示，从而方便用户的使用。
连接模块：用于供移动终端连接投屏服务；优选地，本发明技术方案中，移动终端通过发现服务连接机顶盒的投屏服务。常见的发现服务协议有：SSDP(Simple SeverDiscovery Protocol,简单服务发现协议)、mDNS(multicast DNS，组播DNS)等，本发明的技术方案优选采用mDNS协议，通过采用自动服务发现协议，服务端自动注册投屏服务，移动终端可自动发现局域网内的投屏服务并连接，无需额外配置，更加智能方便。
采集模块，用于采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；通过机顶盒的采集模块将机顶盒输出的视频信号和音频信号转换为文件流形式，通过文件流的方式进行音视频数据的连续不断地采集、压缩、传送，移动终端可以在屏幕内容播放的同时进行后续数据的接收，减少用户的等待时间。采集完成后，对采集的屏幕图像数据和音频数据采用合适的编码算法进行编码处理，在保证画面质量的前提下减小文件体积，减少在网络传输过程中占用的网络带宽，降低网络传输延时。音视频的编码可以通过机顶盒内置的编码硬件模块进行处理，例如，常见的视频编码格式有H264、Xvid等，音频编码格式有MP3、AAC等。
发送模块，用于将采集的数据发送给所述移动终端，供移动终端进行实时播放。本发明的技术方案采用移动终端点播，服务端发送多媒体文件流的方式实现。具体的点播协议可采用RTMP协议、RTSP协议、MMS协议、HLS协议等，优选地，本发明的技术方案采用RTSP点播协议进行多媒体数据流的传输，允许多个移动终端同时进行点播，具体步骤为：为每个连接的移动终端会话创建一个队列缓冲区，并将采集的数据分别存放在所述队列缓冲区；为每个连接的移动终端会话创建一组RTSP线程用于维护移动终端接收数据的播放，这里的RTSP线程包括消息交互线程、数据获取线程、数据打包线程、RTP线程、RTCP线程。
在另一优选的实施例中，本发明的实时投屏设备，还包括：控制模块，用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理。具体处理步骤为：机顶盒的控制消息接收模块将通信消息解封装为系统控制消息，按照时间顺序送入消息缓冲队列；机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序。
如图5，是本发明的一种实时投屏系统结构图，包括：机顶盒和移动终端，其中,
机顶盒，通过局域网与移动终端相连接，用于采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据，并转换为流文件；另外，机顶盒还用于在移动终端连接并请求点播的时候将采集的数据发送给所述移动终端。通常，对采集的音视频流文件进行硬件编码，减小文件体积，在保证视频播放质量的前提下尽可能地减少传输时候的网络占用带宽，另外，采用RTSP点播协议进行多媒体数据流的传输，可实现数据实时传输，延时低。
移动终端，可以是智能手机、平板电脑、PDA、智能手表等具有显示屏幕的移动设备，用于接收机顶盒发送的数据并进行实时播放，大部分常见的播放软件均可以支持各协议的多媒体流文件的播放。
在一优选的实施例中，本发明的实时投屏系统，所述机顶盒还用于实现移动终端连接机顶盒的投屏服务，例如，通过采用mDNS(mult icast DNS，组播DNS)协议，实现在不需要进行手动网络配置的情况下，局域网内的移动终端发现所有机顶盒提供的投屏服务。
在另一优选的实施例中，本发明的实时投屏系统，所述移动终端还用于发送系统控制消息给机顶盒；所述机顶盒还用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理，这里的系统控制消息包括下列中的一种或一种以上：触摸消息、传感器消息或虚拟按键消息。系统控制消息具体处理步骤为：移动终端与机顶盒建立控制消息通信通道，例如可采用WebSocket协议进行通信；移动终端采集用户输入的系统控制消息；移动终端将统控制消息封装为通信协议支持的通信消息，所述通信消息含有该移动终端的唯一标识，用于识别系统控制消息的来源；移动终端将通信消息发送给机顶盒控制消息接收模块；机顶盒控制消息接收模块从各移动终端接收所述通信消息；机顶盒的控制消息接收模块将通信消息解封装为系统控制消息，按照时间顺序送入消息缓冲队列；机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序。通过此种方式，可充分利用移动终端的触摸设备、传感器或虚拟按键设备，提供给用户灵活的控制方式，增强用户体验；还可通过机顶盒对多个移动终端发送的系统控制消息进行响应，可达到多个移动终端同时对机顶盒播放内容进行操控的目的，实现多用户之间互动。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种实时投屏方法，其特征在于，包括以下步骤：
