CN102123303B

CN102123303B - 一种音视频文件播放方法、系统及传输控制装置

Info

Publication number: CN102123303B
Application number: CN 201110073057
Authority: CN
Inventors: 罗应龙
Original assignee: TVMining Beijing Media Technology Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI TVMINING CULTURE MEDIA CO., LTD.
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: CN102123303A

Abstract

本发明公开了一种音视频文件播放方法、系统及传输控制装置，将音视频源文件根据不同的码率压缩编码为若干音视频流数据；将每个所述音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片，并生成索引文件；获取终端传输带宽数据，根据所述索引文件选择与终端传输带宽相适应的音视频文件切片，发送终端播放。采用了本发明的技术方案，解决了在音视频播放过程中因网络带宽波动带来的播放不流畅的问题，提高了用户收看音视频节目过程中的体验。

Description

一种音视频文件播放方法、系统及传输控制装置

技术领域

本发明涉及音视频播放技术领域，尤其涉及一种音视频文件播放方法、系统及传输控制装置。

背景技术

在IP网络上传输和播放音视频时，存在着不同网络环境下播放音视频节目的情况，在IP网络环境中通信网络随时段以及各种自然因素导致的网络传输带宽波动的问题。由此造成在开展音视频业务时，需要投资建设不同的播出系统以应对不同网络和终端播放设备，并且在网络带宽出现波动时无法很好的进行流畅的播出，出现不连续的播放效果，造成系统建设成本高且用户收看体验差的问题。

音视频播放系统主要的功能是对终端提供各类的音视频播出功能，传统的播出方式为事先把要播放的音视频节目经过编转码后存在服务器端，在接收终端播放器播放请求时，向终端按网络协议比如RTSP（Real Time Streaming Protocol，实时流传输协议）等向终端发送视频节目。在节目播放过程中，始终按初始连接时终端与系统协商或播放系统制定的节目流向终端发送，终端接收并解码和播放。在整个音视频播放过程中，音视频均按系统编码时所采用的CBR（Constants Bit Rate，静态（恒定）比特率）、VBR （Variable Bit Rate，非固定的比特率）参数下的产生的码流，在对同一个节目每个终端用户传输相同的音视频码率，无法解决不同终端用户在播放中带宽实时变化的情况。VBR虽然采用了可变码率来编码原始节目，达到降低音视频码率的目的，但仍然无法控制播放过程中的网络变动的网络带宽问题。在面对IPTV、互联网或移动视频播放业务时，因为终端的不同各个终端播放的音视频码率也不一致，系统针对各个终端平台准备不同的播出节目才能保证终端的覆盖。

现有音视频播放系统的方案中，首先把要播出的节目通过编码器编码形成多种码率的媒体文件，存放在服务器上，对于直播音视频则通过实时编码器编码产生多个不同码率的码流，再通过分发服务器对终端用户进行分发播出。在编码时对音视频采用VBR或CBR方式对原始音视频数据进行编码压缩，通过编码不同的码率节目源对应不同的播放终端。终端在发出节目播放请求时流服务器向终端发回某一个流节目，终端收到数据进行播放。对与直播节目则流服务器发回一个节目的流，播放器接收并持续播放。

对于各类不同的终端，传统的流传输与控制系统能够根据终端所支持的码率，按固定的已编码的码率向终端发送音视频数据。或者在检测终端与流服务器间的网络速率后，向终端返回固定编码码率的音视频流数据。

上述现有流服务器系统使用与播放器初始化连接时时判断网速，向终端播放器发送预定的多媒体数据，这些数据是事先通过编码器设定好的固定编码的速率，在播放器播放该节目整个过程中均按此参数向播放器端发送多媒体数据，该技术存在以下的缺点：

播放器在播放音视频内容时，所处的网络传输环境在改变，网络因外界原因所能提供的传输带宽会发生变动，从而导致网络传输带宽会小于音视频的编码码率时，播放器端将接收不到足够的播放数据而出现暂停，等待服务器端发送足够的数据再进行播放，从而在播放器端出现暂停，等待数据缓冲，当缓冲到一定的时候再开始进行播放。造成播放不连续，使用户在收看音视频内容时不顺畅，造成很差的体验。

