CN111066328A - 用于播放可快速访问免费内容的数字多媒体流的方法及用于其用途的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于由接收器终端播放可快速访问免费内容的加密的多媒体流的方法，其特征在于，根据适配广播协议广播多媒体流，多媒体流由包括几个节的清单来描述，每个节对应于不同的物理特性，通过同时执行以下步骤来播放正在被初始化的流：下载与启动节相对应的段；启动获取解密密钥的过程；根据适配协议下载适配的段；处理启动节的段以获得解密密钥，获得解密密钥：终止处理启动节的段，处理适配的段。

Description

用于播放可快速访问免费内容的数字多媒体流的方法及用于 其用途的设备
技术领域
本发明的目的是一种用于由接收器终端播放可快速访问免费内容的加密的媒体流的方法。
本发明的领域是流处理媒体流和加密媒体流的领域。
更确切地说，本发明的领域是使用适配处理流协议来流处理媒体流和加密媒体流的领域。
背景技术
适配处理流协议(HLS，平滑流处理，DASH…)使音频/视频流的质量可以根据网络通带变化进行调整，以提供最佳可能的用户体验。实施这种协议的目的是在不中断的情况下获得具有最佳可能质量的显示。这样的显示是对应于物理特性的显示，例如所使用的通带最大并且是3000kbps/每秒的量级。随着显示器(4K屏幕)的发展，尽管压缩算法不断发展，但这些通带仍存在必须变得越来越大的风险。
这些适配协议基于将内容编码为多种质量表达式，因此具有可变速率。这些适配协议将这些表达式切分为较短的持续时间段。段相当于短持续时间的媒体文件。表达式可以仅包含音频、仅视频或音频-视频数据。然后在清单中引用表达式和段。用于此类流的播放软件可以下载访问清单和访问清单中描述的段。
对于给定的媒体节目，清单包括几个节，每个节对应于给定的质量。每个节都引用诸如先前描述的那些段。节还包括不同的数据，数据使节的特征可以被描述。每个节对应表达式。
已知几种适配流处理协议，例如：
-用于HTTP实时流处理的HLS；
-平滑流处理，或者
-DASH。
一旦用户选择了媒体节目，启动顺序包括通过选择最适合的表达式来下载清单、然后下载音频/视频段。当音频/视频缓冲区已满时，播放软件将段的内容处理为：
-从中提取内容，
-解码提取的内容，然后
-向用户显示解码后的内容。
实际上，要显示的数据被封装在TS或MPEG-4容器中。
通常，播放软件从具有最低比特率的表达式中下载段开始，然后根据网络上的可用通带逐渐提高下载段的质量。图1的图示出了启动时作为时间函数的下载和显示段的示例。
图1示出了时间t0，播放软件的用户在该时间激活媒体节目，即他/她从菜单中选择节目。这将导致与要下载的激活的节目相对应的清单。一旦下载清单，在t0之后的时间t1，播放软件将执行以下操作：
-下载清单所引用的段；
-开始获取解密密钥。清单中描述了获取解密密钥的过程。
图1示出：
-以对应于第一比特率的第一质量下载第一段；
-在第一段下载之后，以对应于高于第一比特率的第二比特率的第二质量下载第二段；
-在第二段下载之后，以对应于高于第二位速率的第三位速率的第三质量下载第三段和第四段；
-在第四段下载之后，以对应于高于第三比特率的第四比特率的第四质量下载第五段和第六段；
-以与高于第四比特率的第五比特率相对应的第五质量下载下一个段。
实际上，当段的下载时间变得更接近段的持续时间时，停止增加比特率。如果下载时间变得大于此持续时间，则比特率会降低。
图1示出了距t1几秒钟的时间t2，在该时间处，播放软件接收解密密钥，并从第一个段开始显示下载的段的内容。
换句话说，用户必须在他/她选择节目的那一刻与他/她实际观看该节目的那一刻之间等待几秒钟。
发明内容
所提供的发明通过允许观看内容直到密钥获取结束，使得能够减少由用户观看作为媒体流传送的加密的媒体节目的启动时间。
