CN114925222A - 一种多平台视频样本库的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多平台视频样本库的构建方法，针对不同视频平台和流媒体传输协议的特点，构建出不同场景下的视频信息提取模块和下载模块，分别负责视频信息提取和视频下载工作，在可以访问因特网的客户端上，轮次处理视频URL，并获得视频的属性信息和传输信息，构建视频样本库。本发明中的两个处理模块根据实际视频平台和流媒体协议个性化构建，具有良好的独立性和扩展性；本发明中视频样本库由视频信息数据库和视频数据库组成，视频信息数据库存储所有视频的描述信息、属性信息以及传输信息等数据，视频数据库存储所有的视频文件。本发明可以用于多视频平台、多流媒体协议场景下视频信息库和视频库的构建，为视频识别工作提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种多平台视频样本库的构建方法，属于网络测量技术领域。
背景技术
随着互联网技术和多媒体技术的快速发展，使得任何人都可以成为视频内容的创作者，互联网上每天都有海量的视频被上传和点播。YouTube、FaceBook、爱奇艺、腾讯视频等各大视频平台的点击量不断上升，视频已经渗入到人们生活的方方面面，俨然成为大数据时代下不可或缺的重要数据对象。
互联网视频数据呈指数爆发的同时，对网络视频的测量和管理需求也不断增加。一方面，网络管理者为视频用户提供良好的网络接入环境，就需要对用户视频播放的状态进行了解，另一方面，不同类型，不同平台视频在网络中的分发状态也是管道服务商为平台提供定制服务的基础。因此，对视频传输状态的测量成为网络管理的重要需求。
已有一些研究对特定视频平台的视频分发和传输机制进行了研究，如通过分析网络流量对视频的分辨率、播放卡顿、视频所属平台等进行识别。这些研究都是针对特定平台的视频进行研究。因为网络上视频数目和平台数目众多，不同的视频平台使用的传输协议存在不同，视频大部分是加密传输的，使用的加密协议也不尽相同，视频文件的容器格式也有不同。这些不同导致研究者首先需要采集对应平台的数据才能展开研究，而数据采集需要大量的人力和资源。由于缺乏多平台的样本数据，导致现有研究都具有一定的平台局限性。
建立多平台视频样本库是解决这个问题的方法。在网络测量研究领域，已经有了众多其他权威、可信度高的公共测量样本数据集，例如主动测量类数据集“IPv6 ASLinks”、“AS Rank”，无线网数据集“buffalo/phonelab-wifi”、“cambridge/haggle”，恶意代码数据集“VirusShare”、“MalwareBazaar”等；在视频行为识别领域，近年来新发布的“Kinetics”和“Something-Something”数据集也被广泛应用。视频流量作为网络测量研究的重要数据对象，同样需要有公开样本库，但是，目前还没有多平台视频样本库。因此，建设一个可以供视频测量研究工作使用的多平台视频样本库刻不容缓。
虽然现在已有一些视频库，但是这些视频库的建设大多是面向用户群体的，目的大多以优化视频检索质量、提高视频检索效率为主，大多是针对单一平台或某一特定领域的视频资源而建设，例如面向慕课平台的课程库建设、大学物理实验视频资源库建设等，从视频网络测量研究的角度分析，这些视频库并不适用，其内容并不足以支撑网络测量领域内对视频传输的测量和管理研究。
用于在网络中对视频进行测量研究的多平台视频样本库，不光需要包括视频本身的信息，还需要包括视频描述信息、属性信息、传输信息等较全面的视频相关数据为相关的研究提供线索。在已有的相关专利中，大多是针对单一流媒体传输协议，实际应用的场景比较固定，并不能满足各种视频平台下载的需求；其目的多以视频的下载、存储和播放为主，并没有关注视频的描述信息、属性信息和传输信息等，供视频测量研究使用的信息较少。