不同终端的播放器需要与服务器进行事先的协商和设置，服务器系统才能够支持该类型的终端，并且该节目需要存在与该终端匹配的编码码率的节目存在。此播放器才能够播放节目。

发明内容

本发明的目的在于提出一种音视频文件的播放方法、系统及传输控制装置，用于解决音视频文件在播放过程中因终端传输带宽发生变动时，无法及时有效传输音视频文件进行播放的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种音视频文件播放方法，包括：

A、将音视频源文件根据不同的码率压缩编码为若干音视频流数据；

B、将每个所述音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片，并生成索引文件；

C、获取终端传输带宽数据，根据所述索引文件选择与终端传输带宽相适应的音视频文件切片，发送终端播放。

对经过不同码率压缩编码的音视频流数据，均按照相同的时间片段进行切片。

所述索引文件包含所有音视频文件切片的码率信息和时间段信息。

所述步骤C具体包括：

当终端请求音视频文件时，将最小码率的音视频文件切片发送终端，根据终端传输时间计算终端传输带宽数据，根据索引文件选择与终端传输带宽相适应的后续音视频文件切片，发送终端播放。

播放过程中，不断根据上一个音视频文件切片的传输时间计算终端传输带宽数据，根据索引文件选择与终端传输带宽相适应的后续音视频文件切片，发送终端播放。

一种音视频文件传输控制装置，该装置包括编码单元、切片单元、索引单元和带宽检测单元，具体如下：

所述编码单元，用于将音视频文件根据不同的码率进行压缩编码，形成若干个音视频流数据；

所述切片单元，用于将每个所述音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片；

所述索引单元，用于存储音视频文件切片，并生成索引文件；

所述带宽检测单元，用于检测终端传输带宽数据，选择与终端传输带宽相适应的音视频文件切片发送终端播放。

所述带宽检测单元进一步包括传输子单元、计算子单元和选择子单元，具体包括：

所述传输子单元，用于接收终端的播放请求，向终端发送音视频文件切片；

所述计算子单元，用于检测传输子单元向终端发送音视频文件切片的时间，计算终端带宽数据；

所述选择子单元，用于根据终端带宽数据，选择相适应的音视频文件切片。

一种音视频文件播放系统，该系统包括服务器与终端，具体如下：

所述服务器，用于将音视频文件根据不同的码率进行压缩编码，形成若干个音视频流数据，将每个音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片，存储音视频文件切片，并生成索引文件，检测终端传输带宽数据，选择与终端传输带宽相适应的音视频文件切片发送终端播放。

所述终端，用于向服务器请求音视频文件，接收音视频文件切片并播放。

本发明的技术方案，使用一种多码率压缩编码的音视频文件切片方式，解决了在音视频播放过程中因网络带宽波动带来的播放不流畅的问题，提高了用户收看音视频节目过程中的体验。同时，使用一套系统解决为多种终端匹配输出不同码率的音视频节目的问题，使视频点播与直播可以使用相同的系统，从而为多媒体系统建设降低了成本，节约了开销。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中音视频文件播放方法主要流程示意图；

图2是一种音视频文件压缩编码并分割切片的示意图；

图3是本发明实施例中一种终端播放器与服务器之间信息流程示意图；

图4是本发明实施例提供一种视音频文件传输控制装置结构示意图；

图5是本发明实施例提供的视音频文件传输控制装置中带宽检测单元结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明的技术方案，解决了音视频文件在播放过程中因传输系统带宽发生变动时，播放器端实时适配不同的播放码率音视频内容，使在不同网络状况环境下能够顺利的播放节目内容。本发明技术方案提出一种可变码率传输与控制的方法和系统，解决传统音视频系统播放过程中对终端变码率适配问题，提供了终端多样音视频码率的动态自适应的方法，解决多种不同终端不同播放能力适配的问题，使用同一套音视频系统即能能够支持多种终端的不同码率动态播放。

