ES2613978T3 - Un método y un sistema para la transmisión por secuencias suave de contenidos de medios en una red de entrega de contenidos distribuida - Google Patents

Un método y un sistema para la transmisión por secuencias suave de contenidos de medios en una red de entrega de contenidos distribuida Download PDF

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Abstract

Un metodo para la transmision por secuencias suave de contenidos de medios en una red de entrega de contenidos distribuida, que comprende: - codificar los ficheros de medios originales por medio de una entidad de codificacion (1); - solicitar por un usuario final, a traves de un dispositivo de cliente de usuario final, a un Servidor de Transmision por secuencias suave (SSS) un fragmento para una pista, calidad y desplazamiento de tiempo especificos de un fichero de medios; y - usar, por dicho SSS, una tabla de saltos de indices especifica que contiene la pista, calidad y un mapeo de desplazamientos de tiempo a desplazamientos de bytes y ficheros, para recuperar desde los ficheros de medios originales codificados el fragmento de flujo solicitado y entregar el ultimo al dispositivo de cliente del usuario final, a traves de una transmision por secuencias suave: en el que el metodo esta caracterizado porque comprende realizar las siguientes etapas: - proporcionar, por dicha entidad de codificacion, los ficheros de medios originales codificados a una entidad de indexador: - calcular, por dicha entidad de indexador, dichas tablas de saltos de indices especificas y otras que contienen la pista, calidad y un mapeo de los desplazamientos de tiempo a desplazamientos de bytes y ficheros para todos los ficheros de medios originales codificados; - ingerir, por dicha entidad de indexador, al menos dichas tablas de saltos de indices para un servidor de origen; - ingerir, por dicha entidad de codificacion, directamente o a traves de dicha entidad de indexador, los ficheros de medios originales codificados para dicho servidor de origen. - recuperar, por dicho SSS desde dicho servidor de origen, la tabla de saltos de indices especifica solicitada a partir de dichas tablas de saltos de indices; - leer, por el SSS, la tabla de saltos de indices especifica y ver que desplazamiento de bytes y que bloque de ficheros de medios originales codificados necesita de modo que pueda servir a la peticion del usuario final, - recuperar, por dicho SSS a partir de dicho servidor de origen, el bloque de ficheros de medios originales codificados necesarios; - recuperar, por el SSS, el fragmento de flujo solicitado a partir de dicho bloque de ficheros de medios codificados, y enviar el fragmento de flujo solicitado al dispositivo de cliente del usuario final, a traves de la transmision por secuencias suave; - calcular, por dicha entidad de indexador, ficheros de tramas clave para el avance rapido y retroceso rapido de una reproduccion de flujo, conteniendo cada uno de los ficheros de tramas clave intra tramas para una calidad especifica de todos los ficheros de video codificados, de los ficheros de medios originales codificados, en el que dichas tablas de saltos de indices contienen adicionalmente mapeos de la pista, calidad y desplazamientos de tiempo a dichos ficheros de tramas clave y desplazamientos de bytes; - ingerir, por dicha entidad de indexador, dichos ficheros de tramas clave para el servidor de origen; - solicitar, por dicho usuario final, a traves de dicho dispositivo de cliente del usuario final, a dicho SSS un avance rapido o retroceso rapido de un fragmento de flujo de una pista especifica; y - recuperar, por dicho SSS desde dicho servidor de origen, a partir de dichos ficheros de tramas clave al menos la informacion necesaria de tramas clave para servir al dispositivo de cliente de usuario final con las tramas necesarias de avance rapido y retroceso rapido que permiten dicho avance rapido o retroceso rapido solicitado para dicho fragmento de flujo de dicha pista especifica.

Description

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Un metodo y un sistema para la transmision por secuencias suave de contenidos de medios en una red de entrega
de contenidos distribuida
DESCRIPCION
Campo de la tecnica
La presente invencion se refiere en general, en un primer aspecto a un metodo para la transmision por secuencias suave de contenidos de medios en una red de entrega de contenidos distribuida, que comprende un SSS que transmite de forma suave por secuencias un fragmento de flujo solicitado a un usuario final, despues de recuperarlo de ficheros de medios originales codificados usando una tabla de saltos de indices, y mas particularmente a un metodo que libera al SSS de la tarea de calcular las tablas de saltos de indices, como se calculan con anterioridad por medio de una entidad externa de indexacion.
Un segundo aspecto de la invencion se refiere a un sistema adaptado para implementar el metodo del primer aspecto.
Estado anterior de la tecnica
La Transmision por secuencias suave de Microsoft (MSS) es un protocolo de entrega de video creado por Microsoft y se implementa en su Servidor de Informacion de Internet de Microsoft (IIS).
La MSS se usa por muchos servicios de suscripciones de video (como Netflix) y las soluciones IPTV (como la Plataforma de Video Global de Telefonica).
Algunas caractensticas relevantes de la MSS son:
- Entrega de video multi-tasa de bit
- Multiples pistas de audio
- Multiples pistas de subtftulos
- Proteccion de contenidos con DRM.
