CN107637084A - 被管网络中的iptv - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为具有至少一个客户端和一个服务器的数字网络中的频道变换请求提供服务的方法和装置。该方法包括:使用多播流和单播流传输多媒体流,其中代码转换器基于时间重新组织该多媒体流的基元流的音频包与视频包,使得与该相同帧相关的音频包与视频包基于时间而在该多播流的序列化传送流中彼此相邻地被逐步发送。来自客户端的频道变换请求为http单播请求,并且服务器应答包含http包头和http包体;http包头包含用于在该客户端处设置译码器的参数,所述译码器在从客户端到服务器的请求中给出;单播流中的突发流超出量根据用于设置译码器的参数进行设置,并且由客户机进行计算;该用于设置译码器的参数与正在使用的客户端互联网接入端的带宽有关,包括多于一个的机顶盒(STB)在同一个家用网络里运行的情形。http包体包含与第一个独立可解码的帧相关的节目映射表(PMT)信息。

Description

被管网络中的IPTV
技术领域
本发明涉及一种通过被管电信网实现IPTV服务中的快速频道变换的方法、装置和系统。
背景技术
在互联网协议电视(IPTV)的竞争市场中,服务提供商通过IP网络提供高质量电视服务。当前可用的解决方案主要归结为两个主要组,即过顶(OTT)IPTV服务和拥有该网络的电信企业提供的服务。
电信运营商需要提供在一切条件下确保服务质量的可靠的可升级的解决方案。
为大量客户端提供服务并确保可伸缩性的当前解决方案为多播:这就允许多媒体流的高效传送。
随着多媒体流传送给若干顾客,IPTV环境为相当复杂的环境,尤其当必须保证某种程度的服务等级协议时。
在一个重要方面,经常被误解的是整体架构的设计中广告躲避的影响。
在当前部署的大多数IPTV架构中,通过将快速频道变换(FCC)服务器插入到配电系统中,快速频道变换问题已经被处理。FCC服务器将通过多播流分布的内容储存于高速缓存几秒钟。
当客户端发送频道变换请求时,FCC服务器向过去通常起始于某点的客户端设备发送单播流(在当前多播包后面)并且在高于频道的数据率下发送该单播流,使得单播流赶上该频道的有关多播流。
客户端设备开始解码并显示单播流,然后一旦单播流赶上就将其变为多播流。
很明显减少用于良好的服务水平的多播衔接时间是最重要的,并且因此一个频道和下一个频道之间的切换时间必须尽可能短。此外,相对于正在广播的真实视频(源信号),在客户端示出的IPTV信号的延迟必须尽可能短。这样一种缺点的实例为通过IPTV平台示出延迟的足球比赛中的球门的现场实况。
而且,利用像h.265那样新的编码标准和增强的超高清分辨率(4k分辨率、8k分辨率和3D视频服务),带宽要求会增加,从而加剧了已经存在于当前SD/HD比特率/分辨率中的问题。
使用媒体信息突发流的快速频道变换方法都非常苛刻,因为他们需要超出以稳态传输媒体信息所需能力以及具有过度燃烧通信信道的缺点的额外带宽分配的通信信道,特别是当多用户在同一个家庭里消耗媒体内容的时候。
快速频道变换的额外影响是其对架构设计、提供可靠服务的困难的影响以及对没有足够的DSL访问能力的客户的影响。
现今通常部署的系统使用20-30%广告躲避突发流超出量。
本发明的解决方案目的在于使用根据运行时间计算的每个客户的动态突发速率(例如根据其他参数,例如预分配的DSL比特率、家庭中多个STBs消耗的当前并发消耗流),而无需增加服务器的平均单播突发流时间周期。
自从1999年开始,已经有用于有效地解决从单播流转换成对应多播流的问题的不同方法和构思。
关于这个问题的开创性贡献是出现在1999年9月的IEEE COMMUNICATIONSLETTERS第3卷第2辑上的文章。标题:UVoD:一种用于视频点播服务的统一架构;作者JackY.B.Lee。
从这个开创性的贡献开始并且建立在这个想法之上,其他主要玩家已经开发了他们的专有解决方案:Microsoft US2005/0190781、Alcatel US 8161515B2、US2012/0155280和WO2010/034505、Cisco US8769591B2、US7904581。
如何处理频道切换甚至在RFC 6285中进行描述,主要通过由前面提到的公司引入的贡献进行编辑。
