CN114339290A - 大屏管理子系统、大屏同步播放系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大屏管理子系统、大屏同步播放系统和方法，其中大屏同步播放系统包括大屏管理子系统、编转码子系统、信源、大屏设备和移动播放终端，针对每一个播单项的内容，编转码子系统创建一个或者多个编转码任务，任务的数量和该播单项要求的输出数量相同；每一个编转码任务输出的文件封装格式，音视频编码格式，网络协议格式和网络输出地址都来自播单项的要求。
Description
技术领域
本发明属于音视频处理技术领域，具体涉及一种大屏管理子系统、大屏同步播放系统和方法。
背景技术
大屏，特别是户外大屏因为屏幕醒目、视觉冲击力强、视角范围广、画面超清和色彩炫丽等特点，加上独特的空间优势，非常有利于品牌形象的塑造和传播。无论是城市文化、重大活动直播、公益或者商业广告的投放，借助户外大屏能达到很好的宣传效果。
户外大屏通常位于商业中心或者居民住宅区附近，为了避免扰民，对于播放音量有特别要求，要么音量很低要么是静音播放，在视频播放尤其是活动直播的时候，由于缺乏声音的辅助，对于观看的人群而言，观看效果上大打折扣。另外在恶劣天气或者播放内容很长的时候，大屏附近的人群也期望能在大屏附近的室内同步观看大屏的内容。
发明内容
鉴于以上存在的问题，本发明实施例提供一种大屏管理子系统、大屏同步播放系统和方法，用于实现大屏和接入的移动播放终端的同步播放。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种大屏管理子系统，包括：
大屏管理子系统用于管理大屏设备的基本信息，通过心跳机制监控大屏设备状态；同时大屏管理子系统为大屏设备规划待播放的信源形成播单；
根据大屏设备和播单组合信息，大屏管理子系统调度编转码子系统运行关联的转码任务，按照播单在指定的时间段接收、处理来自指定信源的媒体数据，并按照指定格式、数量转码输出；
大屏管理子系统提供移动播放终端接入服务，接收移动播放终端请求，根据移动播放终端所在的地址位置，查询现有大屏设备的地址位置信息，找到和请求的移动播放终端匹配的大屏设备，根据大屏设备和播单组合信息，告知移动播放终端和关联的大屏设备同步播放的媒体流地址；
大屏管理子系统提供同步播放服务，接收大屏设备播放进度报告；并下发同步播放进度给指定大屏设备关联的移动播放终端。
第一方面的一种可能设计中，所述播单是和具体大屏设备绑定的信息项组合，每一项对应一个时间段，定义了输入的信源，输出的格式、数量和网络地址。
第二方面，本发明实施例提供一种大屏同步播放系统，包括如上任一所述的大屏管理子系统、编转码子系统、信源，大屏设备和移动播放终端，针对每一个播单项的内容，编转码子系统创建一个或者多个编转码任务，任务的数量和该播单项要求的输出数量相同；每一个编转码任务输出的文件封装格式，音视频编码格式，网络协议格式和网络输出地址都来自播单项的要求。
第二方面的一种可能设计中，针对每一个播单项的内容，编转码子系统获取来自播单项要求的信源的媒体数据，解封装、解码成音视频数据帧序列。
第二方面的一种可能设计中，每一个和播单项关联的编转码任务以所述音视频数据帧序列为输入，按照任务输出的格式要求，进行重新编码，重新封装再作网络分发。
第二方面的一种可能设计中，若通过网络分发到不同终端的到达时间不一致，则编转码任务采用不同的延时器，保证媒体数据到达大屏设备和移动播放终端的时间一致。
第二方面的一种可能设计中，对于大屏设备，若其关联的播单所包含的各个播单项对应不同的信源，信源切换后的音视频时间戳基准不同，编转码子系统提供一个时钟基准，把不同信源输出的音视频帧关联的时间戳转换成连续且递增的时间戳序列。
