CN110677737A - 一种hls直播快速起播方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种HLS直播快速起播方法及系统，涉及互联网多媒体技术领域，本发明通过预先获取直播流，生成包含自定义标签的索引文件和媒体分片，注入CDN系统；用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，CDN系统向播放器反馈索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；CDN系统收到媒体分片的获取请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP末字节的所有数据，以限速方式发送该媒体分片的其余数据；当缓至媒体分片中第一个GOP末字节时，即可开始播放视频，可以达到更高的起播速度，以及提高CDN发流效率，避免资源浪费。

Description

一种HLS直播快速起播方法及系统
技术领域
本发明涉及互联网多媒体技术领域，具体涉及一种HLS直播快速起播方法及系统。
背景技术
当前业界HLS(HTTP Live Streaming，苹果公司提出的基于HTTP的流媒体网络传输协议)直播起播一般形式为：当用户选择或切换一个HLS直播频道播放时，播放器向CDN(Content DeliveryNetwork，内容分发网络)系统请求并获得索引文件(即M3U8文件)后，选择索引文件中的一个媒体分片，并向CDN系统请求。为了使终端用户获得较好的起播体验，CDN系统一般将此分片以N倍视频码率的速度发送(一般N>＝4)。
此种方法主要存在两个问题，一是被请求的媒体分片发送最高速率只能到N倍；二是在实际中，播放器只要缓存第一个是GOP(Group OfPicture，图片组)所包含的全部媒体内容即可起播，无须整个媒体分片都以N倍数发送，二、而现有技术一般将整个分片都以N倍速发送，造成CDN资源和网络资源浪费，也增加了网络拥塞的可能性。
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HLS直播快速起播方法及系统，达到更高的起播速度，提高用户体验、CDN发送效率，避免资源浪费。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种HLS直播快速起播方法，包括以下步骤：
获取直播流并处理，生成索引文件和媒体分片，注入CDN系统；
用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，CDN系统向播放器反馈索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；
CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据；
播放器接收该媒体分片数据并缓存，当缓至媒体分片中第一个GOP的末字节时，开始播放视频，并下载该媒体分片的剩余数据进行播放。
在上述方案的基础上，所述方法还包括以下步骤：
播放器在播放完索引文件中的最后一个分片前，再次向CDN系统请求播放HLS直播内容，获得CDN系统反馈的新的媒体分片列表，向CDN系统请求获取新的媒体分片列表对应的媒体分片数据；
CDN系统收到播放器发送的获取新的媒体分片数据的请求时，以限速方式向播放器发送新的媒体分片列表对应的媒体分片数据。
在上述方案的基础上，所述索引文件包括自定义的媒体分片的标签，所述标签用于表示该媒体分片中第一个GOP的末字节相对媒体分片首字节的偏移量。
在上述方案的基础上，CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送该媒体分片的其余数据，具体包括以下步骤：
CDN系统收到快速起播请求，查找索引文件中该媒体分片的一个自定义的标签的数值，获得第一个GOP的末字节位置；以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据。
在上述方案的基础上，播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播，具体包括以下步骤：播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求该媒体分片的URL，并在该媒体分片的URL中添加快速起播参数。
本发明还提供一种HLS直播快速起播系统，包括预处理模块、播放器和CDN系统：
所述预处理模块用于：从直播源获取直播流并处理，生成索引文件和媒体分片，注入CDN系统；
所述播放器用于：用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，接收CDN系统反馈的索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；
所述CDN系统用于：收到播放HLS直播内容的请求时，向播放器反馈索引文件；收到获取媒体分片的快速起播请求时，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据；
所述播放器还用于接收CDN系统发送的该媒体分片数据并缓存，当缓至媒体分片中第一个GOP的末字节时，开始播放视频，并下载该媒体分片的剩余数据进行播放。
在上述方案的基础上，所述播放器还用于：在播放完索引文件中的最后一个分片前，再次向CDN系统请求播放HLS直播内容，获得CDN系统反馈的新的媒体分片列表，向CDN系统请求获取新的媒体分片列表对应的媒体分片数据；
所述CDN系统还用于：收到播放器发送的获取新的媒体分片数据的请求时，以限速方式向播放器发送新的媒体分片列表对应的媒体分片数据。
在上述方案的基础上，所述索引文件包括自定义的媒体分片的标签，所述标签用于表示该媒体分片中第一个GOP的末字节相对媒体分片首字节的偏移量。
在上述方案的基础上，所述CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据，具体包括以下步骤：
CDN系统收到快速起播请求，查找索引文件中该媒体分片的标签的数值，获得第一个GOP的末字节位置；以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据。
在上述方案的基础上，所述播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播，具体包括以下步骤：播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求该媒体分片的URL，并在该媒体分片的URL中添加快速起播参数。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明通过预先获取直播流，生成包含自定义标签的索引文件和媒体分片，注入CDN系统；用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，CDN系统向播放器反馈索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；CDN系统收到媒体分片的获取请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP末字节的所有数据，以限速方式发送该媒体分片的其余数据；当播放器缓至媒体分片中第一个GOP末字节时，即可开始播放视频，可以达到更高的起播速度以及提高CDN发流效率，避免资源浪费。