因此，本发明的一个目的是一种用于由接收器终端播放可快速访问免费内容的加密的媒体流的方法，其特征在于，根据适配处理流协议对媒体流进行流处理，媒体流由包含括几个节的清单来描述，每个节对应于不同的物理特性，通过并行执行以下步骤来初始化流播放：
-下载与启动节相对应的段；
-启动获取解密密钥的过程；
-根据适配协议下载适配的段；
-处理启动节的段直到获得解密密钥，一旦得解密密钥：
ο停止处理启动节的段，
ο处理适配的段。
除了上一段中刚刚提到的主要特征之外，根据本发明的方法还可以示出了单独考虑或根据任何技术上可能的组合考虑的以下特征中的一个或多个互补特征：
-启动节的段的质量低于适配的段的质量。
-启动节的物理特性应使相应的段兼容于小于或等于256kbps/每秒的通带的流处理；
-启动节的物理特性应使相应的段兼容于小于或等于1000kbps/每秒的通带的流处理；
-启动节在其描述中包括特定标记；
-下载适配的段开始于已经下载的启动段之后的位置；
本发明的另一个目的是一种通过流处理服务器，用于对实施播放方法的接收器终端的媒体流进行适配流处理的方法，其特征在于，一旦接收到请求，服务器执行以下步骤：
-分析所请求段的性质；
-如果请求的段具有启动性质：
ο搜索请求者的先前请求
如果找到了先前的请求，则计算接收到的请求相对于先前请求的期限，如果该期限高于第一预定阈值，则不发出回答，
如果未找到请求，创建跟踪记录，跟踪记录包括请求者的标识符和收到的请求的接收时间，然后继续处理该请求。
在一种替代方案中，流处理方法的特征还可以在于，如果跟踪记录的期限高于第二预定阈值，则跟踪记录将被擦除。
本发明的另一个目的是一种非暂时性存储设备，该设备包括用于实施根据上述特征之一的任一可能组合的方法的指令代码。
本发明的另一个目的是根据上述特征的任一可能组合的使用适配流处理协议的媒体流的接收器终端。
本发明的另一个目的是一种计算机程序产品，其包括指令，当程序由计算机执行时，所述指令使所述程序实施根据上述替代方案之一的媒体流的播放的方法的步骤。
附图说明
参考附图，在阅读下面的说明后，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，其中：
-图1：示出了根据适配协议播放流处理的媒体节目的时间序列；
-图2：示出了根据适配协议并根据本发明播放流处理的媒体节目的时间序列；
-图3：示出了实施根据本发明的方法的接收器终端；
-图4：示出了根据本发明的方法的步骤；
-图5：示出了根据适配协议并根据本发明播放流处理的媒体节目的时间序列的替代方案。
为了清楚起见，在所有附图中，相同或相似的元件用相同的附图标记来标记。
通过阅读以下说明并参考附图，将更好地理解本发明。这些附图是通过指示而非限制本发明的目的被示出。
具体实施方式
图3示出了音频/视频接收设备100。图3示出了设备100连接至屏幕200并且可由遥控器300远程控制。
图3示出了音频/视频接收设备100包括：
-微处理器110；
-存储装置120。存储装置例如是硬盘、SSD盘、存储卡、存储部件……；
-用于与遥控器300通信的接口130，例如红外通信接口或无线电通信接口；
-用于与屏幕200进行通信的接口140，例如peritel、hdmi、miracast、dvi、vga通信接口……；
-用于接收媒体流的接口150。这样的接口可以是连接到因特网的接口、连接到电视广播地面数字网络的接口或连接到卫星广播网络的接口。该接口列表并不详尽。注意的是，如果该接口是纯流处理类型，也称为纯下行链路类型，则音频/视频接收设备还包括允许传输消息的通信接口，即上行链路通信接口。
图3示出了音频/视频接收设备的存储装置120，存储装置120包括至少一个指令代码的区域120.1，该指令代码包括本发明的指令代码。
图3示出了音频/视频接收设备100的微处理器110、音频/视频接收设备100的存储装置120、具有音频/视频接收设备100的遥控器的通信接口130、具有音频/视频接收设备100的屏幕的通信接口140与音频/视频接收设备100的接收接口150通过总线160互连。