第二方面的一种可能设计中，将所述转换后的连续且递增的时间戳序列的值作为同步标记，通过文件封装层的扩展字段或者编码层的补充增强信息的方式写入，保证通过网络分发以后，所述同步标记不会丢失，以此作为各个播放终端同步播放的依据。
第三方面，本发明实施例提供一种大屏同步播放的方法，包括如下步骤：
大屏管理子系统记录大屏设备的地理位置信息，为所述大屏设备制定播单，调度编转码子系统运行和所述播单关联的编转码任务；
大屏管理子系统告知大屏设备同步播放服务地址，以及待播放的媒体流的网络地址，媒体流地址来自编转码子系统的输出；
大屏设备获取媒体流的数据并播放，定期向同步播放服务上报播放进度信息，进度包含当前播放的音视频数据帧在媒体流里对应的同步时间戳标记，以及当前的播放状态信息；
移动播放终端接入大屏管理子系统，大屏管理子系统找到和其对应的大屏设备，根据大屏设备和播单组合信息，告知所述大屏设备同步播放服务地址，以及一组待播放的媒体流的网络地址，媒体流地址来自编转码子系统输出；
获取到待播放的媒体流地址后，移动播放终端选择独立播放或者跟随大屏设备同步播放。
第三方面一种可能设计中，移动播放终端的接入方法为：所述大屏设备显示二维码，移动播放终端通过扫码的方式连接到大屏管理子系统，大屏管理子系统根据二维码的信息，为所述移动播放终端分配关联大屏设备的同步播放信息数据，移动播放终端开始同步播放。
第三方面一种可能设计中，移动播放终端的接入方法为：移动播放终端到达大屏设备所在位置附近，大屏管理子系统向其推送LBS服务信息，移动终端接收并获取到关联大屏设备的同步播放信息数据，开始同步播放。
第三方面一种可能设计中，移动播放终端的接入方法为：移动播放终端打开同步播放应用连接到大屏管理子系统，主动上报地理位置并发起查询，大屏管理子系统根据移动播放终端地理位置，找到匹配的大屏设备信息，向移动播放终端下发同步播放信息数据，移动播放终端开始同步播放。
采用本发明具有如下的有益效果：
(1)解决了户外大屏位置固定，播放内容局限于停留在大屏前的观众，并且存在音量低或者没有声音等问题。
(2)通过LBS服务的方式，使大屏附近的人群能够及时得到大屏服务信息推送，并自由选择推送包含的媒体流数据播放，从而大大提高大屏展示的曝光率。
(3)通过音频流、视频流、多语言、手语等多种多样的媒体内容呈现方式，满足观看人群多样化的需求，也极大拓宽了大屏内容的传播范围。
(4)通过音频流同步播放，解决户外大屏没声音或者音量低不能听清的问题，为户外大屏增加听觉效果；通过移动终端上的视频流播放，观看人群不限于大屏前，在大屏附近的室内也可以舒适地同步观看。
(5)移动终端可以选择独立播放，也可以选择同步播放，极大提高了观看体验。
附图说明
图1为本发明实施例的大屏同步播放系统的结构示意图；
图2为本发明第一应用实例的大屏同步播放系统的结构示意图；
图3为本发明第二应用实例的大屏同步播放系统的结构示意图；
图4为本发明第三应用实例的大屏同步播放系统的结构示意图；
图5为本发明第四应用实例的大屏同步播放系统的结构示意图；
图6为本发明第五应用实例的大屏同步播放系统的结构示意图；
图7为本发明第六应用实例的大屏同步播放系统的结构示意图。
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做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。
参照图1，本发明实施例的一种大屏管理子系统，用于管理大屏设备的基本信息，通过心跳机制监控大屏设备状态；同时大屏管理子系统为大屏设备规划待播放的信源形成播单；