本发明给出多平台视频样本库构建方法的应用可解决当前网络测量领域中缺少足够视频研究样本数据的困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种多平台视频样本库的构建方法，针对不同视频平台和流媒体传输协议的特点，构建出不同场景下的视频信息提取模块和下载模块，分别负责视频信息提取和视频下载工作，在可以访问因特网的客户端上，轮次处理视频URL，并获得视频的属性信息和传输信息，构建视频样本库。本发明中的两个处理模块根据实际视频平台和流媒体协议个性化构建，具有良好的独立性和扩展性；本发明中视频样本库由视频信息数据库和视频数据库组成，视频信息数据库存储所有视频的描述信息、属性信息以及传输信息等数据，视频数据库存储所有的视频文件。本发明可以用于多视频平台、多流媒体协议场景下视频信息库和视频库的构建，为视频识别工作提供依据。
为了实现本发明的目的，本方案具体技术步骤如下：一种多平台视频样本库的构建方法，所述方法包括以下步骤：
步骤(1)针对不同视频平台和流媒体传输协议，构建个性化视频平台提取器和下载器，获得提取器列表和下载器列表，提取器负责从视频网页提取有效信息，下载器负责根据流媒体传输协议的特性，将加密视频下载至本地；
步骤(2)根据视频平台的架构和布局特点，制定每个平台的检索和爬取策略，编写URL爬取程序，构建URL列表；
步骤(3)根据URL列表，从提取器列表中选择合适的提取器获取与视频相关的描述信息，并提取视频资源的下载地址和流媒体传输协议等信息；
步骤(4)基于视频资源的下载地址和流媒体传输协议信息，选择合适的视频下载器，如果是DASH协议，则进入步骤(5)，如果是HLS协议，则进入步骤(6)；
步骤(5)使用DASH下载器下载视频文件，解析视频文件，提取视频的属性信息，其中分片信息间接反映了DASH协议视频传输的特性；
步骤(6)使用HLS下载器下载视频文件，解析视频文件获得视频的属性信息，在下载过程中，可以直接获得反映HLS协议视频传输特性的相关信息；
步骤(7)构建视频样本库，样本库由视频信息数据库和视频数据库组成，视频信息数据库包括所有视频文件的描述信息、属性信息和传输信息，视频数据库包括所有视频文件。
进一步的，所述步骤(1)中，根据视频平台和流媒体传输协议的不同，提取器和下载器的构建步骤如下：
(1.1)不同视频平台网页信息不同，视频相关的有效信息有所差别，针对具体的视频平台，构建个性化提取器，从而提取出可以被下载器处理的视频信息，根据提取器构建提取器列表；
(1.2)不同视频平台采用的流媒体传输协议不同，对不同的协议构建个性化下载器，使用下载器下载视频，根据下载器构建下载器列表。
进一步的，所述步骤(2)中，视频URL的爬取策略如下：
(2.1)针对采用静态加载的视频平台，通过解析库处理视频网页HTML，获取所需目标信息，提取出视频URL；
(2.2)针对动态加载的视频平台，可以利用浏览器开发者工具或通过自动化测试库模拟用户浏览行为，并利用第三方库解析网页返回的响应数据，提取出视频URL；
(2.3)通过步骤(2.1)和(2.2)，可以抓取目前主流视频平台的URL，将所有视频URL汇总获得视频URL列表。
进一步的，所述步骤(3)中，视频信息的提取步骤如下：
(3.1)判断URL的归属视频平台，从提取器列表选择对应提取器，下载当前URL的网页源代码，根据视频平台的架构、布局等特点，尽可能全面地提取视频的描述信息，包括但不限于视频ID、标题、时长、格式等信息；
(3.2)对提取信息进行分析处理，获得同一视频的不同格式信息，主要包括视频资源下载地址和流媒体传输协议等信息，可以根据需求选择若干视频格式，传入下载器。
进一步的，所述步骤(4)中，根据传入下载器的视频下载地址和协议信息，判断视频平台所使用的流媒体传输协议，选择对应的视频下载器，视频下载器的不同，决定了视频传输信息获取的方式，如果是DASH协议，可以在视频下载完成后通过视频解析器获取反映视频传输的信息，如果是HLS协议，则可以在视频下载过程中获取视频传输相关的信息，下载器之间相互独立，可动态扩展，覆盖当前主流传输协议。
进一步的，所述步骤(5)中，通过DASH下载器下载的视频，可以通过视频解析器，例如通过fmp4解析器提取mp4文件的编码格式、码率、帧率等属性信息，其中“sidx box”中记录了各个moof+mdat组合的分片的相关信息，包括大小和时长等，间接反映了视频的传输特性。