Actualmente, el flujo de trabajo de la Entrega de Contenidos de Microsoft funciona en el siguiente modo:
- Los elementos multimedia (Video, audio, subtftulos) se procesan por una herramienta de Microsoft llamada
Codificador de Expresion de Microsoft: Esta herramienta procesa todos los ficheros de entrada y genera un
nuevo conjunto de ficheros de MSS que representan el contenido listo para la entrega. Estos ficheros generados
incluyen un fichero de manifiesto y algunos ficheros de medios, que contienen uno o mas elementos originales listos para fragmentar.
- Estos ficheros de MSS se copian a continuacion a un Servidor Microsoft que ejecuta el IIS para realizar la entrega de contenidos a los usuarios finales.
- Cuando los usuarios solicitan comenzar a ver un contenido espedfico, el servidor les envfa el fichero de manifiesto correspondiente con la descripcion del audio y video disponibles, y las pistas de subtftulos para ese contenido. Esta descripcion de pistas incluye la calidad de la tasa de bits de la pista y otras caractensticas.
- Con esta informacion los usuarios pueden pedir los fragmentos de flujo del servidor para una pista, calidad y desplazamiento de tiempo espedficos.
- Cuando el servidor recibe una de estas peticiones por los usuarios de pista de MSS, calidad y desplazamiento de
tiempo, carga algunos ficheros de medios en la memoria para calcular algunas tablas para mapear los
desplazamientos de tiempo a desplazamientos ffsicos de bytes.
La Figura 1 representa el flujo del contenido normalizado cuando usa las tecnologfas de Microsoft. Las partes de ingestion y de tiempo real se separan para identificar claramente que procesos estan directamente relacionados con los problemas de procesamiento en tiempo real y la distribucion.
La parte de ingestion se realiza solo una vez. En este estado, los ficheros de medios originales se procesan de modo que se puedan servir como contenido de la Transmision por secuencias suave. En esta etapa, todos los ficheros de SS se tienen que copiar en un servidor IIS de Microsoft que puede servir los fragmentos usando los ficheros de SS.
En la etapa de entrega en tiempo real el servidor procesa cualquier peticion realizada por los usuarios finales.
Cualquier procesamiento que se podna mover desde la etapa de entrega en tiempo real a la etapa de ingestion
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incurrina en ahorros significativos para la red de entrega de contenidos al cargo de la distribucion de esos contenidos.
Cualquier procedimiento que pudiese evitar tener que almacenar todos los ficheros de SS anteriormente a servir el contenido traena ahorros de almacenamiento relevantes en el servidor de usuario final, ya que el contenido se podna descargar a demanda.
A continuacion se citan los documentos de patente que desvelan propuestas enlazadas con los protocolos de flujo fragmentados. La mayor parte de los mismos se centran en la codificacion y los metodos de seleccion de flujos, topicos que no estan relacionados con la presente invencion.
Algunas de estas patentes mencionan un mdice, que, como se vera mas adelante es un concepto usado frecuentemente en la descripcion de la presente invencion. Sin embargo, el mdice mencionado en estas patentes es el que en las secciones anteriores se ha llamado el manifiesto del contenido, que es una descripcion de las pistas disponibles y sus caractensticas para un contenido espedfico. Como la descripcion de la presente invencion mostrara mas adelante, este mdice de la tecnica anterior esta asociado con a un concepto que es diferente del que esta asociada la tabla de indices de saltos de la presente invencion.
El documento US2010/0189183A1 menciona indices tambien pero, de nuevo, en un sentido no relacionado a lo que se denominan los indices en la presente invencion.
Los documentos US7925774B2, US8265140B2, US7949775B2 se centran en metodos para que los clientes de flujos de medios cambien a diferentes calidades dependiendo del estado de la conexion y otras consideraciones. Los documentos US7925774B2 y US8265140B2 mencionan indices pero tambien en el mismo sentido en el que lo hacen los anteriores documentos de patente.
El documento US2011/296048 A1 implementa un metodo de entrega de un flujo en directo en una red de entrega de contenido (CDN) e incluye las funciones de alto nivel de grabar el flujo usando un nivel de grabacion, y reproducir el flujo usando un nivel de reproduccion. La etapa de grabacion del flujo incluye un conjunto de sub-etapas que comienzan cuando se recibe el flujo en un punto de entrada de CDN en un formato de origen. El flujo se convierte a continuacion en un formato intermedio (IF), que es un formato interno para entregar el flujo en la cDn y comprende un manifiesto de flujo, un conjunto de uno o mas indices de fragmento (FI), y un conjunto de fragmentos de IF. El proceso de reproduccion comienza cuando un cliente solicitante esta asociado con un intermediario de HTTP de CDN. En respuesta a la recepcion en el intermediario de HTTP de una solicitud para el flujo o una porcion del mismo, el intermediario de HTTP recupera (desde el archivo o el almacenamiento de datos) el manifiesto de flujo y al menos un mdice de fragmento. Usando el mdice de fragmento, los fragmentos de IF se recuperan al intermediario de HTTP, se convierten a un formato objetivo y a continuacion se sirven en respuesta a la solicitud de cliente. El formato de origen puede ser el mismo o diferente del formato objetivo. Preferentemente, se accede a todos los fragmentos, se almacenan en cache y se sirven mediante el intermediario de HTTP mediante HTTP.
