CN1852283A - 一种实现多数据源流媒体在线浏览的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现多数据源流媒体在线浏览的系统，包括网络服务模块、媒体信息获取模块、媒体信息缓存器、整合模块、QoS分析控制模块和关键帧分析模块。通过各个模块之间的协作，实现了稳定传输、高质量的媒体在线浏览。

Description

一种实现多数据源流媒体在线浏览的系统

                      技术领域

本发明属于数字家庭网络技术领域及多媒体技术领域，特别是涉及一种流媒体在线浏览的系统。

                      技术背景

流媒体是指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续媒体，如音频、视频、文本、图片等在内的多媒体文件。运用流媒体技术，把流媒体文件放到互联网服务器上，让客户端(包括浏览器)一边下载一边观看、收听，而不需要等整个多媒体文件下载完毕就可以即时观看。

流媒体实现的关键技术就是流式传输。一般来说，流包含两种含义：广义上的流是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系列技术、方法和协议的总称，习惯上称之为流媒体系统；而狭义上的流是相对于传统的下载一回放(Download-Playback)方式而言的一种媒体格式，能从Internet上获取音频和视频等连续的多媒体流，用户可以边接收边播放，使延时大大减少。

Internet的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。流媒体技术广泛用于多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。

如今已经有非常多的在线流媒体播放系统，有典型的C/S、B/S结构的系统，如Windows MediaPlayer，Realplayer等播放器，就可以作为客户端或者嵌入网页中，从服务器在线获取媒体信息实时播放。但是这种C/S、B/S结构的系统，由于突发的网络状况和服务器能力的上限，存在着服务不够流畅稳定的情况。

现在也有许多P2P的在线媒体播放系统，这种系统理论上同时在线观看的人数越多，服务质量就越好，得到的媒体信息就越流畅。事实上这种系统也做到了这种效果，如PPLive、CoolStreaming等播放软件，在播放普通电视节目中有非常大的优势。但是这种系统存在着如果在线观看的人数少，就达不到理想的播放效果的目的。同时由于这一种P2P的系统，数据的来源不只是服务器，一般情况下数据来源都是其他客户端，媒体数据先传输给一个客户端，再通过多个客户端才能把媒体信息转发到本地客户端中，这样就造成了较大节目的延时。

在线多媒体技术以前由于带宽的限制，未能在网络上广泛运用，如今基础技术已经成熟，如今互联网的带宽已经可以基本满足在线多媒体浏览的需要，虽然网络带宽在增加，但是网络中传输的数据量也在快速增长。带宽的增加并没有根本解决网络拥塞的情况，仍不能精确预测在什么时间什么地段的网络将出现拥塞现象。由于在线浏览多媒体信息需要稳定快速的互联网才能得到流畅的多媒体效果，偶尔拥塞现象也将大大降低用户的感受。同时，现在的多媒体浏览技术，无论是C/S结构的解决方案，还是P2P的解决方案，都需要从数据源中缓存一定量的媒体信息以防止偶尔的网络拥塞，但是打开节目前的缓存时间都不尽如人意，长时间的缓存意味着节目有较大的延时，对于实时性要求较高的媒体节目，如体育竞赛节目，明显的延时有时候是不可以接受的，因为迟到的比赛结果常常让人感到不满。

对此，需要一种可得到稳定传输、高质量的在线媒体浏览方案。

                      发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不同，提出了一种稳定传输、高质量的多数据源流媒体在线浏览的系统。

为了实现发明目的，采用的技术方案如下：

一种实现多数据源流媒体在线浏览的系统，设置有如下模块：

负责与流媒体数据源交互数据的网络服务模块；

通过网络服务模块从网络上的流媒体数据源获取数据的媒体信息获取模块；

用于存储从不同流媒体数据源所获取的数据的两个或两个以上媒体信息缓存器；

将媒体信息缓存器的数据重组并传送至播放终端的整合模块；

以及QoS分析控制模块和关键帧分析模块。

上述技术方案中，所设置的媒体信息缓存器的数量不少于流媒体数据源的数量。

所述QoS分析控制模块通过分析各个媒体信息缓存器从流媒体数据源中获取数据包的传输速度、数据包传输中的丢包率来决定每个媒体信息缓存器从流媒体数据源中获取多少数据以及获取哪一部分的的数据。

