CN108989326A - 一种对比网络传输ts流媒体一致性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对比网络传输TS流媒体一致性的方法，包括：将源端和用户端的TS流媒体文件通过PCR(Program Clock Reference)字段分段；对源端和用户端的各流媒体片段的每一个TS包进行摘要计算，并累加获得流媒体片段的特征值集合；将源端和用户端各自的流媒体片段的特征值集合中的元素逐个对比，若所有元素对比的误差率都小于预设阈值，判断为同一流媒体片段，否则判断为不是同一流媒体片段。本发明不受网络少量丢包的影响，具有高速计算、快速比对等特点。

Description

一种对比网络传输TS流媒体一致性的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及网络传输TS(Transport Stream，传送流)流媒体的一致性对比方法。

背景技术

当前，我国电视业务已全面普及，并已完成有线数字电视或电信网络IPTV(交互式网络电视)电视的升级改造。依据广电总局要求，电视业务运营单位应确保内容的安全和传输的安全，防止内容播出或传输过程中被截断、插播、篡改等事件发生。为监视电视业务的安全性，现有技术主要采用以下两种方式：

1)基于图像的对比：需要对源端和用户端的流媒体进行解码，并进行像素级的对比。该方法存在的问题是：源端和用户的内容很难做到同步对比；视频解码、图像对比的计算量非常大，无法满足实时对比的应用场合。

2)基于MD5摘要的对比：需要对源端和用户端的流媒体分段，对每段流媒体进行MD5摘要计算，并对比MD5的一致性。该方法存在的问题是：源端和用户端流媒体分段的同步性问题；网络丢包后，尽管对业务体验没产生影响，但影响了用户端的MD5的摘要值，造成对比的误判。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对比网络传输TS流媒体一致性的方法，不受网络少量丢包的影响，具有高速计算、快速比对等特点。

实现上述目的的技术方案是：

一种对比网络传输TS流媒体一致性的方法，包括：

将源端和用户端的TS流媒体文件通过PCR(Program Clock Reference)字段分段；

对源端和用户端的各流媒体片段的每一个TS包进行摘要计算，并累加获得流媒体片段的特征值集合；

将源端和用户端各自的流媒体片段的特征值集合中的元素逐个对比，若所有元素对比的误差率都小于预设阈值，判断为同一流媒体片段，否则判断为不是同一流媒体片段。

优选的，搜寻TS流媒体文件中的PCR字段，对每个PCR值整除时间周期T，取余数值；

当某个PCR计算的余数值接近T，并且下一个PCR计算的余数值接近0时，则余数值接近0的PCR所在的TS包作为一个流媒体片段的首包，该首包的前一个TS包作为上一个流媒体片段的尾包。

优选的，对流媒体片段的每一个TS包进行摘要计算，形成MD5值的序列，然后对序列中的所有MD5值按bit位，位对位进行累加，累加值设为Xi，下标i表示MD5的bit位，集合{X1X2…Xn}即为该流媒体片段的特征值集合。

优选的，将源端的流媒体片段的特征值集合{X1X2…Xn}与用户端对应的流媒体片段的特征值集合{Y1Y2…Yn}中的元素逐个对比，如其中一个元素对比误差率(Xi-Yi)/Xi超过预设阈值，则判断为不是同一流媒体片段；如所有元素对比的误差率都小于预设阈值，则判断为是同一流媒体片段。

优选的，所述的预设阈值为0.2。

优选的，所述的时间周期T为5s或10s。

本发明的有益效果是：本发明提出了一种TS over UDP流媒体经网络传输后，快速对比传输前后流媒体内容是否一致的方法，本方法在网络少量丢包情况下不受影响(如千分之一的网络丢包环境，超过千分之一丢包率TS流媒体视频不能正常播放)，应用于数字电视/IPTV安全领域，用于监视客户端视频内容是否被篡改。特别具有以下有点：

1)计算速度快。不需要对视频流进行解码，只对TS流的片段进行MD5计算、累计、比对，能满足实时海量视频内容对比的需要。

2)不受网络丢包的影响。网络丢包无法避免，如果一旦网络丢包，视频比对的结果就不同，那么将大大干扰比对的结果。本发明不受网络少量丢包的影响。

附图说明

图1是本发明的对比网络传输TS流媒体一致性的方法的流程图；

图2是本发明中源端TS流媒体文件的分段示意图；

图3是本发明中用户端TS流媒体文件所丢包不是分段PCR时的分段示意图；

图4是本发明中用户端TS流媒体文件所丢包是分段PCR时的分段示意图；

图5是本发明中对比源端流媒体片段和用户端流媒体片段的特征值集合的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明的对比网络传输TS流媒体一致性的方法，包括下列步骤：

步骤S1，TS流媒体文件分段：

TS头信息包含了时钟参考PCR(Program Clock Reference)，用于恢复出与编码端一致的系统时序时钟STC(System Time Clock)，时钟频率为27MHz。不是所有TS数据包都有PCR字段，要求有PCR的TS间隔不超过20ms，如超过100ms无PCR字段，机顶盒侧会出错。本发明通过PCR字段进行流媒体分段，截取5s或10s的时间片段，记为T，用以对不同的片段进行同步。具体方式是：搜寻TS流媒体文件中的PCR字段，对每个PCR值整除时间周期T，取余数值，余数值在0-T范围内周期变化。当某个PCR计算的余数值接近T，并且下一个PCR计算的余数值接近0时，则余数值接近0的PCR所在的TS包作为一个流媒体片段的首包，该首包的前一个TS包作为上一个流媒体片段的尾包。这种分段方式的优势是：即使丢失了关键PCR报文，也不会影响流媒体片段的同步，但可能流媒体片段会存在少量TS的丢失或增加。