El documento US2010/235472 A1 describe un sistema de flujo continuo adaptativo que proporciona una conexion sin estados entre el cliente y el servidor para enviar por flujo continuo reproduccion de medios en la que los datos estan formateados de tal manera que permiten al cliente tomar decisiones y reaccionar mas rapidamente a condiciones de red variables. El cliente solicita segmentos uniformes de medios desde el servidor que incluyen una porcion de los medios. El sistema de flujo continuo adaptativo solicita porciones de un fichero de medios o de un evento de flujo continuo en directo en segmentos de pequeno tamano que tienen cada uno un URL distinguido. Esto permite que se almacenen en cache los datos de medios de flujo continuo mediante la infraestructura de cache de internet existente. Cada segmento contiene informacion de metadatos que describe la codificacion del segmento y contenido de medios para reproduccion mediante el cliente. El servidor puede proporcionar segmentos en multiples codificaciones de modo que el cliente puede cambiar rapidamente a segmentos de una tasa de bits o velocidad de reproduccion diferentes.
Problemas con las soluciones existentes
La transformacion de los desplazamientos de tiempos a desplazamientos de ficheros ffsicos es sencillo de hacer cuando el numero de contenidos servidos por un servidor es pequeno pero cuando el numero de contenidos servidos en paralelo aumenta, el funcionamiento del sistema comienza a degradarse, haciendolo inutilizable para dar servicio a mas peticiones despues de un cierto punto.
Adicionalmente, este escenario presenta problemas de escalabilidad cuando se tiene que distribuir el contenido entre un conjunto de nodos de servicio. Los diagramas de las Figuras 2 y 3 muestran las dos posibles configuraciones que sirven el contenido de Transmision por Secuencias Suave usando Servidores de Microsoft que ejecutan ISS y sus inconvenientes.
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Configuracion A (Figura 2):
En esta configuracion los ficheros generados por el codificador para un contenido espedfico (ficheros SS) tienen que enviarse a cada uno de los nodos de servicio (IIS de MS) para servir cualquier fragmento del flujo a los usuarios finales.
Este escenario posee los siguientes inconvenientes:
• Incluso si un nodo de servicio solo recibe peticiones para un pequeno subconjunto de los fragmentos de video, necesitara todos los ficheros que el codificador genero para ese flujo. Esto incurrira en un uso innecesario del espacio cache del disco del nodo de servicio, es decir del IIS de MS.
• En el caso de que el nodo de servicio no tuviese el fichero listo en su cache, los usuarios que solicitan el flujo advertinan un retardo significativo en la recepcion de una respuesta hasta que el nodo de servicio gestione obtener los ficheros de medios. Un modo de evitar este inconveniente es copiar todos los ficheros de contenidos en los ficheros de MMS, lo que implicana incluso un mayor uso del espacio cache del disco del nodo de servicio.
• Se tendran que calcular las tablas de salto por el nodo de servicio cada vez para cada peticion aumentando el uso de la CPU del nodo de servicio innecesariamente. La desventaja es copiar la totalidad de los ficheros de contenido en los ficheros de MMS, que implicara incluso uso superior de espacio de cache de disco del nodo de servicio.
• Se tendran que calcular las tablas de salto por el nodo de servicio cada vez para cada peticion aumentando el uso de la CPU del nodo de servicio innecesariamente.
Configuracion B (Figura 3):
En esta configuracion hay solo un servidor ISS de MS con todos los ficheros generados por el codificador. Los usuarios finales solicitan fragmentos a los nodos de servicio proxy, que a su vez realizan la misma peticion al servidor ISS de MS.
Este escenario, incluso aunque no tiene el problema de uso innecesario de espacio cache que tema la Configuracion A, posee los siguientes inconvenientes:
• Los elementos de la red de origen de ISS de MS necesitan calcular tablas de salto para muchos nodos de servicio diferentes que solicitan fragmentos a los mismos. Esto, como se ha explicado anteriormente, con un numero suficientemente grande de contenidos diferentes a servir causa una gran penalizacion de la CPU sobre estos servidores.
• Como el nodo de servicio solo solicita fragmentos a su servidor de origen a medida que recibe peticiones de los usuarios finales, no hay ninguna busqueda anterior de los datos de flujo que probablemente se pediran mas tarde por los mismos usuarios finales. Esto dara como resultado los siguientes problemas:
o La transferencia de datos entre el servidor de origen de IIS de MS y los nodos de servicio tendra toda la sobrecarga de un protocolo fragmentado de HTTP como la Transmision por secuencias suave, lo que da como resultado un modo de envfo menos eficiente de estos datos de medios en comparacion con el envfo de un gran bloque de flujo de medios en una peticion.
o Se hara diffcil para los nodos de servicio compartir entre ellos su contenido ya puesto en memoria cache. o La no realizacion de la busqueda anterior causara una penalizacion constante en la latencia para el usuario final.
Descripcion de la invencion
La invencion se refiere a un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 y a un sistema de acuerdo con la reivindicacion 13. Se definen realizaciones adicionales mediante las reivindicaciones dependientes.