所述QoS分析控制模块根据与各个流媒体数据源的网络连接速度的不同来控制从流媒体数据源获取数据的大小，对于连接速度较慢的数据源，给相对较少的数据获取任务；对于速度理想的数据源，则给予相对较多的数据获取任务。

所述关键帧分析模块通过提取从流媒体数据源所获取的数据的关键帧特征，根据从不同流媒体数据源得到相同关键帧的时间差，来对不同流媒体数据源的媒体信息进行时间同步。

所述关键帧分析模块的关键帧特征采用图像信息相关。

本发明的各个模块所实现的功能具体如下：

网络服务模块负责与在线流媒体数据源交互数据。网络通信部分都是由该模块负责。而与其通信的主要模块为媒体信息获取模块。媒体信息获取模块通知网络服务模块需要从哪个流媒体数据源中获取什么数据，网络服务模块按照要求返回给媒体信息获取模块需要的媒体信息。

所述媒体信息获取模块接收QoS控制模块的控制信息，媒体信息获取模块根据这些控制信息，从网络上得到的不同数据源，存放到不同的媒体信息缓存器中。

本发明对于每个不同的媒体信息数据源，都生成一个独立的缓存器与其相对应。通过媒体信息获取模块，从不同数据源中获取的信息，存放于不同的媒体信息缓存器中。各个媒体信息缓存器中的内容并不相同，故而需要把所有的内容再重新排序，以单一流媒体的形式输出，在媒体播放器看来，这是一个单一的数据流，而不是由各个媒体信息缓存器组成的数据流，达到体系结构对播放器透明的目的。

所述QoS分析控制模块通过分析各个媒体信息缓存器从流媒体数据源中获取数据包的传输速度、数据包传输中的丢包率等信息，决定每个缓存队列从流媒体数据源中获取多少数据，获取哪一部分的的数据。QoS分析控制模块还根据每个当前计算机与各个流媒体数据源的连接速度的不同，对于速度较慢的数据源，则给相对较少的数据获取任务；对于速度理想的数据源，则给予相对较多的数据获取任务。QoS分析控制模块是本发明中一个十分重要的模块，媒体播放的质量、流畅程度都由这个模块所影响。

所述关键帧分析模块通过提取关键帧的特征，把特征信息保存在媒体信息缓存器中，当从不同的流媒体数据源中分析得到相同的特征时，就认为在不同时刻从两个流媒体数据源服务器得到了相同的关键帧，这样根据从不同服务器得到相同关键帧的时间差，来对这些不同数据源的媒体信息进行时间同步。

关键帧分析模块所分析出来的关键帧特性具有与分辨率无关、与色彩深度无关、与关键帧的亮度无关的性质，分析出来的关键帧特性只与画面的内容相关。

本发明的技术特点主要体现如下：

1、可从对应同一个节目的多个流媒体服务器中同时获取媒体信息。

在互联网中，有多个流媒体数据源在播放相同的节目是非常常见的，使用从单一服务器通过传统的媒体播放器来播放这些在线媒体的时候，速度常常不能满足使用的要求。牺牲媒体质量或者建立更大的缓存机制都不能解决问题。这是因为网络的状况并不是稳定的，也许在某一段时间内某段链路非常拥塞，但是在拥塞期过后，网络状况又恢复正常。本发明通过同时访问多个流媒体服务器，同时从不同的流媒体服务器中获取不同的数据，再通过QoS分析控制模块，可以达到避开拥塞段链路的目的，以获得稳定质量的在线媒体播放质量。

2、内部架构对媒体播放器透明。

本发明的体系架构虽然是从多个流媒体数据源中获取不同的数据，但是这种多数据源的体系架构是对播放器透明的。由于通过信息整合模块对每个媒体信息缓存器中的数据整合后才发送至播放器，故而对于播放器来说，它仍然与播放单一数据源的工作流程相同。

3、具备良好的扩展性。

本发明给出的是按功能划分的模块设计，在遵循整个架构上下文约束的情况下，可以灵活配置实现各个模块。如QoS分析控制模块，可以用新的分析控制策略替代原来的策略；关键帧分析模块，也可以通过用其他的分析策略来更换原有的策略，以达到提高速度或减少资源开销的目的。

                      附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明应用于网络上的示意图。

                    具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明的结构示意图如附图1所示，由网络服务模块、媒体信息获取模块、媒体信息缓存器、整合模块、QoS分析控制模块、关键帧分析模块组成。