所有现有方法主要设计成用小型处理元素(也称为在客户端的占用的空间)在服务器端运行。这样一种小型占用的空间用较低处理功率在大范围的芯片组上运行,但是不允许在客户端实现更复杂的逻辑。用这样的“一体适用”方法,不必要的资源被消耗掉(例如不得不接受的实时播放频道的高等待时间)并且他们没有借助新型非常强大的处理器和有关的增加计算能力来利用在客户端的最新发展的任何优势。
本发明的解决方案以协同的方式在整体IPTV链的不同级别起作用,以便显著提高频道变换性能。
发明内容
根据本发明的实施例,提供了一种用于为具有至少一个客户端和一个服务器的数字网络中的频道变换请求提供服务的方法和设备。该方法包括:使用多播流和单播流传输多媒体流,代码转换器基于时间重新组织所述多媒体流的基元流的音频包与视频包,使得与同一帧相关的音频包与视频包基于时间而在所述多播流的序列化传送流中彼此相邻地被逐步发送。来自客户端的频道变换请求为http单播请求,并且服务器应答包含http包头和ht tp包体;http包头包含用于在所述客户端处设置译码器的参数,所述译码器在从客户端到服务器的请求中给出;单播流中的突发流超出量根据所述用于设置译码器的参数进行设置,并且由客户端进行计算;所述用于设置译码器的参数与正在使用的客户端互联网接入端的带宽有关,包括多于一个的机顶盒(STB)在同一个家用网络里运行的情形。http包体包含与第一个独立可解码的帧相关的节目映射表(PMT)信息。
本发明的优选实施例在附加的从属权利要求中进行要求。
附图说明
应通过以下实施例和执行示例并且参照附图对本发明进行更好地理解和阐述,其中:
图1示出了在AV包级的频道切换过程中的延迟表示;
图2示出了IPTV输送链中的多媒体流分布的首尾相连链;
图3示出了基于PTS时间的IPTV包的序列化;
图4示出了突发持续时间;
图5示出了客户端处的缓冲控制。
具体实施方式
本发明的解决方案在IPTV分配链的不同级别起作用并且当前解决方案在其上起作用的每个所述方面关于整体频道变换提供协同和有利的影响。
作为第一方面,本解决方案提供了就从一个多播流切换至另一个多播流时减少等待时间来说的一种优势。包括MPEG-x和H.26x系列(例如h.264AVC和h.265HEVC)的ISO/ITU-T标准编码解码器编码成图片组(GOP)。GOP尺寸(在帧中)的越大,视频可被压缩得更好。如语法所允许,每个GOP从继之以P帧和B帧的各种组合的IFrame开始。为了能够开始解码客户端上的流,传输流需要解析并且分成其基本流。因此待读取的第一数据包为PMT表(节目映射表)。然后视频流解码将在内嵌框架上进行。当从一个多播流切换至下一个(频道变换)时,这一事实引入延迟时间,因为从接收有用信息角度来讲解码器基本上在支撑点上,直到其可以接收与独立可解码的信息相关的第一信息(Iframe)。
另一个优点为减少解码处等待时间。
编码后的视频流输送到MPEG传输流中。电视频道以MPEG传输流格式广播它们的内容。对于链接到硬件和架构上的遗留原因,许多频道具有传输流级别的音频与视频数据包之间的延迟,其然后需要被在解码器级别进行同步。这引入了用于以同步方式解码TV流的进一步等待时间。
为了克服前面提到的问题,一些现有方法缓冲关于网络或数据处理中心的电视多播,然后将电视信号作为从IFrame开始的单播流传送,使得客户端可以立即开始解码。所有现有解决方案都以后端为中心(RFC 6285)并且这样引入了实时电视信号(当与卫星信号基准进行比较时)和在客户端的解码后的电视信号之间的高延迟。那些资源都被使用,因为它们被设计成服务于具有低计算功率的客户端。在市场上可得到的当前实现方式中,客户端执行适当的去抖动器并且充分地填充重试缓冲器的照顾任务取决于服务器;也由于较长单播时间这需要许多资源。如果音频/视频TS信号没有对准(参见图1)这种情况甚至变得更糟。
进一步的问题是在被管理的电信网中,客户被提供有不同速度和异构网络速度(DSL、订阅、纤维或其他)。用户还可具有不只一个机顶盒,在同一个家庭中运行,使得整个带宽可被占据。现有系统具有在单播快速频道变换期间的限定的突发流超出量。这样的集中而不是灵活的方法的结果是应该具有足够可用带宽的客户(例如仅仅一个STB在家运行,第二STB关掉)不能够有效地使用它(突发流超出量越高,快速频道变换越平滑)。
此外,当前系统经常基于在RTSP/RTCP上工作的RFC 6285,使得它们在客户端和服务器之间需要2个单播端口。这增加了负载平衡这样的系统的不必要的复杂性,因为所有后端服务器需要意识到在哪些服务器上用户会话(2个端口)已终止。现代云部署正与http无状态协议一同使用,因此一种实施例可采用在任播解决方案内平衡的负载[1]。