Breve descripcion de los dibujos
Las anteriores y otras ventajas y caractensticas se entenderan mejor a partir de la siguiente descripcion detallada de las realizaciones, con referencia a los dibujos adjuntos (algunos de los cuales, particularmente las Figuras 1 a 3, se han usado en el estado anterior de la seccion tecnica para describir propuestas convencionales), que se debe considerar en un modo ilustrativo y no limitativo, en las que:
la Figura 1 representa el flujo de contenido normalizado cuando se usan las tecnologfas de Microsoft. Las partes de ingestion y de tiempo real estan separadas para identificar claramente que procesos estan directamente relacionados con el procesamiento de tiempo real y los temas de distribucion;
las Figuras 2 y 3 muestran respectivamente las Configuraciones A y B de la tecnica anterior descritas anteriormente para servir el contenido de la Transmision por secuencias suave usando Servidores Microsoft normales que ejecutan el IIS;
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la Figura 4 muestra esquematicamente el sistema del segundo aspecto de la invencion usado para implementar
el metodo del primer aspecto, para una realizacion destinada solo para servir fragmentos de flujo;
la Figura 5 tambien muestra esquematicamente el sistema del segundo aspecto de la invencion usado para
implementar el metodo del primer aspecto, para una ligera variacion de la realizacion de la Figura 4;
la Figura 6 es un diagrama de flujo que representa la operacion realizada por el SSS para servir un fragmento de
flujo bajo peticion, para una realizacion del metodo del primer aspecto de la invencion;
la Figura 7 es un diagrama que describe el proceso desde la ingestion a la entrega de acuerdo con una realizacion del metodo del primer aspecto de la invencion destinado para servir los fragmentos de flujo; la Figura 8 es analoga a la Figura 4, pero en este caso el sistema representado se usa para implementar las operaciones del metodo del primer aspecto de la invencion para una realizacion destinada para asistir, no solo las peticiones de los fragmentos de flujo, sino tambien peticiones de avance rapido y retroceso rapido; la Figura 9 es analoga a la Figura 5, pero para implementar las operaciones del metodo del primer aspecto de la invencion para asistir tambien a las peticiones de avance rapido y retroceso rapido; y
la Figura 10 es un diagrama que describe el proceso desde la ingestion a la entrega de acuerdo con una realizacion del metodo del primer aspecto de la invencion destinado para servir fragmentos de flujo y tambien tramas de avance rapido.
Descripcion detallada de varias realizaciones
El metodo y sistema de la presente invencion proporciona un mecanismo alternativo para aumentar la escalabilidad, lo que, dependiendo de la realizacion, incluye algunas o todas las siguientes caractensticas:
- Una etapa adicional a realizar despues de que se prepara el contenido por el Codificador de Expresion de Microsoft que genera las tablas de saltos pre-calculadas (ficheros de indices) y las tablas de tramas claves (ficheros de tramas claves) para el avance rapido y el retroceso rapido. Esta etapa se realiza en el proceso de ingestion, de modo que no hay ningun tema de procesamiento en tiempo real.
- Un Servidor de Transmision por secuencias suave de Microsoft optimizado que entiende las tablas pre- calculadas generadas en la etapa anterior y que pueden realizar la traduccion directa entre las peticiones basadas en el tiempo y las peticiones de ficheros ffsicos. Esto se realiza en tiempo real, de modo que la traduccion reduce el tiempo de procesamiento y el tamano del contenido a cargar en el servidor.
- Un servidor de contenido normalizado (por ejemplo, Apache) se puede usar para servir ficheros SS, ficheros de tramas indices y tramas clave a peticion para el Servidor de MMS Optimizado. De este modo, no se requiere cargar todos los ficheros de contenidos en el Servidor de MMS Optimizado.
La Figura 4 muestra esquematicamente el sistema del segundo aspecto de la invencion usado para implementar el metodo del primer aspecto, para una realizacion destinada solo para servir fragmentos de flujo. El sistema representado incluye un flujo de contenido normalizado que usa las tecnologfas de Microsoft desde la recepcion de los ficheros de medios y la codificacion y la entrega de los mismos por medio de un Codificador de Expresion normalizado 1, en la salida del mismo estan conectados una herramienta de indexador / Entidad 2, un Servidor de Origen 3 y varios Servidores de MSS Optimizados 4.
La Figura 5 representa la misma realizacion de la Figura 4 pero con la ligera variacion de que una entrada del Servidor de Origen 3 esta conectada directamente a la salida del Codificador 1 para recibir directamente los ficheros de SS, es decir los ficheros de medios originales codificados, desde el Codificador 1, es decir, sin pasar a traves de la Entidad del Indexador 2.
Para la realizacion de las Figuras 4 a 7, la entidad de indexador 2 realiza las siguientes operaciones en los ficheros de entrada, es decir, en todos los ficheros de medios originales codificados preparados para la transmision continua, es decir de acuerdo con el formato de Fichero de Transmision por secuencias suave, que sigue la especificacion ISO/IEC 14496-12:2005 (tecnicamente identico a la ISO/IEC 15444-12: 2005):
Para cada pista en los ficheros de entrada:
- procesar todos las cajas de MOOF (fragmentos de pelfcula y MDAT (meta datos); y
- procesar todos las cajas de MFRA (Acceso Aleatorio de Fragmentos de Pelfculas), y para cada sello temporal en TFRA (Acceso Aleatorio de Fragmentos de Pista) generar un desplazamiento de fichero, entrada de tamano correspondiente al mapeo mencionado anteriormente de los desplazamientos de tiempo a desplazamientos de ficheros y bytes de la tabla de saltos.