本实施例中，参见图2-4：

1)寻找TS流媒体文件中的PCR字段，对每个PCR值整除时间周期T(如10秒)，当图中PCR_i计算结果为9.99秒，而下一个PCR_i+n的计算结果为0.01秒，则PCR_i+n所在的TS为一个流媒体片段的首包。如图2所示。

2)继续寻找TS流媒体文件中的PCR字段，对每个PCR值整除时间周期T(如10秒)，当图中PCR_k计算结果为9.98秒，而下一个PCR_k+n的计算结果为0.00秒，则PCR_k+n所在的TS包的前一个TS包为该流媒体片段的尾包。如图2所示。

3)当丢包的TS流媒体文件没有PCR字段，则不影响流媒体的分段；当丢包的TS流媒体文件有PCR字段，但不是分段PCR，则不影响流媒体的分段，如图3所示。当丢包的TS有PCR字段，且是分段PCR，则对分段略有影响，前一流媒体分段的TS包略多，后一流媒体分段的TS包略少(差20ms)。见图4。

步骤S2，流媒体片段特征值计算：

由于传输网络中存在丢包，所以，在视频源端取得片段和在用户端的机顶盒取得相同位置的片段会略有不同，因此，不能简单使用摘要算法(如MD5)判断是否一致。哪怕是一个丢包，用户侧计算所得的MD5会完全不同。然而，少量的TS丢失未必影响视频的播放，这会造成误判，认为流媒体已被篡改。

本发明中，对源端和用户端的各自流媒体片段的每一个TS包进行摘要计算(如MD5)，这样便形成一个MD5值的序列，然后对序列中的所有MD5值按bit位，位对位进行累加，累加值设为X_i，下标i表示MD5的bit位，集合{X₁X₂…X_n}即为该片段的特征值集合。

本实施例中，如图5所示：对流媒体片段中的所有TS包进行MD5哈希计算，形成MD5序列。MD5序列个数等于TS报文数n，MD5长度为128bit。对序列中的所有MD5值按bit位，按位对位进行累加，累加值设为X_i，i表示MD5的bit位，集合{X₁X₂…X_n}，从而计算出源端的特征值集合为{10 20 9 7 21 6 … 25}，由于存在网络的丢包，计算出用户端的特征值集合为：{10 19 8 7 20 6 … 25}。

步骤S3，流媒体片段一致性判断：

将源端的流媒体片段的特征值集合{X1 X2 … Xn}与用户端对应的流媒体片段的特征值集合{Y1 Y2 … Yn}中的元素逐个对比(X_i和Y_i对比)，如其中一个元素对比误差率(Xi-Yi)/Xi超过预设阈值，则判断为不是同一流媒体片段；如所有元素对比的误差率都小于预设阈值，则判断为是同一流媒体片段。用户端比对功能可内置在数字电视或IPTV机顶盒中。

本实施例中，如图5所示：逐个元素计算所得的误差率为{0 0.05 0.1 0 0.050.17 … 0}，计算的结果都小于预设阈值0.2，则判断为同一流媒体片段。

上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (6)

1.一种对比网络传输TS流媒体一致性的方法，其特征在于，包括：

将源端和用户端的TS流媒体文件通过PCR字段分段；

对源端和用户端的各流媒体片段的每一个TS包进行摘要计算，并累加获得流媒体片段的特征值集合；

将源端和用户端各自的流媒体片段的特征值集合中的元素逐个对比，若所有元素对比的误差率都小于预设阈值，判断为同一流媒体片段，否则判断为不是同一流媒体片段。

2.根据权利要求1所述的对比网络传输TS流媒体一致性的方法，其特征在于，搜寻TS流媒体文件中的PCR字段，对每个PCR值整除时间周期T，取余数值；

当某个PCR计算的余数值接近T，并且下一个PCR计算的余数值接近0时，则余数值接近0的PCR所在的TS包作为一个流媒体片段的首包，该首包的前一个TS包作为上一个流媒体片段的尾包。

3.根据权利要求1所述的对比网络传输TS流媒体一致性的方法，其特征在于，对流媒体片段的每一个TS包进行摘要计算，形成MD5值的序列，然后对序列中的所有MD5值按bit位，位对位进行累加，累加值设为Xi，下标i表示MD5的bit位，集合{X1 X2 … Xn}即为该流媒体片段的特征值集合。

4.根据权利要求3所述的对比网络传输TS流媒体一致性的方法，其特征在于，将源端的流媒体片段的特征值集合{X1 X2 … Xn}与用户端对应的流媒体片段的特征值集合{Y1 Y2… Yn}中的元素逐个对比，如其中一个元素对比误差率(Xi-Yi)/Xi超过预设阈值，则判断为不是同一流媒体片段；如所有元素对比的误差率都小于预设阈值，则判断为是同一流媒体片段。

5.根据权利要求4所述的对比网络传输TS流媒体一致性的方法，其特征在于，所述的预设阈值为0.2。

6.根据权利要求2所述的对比网络传输TS流媒体一致性的方法，其特征在于，所述的时间周期T为5s或10s。