本发明的超快速频道变换是一种在IPTV频道分布链中的不同点起作用并且针对基于IPTV多播的被管网络中的快速频道变换的上述问题和不便之处提供解决方案的方法。
参照图2,其示出了从卫星或直接从演播室(1)传输的MPEG TS格式的源信号。
在将来自该来源的信号转码后,音频与视频的序列化考虑到了显示时间标签(PTS),使得音频、视频和数据包被序列化且在传输流(TS)级上是正确顺序。使数据包有序能够让客户端解码器立即开始解码。
与在当前市场上交付使用的系统中所做的相反,使用基于PTS的信息实现了序列化,如图3所示。这是本发明在IPTV传输链第一阶段中的优点的一个方面。
若干现有解决方案正在使用额外装置来重新整理TS数据包,例如在基本流级上重新整理TS数据包的Alcatel Rewrapper组件。虽然在代码转换器处我们的解决方案更高效,但是这具有需要额外硬件将额外不必要的跳数引入到信号链中的缺点。
在IPTV传输链的另一点,快速频道变换服务器允许在缓冲器中缓冲至少一个GOP(参见图3);先于Iframe的PMT表为至缓冲器的存取点。当客户端向服务器发出频道变换请求(http单播请求)时,服务器使用以下内容应答:
HTTP应答包头
-包含流信息(音频与视频编解码器);包含在包头中的此信息和其他信息使得能够设置解码器参数,而无需解析并解码TS流。
HTTP应答包体
-包含从Iframe(存取点)之前的PMT开始的缓冲后的RTP多播传输流。如果没有设置HTTP应答包头(回落),则仅使用PMT。
服务器保持GOP尺寸的最大值并且根据客户端动态请求了什么来调整突发流超出量,例如用这个声明、或请求或语法:
http://FastChannelChangeServiceGroup/ChannelID/Burstove rhead=20Percent
这意味着服务器正在更快速地将数据发送到客户端,以便客户端缓冲数据然后切换回多播流。
本发明的系统担任进行它自己的系统配置的独立子系统。系统配置可在每个服务器上读出(例如用这个声明http://FastCahnnelChangeServiceGroup/Config)。
快速频道变换超出量可以根据客户端的请求和特征进行动态配置和设置,即每个客户端可以决定在突发流期间得到哪个超出量,例如
超链接"http://fastchannelchangeservicegroup/ChannelID/Burstoverhe ad"
http://FastChannelChangeServiceGroup/ChannelID/Burstoverhea d。
本发明的FCC服务器是基于HTTP的。由于HTTP基于tcp协议,在突发流阶段每个IP数据包的传送获得批准。当前基于RTSP/RTCP的系统正使用udp单播来传送数据包。这意味着在突发流速率过程中数据包可能会丢失。在客户端可以重放以前,其必须检查是否每个IP数据包已经到达,并且这是通过控制输入缓冲器上的数据包序号实现的。因此取决于缓冲器的尺寸,广告躲避时间增加。巨大缓冲器使得能够更好地从数据包丢失恢复(例如松动一排中的50个IP数据包),但是极大地增加了广告躲避时间。突发流过程中丢失的数据包必须通过额外的服务器连接汇报给服务器。在这种场景中,运行两个端口意味着从客户端到服务器的会话粘性或所有后端服务器之间的会话同步。提到的现有系统的限制(2端口连接)还导致与无状态的HTTP方法相比负载平衡、聚类分析和操作更复杂。
关于现代成本效益好的HTTP负载平衡可如何运行的更多细节,请参阅文件[1]。
该配置规定这样一种突发流超出量请求的有效最小值和最大值:有效值是0<突发流超出量系数<1。突发流超出量系数必须>0,因为Iframe/PMT在频道变换时在过去(例如,1秒钟前)并且服务器的流必须输出更多数据以恢复到直播点(其需要客户端的数据突发流能够迅速地达到多播流的直播点)。突发流超出量系数>1是没有意义的,在这种情况下,STB可同时作为单播流和多播流连接频道,无需在架构中进一步复杂化。
如图4中所描述的,突发流持续时间用公式来概括BD=(tα–tIFrame)*(1/[BB/NB-1]),其中BD为突发流持续时间并且其在图4中进行描述。
BD=突发流持续时间
NB=标称比特率
BB=突发流比特率=标称比特率*(1+超出因子)