如图1所示，为本发明实施例提供的音视频文件播放方法主要流程示意图，具体如下：

步骤101，将音视频源文件根据不同的码率压缩编码为若干音视频流数据。

音视频文件一般存放在服务器端，服务器端首先需要根据不同的播放终端需要的码率将音视频文件压缩编码，形成多个音视频流数据。每个音视频流数据对应一种码率编码的音视频文件。这样，一个音视频文件经过不同码率的压缩编码形成多个音视频流数据。

这里的不同码率，可以根据需要设定，例如将已知的所有的编码码率均作为音视频文件压缩编码的码率，以提高整个系统的普适性。

步骤102，将每个音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片，并生成索引文件。

对于编码生成的音视频流数据，需要进一步的根据时间片段进行分割，一个音视频流数据分割为多个音视频文件切片。音视频文件切片根据时间顺序可以重新组成一个完整的音视频文件。

其中，由于音视频文件经过不同码率的压缩编码后，形成了多个音视频流数据，因而，需要对所有的音视频流数据均按照相同的时间片段进行分割，形成音视频文件切片。不同的音视频流数据经过分割后，得到的时间片段相同的音视频文件切片，其音视频内容是相同的，只是压缩编码的码率不同。

特别的，每个音视频流数据分割切片的数量可以预先设定，并可以根据需要进行调整。例如，可以根据具体音视频文件的大小，将音视频流数据分割切片成不同的切片。

生成索引文件，用于建立所有的文件切片的索引。在索引文件中，不同的音视频文件切片根据其时间片段和压缩编码的码率建立索引关系。

如图2所示，为一种音视频文件压缩编码并分割切片的示意图，其中，音视频文件经过码率1、码率2、码率3、码率4共4中码率的压缩编码，得到4个音视频流数据，分别将4个音视频流数据根据相同的时间片段进行分割，得到若干个音视频文件切片，保存并建立索引文件，用以查找不同的音视频文件切片。

一种较佳的实施例中，本发明实施例提供方案的音视频文件切片后在服务器端保存的各个码率节目索引文件的格式如下：

#program name “news of today”

#program duration:50s

#fragment duration:10s

#media-sequence:0

#fragment : 128kbps

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#fragment : 128kbps-end

#fragment : 256kbps

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#fragment : 256kbps-end

#fragment : 800kbps

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#fragment : 800kbps-end

#fragment : 1500kbps

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#fragment : 1500bps-end

在索引文件里标识音视频文件切片时间长度，不同码率的文件切片的文件位置，每种不同码率每个时刻都对应相同内容的节目内容的可播放文件。

同时产生一个音视频文件的播出索引文件的格式如下：

#program name “news of today”

#program duration:50s

#program fragment:5

CCTV1_20100526_173904_60245.mp4

CCTV1_20100526_173904_60246.mp4

CCTV1_20100526_173904_60247.mp4

CCTV1_20100526_173904_60248.mp4

CCTV1_20100526_173904_60249.mp4

#end

在播出索引文件里保存了该音视频文件持续时间、切片数，切片文件名信息。

步骤103，获取终端传输带宽数据，根据索引文件选择与终端传输带宽相适应的音视频文件切片，发送终端播放。

在终端播放器播放音视频文件时，终端播放器先向服务器发出播放请求，服务器向终端播放器终端返回该音视频文件播出索引文件，终端播放器再根据播出索引文件中的信息，向服务器发出下载该音视频文件的信息，服务器则根据服务器端索引文件中的索引信息，向终端播放器返回该音视频文件最小码率压缩编码的第一个音视频文件切片，终端播放终端下载完此文件切片后开始进行播放。在播放的同时终端播放器向服务请求下一个文件切片，此时服务器根据终端播放器对上一个文件切片下载的速度计算出服务器与此终端播放器传输的最大带宽，并匹配适合码率的下一个码率的文件切片向终端播放器传输。这样终端播放器在播放每个文件切片的同时在下载下一个文件切片，服务器根据上一个文件切片下载的速度能够检测出当前网络的带宽，并随时调整向终端播放器发送不同码率的文件切片，从而保证终端播放器上能够始终流畅而不出现中断的播放。