进一步的，所述步骤(6)中，HLS下载器通过请求m3u8文件中每个分片的链接获得完整的视频，通过解析视频文件获得视频的编码格式、码率、帧率等属性信息，在下载过程中按顺序保存每个分片的大小可以直接获得与视频传输相关的信息，视频下载和传输信息的获取可以同步获得，节约了时间与资源。
进一步的，所述步骤(7)中，将视频描述信息、视频属性信息以及视频传输信息整理合并，将所有视频的相关信息存入信息库，完成视频信息数据库的构建；将所有视频文件(mp4、webm等格式)存入视频库，完成视频数据库的构建。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益技术效果。
(1)本发明提出了一种针对多视频平台、多流媒体传输协议场景下，构建视频样本库的方法，由于视频平台及流媒体传输协议的多样性，本发明通过对具体视频平台及其使用的流媒体传输协议定制视频信息提取模块和下载模块，实现视频信息提取和视频下载的目的，两功能模块之间以及不同视频平台之间具有一定的独立性，当某一平台发生版本更新时，并不影响其他平台的信息提取与视频下载，其实际应用的可行性较高；
(2)通过本发明提出的方法，在提取视频信息、建立视频数据库的同时，可以进一步获得视频的传输信息。DASH协议下载的视频可以通过解析视频文件获得间接反映视频传输的相关信息，而HLS协议下载的视频可以在视频下载的过程中保存每个分片的大小直接获得与视频传输相关的信息，因此可以同步建立包含视频描述信息、属性信息和传输信息等在内的视频信息库。视频信息数据库和视频数据库共同组成视频样本库，该样本库存储了包括视频描述信息、属性信息、传输信息和视频文件等较全面的视频相关数据；
(3)本发明提出的视频信息提取模块针对具体视频平台构建，视频下载模块针对具体流媒体传输协议构建，实际中，视频平台的数量远远大于流媒体传输协议的数量。当需要增加视频平台时，只需要增加该视频平台的提取模块，如果该平台所使用的流媒体传输协议已经包含在视频下载模块的列表中，则可以直接使用，否则需要额外构建下载模块，因此本发明提出的方法具有良好的扩展性，可以满足实际应用中场景不断变化的情况。
附图说明
图1为多平台视频样本库构建方法的系统结构示意图；
图2为视频下载流程图；
图3为视频传输信息获取流程图；
图4为视频样本库结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
具体实施例：本发明提供的一种多平台视频样本库的构建方法，其总体系统结构如图1所示，包括如下步骤：
步骤(1)针对不同视频平台和流媒体传输协议，构建个性化视频平台提取器和下载器，获得提取器列表和下载器列表，提取器负责从视频网页提取有效信息，下载器负责根据流媒体传输协议的特性，将加密视频下载至本地；
本发明的一个实施例中，根据视频平台和流媒体传输协议的不同，提取器和下载器的构建步骤如下：
(1.1)不同视频平台网页信息不同，视频相关的有效信息有所差别，针对具体的视频平台，构建个性化提取器，从而提取出可以被下载器处理的视频信息，根据提取器构建提取器列表。表1为国内外视频平台列表的实例，针对这些平台分别构建提取器。
表1：国内外视频平台列表
(1.2)不同视频平台采用的流媒体传输协议不同，对不同的协议构建个性化下载器，使用下载器下载视频，根据下载器构建下载器列表。表2为流媒体传输协议列表，针对这些协议分别构建下载器。
表2：流媒体传输协议列表
步骤(2)根据视频平台的架构和布局特点，制定每个平台的检索和爬取策略，编写URL爬取程序，构建URL列表；
本发明的一个实施例中，视频URL的爬取策略如下：
(2.1)针对采用静态加载的视频平台，通过解析库处理视频网页HTML，获取所需目标信息，提取出视频URL；
(2.2)针对动态加载的视频平台，可以利用浏览器开发者工具或通过自动化测试库模拟用户浏览行为，并利用第三方库解析网页返回的响应数据，提取出视频URL；