tIFrame=最后缓冲的IFrame的时间
tα=最后到达缓冲器的数据包的时间
已经存在的系统正在使用突发流持续时间来填补在客户端的去抖/重试缓冲器并且改正关于TS流的A/V延迟。客户端当前被认为是突发流数据的纯粹被动接收器。那些设计都集中在让哑客户端节省STB成本。STB HW正变得更快并且更便宜(例如具有4核的当前廉价的解决方案),老旧的设计没有利用这一进化。
在所提出的发明中,FCC服务器为客户端提供对Iframe立刻访问。客户端,在其端积极地帮助建造它自己的去抖/重试缓冲器(参见名称为“客户端”的本申请的说明书的段落)。这导致了更短的突发流持续时间和减小的输入源延迟。
快速频道变换架构用快速频道变换客户端发挥的积极作用来具有协同作用。
服务器照顾所有的输入流并且了解关于每个流的内容。这是通过阅读PMT表和每个输入流的PES包头实现的。
FCC/服务器将总是发送到客户端的信息作为第一信息。
服务器确保流总是从继之以IFrame的PMT表开始(因此在本发明中,按照定义直播多播流的最大延迟为GOP尺寸的最大值而已)。现有系统正在使用不得不向客户端传送更多数据的静态构型,例如,来克服图1中点一描述的TS中的音频/视频延迟或正在填补客户端缓冲器。其结果是他们需要使用不只一个对在客户端开始解码的等待时间有破坏性影响的GOP。
客户端
客户端具有在每次频道变换前可被动态初始化的配置参数。
基于互联网接入的可用带宽,客户端计算每个频道变换的突发流超出量(例如用这个声明http://FCC-Server/Channel/Burstoverhead;例如,客户端意识到的事实是:其连接正在一个50MBit/s的DSL线路上运行并且家用网络里的第二STB当前是备用的)。
服务器利用规定的超出量起动流并持续至其达到直播点。
在突发流周期后,服务器变回正常速度并向客户端发出信号,即其可以连接多播流。
FCC HTTP服务器答复总是起始于传送流元信息的客户端请求。这改进了客户端解码器的初始化,无需等待解析PMT与PES包头。
本发明的另一个方面是在一个被管IP网络中发送单播和多播数据。这使得服务提供商优先考虑所需的通信量,例如发送具有更高优先权的多播流。
所述发明的另一个方面对客户端起作用,特别是与向服务器发出快速频道变换请求相关的所有方面。
客户端读取HTTP应答(服务器发送)以基于包头信息初始化解码器;客户端从包体(http)读取RTP包.利用http,只有一个端口开放以便与服务器通信,并且http会话是无状态的,具有一个显著的技术优势。因此,负载平衡可在任播内配置,无需在服务器端增加附加逻辑。
客户端在解码前控制缓冲器:此缓冲器旨在充当时基缓冲器。这意味着音频包或视频包将(例如)仅被推向解码进程,如果在该缓冲器中只有200ms的可解码流,该缓冲器中的缓冲可以PTS时间标签的形式表示,即其是基于PTS时间标签的。这具有非常重要的影响,因为这意味着该缓冲器变得独立于流的比特率。
为了实现这一点,客户端进程将确保每秒停止音频和/或视频流40ms,直到缓冲器的可解码媒体流的值达到(例如)200ms或达到任何其他时基值(这是一个可配置的值)。
客户端进程将确保停止音频或视频解码某段时间,例如某ms和/或ms/s间隔,如果音频或视频未同步(还参见示出客户端缓冲器控制的处理的图5)。
在本构型中,与目前工艺水平中多发生的情况不同,客户端负责同步音频/视频以及连接多播流。客户端立即开始播放视频,但是是以更低的彩色影像频率(如果需要)(例如,每秒暂停该多播流40ms),直到音频恢复并与视频同步。
客户端缓冲器通过音频与视频信号的PTS时间标签控制。客户端逻辑能够:
-暂停音频流;
-暂停视频流;
-暂停音频流与视频流;
-变速播放音频流与视频流。
为建立这样一种逻辑,对不同的数据、信息和事件进行计算并用于如下缓冲器控制:
-最早视频PTS与最早音频PTS的δ;
-最早视频PTS与最早数据PTS的δ;
-最新视频PTS与最早视频PTS的δ;
-最新音频PTS与最早音频PTS的δ。
基于所有这些数值,设置最小阈值和最大阈值,并且当达到最小阈值和最大阈值时,其发布事件。作为对那些事件的反应,可以定义规则以便控制媒体内容的播放链。
作为一个操作示例,如果最早视频PTS与最早音频PTS的时差过高(PTSoldestAudio-PTSoldestVideo>40ms),那么,视频流播放每秒暂停40ms,而音频连续播放。因此,该音频能够恢复40ms/s直到其达到与视频同步。利用这种方法,客户端缓冲器和音频与视频之间的同步可以得到管理。