在本说明书中，认为音频/视频接收设备100是机顶盒。实际上，它可以是计算机或电话/平板电脑。在后一种情况下，电话使用其自己的屏幕或移动其屏幕在另一个屏幕上。音频/视频接收设备100因此也被指定为接收器终端。
在本说明书中，当设备采取动作时，该动作实际上由所述设备的微处理器执行，该微处理器由记录在所述设备的存储器中的指令代码控制。同样，如果某个动作是由程序或应用程序执行的，则此动作是安装了程序或应用程序的设备的微处理器执行指令代码的结果。
图3示出了流处理服务器400。图3示出了服务器400包括：
-微处理器410；
-存储装置420；
-用于接收下载请求并发送对这些请求的回答的通信接口450。
图3示出了流处理服务器400的微处理器410、流处理服务器400的存储装置420和流处理服务器400的通信接口450通过总线460互连。
图3示出了存储装置420包括几个区域：
-节的区域420.1，使得能够记录多个节，例如本文档中描述的那些节，那是音频/视频内容的表达式，每个节包括至少一条信息，该信息使得该节能够被识别为是否为启动节。缺少该条信息表示该节不是启动节。
-用于记录请求跟踪记录的请求跟踪的区域420.2，请求跟踪记录使请求发送者标识符420.2.1和请求接收时间420.2.2能够相互关联。
图4示出了初级的步骤1000，其中音频/视频接收设备100的用户使用遥控器300来选择媒体节目。这发生在图2所示的第一时间t0。然后音频/视频接收设备100进行到步骤1020，在步骤1020中，它恢复对应于所选媒体节目的清单文件。在步骤1030中，音频/视频接收设备分析恢复的清单文件，以确定由清单文件描述的音频/视频内容是否需要解密密钥。
如果内容不需要解密密钥，则音频/视频接收设备进行到步骤1040，步骤1040对应于根据现有技术处理清单。如果内容需要解密密钥，则音频/视频接收设备进行到处理加密内容的步骤1050，加密内容与处理根据本发明的清单相对应。
在处理加密内容的步骤1050中，音频/视频接收设备在时间t1并行启动三个过程：
-下载与清单文件的启动节相对应的段的第一过程1052；
-获取解密密钥的第二过程1054；
-下载内容被加密的适配的段也称为主段的第三过程1056。
第二过程和第三过程是对应于根据现有技术处理清单的常规过程。
通过在清单中搜索被标识为描述启动段的节来进行第一个过程。如果清单文件与本发明描述的处理兼容，则这是可能的。
例如，在适配协议DASH的情况下，可以使用名为“EssentialProperty”的标志来用于自定义DASH中名为“AdaptationSet”的节。因此，将从以下节开始指定启动节：
<AdaptationSetid＝"2"
maxWidth＝"1920"
maxHeight＝"1080">
<EssentialProperty schemeIdUri＝"urn.sagemcom.dash.startup”value＝"1"/>
…
在此示例中，重要元素是分配给属性xml的名为“schemeldUri”的值。在清单文件DASH中，具有包含“EssentialProperty”标记的字段并具有属性“schemeldUri”的值的节，将该节指定为启动节。
在另一个示例中，在适配协议平滑流处理的情况下，使用名为“CustomAttributes”的标志的可能性。因此，在平滑流处理的情况下，可自定义字段中，将包含名称为“种类(kind)”且其值是预定义的字段，例如“启动”。如下所示。
<CustomAttributes>
<Attribute Name＝"kind"Value＝"startup"/>
</CustomAttributes>
因此可以看出，可以在清单文件中识别启动节，从而识别段。
在本发明中，启动节是这样的，它描述了可以在不知道解密密钥的情况下访问的内容，该解密密钥的获取已经随着第二过程的启动而启动。