El Servidor de MMS Optimizado 4 realiza las operaciones indicadas en el diagrama de flujo de la Figura 6 cuando recibe peticiones de usuario, es decir:
- Comprueba si tiene el fichero de indices correspondiente a la peticion de usuario; si no lo tiene, lo descargara desde el servidor de origen 3 y lo almacenara en la memoria cache para que este listo para peticiones
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- Con el mdice disponible, leera el mdice y vera que desplazamiento de bytes y que fichero de SS necesita de modo que pueda servir esta peticion.
- Con esta informacion, comprobara si tiene esta parte de fichero de SS disponible en su cache, si no lo tiene lo descargara desde el servidor de origen 3 y lo almacenara en la cache.
- Cuando se descargan partes de ficheros de SS desde el servidor de origen 3, una estrategia eficiente que optimizara la eficacia de la transferencia del origen a los nodos de servicio y aumentara la velocidad de las peticiones de usuario posteriores, es descargar un mayor bloque de fichero de SS que el que se requiere solo para servir la peticion del usuario.
- Con la parte del fichero de SS correspondiente lista en su cache, el Servidor de MSS 4 puede contestar a la peticion del usuario con el fragmento de fichero de SS que corresponde.
El diagrama de la Figura 7 describe el proceso desde la ingestion a la entrega, para una implementacion espedfica de la realizacion de las Figuras 4 a 7, es decir, para servir solo fragmentos de flujo, y se describe a continuacion.
En la parte de ingestion, un proveedor de contenidos entrega al Codificador para que el ultimo los codifique, enviando el Codificador los ficheros codificados al Indexador (anteriormente llamado Entidad / Herramienta de Indexador) para realizar el ultimo la indexacion de los mismos, el Indexador ingiere todos los ficheros codificados y el mdice para todos los ficheros, es decir, las llamadas tablas de saltos de mdice anteriores, para el Servidor de Origen.
En la parte de entrega del diagrama de la Figura 7, uno o mas usuarios finales solicitan un fragmento de flujo Q al nodo de Servicio, es decir al Servidor de MSS, solicitando el ultimo al Servidor de Origen el mdice espedfico para dicho fragmento solicitado, que lo envfa al nodo de Servicio, a continuacion el nodo de Servicio lee el mdice recibido, es decir la tabla de saltos de indices, y basado en la informacion recuperada de los mismos solicita un bloque de ficheros codificados para el Servidor de Origen, enviando el ultimo el bloque solicitado al nodo de Servicio. A continuacion, el bloque se Servicio atiende la peticion de fragmento y las peticiones de fragmentos adicionales (Q+1, ... Q+X) recuperando dichos fragmentos desde el bloque recibido y enviandolo a los usuarios finales.
Finalmente, siguiendo el diagrama de la Figura 7, para tener fragmentos almacenados de antemano a que se pidan por los usuarios finales, el nodo de Servicio solicita al Servidor de Origen un bloque de ficheros codificados adicional para buscarlo anteriormente en la cache del nodo de Servicio.
Aunque no se indica en el diagrama de la Figura 7, las tablas de saltos de indices tambien se pueden buscar anteriormente en el nodo de Servicio, para otra implementacion en la realizacion de las Figuras de 4 a 7.
El protocolo de MSS proporciona adicionalmente capacidades para permitir a los reproductores del cliente el avance rapido y el retroceso rapido de una pista de video y ver la reproduccion del flujo a una mayor velocidad. Estos se activan por el reproductor emitiendo una peticion espedfica que el servidor trata especialmente.
Cuando los servidores de ISS de Microsoft reciben esta clase de peticion para una pista de video, envfan una rapida sucesion de tramas al usuario, que corresponden a un subconjunto de intra tramas de esa pista. En el contexto de la codificacion de video, las intra tramas, son tramas que se codifican independientemente con respecto a cualesquiera otras tramas del flujo de video, y de este modo, contienen toda la informacion necesaria para decodificarse completamente por si mismas
El uso de la implementacion descrita anteriormente de la realizacion de las Figuras 4 a 7 del metodo y sistema de la presente invencion presenta algunos problemas de implementacion de esta caractenstica porque necesitan servir, casi al mismo tiempo, pocos bits de informacion difundidos sobre todo un fichero de SS, necesitando los medios tener una gran proporcion de los ficheros de SS, si no todos, de un flujo ya almacenado en las memorias cache del nodo de servicio en caso de que llegue una de estas peticiones.
Para mantener las ventajas que proporcionan el sistema y el metodo de la presente invencion y, al mismo tiempo, poder servir estas peticiones de avance rapido y retroceso rapido, se han desarrollado las siguientes adiciones a la configuracion inicial, constituyendo de este modo la realizacion mostrada en las Figuras de 8 a 10:
- En la etapa de indexacion, los que se han llamado en este caso ficheros de tramas clave se generan por la Entidad del Indexador 2. Cada uno de estos ficheros contiene las intra tramas para una calidad espedfica de los ficheros de SS.
