CN1171158C - 视频点播系统中活动图象的流动方法 - Google Patents

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Abstract

所公布的是视频点播(VOD)系统中的一种活动图象流动方法，该方法依据客户端连接到服务器的带宽的级别选择活动图象，所述级别是一个从包括以递减顺序排列的五个级别的组中所选择的级别，所述五个级别包括：第一级别，用于使视频图象的至少一个I图象、至少一个P图象和至少一个B图象与音频一起流动；第二级别，用于使视频图象的I图象和P图象与音频一起流动；第三级别，用于使视频图象的I图象与音频一起流动；第四级别，用于使视频图象的I图象的一部分与音频一起流动；第五级别，用于仅使音频流动。无论客户端的网络环境如何，活动图象都被有效地发送。

Description

视频点播系统中活动图象的流动方法
技术领域
本发明涉及在视频点播(VOD)系统中的一种活动图象流动方法。特别地，当流动(stream)一个活动图象文件时，为了稳定地提供该活动图象，主服务器依据网络带宽，将该活动图象打包成相关的图象，而与例如调制解调器、ISDN、ADSL、LAN等等的用户的网络环境无关。
背景技术
最近，电信技术和计算机的发展导致互联网的快速发展，使得能向用户提供活动图象以及文本和静止图象。
客户端为了通过互联网接收诸如文本、静止图象和活动图象的文件，通过不同的网络环境连接到服务器。
同时，网络环境依客户端而变化，网络环境的举例主要包括调制解调器、ISDN、ADSL、LAN等等，其中调制解调器具有相对低的带宽(例如28.8kbps)，而LAN服务于相对高的带宽(例如100Mbps)。
然而，一个具有例如调制解调器的低带宽的网络环境的客户端会碰到这样的问题，例如，在需要高的位速率的活动图象信息的发送中，经常发生中断。这种问题是由于信息被编码高于客户端所连接网络的带宽而发生。
此外，由于互联网是包交换网络，客户端具有依据时间而频繁变化的不稳定的带宽。
由于依据环境和时间而变化，上述互联网带宽不适用于要求恒定位速率的VOD系统。特别地，网络带宽更不适用于发送要求高的位速率的活动图象。
为了解决上述问题，VOD系统通常在不同位速率下为同一内容生成多个活动图象文件，因而所述文件可以满足不同的客户端网络环境。
因此，需要内容发生器为一个内容生成多个活动图象文件，从而浪费时间、人力和用于生成活动图象文件的数据库。
此外，被提供了活动图象信息的客户为了接收适合于客户端网络带宽的活动图象文件，应该具有网络带宽的知识。
图1显示了有关技术的VOD系统。
参见图1，VOD系统包括一个可视设备100、一个编码器110、一个主服务器120和客户端130a～130d。
可视设备100响应模拟信号，显示活动图象，所述可视设备可以包括VTR、TV、摄象机等。
编码器110将由模拟信号组成的活动图象转换成由数字信号组成的活动图象文件。
主服务器120从编码器110所提供的并存储在主服务器120内的具有不同位速率的活动图象文件中，选择一个具有适当位速率的文件。主服务器120发送选择的活动图象文件，从而客户端可以不中断地再现活动图象文件。
更特别地，主服务器120具有被编码成不同位速率的适合于不同网络带宽的不同文件。代表一个内容的活动图象文件再次被编码成适合于调制解调器、ISDN、ADSL、LAN等具有不同位速率的不同的活动图象文件，被编码成不同位速率的不同活动图象文件原先被储存在主服务器120中。
每个客户端130，通过使用包括调制解调器、ISDN、ADSL、LAN等的每种网络环境，可连接到主服务器120，从而接收适合于每个客户端130的网络环境的活动图象文件。
同时，在从主服务器120接收活动图象文件过程中，每个客户端130所选择的活动图象文件可以具有比连接到客户端的计算机网络的带宽更高的位速率。然而，如果再现具有比连接到客户端的计算机网络的带宽更高的位速率的活动图象文件时，缺点是客户端130需要重复进行重新缓冲(rebuffering)操作，从而活动图象文件的再现被停止和中断。