特别的，不同的终端传输带宽数据与相应的音视频文件切片的对应关系，可以预先设定，并由索引文件进行维护。

如图3所示，为本发明实施例中一种终端播放器与服务器之间信息流程示意图，具体如下：

步骤201，终端播放器相服务器发出播放请求，请求音视频文件；

步骤202，服务器向终端播放器返回播放索引文件；

步骤203，终端播放器相服务器请求播放音视频文件；

步骤204，服务器向终端播放器返回最小码率的音视频文件切片，该文件切片为该音视频文件的第一个文件切片；

步骤205，终端播放器开始播放该音视频文件切片；

步骤206，服务器端检测终端播放器的带宽数据，检测终端播放器适合的播放速度；

步骤207，终端播放器向服务器端请求下一个文件切片；

步骤208，服务器根据检测的带宽数据，匹配适合该带宽的码率编码的文件切片；

步骤209，服务器选择最适合的码率的文件切片发送终端播放器播放。

相应的，本发明实施例还提供一种视音频文件传输控制装置，如图4所示，该装置包括编码单元301、切片单元302、索引单元303和带宽检测单元304，具体如下：

编码单元301，用于将音视频文件根据不同的码率进行压缩编码，形成若干个音视频流数据。

编码单元301中，预先设定多种编码码率，对音视频文件进行不同码率的压缩编码，分别形成不同的音视频流数据。

切片单元302，用于将每个音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片。

切片单元302中，每个音视频流数据均按照相同的时间片段进行切片，切片的时间长度可以根据需要预先设定，并可以进行调整。每个音视频文件形成的不同的音视频流数据，其分割切片后相同时间片段的音视频内容均相同。

索引单元303，用于存储音视频文件切片，并生成索引文件。

形成的音视频文件切片，存储在索引单元303中，并建立索引文件，用于检索、调用需要的音视频文件切片。索引文件的建立，可以根据每个音视频文件切片的时间片段信息和编码码率信息。

带宽检测单元304，用于检测终端传输带宽数据，选择与终端传输带宽相适应的音视频文件切片发送终端播放。

带宽检测单元304中，根据终端播放器的传输带宽数据，选择相适应的音视频文件切片，发送给终端进行播放。如果没有传输带宽数据，将最小码率的音视频文件切片发送终端播放。

相应的，如图5所示，本发明实施例提供的视音频文件传输控制装置中，带宽检测单元304进一步包括传输子单元3041、计算子单元3042和选择子单元3043，具体包括：

传输子单元3041，用于接收终端的播放请求，向终端发送音视频文件切片。

当终端请求播放音视频文件时，向传输子单元3041发送请求，并由传输子单元3041将音视频文件切片发送终端。

计算子单元3042，用于检测传输子单元3041向终端发送音视频文件切片的时间，计算终端带宽数据。

在传输子单元3041向终端传输音视频文件切片时，计算子单元3042检测向终端发送音视频文件切片的时间，根据音视频文件的大小与传输时间，计算终端带宽数据。

选择子单元3043，用于根据终端带宽数据，选择相适应的音视频文件切片。

选择子单元3043中，当获取终端带宽数据后，选择与带宽数据相适应的音视频文件切片，向索引单元303获取该文件切片，并发送传输子单元3041，传输子单元3041将该文件切片发送终端进行播放。

相应的，本发明实施例还提供一种音视频文件播放系统，包括服务器与终端，具体如下：

服务器，用于将音视频文件根据不同的码率进行压缩编码，形成若干个音视频流数据，将每个音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片，存储音视频文件切片，并生成索引文件，检测终端传输带宽数据，选择与终端传输带宽相适应的音视频文件切片发送终端播放。