- Aun en la etapa de indexacion, el mdice resultante, aparte de contener la pista, la calidad y los desplazamientos de tiempo para las tablas de saltos de desplazamiento de bytes y ficheros, contiene adicionalmente mapeos de la pista, la calidad y los desplazamientos de tiempo a los ficheros de tramas clave y desplazamientos de bytes, por lo tanto el diagrama de la Figura 7 que se refiere al proceso desde la ingestion a la entrega, se aplicana de forma similar con la adicion de los ficheros de tramas de claves, resultando el diagrama de la Figura 10.
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- Se implementan diferentes estrategias de descarga en el servidor de MSS Optimizado 4 para tener estos ficheros de tramas de claves listos en sus memorias cache. Una de estas estrategias sena descargar, desde el Servidor de Origen 3, bloques de estos ficheros de tramas clave a peticion. Otra opcion, considerando que estos ficheros de tramas clave son significativamente menores que sus ficheros homologos de SS completos (aproximadamente el 10 - 15% de su tamano) podnan buscarse anteriormente completamente cuando se solicita por un usuario cualquier fragmento para una calidad de flujo correspondiente.
- Cuando el servidor de MSS Optimizado 4 recibe una de estas peticiones de avance rapido o retroceso rapido, usando cualquiera de las estrategias de descarga mencionadas obtiene la informacion necesaria de las tramas clave en su cache y la sirve al usuario.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, los diagramas de configuracion mostrados anteriormente de las Figuras 4 y 5 se convertinan en los de las Figuras 8 y 9.
El diagrama de la Figura 10 muestra como sena el flujo para servir a una peticion de avance rapido cuando se implementa una estrategia de busqueda anterior de bloques de ficheros de tramas clave, y difiere del diagrama de la Figura 7 en que el indexador tambien genera ficheros de tramas clave y las envfa, junto con las tablas de saltos de mdice, al Servidor de Origen, y en que incluye ademas las siguientes etapas, para realizarse en la parte de Entrega:
El nodo de Servicio busca anteriormente el bloque de ficheros de tramas clave para la calidad de Q, es decir para la calidad del fragmento solicitado Q, solicitando tal bloque al Servidor de Origen, el ultimo, en responder a la peticion, enviando el bloque de ficheros de tramas clave solicitado al nodo de Servicio. Con este bloque de tramas clave buscado anteriormente, el nodo de Servicio puede atender las peticiones del usuario final para un avance rapido (o retroceso rapido) para el fragmento Q+X.
Para esta realizacion de las Figuras 8 a 10, la operacion de indexacion en cada uno de los ficheros de SS incluina este tratamiento del fichero de tramas clave que dana como resultado lo siguiente:
Para cada una de las Pistas de video en los ficheros de entrada, es decir de los ficheros de video codificados:
Crear un nuevo fichero de tramas clave como sigue:
- Para cada fragmento de Video:
o Leer la Caja MOOF y redimensionarla para una muestra que describe una intra trama. o Escribir dicha nueva Caja MOOF redimensionada.
o Leer la Caja MDAT y redimensionarla para una muestra que contenga dicha intra trama. o Escribir dicha nueva Caja MDAT redimensionada.
Para cada pista en los nuevos ficheros de entrada, los ficheros que incluyen los ficheros de medios originales codificados y los ficheros de tramas claves creados:
- Procesar todas las cajas MOOF y MDAT.
- Procesar todas las cajas MFRA, y para cada sello temporal en TFRA generar un desplazamiento de fichero, entrada de tamano.
Ventajas de la Invencion:
Con el sistema y metodo de la presente invencion se consigue una distribucion de los contenidos de medios sobre un conjunto de nodos de servicios (Servidores de MMS Optimizados) en un modo eficiente resolviendo los problemas de escalabilidad encontrados con los mecanismos de entrega convencionales.
Con las configuraciones propuestas, un servidor de origen sin estado normal contiene todos los ficheros de medios generados por el codificador mas un mdice y ficheros de tramas clave generados por la entidad de indexador. Estos ficheros de tramas clave permiten a los usuarios finales el avance rapido o el retroceso rapido de un flujo que estan reproduciendo.
Cuando los nodos de servicio reciben una peticion de un fragmento de medio necesitan en primer lugar obtener este fichero de indices. El fichero de indices permite al nodo de servicio convertir la peticion del usuario de pista, calidad y desplazamiento de tiempo a un desplazamiento de bytes y ficheros que permite al nodo de servicio solicitar un bloque de medios para un fichero desde el origen.
Con esta configuracion los problemas mencionados anteriormente de escalabilidad se resuelven:
• El uso de la CPU ya no es un problema ya que la tabla de saltos de la pista, calidad y desplazamiento de tiempo
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a desplazamiento de bytes de fichero ya se han calculado anteriormente.
• El nodo de servicio no necesita malgastar especio en su memoria cache descargando todo el contenido de medios para servir unos pocos fragmentos.
• El usuario final nunca tiene que incurrir en grandes penalizaciones de latencia en el caso de que el nodo de servicio que pide el contenido no tenga ya el contenido en la memoria cache, el nodo de servicio puede pedir ahora al origen el desplazamiento correcto del fichero codificado que necesita que sirva.