缓冲器时基控制逻辑的另一个示例可能是依据用户的线路条件调整缓冲器长度。例如,在用户家中WiFi或DSL连接质量差的情况下,去抖/重试缓冲器可调至更高,因此其优点是在发生损耗(暂停40ms/s)的情况下实现更稳健的解码。另一方面,如果线路质量好,那么所有客户端缓冲器可被自动设置为最小值,并以此方式降低输入源延迟,从而降低现场实况的总体等待时间。
实际上,所有现行FCC方法均未利用时基缓冲控制来发挥作用,所有方法均出现了更高的输入源延迟。仅仅是给出了此不便之处的有害影响的示例,这会特别干扰到某些受欢迎的现场实况,例如在欧洲是非常受欢迎的现场TV实况的足球比赛;当传输这些足球比赛时,居住在距离卫星用户很近的IPTV用户比卫星用户晚看到进球10~15秒。
因为一个IPTV用例中是在DSL上传输多播,根据统计数据来看,将出现数据包丢失,并且重要的是具有流的客户端缓冲器。该缓冲器允许实施重试机制,以在不产生任何视觉冲击的情况下恢复传输链中丢失的数据包。
因此,当前解决方案每秒停止整个传输链(音频、视频、数据)40ms(这实际上转化为以24帧/秒的帧/速率表明视频,而不是25帧/秒,从而引入不显明的人工制品,但仅用于有限的时间量)。
这将在以下情况下进行:只要不是至少为在客户端缓冲器(时基)中增益的最短时间,例如500ms。
此方法具备允许客户端不以快速频道变换服务器的更高或更长的突发速率填满缓冲器的巨大优势。这对于当前市售可用系统是一个重要改进。这还具备现场TV信号延迟较低以及能够恢复较大数据包漏洞事件的技术优势。
基于PTS的缓冲控制与比特率是不相干的,例如SD、HD与UHD比特率,这对于利用基于字节的缓冲控制工作的现有实现方式是一个巨大优势,因此,SD、HD和UHD比特率的用例必须分别实施。
连接多播流的命令将在服务器发出变换为多播的信号时发出。当客户端接收到第一个多播包时,其将切断与该服务器的http连接并且将连接多播。
流在RTP序列内同步。覆盖的数据包将被丢弃,遗漏的数据包将在数据包重试机制范围内请求。
从之前的示例开始,能够基于此原则实施和结合许多其他规则。之前的示例基于PTS,但是解码时间标签(DTS)可用于实施这样一种控制。
该客户端还控制一个动态的输入去抖/重试缓冲器。
Demux后的时基缓冲器(参见图5)对数据的缓冲持续预定义的时间量(例如500ms)。当发生数据包丢失时,去抖/重试缓冲器利用这一时间量恢复数据包并将数据突发回该链。
丢失的数据包的恢复通过http呼叫完成,例如http://FCC-Server/Channel/LostRTPSeq(List)。
新的本解决方案的优点是可恢复的最大整体(丢失的RTP包)是可动态配置的(例如,通过几次暂停(每秒暂停40ms)以构建缓冲器)。因此,将时控缓冲器的时间设置得越长,可恢复的整体越大,无需增加关于频道广告躲避时间的等待时间。当在本地网络中通过WIFI连接IPTV STB时,这对于用例是特别重要的。
现有解决方案仅可能使用FCC突发流填充缓冲器。
参考文献
[1]Anycast as load balancing feature,Weiden et al.
https://www.usenix.org/legacy/event/lisa10/tech/full_pa pers/Weiden.pdf
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于为具有至少一个客户端和一个服务器的数字网络中的频道变换请求提供服务的方法,所述方法包括:使用多播流和单播流传输多媒体流;其中
代码转换器基于时间重新组织所述多媒体流的基元流的音频包与视频包,使得与同一帧相关的音频包与视频包基于时间而在所述多播流的序列化传送流中彼此相邻地被逐步发送;
其特征在于
来自客户端的频道变换请求为http单播请求,并且服务器应答包含http包头和http包体;
http包头包含用于在所述客户端处设置译码器的参数,所述译码器在从客户端到服务器的请求中给出;
单播流中的突发流超出量根据所述用于设置译码器的参数进行设置,并且由客户端进行计算;
所述用于设置译码器的参数与正在使用的客户端互联网接入端的带宽有关,包括多于一个的机顶盒(STB)在同一个家用网络里运行的情形;
并且,其中http包体包含与第一个独立可解码的帧相关的节目映射表(PMT)信息。