一旦所有三个过程都启动，音频/视频接收设备就前进到同步步骤1060。同步时间点是解密密钥的获取。只要未获取解密密钥，音频/视频接收设备就下载启动段，并对其进行处理以将其显示在屏幕上。
只要获得解密密钥，音频/视频接收设备就进入处理主要段的步骤1070，在该步骤中，它从处理启动段切换到处理现在可以解密的内容的主要段。在显示启动段的结束时进行切换，在该期间已获取解密密钥。
处理段包括解封装、解密、解码、缓冲、然后显示的步骤。当然，解密步骤取决于内容的性质，内容的性质取决于其是否被加密。同样，可以在提到的步骤列表中的任何时刻进行缓冲。因此，可以缓存未解密的段或未解码的段。应该理解的是，在显示之前，必须已经为每个段进行了所有步骤。
图2示出了根据本发明的方法的实施方式。特别地，图2示出了时间t1之后的时间t3，在该时间t3音频/视频接收设备已经接收到第一启动段。从此时间开始，音频/视频接收设备开始显示此段的内容。注意的是，此时间比接收解密密钥的时间t2低得多，如图1所示。
图2示出了音频/视频设备在时间等于t3+第一个段的持续时间之前，下载了第二个启动段。这样一来，在显示第一个启动段结束时，便能够开始显示第二个启动段。
图2示出了接收解密密钥的时间t2位于显示第二启动段期间。因此，显示的第三段将是第三适配段，其内容可以用获取的解密密钥解密。然后，从适配段继续显示节目。
如果在启动段上发生下载或其他错误，则音频/视频接收设备将停止启动段上的当前处理，并且不使用启动段。在这种情况下，只要获取了解密密钥，它就会显示预定的静止图像或运动图像，以向用户指示适配的段将很快显示。
在本发明中，启动段具有以下特征：
·独立于解密密钥
启动段要么采用免费内容，要么通过与主DRM使用的密钥无关的密钥进行加密。例如，AES或“Clearkey”加密用作替代加密。替代密钥记录在音频/视频设备中，以确保快速访问。
·在一种替代方案中，损坏的内容
为了允许非DRM流处理，服务器可以将过滤器应用于内容，以降低查看和/或收听质量。例如，使用徽标套印，视频被像素化或模糊；音频被关闭。内容对用户而言似乎是降级的，但是足以给他/她有关正在流处理的内容的反馈。
·降低比特率
为了允许快速下载启动段，例如可以通过增加压缩率、通过减少视频帧的数量、通过降低视频/音频采样频率来降低启动段的比特率。启动段的比特率例如可以被限制为256kbps/每秒或更小。在另一个示例中，比特率被限制为1000kbps/每秒或更小。
·在服务器上优先下载
为了允许快速下载段，提供内容的服务器可以将启动段的请求作为优先级进行回答。
·服务器上的下载限制
为了避免过度使用下载启动段，服务器400可以限制每个时间间隔和每个客户端的下载启动段的数量。从音频/视频接收设备看，这对应于下载错误。
在此替代方案中，服务器400针对每个请求执行以下动作：
-分析所请求段的性质；
-如果请求的段具有启动性质，则：
ο搜索请求者的先前请求。该搜索是在请求跟踪区域420.2中执行的；
如果找到了先前的请求，则计算接收到的请求相对于先前的请求的期限，如果该期限高于第一预定阈值，则不发送回答；
如果未找到请求，创建跟踪记录，跟踪记录包括请求者的标识符和收到的请求的接收时间，然后继续处理该请求。
第一阈值例如是30秒。该第一阈值也可以表示为段的持续时间的倍数，例如10段。
在本发明中，存在两种段性质：适配和启动。段的性质取决于段是否是启动节的部分。在服务器端，可以通过以下几种方式来实现此信息：
-存在将段标识符与性质相关联的表：如果段标识符在该表中，则段为启动段，否则为适配段；
-将段存储在信包中，信包包含段性质的数据；
-段被封装在节中，该节的信包中包含段性质的数据；
-…
在一种替代方案中，流处理服务器从请求跟踪区域中擦除所有期限大于第二阈值的请求。该第二阈值，例如是10分钟或段的持续时间的倍数，例如50段。因此，在说明示例中，请求者每50节只能获得10节。该擦除使得可以再次下载启动段。擦除可以是实际的也可以是逻辑的。