根据大屏设备和播单组合信息，大屏管理子系统调度编转码子系统运行关联的转码任务，按照播单在指定的时间段接收、处理来自指定信源的媒体数据，并按照指定格式、数量转码输出；由于编转码子系统对于算力、资源消耗要求较高，通常系统以集群的方式提供服务，相关的服务发现，远程调用，负载均衡等等属于本领域现有技术，在此不做赘述。
大屏管理子系统提供移动播放终端接入服务，接收移动播放终端请求，根据移动播放终端所在的地址位置，查询现有大屏设备的地址位置信息，找到和请求的移动播放终端匹配的大屏设备，根据大屏设备和播单组合信息，告知移动播放终端和关联的大屏设备同步播放的媒体流地址；
大屏管理子系统提供同步播放服务，接收大屏设备播放进度报告；并下发同步播放进度给指定大屏设备关联的移动播放终端。
本发明一实施例中，大屏设备的基本信息包含但不限于设备ID，所在区域、位置等；大屏状态包括大屏设备的在线或者离线信息。
本发明一实施例中，大屏管理子系统可以按照连续的时间段为大屏设备规划待播放的信源信息形成播单，每个大屏设备有一个与之绑定的播单信息，播单的每一项规定了输入信源的地址信息，输出媒体流的数量、格式，以及输出的网络地址；信源是指原始的媒体数据源，是编转码子系统的输入；数据源形式可以是卫星信号，本地媒体文件，网络媒体流，摄像头实时数据等等；为了适应大屏设备和移动移动终端不同需求的播放，输出媒体流可以是一个或者多个视频流和纯音频流；出于异常保障考虑，通常一个大屏对应两组媒体输出流，即具备主备输出的两组媒体网络流地址。
根据以上的大屏管理子系统，参见图2，本发明实施例同时提供了一种大屏同步播放系统，包括大屏管理子系统、编转码子系统、信源，大屏设备和移动播放终端，针对每一个播单项的内容，编转码子系统创建一个或者多个编转码任务，任务的数量和该播单项要求的输出数量相同；每一个编转码任务输出的文件封装格式，音视频编码格式，网络协议格式和网络输出地址都来自播单项的要求。
本发明一实施例的大屏同步播放系统，针对每一个播单项的内容，编转码子系统获取来自播单项要求的信源的媒体数据，解封装、解码成音视频数据帧序列。
本发明一实施例的大屏同步播放系统，每一个和播单项关联的编转码任务以所述音视频数据帧序列为输入，按照任务输出的格式要求，进行重新编码，重新封装再作网络分发。若通过网络分发到不同终端的到达时间不一致，则编转码任务采用不同的延时器，保证媒体数据到达大屏设备和移动播放终端的时间一致。
本发明一实施例的大屏同步播放系统，对于大屏设备，若其关联的播单所包含的各个播单项对应不同的信源，信源切换后的音视频时间戳基准不同，编转码子系统提供一个时钟基准，把不同信源输出的音视频帧关联的时间戳转换成连续且递增的时间戳序列。由于经过网络分发，媒体输出流自身携带的时间戳数值可能被改写，不能保证不同媒体输出流对应的网络数据到达播放终端后有一致的时间戳，故进行移动播放终端同步播放时间戳标记的处理：将转换后的连续且递增的时间戳序列的值作为同步标记，通过文件封装层的扩展字段或者编码层的补充增强信息的方式写入，保证通过网络分发以后，所述同步标记不会丢失，以此作为各个播放终端同步播放的依据。
与系统实施例对应的，本发明实施例同时提供了一种大屏同步播放的方法，包括如下步骤：
大屏管理子系统记录大屏设备的地理位置信息，为所述大屏设备制定播单，调度编转码子系统运行和所述播单关联的编转码任务；
大屏管理子系统告知大屏设备同步播放服务地址，以及待播放的媒体流的网络地址，媒体流地址来自编转码子系统的输出；