附图说明
图1是本发明实施例的HLS直播快速起播方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的HLS直播快速起播方法的CDN系统快速发送媒体分片数据的示意图；
图3是本发明实施例的HLS直播快速起播系统的模块关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种HLS直播快速起播方法，包括以下步骤：
获取直播流并处理，生成索引文件和媒体分片，注入CDN系统；
用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，CDN系统向播放器反馈索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；
CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据；
播放器接收该媒体分片数据并缓存，当缓至媒体分片中第一个GOP的末字节时，开始播放视频，并下载该媒体分片的剩余数据进行播放。
作为优选的实施方式，所述方法还包括以下步骤：
播放器在播放完索引文件中的最后一个分片前，再次向CDN系统请求播放HLS直播内容，获得CDN系统反馈的新的媒体分片列表，向CDN系统请求获取新的媒体分片列表对应的媒体分片数据；
CDN系统收到播放器发送的获取新的媒体分片数据的请求时，以限速方式向播放器发送新的媒体分片列表对应的媒体分片数据。
作为优选的实施方式，所述索引文件包括自定义的媒体分片的标签，所述标签用于表示该媒体分片中第一个GOP的末字节相对媒体分片首字节的偏移量。
作为优选的实施方式，CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送该媒体分片的其余数据，具体包括以下步骤：
CDN系统收到快速起播请求，查找索引文件中该媒体分片的一个自定义的标签的数值，获得第一个GOP的末字节位置；以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据。
作为优选的实施方式，播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播，具体包括以下步骤：播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求该媒体分片的URL，并在该媒体分片的URL中添加快速起播参数。
参见图1所示，本发明实施例的HLS直播快速起播方法，具体实施步骤如下：
S1、预处理模块从直播源接收直播流进行预处理，输出符合HLS规范的索引文件(即M3U8文件)和媒体分片。在进行媒体分片解析和处理时，得到媒体分片中第一个GOP的末字节相对媒体分片首字节的偏移量，并将此偏移量用自定义的标签(Tag)EXT-X-GOPLASTBYTE-POS在索引文件表示，每个媒体分片各自有一个这种类型的标签。
预处理模块产生的索引文件的一个例子如下所示：
#EXTM3U
#EXT-X-VERSION：4
#EXT-X-TARGETDURATION：10
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE：1000
#EXT-X-GOPLASTBYTE-POS：524000
#EXTINF：10，
1000.ts
#EXT-X-GOPLASTBYTE-POS：524200
#EXTINF：10，
1001.ts
#EXT-X-GOPLASTBYTE-POS：524300
#EXTINF：10，
1002.ts
其中有三个媒体分片1000.ts、1001.ts、1002.ts，它们的媒体序号(EXT-X-MEDIA-SEQUENCE)依次是1000、1001、1002，它们的EXT-X-GOPLASTBYTE-POS依次是524000，524200，524300。
S2、预处理模块将产生的HLS格式的直播内容，注入CDN系统。CDN系统存储HLS的直播内容，包含索引文件(即M3U8文件)、媒体分片文件。
S3、用户切换频道，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容。比如，播放器请求的URL是http：//ip/hls/LIVETV/1000.m3u8。
S4、CDN系统向播放器发送索引文件(即M3U8文件)，如1000.m3u8。
S5、播放器解析索引文件(即M3U8文件)，选择其中一个媒体分片，并在媒体分片URL中加参数NeedFast表示此分片需快速起播，然后向CDN系统请求。如http：//ip/hls/LIVETV/1000.ts？NeedFast＝1是媒体分片URL的一个例子，其中有NeedFast参数。
S6、参见图2所示，CDN收到媒体分片请求，发现请求的URL中包含参数NeedFast＝1，则在本系统查找此媒体分片的的标签(Tag)EXT-X-GOPLASTBYE-POS数值，获得第一个GOP的末字节位置。然后，CDN系统向播放器以不限速方式，发送从媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，媒体分片中的其余数据以两倍码率速度发送。
S7、播放器接收媒体分片数据并缓存，当缓至媒体分片中第一个GOP的最后一字节，即可开始播放视频，同时不间断继续接收该分片的剩余数据。
S8、播放器在下载完当前媒体分片后，根据索引文件(即M3U8文件)中的分片列表，依次向CDN请求下一媒体分片准备播放，并在最后一个媒体分片播完前，再次向CDN请求索引文件，获得新的媒体分片列表进行媒体分片下载和播放，由此不断循环刷新媒体分片列表，依次下载媒体分片进行直播播放。在此步骤中，CDN系统以限速方式向播放器发送被请求的媒体分片(如两倍视频码率的速度发送)。
参见图3所示，本发明实施例还提供一种HLS直播快速起播系统，包括预处理模块、播放器和CDN系统：
所述预处理模块用于：从直播源获取直播流并处理，生成索引文件和媒体分片，注入CDN系统；
所述播放器用于：用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，接收CDN系统反馈的索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；
所述CDN系统用于：收到播放HLS直播内容的请求时，向播放器反馈索引文件；收到获取媒体分片的快速起播请求时，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据；