• Permitir al nodo de servicio tener esta informacion le permite pedir al origen una mayor cantidad de flujo de medios y, de este modo, buscara anteriormente el contenido que probablemente pedira inmediatamente en peticiones posteriores del usuario final. Esta busqueda anterior puede incluir un mayor intervalo de bytes de ficheros de SS correspondientes a la calidad del video solicitado, lenguaje de audio o tramas clave.
• Esta capacidad de busqueda anterior permitira a los nodos de servicio compartir el contenido mas facilmente entre ellos y eliminara cualquier sobrecarga de protocolo que tema la Configuracion B mencionada anteriormente (Figura 3).
Una persona experta en la materia podna introducir cambios y modificaciones en las realizaciones descritas sin
apartarse del alcance de la invencion como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para la transmision por secuencias suave de contenidos de medios en una red de entrega de contenidos distribuida, que comprende:
    - codificar los ficheros de medios originales por medio de una entidad de codificacion (1);
    - solicitar por un usuario final, a traves de un dispositivo de cliente de usuario final, a un Servidor de Transmision por secuencias suave (SSS) un fragmento para una pista, calidad y desplazamiento de tiempo espedficos de un fichero de medios; y
    - usar, por dicho SSS, una tabla de saltos de indices espedfica que contiene la pista, calidad y un mapeo de desplazamientos de tiempo a desplazamientos de bytes y ficheros, para recuperar desde los ficheros de medios originales codificados el fragmento de flujo solicitado y entregar el ultimo al dispositivo de cliente del usuario final, a traves de una transmision por secuencias suave:
    en el que el metodo esta caracterizado porque comprende realizar las siguientes etapas:
    - proporcionar, por dicha entidad de codificacion, los ficheros de medios originales codificados a una entidad de indexador:
    - calcular, por dicha entidad de indexador, dichas tablas de saltos de indices espedficas y otras que contienen la pista, calidad y un mapeo de los desplazamientos de tiempo a desplazamientos de bytes y ficheros para todos los ficheros de medios originales codificados;
    - ingerir, por dicha entidad de indexador, al menos dichas tablas de saltos de indices para un servidor de origen;
    - ingerir, por dicha entidad de codificacion, directamente o a traves de dicha entidad de indexador, los ficheros de medios originales codificados para dicho servidor de origen.
    - recuperar, por dicho SSS desde dicho servidor de origen, la tabla de saltos de indices espedfica solicitada a partir de dichas tablas de saltos de indices;
    - leer, por el SSS, la tabla de saltos de indices espedfica y ver que desplazamiento de bytes y que bloque de ficheros de medios originales codificados necesita de modo que pueda servir a la peticion del usuario final,
    - recuperar, por dicho SSS a partir de dicho servidor de origen, el bloque de ficheros de medios originales codificados necesarios;
    - recuperar, por el SSS, el fragmento de flujo solicitado a partir de dicho bloque de ficheros de medios codificados, y enviar el fragmento de flujo solicitado al dispositivo de cliente del usuario final, a traves de la transmision por secuencias suave;
    - calcular, por dicha entidad de indexador, ficheros de tramas clave para el avance rapido y retroceso rapido de una reproduccion de flujo, conteniendo cada uno de los ficheros de tramas clave intra tramas para una calidad espedfica de todos los ficheros de video codificados, de los ficheros de medios originales codificados, en el que dichas tablas de saltos de indices contienen adicionalmente mapeos de la pista, calidad y desplazamientos de tiempo a dichos ficheros de tramas clave y desplazamientos de bytes;
    - ingerir, por dicha entidad de indexador, dichos ficheros de tramas clave para el servidor de origen;
    - solicitar, por dicho usuario final, a traves de dicho dispositivo de cliente del usuario final, a dicho SSS un avance rapido o retroceso rapido de un fragmento de flujo de una pista espedfica; y
    - recuperar, por dicho SSS desde dicho servidor de origen, a partir de dichos ficheros de tramas clave al menos la informacion necesaria de tramas clave para servir al dispositivo de cliente de usuario final con las tramas necesarias de avance rapido y retroceso rapido que permiten dicho avance rapido o retroceso rapido solicitado para dicho fragmento de flujo de dicha pista espedfica.
  2. 2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicho servidor de origen es un servidor de origen sin estado.
  3. 3. El metodo de la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho SSS recupera a partir de dicho servidor de origen dicha tabla de saltos de indices espedfica y/o dicho bloque de ficheros de medios originales codificados necesarios a peticion, una vez que se recibe dicha peticion del usuario final.
  4. 4. El metodo de la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho SSS recupera a partir de dicho servidor de origen dicha tabla de saltos de mdice espedfica y/o dicho bloque de ficheros de medios originales codificados necesarios buscando anteriormente las tablas de saltos de indices y/o los bloques de ficheros de medios originales codificados anteriormente a dicha peticion del usuario final, comprendiendo el metodo comprobar el SSS, una vez recibida dicha peticion del usuario final, si la tabla de saltos de indices espedfica solicitada y/o el bloque de ficheros de medios originales codificados esta dentro de la informacion buscada anteriormente, y si esta, recuperarla directamente a partir de dicha informacion buscada anteriormente.
  5. 5. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicho SSS recupera desde dicho servidor de origen dicha informacion necesaria de tramas clave descargando bloques de ficheros de tramas clave a peticion, una vez que recibe dicha peticion del usuario final de avance rapido o retroceso rapido.