大屏设备获取媒体流的数据并播放，定期向同步播放服务上报播放进度信息，进度包含当前播放的音视频数据帧在媒体流里对应的同步时间戳标记，以及当前的播放状态信息；播放状态信息包括：播放、缓冲、暂停等对播放进度产生明显影响的事件；
移动播放终端接入大屏管理子系统，大屏管理子系统找到和其对应的大屏设备，根据大屏设备和播单组合信息，告知大屏设备同步播放服务地址，以及待播放的媒体流的网络地址，媒体流地址来自编转码子系统输出；
获取到待播放的媒体流地址后，移动播放终端选择独立播放或者跟随大屏设备同步播放。
移动播放终端到达户外大屏所在位置，可以通过多种方式获取大屏同步播放的信息，比如通过二维码扫码的方式：
户外大屏在屏幕特定区域显示二维码，移动终端通过扫码的方式连接到大屏管理系统，大屏管理系统根据二维码的信息，为终端分配关联大屏的同步播放信息数据，终端开始同步播放。
再比如基于LBS的实现：LBS(LocationBasedServices)是指围绕地理位置数据而展开的服务，由移动终端使用无线通信网络，或卫星定位系统(比如GPS)，基于空间数据库，获取用户的地理位置坐标信息并与其他信息集成以向用户提供所需的与位置相关的增值服务。LBS可以通过地理围栏的功能得到很好的实现，地理围栏(Geo-fencing)是LBS的一种新应用，用一个虚拟的栅栏围出一个虚拟地理边界。当手机进入、离开某个地理区域，或在该区域内活动时，可以接收自动通知和警告。LBS和地理围栏都是比较成熟的技术，本发明实施例在此不作赘述。
基于LBS有主动和被动两种实现方式：
其一，移动终端到达大屏所在位置附近，大屏管理系统向其推送LBS服务信息，移动终端接受并获取到关联大屏的同步播放信息数据，开始同步播放；
其二，移动终端打开同步播放应用连接到大屏管理系统，主动上报自己的地理位置并发起查询，大屏管理系统根据终端地理位置，找到匹配的大屏信息，向终端下发同步播放信息数据，终端开始同步播放。
接下来将列举几个具体应用实例对本发明实施例的实施过程做进一步的描述。
参见图2，本发明一实施例的一种大屏同步播放系统，包括大屏管理子系统S1，大屏设备A1，编转码子系统B1，大屏设备关联的播单P1，信源O1，O2：
S1为A1制定播单P1，时段1(8:00-9:00)对应信源O1，时段2(9:00及以后)对应信源O2；
时段1(8:00-9:00)，S1调度B1创建两个和信源O1关联的编转码任务，对应时段1包含的两路输出，用于大屏设备播放的组播流任务T1,以及用于移动播放终端播放的HTTP流任务T2；
B1设置作为同步标记的基准时间从0开始，接收O1的媒体数据，解封装、解码成音视频序列帧，视频帧率为25帧/秒，因此按照从0开始的基准时间，视频帧的同步标记时间戳依次为0毫秒，40毫秒，80毫秒，以此类推；
任务T1，B1按指定要求对音频和视频进行重新编码，并把40毫秒帧间隔的同步标记时间戳写入视频帧的SEI信息，再按照TS文件格式重新封装和UDP打包，准备发送到T1指定的组播地址；
任务T2，B1按指定要求对音频和视频进行重新编码，并把40毫秒帧间隔的同步标记时间戳写入视频帧的SEI信息，再按照指定文件格式重新封装打包，发送到T2指定的HTTP网络流地址，再通过CDN进行分发；
由于任务T1是基于UDP的组播传输，任务T2基于TCP，如果同步分发的话，由于传输协议的差异，T1比T2先抵达大屏设备，在同步播放系统里，移动播放终端需要跟随大屏播放的进度，这样移动播放终端获取到的媒体数据从一开始就比大屏晚，无法实现同步，基于此，T1需要作一定延时后再分发出去，延时时间可以自定义。
时段2(9:00及以后)，S1调度B1结束时段1的编转码任务，创建两个和信源O2关联的编转码任务，对应时段2包含的两路输出与时段1一致，即用于大屏设备播放的组播流任务T1,以及用于移动终端播放的HTTP流任务T2；