2.如权利要求1所述的方法,其中突发流持续时间(BD)定义如下:
BD=(tα–tIFrame)*(1/[BB/NB-1]),其中
BD=突发流持续时间
NB=标称比特率
BB=突发流比特率=标称比特率*(1+超出因子)
tIFrame=最后缓冲的IFrame的时间
tα=最后到达缓冲器的数据包的时间。

Claims (12)

1.一种用于为具有至少一个客户端和一个服务器的数字网络中的频道变换请求提供服务的方法,所述方法包括:使用多播流和单播流传输多媒体流;其中
代码转换器基于时间重新组织所述多媒体流的基元流的音频包与视频包,使得与同一帧相关的音频包与视频包基于时间而在所述多播流的序列化传送流中彼此相邻地被逐步发送;
其中
来自客户端的频道变换请求为http单播请求,并且服务器应答包含http包头和http包体;
http包头包含用于在所述客户端处设置译码器的参数,所述译码器在从客户端到服务器的请求中给出;
单播流中的突发流超出量根据所述用于设置译码器的参数进行设置,并且由客户端进行计算;
所述用于设置译码器的参数与正在使用的客户端互联网接入端的带宽有关,包括多于一个的机顶盒(STB)在同一个家用网络里运行的情形;
并且,其中http包体包含与第一个独立可解码的帧相关的节目映射表(PMT)信息。
2.如权利要求1所述的方法,其中突发流持续时间(BD)定义如下:
BD=(tα–tIFrame)*(1/[BB/NB-1]),其中
BD=突发流持续时间
NB=标称比特率
BB=突发流比特率=标称比特率*(1+超出因子)
tIFrame=最后缓冲的IFrame的时间
tα=最后到达缓冲器的数据包的时间。
3.一种用于在客户端设备处接收和译码如权利要求1或2所述的方法中所传输的多媒体流的方法,进一步包括:
所述客户端设备控制用于缓冲打包好的视频的第一存储缓冲器和用于缓冲所述基元流的多媒体信息的第二存储缓冲器,其中
所述客户端通过使用从所述基元流提取的定时信息来控制缓冲器的耗减。
4.如权利要求3所述的方法,其中通过停止或延迟对所述多媒体内容的回放来执行所述使用定时信息的对缓冲器的耗减的控制。
5.如权利要求4所述的方法,其中停止或延迟对所述多媒体内容的回放包括降低帧率。
6.如权利要求3至5中任一项所述的方法,其中从所述基元流提取的所述定时信息包括使用播放时间标签(PTS)或解码时间标签(DTS)信息。
7.如权利要求6所述的方法,其中所述第一缓冲器中的信息的储存被动态控制,以使得无论比特率如何,所述缓冲器都存储一定时间量的所述多媒体流。
8.一种用于解码多媒体流的设备,包括:
请求频道变更的装置
用于接收和译码如权利要求1或2所述的方法中所创建的多媒体流的装置
所述设备进一步包括:用于控制用于缓冲打包好的视频的第一存储缓冲器和用于缓冲所述基本流的多媒体信息的第二存储缓冲器的装置,其中
所述设备包括用于通过使用从所述基元流提取的定时信息来控制缓冲器的耗减的装置。
9.如权利要求8所述的设备,其中所述用于通过使用定时信息来控制缓冲器的耗减的装置包括:用于停止或延迟对所述多媒体内容的回放、或者降低回放所述多媒体内容的帧率的装置。
10.如权利要求9所述的设备,其中从所述基元流提取的所述定时信息包括使用PTS或DTS信息。
11.如权利要求10所述的设备,其中所述第一缓冲器中的储存信息被动态控制,以使得无论比特率如何,所述缓冲器都存储一定时间量的所述多媒体流。
12.一种系统,包括用于实施如权利要求1至7中任一项所述的方法的装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022193141A1 (zh) * 2021-03-16 2022-09-22 华为技术有限公司 多媒体文件的播放方法及相关装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105376613B (zh) * 2015-12-10 2019-05-10 华为技术有限公司 一种快速频道切换方法、服务器及iptv系统
SG11202100913YA (en) * 2018-11-08 2021-02-25 Sk Telecom Co Ltd Method and device for switching media service channels