在一个替代方案中，请求跟踪记录还使识别段的数据能够与发射器标识符相关联。这使请求者可以获得几个节的启动段。这种替代方案允许快速“转换频道而跳过广告节目”。
注意的是，在所描述的替代方案中，请求跟踪区域仅包括与启动段有关的请求的记录。实际上，诸如流处理服务器400之类的服务器保留用于由服务器接收的请求的历史文件。在另一种替代方案中，流处理服务器使用此历史文件来执行对先前请求的搜索。在这种情况下，应该进一步过滤请求的段主题的性质以找到先前的请求。
在一个替代方案中，所考虑的标准并非纯粹是期限，而是在预定时间段内接收到的请求的数量。换句话说，考虑对具有小于预定期限的启动段的请求的数量。
在又一替代方案中，考虑每节的计数器：不允许请求者每节请求超过预定数目的启动段。
此行为的目的是无法通过使用启动节来实际查看音频/视频内容。
在本发明的一个替代方案中，对于下载适配段的第三过程，它直接从其等级紧随已经下载的启动段的等级的段开始。实际上，如果下载了它，则第一个适配段可能永远不会使用，因为第一个启动段将已经显示。图5示出了音频/视频接收设备开始从第三段下载适配段。

Claims (10)

1.一种用于由接收器终端播放可快速访问免费内容的加密的媒体流的方法，其特征在于，根据适配处理流协议对媒体流进行流处理，媒体流由包括几个节的清单(1020)来描述，每个节对应于不同的物理特性，通过并行执行以下步骤来初始化流播放：
-下载(1052)与启动节相对应的段；
-启动(1054)获取解密密钥的过程；
-根据适配协议下载(1056)适配的段；
-处理(1060)启动节的段直到获得解密密钥，一旦获得解密密钥：
o停止(1070)处理启动节的段，
o处理(1070)适配的段。
2.根据权利要求1所述的用于播放加密的媒体流的方法，其特征在于，启动节的物理特性使得对应的段兼容于以小于或等于256kbps/每秒的通带进行的流处理。
3.根据权利要求1所述的用于播放加密的媒体流的方法，其特征在于，启动节的物理特性使得对应的段兼容于以小于或等于1000kbps/每秒的通带进行的流处理。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用于播放加密的媒体流的方法，其特征在于，启动节在其描述中包括特定标记。
5.根据前述权利要求中任一项所述的用于播放加密的媒体流的方法，其特征在于，下载适配的段开始于已经下载的启动段之后的位置。
6.一种通过流处理服务器(400)，用于对实施根据前述权利要求中任一项所述的播放方法的接收器终端的媒体流进行适配流处理的方法，，其特征在于，一旦接收到请求，服务器执行以下步骤：
-分析所请求的段的性质；
-如果请求的段具有启动性质，则：
o搜索请求者的先前请求
如果找到了先前的请求，则计算接收到的请求相对于先前请求的期限，如果该期限高于第一预定阈值，则不发出回答，
如果未找到请求，创建跟踪记录，跟踪记录包括请求者的标识符和收到的请求的接收时间，然后继续处理该请求。
7.根据权利要求6所述的流处理的方法，其特征在于，如果跟踪记录的期限高于第二预定阈值，则跟踪记录将被擦除。
8.一种非暂时性存储设备(120)，该设备包括用于实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法的指令代码。
9.一种使用根据权利要求1至5中任一项所述的适配处理流协议的媒体流的接收器终端(100)。
10.一种计算机程序产品(120.1)，其包括指令，当程序由计算机执行时，所述指令使所述程序实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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