所述网络服务模块与网络上的媒体服务器连接，负责与服务器的流媒体数据源进行交互。

所述媒体信息获取模块与网络服务模块连接，通知网络服务模块需要从哪个流媒体数据源中获取什么数据，网络服务模块按照要求返回给媒体信息获取模块需要的媒体信息，媒体信息获取模块将媒体信息存放于不同的媒体信息缓存器中。

所述QoS分析控制模块通过分析各个媒体信息缓存器从流媒体数据源中获取数据包的传输速度、数据包传输中的丢包率等信息，决定每个缓存队列从流媒体数据源中获取多少数据，获取哪一部分的的数据。QoS分析控制模块还根据每个当前计算机与各个流媒体数据源的连接速度的不同，对于速度较慢的数据源，则给相对较少的数据获取任务；对于速度理想的数据源，则给予相对较多的数据获取任务。

所述关键帧分析模块通过提取与画面的内容相关的关键帧的特征，把特征信息保存在缓存中，当从不同的流媒体数据源中分析得到相同的特征时，就认为在不同时刻从两个服务器得到了相同的关键帧，这样根据从不同服务器得到相同关键帧的时间差，来对这些不同数据源的媒体信息进行时间同步。

所述的整合模块与用户的播放终端连接，用于将媒体信息缓存器中的数据整合后发送给播放终端。

本发明应用于网络上的一个实例的示意图如附图2所示，网络上不同地区有多个服务器正同时转播媒体节目，这些服务器为ServerA、ServerB、ServerC、ServerD、ServerE。由于在线实时观看该节目的人数很多，大量的用户增加了服务器的负担，使服务器可能不能及时服务每一位用户，同时大量的用户也增加了网络的负担，由于网络的拥塞，导致媒体信息数据包传播的延时、甚至被丢弃。由于客户端和ServerA的连接速度非常好，但是与ServerB的连接速度就比较慢，其他服务器服务速度一般。所以客户端通过QoS分析控制模块，分配较多的信息获取任务给ServerA，分配相对少的任务给ServerB，其他服务器分配介于ServerA和ServerB之间的任务量。但是ServerA由于访问人数的逐渐增多，ServerA的响应速度在下降，QoS分析控制模块发现从ServerA获取信息的速度在变慢，于是分配给ServerA的任务也逐渐减少，QoS模块也发现ServerC的服务速度在增加，于是把任务更多地分配给ServerC。通过这种机制，达到了避开拥塞的网络，避开能力达到上限的服务器的目的，从而保证的媒体浏览的质量。

Claims (6)

1、一种实现多数据源流媒体在线浏览的系统，其特征在于设置有如下模块：

负责与流媒体数据源交互数据的网络服务模块；

通过网络服务模块从网络上的流媒体数据源获取数据的媒体信息获取模块；

用于存储从不同流媒体数据源所获取的数据的两个或两个以上媒体信息缓存器；

将媒体信息缓存器的数据重组并传送至播放终端的整合模块；

以及QoS分析控制模块和关键帧分析模块。

2、根据权利要求1所述的实现多数据源流媒体在线浏览的系统，其特征在于所设置的媒体信息缓存器的数量不少于流媒体数据源的数量。

3、根据权利要求1或2所述的实现多数据源流媒体在线浏览的系统，其特征在于所述QoS分析控制模块通过分析各个媒体信息缓存器从流媒体数据源中获取数据包的传输速度、数据包传输中的丢包率来决定每个媒体信息缓存器从流媒体数据源中获取多少数据以及获取哪一部分的的数据。

4、根据权利要求3所述的实现多数据源流媒体在线浏览的系统，其特征在于所述QoS分析控制模块根据与各个流媒体数据源的网络连接速度的不同来控制从流媒体数据源获取数据的大小，对于连接速度较慢的数据源，给相对较少的数据获取任务；对于速度理想的数据源，则给予相对较多的数据获取任务。

5、根据权利要求4所述的实现多数据源流媒体在线浏览的系统，其特征在于所述关键帧分析模块通过提取从流媒体数据源所获取的数据的关键帧特征，根据从不同流媒体数据源得到相同关键帧的时间差，来对不同流媒体数据源的媒体信息进行时间同步。

6、根据权利要求5所述的实现多数据源流媒体在线浏览的系统，其特征在于所述关键帧分析模块的关键帧特征采用图像信息相关。

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