EP3888319A1 (en) 2018-11-30 2021-10-06 British Telecommunications public limited company Multicast to unicast conversion
WO2020173878A1 (en) * 2019-02-27 2020-09-03 British Telecommunications Public Limited Company Multicast assisted delivery
GB2598295B (en) 2020-08-19 2023-02-22 British Telecomm Content delivery

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101056255A (zh) * 2006-06-09 2007-10-17 华为技术有限公司 一种组播频道控制方法及装置
CN101072337A (zh) * 2006-05-09 2007-11-14 阿尔卡特朗讯公司 在电视频道之间快速切换的方法
CN101087407A (zh) * 2006-06-06 2007-12-12 阿尔卡特朗讯公司 用于瞬时频道改变的方法和设备
US20110221959A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Raz Ben Yehuda Method and system for inhibiting audio-video synchronization delay
WO2012102651A1 (en) * 2011-01-26 2012-08-02 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and server for fast channel change in unicast-multicast iptv networks
US20150089073A1 (en) * 2013-09-25 2015-03-26 Ericsson Television Inc System and method for effectuating fast channel change in an adpative streaming environment

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0300361D0 (en) * 2003-01-07 2003-02-05 Koninkl Philips Electronics Nv Audio-visual content transmission
US7430222B2 (en) 2004-02-27 2008-09-30 Microsoft Corporation Media stream splicer
US7477653B2 (en) * 2004-12-10 2009-01-13 Microsoft Corporation Accelerated channel change in rate-limited environments
WO2006091736A2 (en) 2005-02-23 2006-08-31 Arroyo Video Solutions, Inc. Fast channel change with conditional return to multicasting
US8769591B2 (en) 2007-02-12 2014-07-01 Cisco Technology, Inc. Fast channel change on a bandwidth constrained network
US20080301742A1 (en) * 2007-06-04 2008-12-04 Nokia Corporation Time-interleaved simulcast for tune-in reduction
EP2353292A1 (en) 2008-09-24 2011-08-10 Alcatel Lucent Client configuration and management for fast channel change of multimedia services