时段2对应的同步标记时间戳基准从1小时开始，B1以此为基准在输出的媒体流里写入同步标记，此外的处理步骤与时段1相同。
参加图3，本发明又一实施例的一种大屏同步播放系统，包括大屏管理系统S2，某地大屏A2，移动播放终端B2，视频媒体流P2，P3；
大屏A2播放S2提供的媒体流P2，并定时向同步服务上报播放进度，包含从媒体流P2里提取到的当前播放的同步时间戳标记，当前的播放状态等；
移动终端B2接入S2，选择独立播放S2提供的视频媒体流P3；
B2获取来自P3的媒体数据，独立播放。
参见图4，本发明一实施例的一种大屏同步播放系统，包括大屏管理子系统S3，某地大屏设备A3，移动终端B3，视频媒体流P5，音频媒体流P7：
大屏A3播放S3提供的媒体流P5，并定时向同步服务上报播放进度，包含从媒体流P5里提取到的当前播放的同步时间戳标记，当前的播放状态等；
移动终端B3接入S3，选择同步播放S3提供的网络媒体流P7；
B3从同步服务获取到A3的播放进度，并且根据A3的进度信息计算得到起播点进行播放；
B3播放过程中持续接收来自A3的播放进度，并保证与A3的音画同步。
参见图5，本发明一实施例的一种大屏同步播放系统，包括大屏管理子系统S4，某地大屏设备A4，移动播放终端B4，步骤如下：
大屏设备A4和移动播放终端B4同步播放；
大屏设备A4上播放暂停，A4向同步服务上报播放状态为暂停；
同步服务通知移动播放终端B4，B4也立即暂停；
终端A4上播放恢复，A4向同步服务上报播放状态
同步服务通知移动播放终端B4，B4再根据当前A4的播放进度，从指定位置开始播放。
参见图6，本发明一实施例的一种大屏同步播放系统，包括大屏管理子系统S5，某地大屏设备A5、A6，移动播放终端B5，步骤如下：
移动播放终端B5在室内，接收到S5的同步播放应用消息推送；
移动播放终端B5点击消息后得到包含A5、A6的两个大屏设备信息列表，每个大屏均包含视频流和音频流选项以及当前播放的简要信息；
根据自己的喜好，终端B5选择大屏A5的视频流地址，进行同步播放。
参加图7，本发明一实施例的一种大屏同步播放系统，包括大屏管理子系统S6，某地大屏设备A7，移动播放终端B6，步骤如下：
移动播放终端B6在户外大屏A7面前观看，大屏上长时间或者动态提供二维码的显示；
移动播放终端B6扫描二维码进入同步播放的应用；
大屏管理子系统S6处理二维码扫码触发的请求信息，根据二维码绑定的大屏信息，返回可供移动终端播放的媒体流；
同步播放应用展示包含视频流和多条不同语种的音频流选项，比如中文，英文，日语和韩语；
移动播放终端B6选择中文的音频流，进行同步播放。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。
Claims (12)
1.一种大屏管理子系统，其特征在于，包括：
大屏管理子系统用于管理大屏设备的基本信息，通过心跳机制监控大屏设备状态；同时大屏管理子系统为大屏设备规划待播放的信源形成播单；
根据大屏设备和播单组合信息，大屏管理子系统调度编转码子系统运行关联的转码任务，按照播单在指定的时间段接收、处理来自指定信源的媒体数据，并按照指定格式、数量转码输出；
大屏管理子系统提供移动播放终端接入服务，接收移动播放终端请求，根据移动播放终端所在的地址位置，查询现有大屏设备的地址位置信息，找到和请求的移动播放终端匹配的大屏设备，根据大屏设备和播单组合信息，告知移动播放终端和关联的大屏设备同步播放的媒体流地址；
大屏管理子系统提供同步播放服务，接收大屏设备播放进度报告；并下发同步播放进度给指定大屏设备关联的移动播放终端。