终端，用于向服务器请求音视频文件，接收音视频文件切片并播放。

相应的，本发明实施例的技术方案也适用于视频直播节目，直播节目同样经过不同码率的编码产生不同码率的音视频流数据，通过分割切片按固定时间片段能切割成音视频文件切片，并实时更新索引文件，当终端播放器播放直播节目时，同上面一样的流程进行直播节目的播放。同时对不同终端播放器在不同网络下均能够采用同样的技术方案完成音视频文件的可变码率的播放与控制。

本发明实施例的技术方案，使用一种多码率压缩编码的音视频文件切片方式，解决在音视频播放过程中因网络带宽波动带来的播放不流畅的问题，提高了用户收看音视频节目过程中的体验。同时，使用一套系统解决为多种终端匹配输出不同码率的音视频节目的问题，使视频点播与直播可以使用相同的系统，从而为多媒体系统建设降低了成本，节约了开销。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种音视频文件播放方法，其特征在于，包括：

C、当终端请求音视频文件时，将最小码率的音视频文件切片发送终端，根据终端传输时间计算终端传输带宽数据，根据所述索引文件选择与终端传输带宽相适应的后续音视频文件切片，发送终端播放；

在播放的同时终端播放器向服务器请求下一个文件切片，所述服务器根据终端播放器对上一个文件切片下载的速度计算出服务器与所述终端播放器传输的最大带宽，并匹配适合码率的下一个码率的文件切片向终端播放器传输。

2.根据权利要求1所述的音视频文件播放方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：对经过不同码率压缩编码的音视频流数据，均按照相同的时间片段进行切片。

3.根据权利要求1或2所述的音视频文件播放方法，其特征在于，所述索引文件包含所有音视频文件切片的码率信息和时间段信息。

4.一种音视频文件传输控制装置，其特征在于，该装置包括编码单元、切片单元、索引单元和带宽检测单元，具体如下：

所述带宽检测单元，用于当终端请求音视频文件时，将最小码率的音视频文件切片发送终端，根据终端传输时间计算终端传输带宽数据，根据所述索引文件选择与终端传输带宽相适应的后续音视频文件切片，发送终端播放；

5.根据权利要求4所述的音视频文件传输控制装置，其特征在于，所述带宽检测单元进一步包括传输子单元、计算子单元和选择子单元，具体包括：

所述传输子单元，用于根据终端播放器向服务器发出的播放请求，服务器向终端返回该音视频文件的播出索引文件，索引文件的信息包含了该音视频文件在固定时间间隔下，相同内容而不同码率对应的音视频播放文件切片的文件位置，终端播放器根据所述播出索引文件中的索引信息，向服务器发出下载该音视频文件的信息，服务器根据所述索引信息，向终端播放器返回该音视频文件最小码率压缩编码的第一个音视频文件切片，终端播放器下载完成所述文件切片后开始播放；

在播放的同时终端播放器向服务器请求下一个文件切片，所述服务器根据终端播放器对上一个文件切片下载的速度计算出服务器与所述终端播放器传输的最大带宽，并匹配适合码率的下一个码率的文件切片向终端播放器传输；

6.一种音视频文件播放系统，其特征在于，该系统包括服务器与终端，具体如下：

所述服务器，用于将音视频文件根据不同的码率进行压缩编码，形成若干个音视频流数据，将每个音视频流数据根据相同的时间片段分割成音视频文件切片，存储音视频文件切片，并生成索引文件，当终端请求音视频文件时，将最小码率的音视频文件切片发送终端，根据终端传输时间计算终端传输带宽数据，根据所述索引文件选择与终端传输带宽相适应的后续音视频文件切片，发送终端播放；在播放的同时终端播放器向服务器请求下一个文件切片，所述服务器根据终端播放器对上一个文件切片下载的速度计算出服务器与所述终端播放器传输的最大带宽，并匹配适合码率的下一个码率的文件切片向终端播放器传输；