US20100254462A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Cisco Technology, Inc. Method for reducing memory usage with accelerated channel changes
US8161515B2 (en) * 2009-05-13 2012-04-17 Alcatel Lucent Fast channel change handling of late multicast join
US8619602B2 (en) * 2009-08-31 2013-12-31 Cisco Technology, Inc. Capacity/available bandwidth estimation with packet dispersion
CN102137275B (zh) 2010-12-20 2012-12-19 华为技术有限公司 快速频道切换中快速推送单播流的方法和装置
US8509072B2 (en) * 2011-03-07 2013-08-13 Comcast Cable Communications, Llc Network congestion analysis
US9843844B2 (en) * 2011-10-05 2017-12-12 Qualcomm Incorporated Network streaming of media data
EP3020204B1 (en) * 2013-07-09 2022-04-27 Koninklijke KPN N.V. Synchronized data processing between receivers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101072337A (zh) * 2006-05-09 2007-11-14 阿尔卡特朗讯公司 在电视频道之间快速切换的方法
CN101087407A (zh) * 2006-06-06 2007-12-12 阿尔卡特朗讯公司 用于瞬时频道改变的方法和设备
CN101056255A (zh) * 2006-06-09 2007-10-17 华为技术有限公司 一种组播频道控制方法及装置
US20110221959A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Raz Ben Yehuda Method and system for inhibiting audio-video synchronization delay
WO2012102651A1 (en) * 2011-01-26 2012-08-02 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and server for fast channel change in unicast-multicast iptv networks
US20150089073A1 (en) * 2013-09-25 2015-03-26 Ericsson Television Inc System and method for effectuating fast channel change in an adpative streaming environment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022193141A1 (zh) * 2021-03-16 2022-09-22 华为技术有限公司 多媒体文件的播放方法及相关装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016184646A1 (en) 2016-11-24
CA2983891A1 (en) 2016-11-24
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EP3298747B1 (en) 2018-09-12
US20190191212A1 (en) 2019-06-20

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