[发明专利]一种基于MPEG-DASH协议的带有码率切换控制和静态摘要技术的在线视频播控系统

说明书

技术领域

本发明涉及互联网流媒体领域，更具体地，涉及基于Dash协议的带码率切换控制和静态摘要技术的播控系统。

背景技术

MPEG-DASH协议标准

目前，市场上主流的媒体传输规范包括微软集团的Smooth Streaming、Adobe集团的HDS、以及苹果集团的HLS等，这些规范都自成一家，没有通用性。MPEG-DASH协议是为了解决不同平台下HTTP协议的通用性而产生的。这一协议在2011年由MPEG组织批准，之后它就成为流媒体领域的一个热门话题，这一协议可以让不同的服务器和客户端之间进行交互，如果能够得到发展，势必会让流媒体领域发生重大变革。MPEG-DASH规范的产生是流媒体视频自适应码率传输不断走向成熟的至关重要的一步。在标准规范完成之后，DASH最重要的问题就是要有支持这一规范的实际产品，现存的一些技术可以为实现这些产品提供支撑，在DASH实现之后，不同平台开发的客户端和服务器之间就可以协同工作。

MPEG-DASH协议是基于HTTP协议实现的，HTTP流有很多优点。首先，因特网基础结构进化了，可以很好的支持HTTP协议。比如，CDN网络提供局部边缘高速缓存，可以减少数据的长距离传输。另外，HTTP协议对防火墙友好，几乎所有的防火墙配置都支持HTTP的外向连接。HTTP服务器技术很常见，因此为数百万用户提供HTTP流支持很划算。第二，使用HTTP 流，客户端可以不用在服务器上维持会话状态。因此，支持多用户除了HTTP的标准应用外不会为服务器增加额外费用，而且CDN可以使用标准HTTP优化技术来管理它。

在MPEG-DASH协议中，媒体内容被捕获和存储在HTTP服务器中，使用HTTP协议进行传输。这些媒体信息在服务器上存在于两个部分：一个是MPD（媒体表现描述，Media Presentation Description），描述了媒体文件可用内容的manifest、可提供的选择、URL地址和其它特征；另外一个部分是片段（segment），它是以块（chunk）方式存储的单一或多个文件中的实际媒体比特流，如图1所示。

在播放内容之前，DASH客户端首先得到MPD文件，MPD文件是一个XML文件，其格式如图2所示。MPD可以用HTTP、email、指状存储器、广播或其它方式进行传输。通过解析MPD文件，DASH客户端得到程序事件、媒体信息可用性、媒体类型、解决方法、最大和最小带宽和媒体分量的不同编码选择、可访问性特点和需要的DRM（数字权限管理，digital rights management）、媒体内容在网络上的位置和其它媒体特点。有了这些信息，DASH客户端就可以选择合适的编码方式，客户端使用HTTP GET向服务器请求获取片段。在缓存之后可以适应网络的不同吞吐量变化进行播放，客户端继续获取随后的片段，并且监视网络的带宽波动，通过监视和测量结果，客户端通过获取不同方案的片段来保证足够的缓存，从而适应不同的带宽。

MPD包含一个或多个周期。一个周期是指媒体文件时间轴上的一个时间集合。每一个时间集合都有一个起始时间和持续时间，包含一个或多个适应集（adaptation set）。每个adaptation set提供一个或多个媒体分量和它的多种编码选择的信息。例如，一个adaptation set可能包含同一媒体内容不同比特率的视频分量，另一个adaption set可能包含同一媒体内容不同比特率的音频分量(比如，低质量立体声和高质量环绕声)，每一个adaptation set通常包含多个描述。

一个表现（Representation）包含同一媒体分量的在不同编码方式下的片段，与其他表现在比特率、解决方案、通道数或者其他特征方面不同。每一 个表现由一个或多个片段组成，片段是时间序列中的媒体流块（chunk）。每个片段有一个URI，它是服务器上可寻址的地址，可以用HTTP GET或者带比特范围的HTTP GET来下载。

为了使用这种数据模型，DASH客户端首先解析MPD的XML文件，客户端根据MPD中的描述性元素来选择它需要使用的描述，描述性元素包括客户端容量和用户的选择。然后客户端建立时间线，开始播放所需要的正确的媒体分量。每个特征的表述包括有关当前片段的信息，这样可以使每个分段都用HTTP URI和比特范围来进行表述。对于实时描述，MPD提供片段的起始时间、结束时间、大概起始时间和片段的不同持续时间。