所述播放器还用于接收CDN系统发送的媒体分片数据并缓存，当缓至媒体分片中第一个GOP的末字节时，开始播放视频，并下载该媒体分片的剩余数据进行播放。
作为优选的实施方式，所述播放器还用于：在播放完索引文中的最后一个分片前，再次向CDN系统请求播放HLS直播内容，获得CDN系统反馈的新的媒体分片列表，向CDN系统请求获取新的媒体分片列表对应的媒体分片数据；
所述CDN系统还用于：收到播放器发送的获取新的媒体分片数据的请求时，以限速方式向播放器发送新的媒体分片列表对应的媒体分片数据。
作为优选的实施方式，所述索引文件包括自定义的媒体分片的标签，所述标签用于表示该媒体分片中第一个GOP的末字节相对媒体分片首字节的偏移量。
作为优选的实施方式，所述CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据，具体包括以下步骤：
CDN系统收到快速起播请求，查找索引文件中该媒体分片的标签的数值，获得第一个GOP的末字节位置；以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据。
作为优选的实施方式，所述播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播，具体包括以下步骤：播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求该媒体分片的URL，并在该媒体分片的URL中添加快速起播参数。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现HLS直播快速起播方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
本发明实现上述HLS直播快速起播方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现HLS直播快速起播方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、视频数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种HLS直播快速起播方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取直播流并处理，生成索引文件和媒体分片，注入CDN系统；
用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，CDN系统向播放器反馈索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；
CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据；
播放器接收该媒体分片数据并缓存，当缓至媒体分片中第一个GOP的末字节时，开始播放视频，并下载该媒体分片的剩余数据进行播放。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
播放器在播放完索引文件中的最后一个分片前，再次向CDN系统请求播放HLS直播内容，获得CDN系统反馈的新的媒体分片列表，向CDN系统请求获取新的媒体分片列表对应的媒体分片数据；
CDN系统收到播放器发送的获取新的媒体分片数据的请求时，以限速方式向播放器发送新的媒体分片列表对应的媒体分片数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述索引文件包括自定义的媒体分片的标签，所述标签用于表示该媒体分片中第一个GOP的末字节相对媒体分片首字节的偏移量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送该媒体分片的其余数据，具体包括以下步骤：
CDN系统收到快速起播请求，查找索引文件中该媒体分片的一个自定义的标签的数值，获得第一个GOP的末字节位置；以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播，具体包括以下步骤：播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求该媒体分片的URL，并在该媒体分片的URL中添加快速起播参数。
6.一种HLS直播快速起播系统，其特征在于，包括预处理模块、播放器和CDN系统：
所述预处理模块用于：从直播源获取直播流并处理，生成索引文件和媒体分片，注入CDN系统；
所述播放器用于：用户切换频道时，播放器向CDN系统请求播放HLS直播内容，接收CDN系统反馈的索引文件；播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播；
所述CDN系统用于：收到播放HLS直播内容的请求时，向播放器反馈索引文件；收到获取媒体分片的快速起播请求时，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据；
所述播放器还用于接收CDN系统发送的该媒体分片数据并缓存，当缓至媒体分片中第一个GOP的末字节时，开始播放视频，并下载该媒体分片的剩余数据进行播放。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述播放器还用于：在播放完索引文件中的最后一个分片前，再次向CDN系统请求播放HLS直播内容，获得CDN系统反馈的新的媒体分片列表，向CDN系统请求获取新的媒体分片列表对应的媒体分片数据；
所述CDN系统还用于：收到播放器发送的获取新的媒体分片数据的请求时，以限速方式向播放器发送新的媒体分片列表对应的媒体分片数据。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述索引文件包括自定义的媒体分片的标签，所述标签用于表示该媒体分片中第一个GOP的末字节相对媒体分片首字节的偏移量。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述CDN系统收到快速起播请求，以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据，具体包括以下步骤：
CDN系统收到快速起播请求，查找索引文件中该媒体分片的标签的数值，获得第一个GOP的末字节位置；以不限速方式向播放器发送该媒体分片的首字节至第一个GOP的末字节的所有数据，以限速方式发送媒体分片的其余数据。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求快速起播，具体包括以下步骤：播放器解析索引文件，选择其中一个媒体分片，向CDN系统请求该媒体分片的URL，并在该媒体分片的URL中添加快速起播参数。
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