机顶盒启动投屏服务；
移动终端连接机顶盒的投屏服务；
所述投屏服务采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；
所述投屏服务将采集的数据发送给所述移动终端；
所述移动终端接收机顶盒发送的数据并进行实时播放。
2.如权利要求1所述的实时投屏方法，其特征在于，所述移动终端为一个以上。
3.如权利要求1所述的实时投屏方法，其特征在于，所述移动终端通过发现服务连接机顶盒的投屏服务。
4.如权利要求2所述的实时投屏方法，其特征在于，所述“所述投屏服务将采集的数据发送给所述移动终端”，包括以下步骤：
为每个连接的移动终端会话创建一个队列缓冲区，并将采集的数据分别存放在所述队列缓冲区；
为每个连接的移动终端会话创建一组RTSP线程用于维护移动终端接收数据的播放；所述RTSP线程包括消息交互线程、数据获取线程、数据打包线程、RTP线程和RTCP线程。
5.如权利要求1-4任一所述的实时投屏方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述移动终端与机顶盒建立控制消息通信通道；
移动终端采集系统控制消息；
移动终端将所述系统控制消息封装为通信消息，所述通信消息含有该移动终端的唯一标识；
移动终端将所述通信消息发送给机顶盒控制消息接收模块；
所述系统控制消息包括下列中的一种或一种以上：触摸消息、传感器消息或虚拟按键消息。
6.如权利要求5所述的实时投屏方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述机顶盒控制消息接收模块从各移动终端接收所述通信消息；
机顶盒的控制消息接收模块将通信消息解封装为系统控制消息，按照时间顺序送入消息缓冲队列；
机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序。
7.如权利要求6所述的实时投屏方法，其特征在于，所述“机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序”,具体为：
从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息；
根据系统控制消息的类型将不同的系统控制消息发送给对应的虚拟设备；虚拟设备将接收的系统控制消息封装成机顶盒操作系统可识别的数据；应用程序主动向操作系统获取需要的数据；
若机顶盒当前运行的应用程序对控制消息处理模块设置消息回调，控制消息处理模块同时将系统控制消息回调给应用程序。
8.一种实时投屏设备，其特征在于，包括：
启动模块：用于启动投屏服务；
连接模块：用于供移动终端连接投屏服务；
采集模块，用于采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；
发送模块，用于将采集的数据发送给所述移动终端，供移动终端进行实时播放。
9.如权利要求8所述的实时投屏设备，其特征在于，还包括：
控制模块，用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理。
10.一种实时投屏系统，其特征在于，包括：机顶盒和移动终端，其中,
机顶盒，通过局域网与移动终端相连接，用于启动投屏服务，用于采集屏幕图像数据，或图像数据与音频数据；用于将采集的数据发送给所述移动终端；
移动终端，用于连接机顶盒的投屏服务，并接收机顶盒发送的数据并进行实时播放。
11.如权利要求10所述的实时投屏系统，其特征在于，所述移动终端还用于发送系统控制消息给机顶盒；所述机顶盒还用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理。
12.如权利要求11所述的实时投屏系统，其特征在于，“所述移动终端还用于发送系统控制消息给机顶盒；所述机顶盒还用于接收移动终端发送的系统控制消息并进行处理”，具体为：
所述移动终端与机顶盒建立控制消息通信通道；
移动终端采集系统控制消息；
移动终端将所述系统控制消息封装为通信消息，所述通信消息含有该移动终端的唯一标识；
移动终端将所述通信消息发送给机顶盒控制消息接收模块；
所述系统控制消息包括下列中的一种或一种以上：触摸消息、传感器消息或虚拟按键消息；
所述机顶盒控制消息接收模块从各移动终端接收所述通信消息；
机顶盒的控制消息接收模块将通信消息解封装为系统控制消息，按照时间顺序送入消息缓冲队列；
机顶盒的控制消息处理模块从消息缓冲队列中逐条提取系统控制消息转发给应用程序。
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