(2.3)通过步骤(2.1)和(2.2)，可以抓取目前主流视频平台的URL，将所有视频URL汇总获得视频URL列表。
步骤(3)根据URL列表，从提取器列表中选择合适的提取器获取与视频相关的描述信息，并提取视频资源的下载地址和流媒体传输协议等信息。表3为部分视频描述信息字段及描述：
表3：部分视频描述信息字段及描述
本发明的一个实施例中，视频信息的提取步骤如下：
(3.1)判断URL的归属视频平台，从提取器列表选择对应提取器，下载当前URL的网页源代码，根据视频平台的架构、布局等特点，尽可能全面地提取视频的描述信息，包括但不限于视频ID、标题、时长、格式等信息；表4所示部分视频描述信息：
表4：部分视频描述信息
(3.2)对提取信息进行分析处理，获得同一视频的不同格式信息，主要包括视频资源下载地址和流媒体传输协议等信息，可以根据需求选择若干视频格式，传入下载器。
步骤(4)基于视频资源的下载地址和流媒体传输协议信息，选择合适的视频下载器，如果是DASH协议，则进入步骤(5)，如果是HLS协议，则进入步骤(6)，图2表示视频下载的流程；
本发明的一个实施例中，根据传入下载器的视频下载地址和协议信息，判断视频平台所使用的流媒体传输协议，选择对应的视频下载器，视频下载器的不同，决定了视频传输信息获取的方式，如果是DASH协议，可以在视频下载完成后通过视频解析器获取反映视频传输的信息，如果是HLS协议，则可以在视频下载过程中获取视频传输相关的信息，下载器之间相互独立，可动态扩展，覆盖当前主流传输协议，图3表示视频传输信息获取的流程。
步骤(5)使用DASH下载器下载视频文件，解析视频文件，提取视频的属性信息，其中分片信息间接反映了DASH协议视频传输的特性；
本发明的一个实施例中，通过DASH下载器下载的视频，可以通过视频解析器，例如通过fmp4解析器提取mp4文件的编码格式、码率、帧率等属性信息，其中“sidx box”中记录了各个moof+mdat组合的分片的相关信息，包括大小和时长等，间接反映了视频的传输特性。
步骤(6)使用HLS下载器下载视频文件，解析视频文件获得视频的属性信息，在下载过程中，可以直接获得反映HLS协议视频传输特性的相关信息，表5表示部分视频属性信息和传输信息的字段及描述：
表5：部分视频属性、传输信息字段及描述
本发明的一个实施例中，HLS下载器通过请求m3u8文件中每个分片的链接获得完整的视频，通过解析视频文件获得视频的编码格式、码率、帧率等属性信息，在下载过程中按顺序保存每个分片的大小可以直接获得与视频传输相关的信息，视频下载和传输信息的获取可以同步获得，节约了时间与资源，表6表示部分视频属性信息和传输信息：
表6：部分视频属性、传输信息
步骤(7)构建视频样本库，样本库由视频信息数据库和视频数据库组成，视频信息数据库包括所有视频文件的描述信息、属性信息和传输信息，视频数据库包括所有视频文件。
本发明的一个实施例中，将视频描述信息、视频属性信息以及视频传输信息整理合并，将所有视频的相关信息存入信息库，完成视频信息数据库的构建；将所有视频文件(mp4、webm等格式)存入视频库，完成视频数据库的构建。图4为视频样本库的结构示意图，信息库和视频库的数据存在一一对应关系。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤(1)针对不同视频平台和流媒体传输协议，构建个性化视频平台提取器和下载器，获得提取器列表和下载器列表，提取器负责从视频网页提取有效信息，下载器负责根据流媒体传输协议的特性，将加密视频下载至本地；
步骤(2)根据视频平台的架构和布局特点，制定每个平台的检索和爬取策略，编写URL爬取程序，构建URL列表；
步骤(3)根据URL列表，从提取器列表中选择合适的提取器获取与视频相关的描述信息，并提取视频资源的下载地址和流媒体传输协议信息；
步骤(4)基于视频资源的下载地址和流媒体传输协议信息，选择合适的视频下载器，如果是DASH协议，则进入步骤(5)，如果是HLS协议，则进入步骤(6)；