发明内容
因此，本发明被用于解决上述问题，本发明的目的是，通过依据临时变化的网络带宽，将活动图象文件打包并发送该活动图象文件，以便稳定而不中断地提供活动图象服务，而与临时变化的网络带宽无关。
此外，本发明的另一个目的是，根据客户端所连接的互联网，有选择地发送要被流动的活动图象文件，从而在再现活动图象期间，活动图象的视频和音频可以被容易地识别，同时能够容易地传送活动图象。
为了实现上述目的，本发明提供在VOD系统中的一种活动图象流动方法，该方法包括以下步骤：将活动图象文件存储到主服务器；将客户端与主服务器相连，用于发送请求活动图象信息的指令消息；响应于客户端发送的指令消息，主服务器取到客户端请求的活动图象文件；主服务器将所取到的活动图象文件分成视频和音频；主服务器确认客户端所连接的网络的网络带宽，以依据该带宽选择视频图象；主服务器将所选择的视频图象发送给客户端。
其中，所述主服务器依据网络带宽确定选择视频图象的级别；依据所选择的级别，主服务器将视频图象和音频发送给客户端，客户端再现所述视频图象和音频。
所述级别是一个从包括以网络带宽递减顺序排列的五个级别的组中所选择的级别，所述五个级别包括：第一级别，用于使所述视频图象的至少一个I图象、至少一个P图象和至少一个B图象与所述音频一起流动；第二级别，用于使所述视频图象的I图象和P图象与所述音频一起流动；第三级别，用于使所述视频图象的I图象与所述音频一起流动；第四级别，用于使所述视频图象的I图象的一部分与所述音频一起流动；第五级别，用于仅使所述音频流动。
附图说明
下面，通过结合附图所进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。
图1示出有关技术的一种VOD系统；
图2示出本发明实施例的一种VOD系统；
图3示出依据本发明实施例的一个活动图象文件的图象格式；
图4为一流程图，例举了依据本发明所提供的活动图象文件的处理过程。
具体实施方式
下面结合图2～4描述依据本发明的优选实施例，在VOD系统中的一种活动图象流动方法。
如图2所示，VOD系统包括一个可视设备200、一个编码器210、一个主服务器220和客户端230。
可视设备200集中图象信息，它的举例可以包括VTR、TV、摄象机以及类似设备。
编码器210接收来自可视设备200的由模拟信号组成的活动图象，从而产生数字信号形式例如MPEG1、MPEG2、MPEG4和H.263的活动图象文件。
主服务器220从客户端230接收活动图象请求消息，从而提供VOD系统服务。响应来自客户端的请求消息，主服务器220将客户想要的活动图象信息，也就是相关的视频、音频、文本等数据，从数据库中取到并将其流动。
此外，对于一个内容，主服务器220仅需要一个编码后的活动图象文件，因而有效地减少了主服务器220的存储容量。
同时，主服务器220将数据流发送给每个客户端230，所述数据流是基于MPEG2算法的被压缩编码的数据。这种数据流的举例可以包括一本地ATM，所述ATM是异步发送方案，用于改善DAVLC内的发送性能。
同时，响应每个客户端230发送到主服务器220的VOD系统服务请求，从主服务器220向每个客户端230发送编码后的位数据流和报头信息的位数据流，包括服务器的发送速率信息。因此，当编码前将编码后的位数据流恢复成原始信号时，每个客户端230提取包含在位数据流内的发送速率信息并基于所提取的发送速率信息，确定恢复中的解码速度。
同时，至少提供两个信道，用于在主服务器220和每个客户端230之间的通信：第一信道是一个控制信道，第二信道是一个数据信道。控制信道被连接在主服务器和每个客户端之间，用于发送指令消息，该指令消息用于在两部分之间也就是在主服务器和每个客户端之间所产生的消息的交换。数据信道用于将活动图象文件从主服务器发送给每个客户端。