  6. 6. El metodo de la reivindicacion 1, en el que dicho SSS recupera desde dicho servidor de origen dicha informacion necesaria de tramas clave buscando anteriormente los ficheros de tramas clave cuando se solicita cualquier
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    fragmento para una calidad de flujo correspondiente por dicho usuario final.
  7. 7. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho bloque de ficheros de medios codificados es mayor que el fragmento de flujo solicitado, almacenando el SSS dicho bloque de ficheros de medios codificados para servir directamente las peticiones posteriores del usuario de fragmentos de flujo sin peticiones al servidor de origen.
  8. 8. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, la busqueda anterior por el SSS, de bloques de ficheros de medios codificados para servir directamente peticiones posteriores del usuario de fragmentos de flujo sin peticiones al servidor de origen, incluyendo dicha busqueda anterior un mayor intervalo de bytes de los ficheros de medios codificados correspondientes a la calidad de video solicitado, lenguaje de audio o tramas clave.
  9. 9. El metodo de la reivindicacion 8, que comprende la transmision por secuencias suave de contenidos de medios para una pluralidad de usuarios finales a traves de varios Servidores de Transmision por secuencias suave, conectados todos ellos bidireccionalmente a dicho servidor de origen para servir a los usuarios finales realizando las mismas operaciones que dicho SSS.
  10. 10. El metodo de la reivindicacion 9, que comprende compartir, por dichos SSS, el contenido buscado anteriormente entre sr
  11. 11. El metodo de la reivindicacion 1 o 2, que comprende realizar, por dicha entidad de indexador, la siguiente operacion para cada pista de los ficheros de medios originales codificados:
    - procesar todas las cajas MOOF y MDAT; y
    - procesar todas las cajas MFRA, y para cada sello temporal en TFRA generar un desplazamiento de fichero, entrada de tamano correspondiente para dicho mapeo de los desplazamientos de tiempo a los desplazamientos de bytes y ficheros de la tabla de saltos.
  12. 12. El metodo de la reivindicacion 1, que comprende realizar por dicha entidad de indexador las siguientes operaciones:
    - para cada pista de los ficheros de video originales codificados:
    - crear un nuevo fichero de tramas clave como sigue:
    - para cada fragmento de video:
    - leer la Caja MOOF y redimensionarla a una muestra que describe una intra trama:
    - escribir dicha nueva Caja MOOF redimensionada;
    - leer la Caja MDAT y redimensionarla a una muestra que contiene dicha intra trama;
    - escribir dicha nueva Caja MDAT redimensionada;
    y
    - para cada pista en los ficheros de entrada que incluya los ficheros de medios originales codificados y los ficheros de tramas clave creados:
    - procesar todas las cajas MOOF y MDAT; y
    - procesar todas las cajas MFRA, y para cada sello temporal en TFRA generar un desplazamiento de fichero, entrada de tamano.
  13. 13. Un sistema para la transmision por secuencias suave de contenidos de medios en una red de entrega de contenidos distribuida, que comprende:
    - una entidad de codificacion (1) configurada para codificar los ficheros de medios originales;
    - un Servidor de Transmision por secuencias suave (4), SSS, configurado y dispuesto para acceder a ficheros de medios originales una vez codificados por la entidad de codificacion (1) y para entregar fragmentos de los mismos a un dispositivo del cliente de usuario final, a traves de la transmision por secuencias suave; y
    - un dispositivo de cliente de usuario final configurado y dispuesto para solicitar a dicho SSS (4) un fragmento de flujo para una pista, calidad y desplazamiento espedficos de un fichero de medios;
    en el que dicho SSS (4) tiene acceso a una tabla de saltos de indices espedfica que contiene la pista, calidad y un mapeo de los desplazamientos de tiempo a desplazamientos de bytes y ficheros, y esta configurado para usar dicha tabla de satos de indices espedfica para recuperar desde los ficheros de medios originales codificados el fragmento de flujo solicitado y entregar el ultimo al usuario final, a traves de la transmision por secuencias suave; en el que el sistema esta caracterizado porque implementa el metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a
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    12, para cuyo fin el sistema comprende ademas:
    - un servidor de origen (3);
    - una entidad de indexador (2) con una entrada conectada a una salida de dicha entidad de codificacion (1) para recibir los ficheros de medios originales una vez codificados por la misma, y configurada y dispuesta para realizar dicho calculo de las tablas de saltos de mdice y su ingestion para dicho servidor de origen (3);
    en el que dicho servidor de origen (3) esta dispuesto para recibir por ingestion los ficheros de medios originales codificados desde la entidad de codificacion (1), directamente o a traves de dicha entidad de indexador (2), y esta conectado a dicho SSS para recuperar al menos dicha tabla de saltos de indices espedfica y dicho bloque de ficheros de medios codificados necesarios; y
    en el que dicho SSS (4) esta configurado para el procesamiento de dichas tablas de saltos de indices para realizar la traduccion directa entre las peticiones basadas en el tiempo y las peticiones de ficheros ffsicos en tiempo real.
  14. 14. El sistema de la reivindicacion 13, en el que dicho servidor de origen (3) es un servidor de origen sin estado.
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