步骤(5)使用DASH下载器下载视频文件，解析视频文件，提取视频的属性信息，其中分片信息间接反映了DASH协议视频传输的特性；
步骤(6)使用HLS下载器下载视频文件，解析视频文件获得视频的属性信息，在下载过程中，直接获得反映HLS协议视频传输特性的相关信息；
步骤(7)构建视频样本库，样本库由视频信息数据库和视频数据库组成，视频信息数据库包括所有视频文件的描述信息、属性信息和传输信息，视频数据库包括所有视频文件。
2.根据权利要求1所述的一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包含如下子步骤：
(1.1)不同视频平台网页信息不同，视频相关的有效信息有所差别，针对具体的视频平台，构建个性化提取器，从而提取出被下载器处理的视频信息，根据提取器构建提取器列表；
(1.2)不同视频平台采用的流媒体传输协议不同，对不同的协议构建个性化下载器，使用下载器下载视频，根据下载器构建下载器列表。
3.根据权利要求1所述的一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包含如下子步骤：
(2.1)针对采用静态加载的视频平台，通过解析库处理视频网页HTML，获取所需目标信息，提取出视频URL；
(2.2)针对动态加载的视频平台，利用浏览器开发者工具或通过自动化测试库模拟用户浏览行为，并利用第三方库解析网页返回的响应数据，提取出视频URL；
(2.3)通过步骤(2.1)和(2.2)，可以抓取目前主流视频平台的URL，将所有视频URL汇总获得视频URL列表。
4.根据权利要求1所述的一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包含如下子步骤：
(3.1)判断URL的归属视频平台，从提取器列表选择对应提取器，下载当前URL的网页源代码，根据视频平台的架构、布局等特点，尽可能全面地提取视频的描述信息，包括但不限于视频ID、标题、时长、格式等信息；
(3.2)对提取信息进行分析处理，获得同一视频的不同格式信息，主要包括视频资源下载地址和流媒体传输协议等信息，可以根据需求选择若干视频格式，传入下载器。
5.根据权利要求1所述的一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，所述步骤(4)中，根据传入下载器的视频下载地址和协议信息，判断视频平台所使用的流媒体传输协议，选择对应的视频下载器，视频下载器的不同，决定了视频传输信息获取的方式，如果是DASH协议，在视频下载完成后通过视频解析器获取反映视频传输的信息，如果是HLS协议，则在视频下载过程中获取视频传输相关的信息，下载器之间相互独立，可动态扩展，覆盖当前主流传输协议。
6.根据权利要求1所述的一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，所述步骤(5)中，通过DASH下载器下载的视频，通过视频解析器，通过fmp4解析器提取mp4文件的编码格式、码率、帧率属性信息，其中“sidx box”中记录了各个moof+mdat组合的分片的相关信息，包括大小和时长，间接反映了视频的传输特性。
7.根据权利要求1所述的一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，所述步骤(6)中，HLS下载器通过请求m3u8文件中每个分片的链接获得完整的视频，通过解析视频文件获得视频的编码格式、码率、帧率属性信息，在下载过程中按顺序保存每个分片的大小可以直接获得与视频传输相关的信息，视频下载和传输信息的获取可以同步获得，节约了时间与资源。
8.根据权利要求1所述的一种多平台视频样本库的构建方法，其特征在于，所述步骤(7)中，将视频描述信息、视频属性信息以及视频传输信息整理合并，将所有视频的相关信息存入信息库，完成视频信息数据库的构建；将所有视频文件存入视频库，完成视频数据库的构建。
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