主服务器220和每个客户端230之间的指令消息可以具有以下形式：
连接指令消息，用于当每个客户端230试图和主服务器220连接时；执行指令消息，用于当主服务器220开始活动图象发送时；暂停指令消息，用于当活动图象发送被临时暂停时；停止指令消息，用于当终止活动图象发送时；断开指令消息，用于当断开和主服务器220的连接时。
在此情况下，主服务器220将活动图象文件分成五个级别，以便活动图象文件被稳定地发送给客户端230。
此外，主服务器220在与每一客户端230的发送速度相对应的一个级别上，提供活动图象文件，以确保稳定的活动图象的发送。
特别地，当将活动图象文件发送给每个客户端230时，主服务器220在适合于每个客户端230的临时变化的网络带宽也就是网络的发送速度的级别上，发送活动图象文件。
本发明依据网络带宽，将提供给客户端的活动图象文件分成五个级别，以在适合于每个客户端的网络带宽的级别上，提供活动图象服务。
下面将详细地描述上述级别：
在级别1，主服务器使视频的所有I图象、P图象和B图象与音频一起流动。级别1的活动图象可被用于当每个客户端具有足以接收整个活动图象的网络带宽时。
在级别2，主服务器仅仅使视频的I图象和P图象与音频一起流动。
在级别3，主服务器仅仅使视频的I图象与音频一起流动。
在级别4，主服务器使视频的I图象的一部分与音频一起流动。详细地说，通过跳过一些I图象而进行流动。
在级别2～4，音频可以被自然地听见，然而，由于视频缺乏P和/或B图象，视频并不象级别1内的那样自然。然而，由于编码速率高于网络带宽，这可以有效地消除中断或者重新缓冲。
在级别5，仅仅音频被流动。在级别5被提供活动图象文件的客户端具有非常低的带宽，因此，仅可以听见音频但是不能观看视频图象。
上述设置的级别单位是一种与音频和视频的数据大小有关的示例性单位，但是本发明并不局限于上述形式。
图3显示出符合本发明实施例的活动图象文件的图象格式。
参见图3，将更加详细地描述上述级别的含义。
诸如MPEG1、MPEG2、MPEG4和H.263的活动图象分别包括音频和视频。视频以GOP(图象组)为单位组成，其中每个GOP由I、B和P图象组成。
所述I图象具有一完整的形式，因而可以被单独解码。P图象从属于I图象，因而与I图象一起被解码。B图象从属于I和P图象，因此，当I图象单独存在或I和B图象都存在时，可以被解码。
同时，根据从每个客户端230(图2)接收到的活动图象文件的请求消息，服务器220(图2)依据每个客户端所连接的网络的带宽，流动活动图象。然后，从上述所设的多个活动图象级别中，选择依据网络带宽所发送的活动图象的级别。
更具体地，当每个客户端所连接的网络的带宽，在级别1进行发送，其中，I图象、P图象和B图象都被流动，从而通过对所有图象进行解码，每个客户端可以观看完整的图象。然而，由于级别随着每个客户端所连接的网络的带宽的降低而增加，即使所有图象都被解码，也不能形成完整的图象。同时这有效地抑制了由于流动带宽的降低所产生的图象中断。
图4为一个流程图，示出依据本发明所提供的活动图象文件的处理过程。
如图4所示，S400中，为了依据VOD系统服务接收活动图象，每个客户端230和主服务器220连接，并向主服务器220发送活动图象请求消息。
同时，在S4100中，主服务器220根据每个客户端230的请求，读取活动图象文件的一个块。
在S420中，主服务器220将音频从视频中分出，并依据每个客户端230所连接的网络的带宽选择流动的级别。
依据在S430中所选择的视频流级别，在相关的I图象、P图象和B图象内选择视频图象之后，主服务器220在S440中，将所选择的视频图象进行打包后，发送到每个客户端230。
在S450中，每个客户端将所接收到的视频图象进行拆包，并在S460中通过解码再现音频和视频。
下面表述本发明的另一实施例。