2.如权利要求1所述的大屏管理子系统，其特征在于，所述播单是和具体大屏设备绑定的信息项组合，每一项对应一个时间段，定义了输入的信源，输出的格式、数量和网络地址。
3.一种大屏同步播放系统，其特征在于，包括如权利要求1或2任一所述的大屏管理子系统、编转码子系统、信源、大屏设备和移动播放终端，针对每一个播单项的内容，编转码子系统创建一个或者多个编转码任务，任务的数量和该播单项要求的输出数量相同；每一个编转码任务输出的文件封装格式，音视频编码格式，网络协议格式和网络输出地址都来自播单项的要求。
4.如权利要求3所述的大屏同步播放系统，其特征在于，针对每一个播单项的内容，编转码子系统获取来自播单项要求的信源的媒体数据，解封装、解码成音视频数据帧序列。
5.如权利要求4所述的大屏同步播放系统，其特征在于，每一个和播单项关联的编转码任务以所述音视频数据帧序列为输入，按照任务输出的格式要求，进行重新编码，重新封装再作网络分发。
6.如权利要求5所述的大屏同步播放系统，其特征在于，若通过网络分发到不同终端的到达时间不一致，则编转码任务采用不同的延时器，保证媒体数据到达大屏设备和移动播放终端的时间一致。
7.如权利要求5所述的大屏同步播放系统，其特征在于，对于大屏设备，若其关联的播单所包含的各个播单项对应不同的信源，信源切换后的音视频时间戳基准不同，编转码子系统提供一个时钟基准，把不同信源输出的音视频帧关联的时间戳转换成连续且递增的时间戳序列。
8.如权利要求6所述的大屏同步播放系统，其特征在于，将所述转换后的连续且递增的时间戳序列的值作为同步标记，通过文件封装层的扩展字段或者编码层的补充增强信息的方式写入，保证通过网络分发以后，所述同步标记不会丢失，以此作为各个播放终端同步播放的依据。
9.一种大屏同步播放的方法，其特征在于，包括如下步骤：
大屏管理子系统记录大屏设备的地理位置信息，为所述大屏设备制定播单，调度编转码子系统运行和所述播单关联的编转码任务；
大屏管理子系统告知大屏设备同步播放服务地址，以及待播放的媒体流的网络地址，媒体流地址来自编转码子系统的输出；
大屏设备获取媒体流的数据并播放，定期向同步播放服务上报播放进度信息，进度包含当前播放的音视频数据帧在媒体流里对应的同步时间戳标记，以及当前的播放状态信息；
移动播放终端接入大屏管理子系统，大屏管理子系统找到和其对应的大屏设备，根据大屏设备和播单组合信息，告知所述大屏设备同步播放服务地址，以及一组待播放的媒体流的网络地址，媒体流地址来自编转码子系统输出；
获取到待播放的媒体流地址后，移动播放终端选择独立播放或者跟随大屏设备同步播放。
10.如权利要求9所述的大屏同步播放方法，其特征在于，移动播放终端的接入方法为：所述大屏设备显示二维码，移动播放终端通过扫码的方式连接到大屏管理子系统，大屏管理子系统根据二维码的信息，为所述移动播放终端分配关联大屏设备的同步播放信息数据，移动播放终端开始同步播放。
11.如权利要求9所述的大屏同步播放方法，其特征在于，移动播放终端的接入方法为：移动播放终端到达大屏设备所在位置附近，大屏管理子系统向其推送LBS服务信息，移动终端接收并获取到关联大屏设备的同步播放信息数据，开始同步播放。
12.如权利要求9所述的大屏同步播放方法，其特征在于，移动播放终端的接入方法为：移动播放终端打开同步播放应用连接到大屏管理子系统，主动上报地理位置并发起查询，大屏管理子系统根据移动播放终端地理位置，找到匹配的大屏设备信息，向移动播放终端下发同步播放信息数据，移动播放终端开始同步播放。
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