本发明第一实施例可以被实施。然而，带宽可能由于诸如网络不稳定的因素而变化。在此情况下，无论何时请求所述活动图象文件的一指定块，都要确认网络带宽并再次选择视频流级别，因而每个客户端可以观看活动图象，从开始到结束都不会中断。
所述块可依据活动图象文件被分成的一个单元进行描述。
依据上述本发明的VOD系统中的活动图象流动方法，可以稳定地提供活动图象，而与例如调制解调器、ISDN、ADSL、LAN等等用户的网络环境无关。
此外，本发明可以提供稳定而不中断的活动图象，与网络带宽的临时变化无关。
此外，主服务器处理所述一个被编码的活动图象文件，从而降低了主服务器的数据库上的负载。

Claims (10)

1.一种在视频点播系统中的活动图象流动方法，该方法包括下列步骤：
将活动图象文件存储到主服务器；
将客户端与主服务器相连，以发送请求活动图象信息的指令消息；
响应于从客户端发送的指令消息，主服务器取到客户端请求的一活动图象文件；
主服务器将取到的活动图象文件分成视频和音频；
主服务器确认客户端所连接网络的网络带宽，以依据该带宽选择视频图象；以及
主服务器将所选择的视频图象发送给客户端。
2.如权利要求1所述的视频点播系统中的活动图象流动方法，其中，所述活动图象文件的视频以图象组为单位组成。
3.如权利要求2所述的视频点播系统中的活动图象流动方法，其中，所述图象组包括至少一个帧内编码图象、至少一个双向预测编码图象和至少一个预测编码图象，其中，帧内编码图象可以被单独解码，双向预测编码图象是从属于帧内编码图象的被压缩的图象，预测编码图象从属于帧内编码图象和双向预测编码图象。
4.如权利要求1所述的视频点播系统中的活动图象流动方法，
其中，所述主服务器依据所述网络带宽确定选择视频图象的级别；
依据所选择的级别，主服务器将所述视频图象和音频发送给客户端，客户端再现所述视频图象和音频。
5.如权利要求4所述的在视频点播系统中的活动图象流动方法，其中，所述级别是一个从包括以网络带宽的递减顺序排列的五个级别的组中所选择的级别，所述五个级别包括：
(i)第一级别，用于使所述视频图象的至少一个帧内编码图象、至少一个预测编码图象和至少一个双向预测编码图象与所述音频一起流动；
(ii)第二级别，用于使所述视频图象的帧内编码图象和预测编码图象与所述音频一起流动；
(iii)第三级别，用于使所述视频图象的帧内编码图象与所述音频一起流动；
(iv)第四级别，用于使所述视频图象的帧内编码图象的一部分与所述音频一起流动；
(v)第五级别，用于仅仅使所述音频流动。
6.如权利要求4所述的在视频点播系统中的活动图象流动方法，其中，所述音频和视频图象以包的形式发送给客户端。
7.如权利要求4所述的在视频点播系统中的活动图象流动方法，其中，主服务器对一个内容仅存储一个活动图象文件。
8.如权利要求4所述的视频点播系统中的活动图象流动方法，还包括：
所述主服务器读取所述客户端请求的活动图象文件的第一个块。
9.如权利要求8所述的在视频点播系统中的活动图象流动方法，其中，所述级别是一个从包括以网络带宽的递减顺序排列的五个级别的组中所选择的级别，所述五个级别包括：
(i)第一级别，用于使所述视频图象的至少一个帧内编码图象、至少一个预测编码图象和至少一个双向预测编码图象与所述音频一起流动；
(ii)第二级别，用于使所述视频图象的帧内编码图象和预测编码图象与所述音频一起流动；
(iii)第三级别，用于使所述视频图象的帧内编码图象与所述音频一起流动；
(iv)第四级别，用于使所述视频图象的帧内编码图象的一部分与所述音频一起流动；
(v)第五级别，用于仅仅使所述音频流动。
10.如权利要求8所述的在视频点播系统中的活动图象流动方法，其中，所述活动图象至少具有一个第二个块，以及当以块为单位请求一个新块时，再次选择所述级别并向客户端发送。
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