專利名稱：在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在廣播電視領(lǐng)域中數(shù)據(jù)流的傳送技術(shù)，尤其涉及一種在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛深入地應(yīng)用于廣播電視領(lǐng)域，廣播電視發(fā)生著深刻的變化，并孕育著新的內(nèi)涵，廣播的本質(zhì)正在變化。廣播的傳播優(yōu)勢是時效性強、覆蓋面廣、但它有其自身的弱點，如稍縱即逝、順序收聽收看，而因特網(wǎng)的傳播優(yōu)勢則是時效性強、全球傳播、形態(tài)多樣、自由和交互，它改變了廣播線性傳播、轉(zhuǎn)瞬即失、被動收聽、不能圖文并茂的弱點，但因特網(wǎng)目前也有不少弱點，如計算機價格較高，普及程度低，不如電視機在多數(shù)情況下已為全民所擁有；網(wǎng)絡(luò)傳輸受帶寬制約速率低，聲音傳輸仍有秒差、停頓等。因而電視廣播網(wǎng)已成為信息的傳播的重要手段之一，適時的節(jié)目點播也成為目前發(fā)展的時尚?，F(xiàn)有電視傳輸網(wǎng)大多是單向廣播方式，其傳輸?shù)男畔⑹怯邢薜模趩蜗驈V播網(wǎng)上實現(xiàn)互動隨選點播的可以說是難以想象，因而為實現(xiàn)象因特網(wǎng)的一些功能，實現(xiàn)互動隨選點播功能，一般的方法就是改造網(wǎng)絡(luò)。把單向廣播網(wǎng)改為雙向廣播網(wǎng)，或利用電話的回傳信道將用戶的選擇傳送回節(jié)目中心。
目前信息視頻服務(wù)方式有單點播放、組播、廣播三種1、單點播放方式(unicast)在這種方式下，用戶單獨占有一個節(jié)目通道，并對節(jié)目擁有完全的VCR(錄像機)控制，即能隨時播放、快進(jìn)、快退、暫停、慢放。但由于網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，所能響應(yīng)的用戶有限(只能幾十到數(shù)百)。
2、組播方式(Multicast)，在這種方式下，幾個用戶共同擁有一個節(jié)目通道，但節(jié)目只能線性播放，即從頭到尾地播，用戶不能進(jìn)行控制，相當(dāng)預(yù)約播放方式。
3、廣播方式(Broadcast)在這種方式下，節(jié)目通道相當(dāng)于一個有線電視節(jié)目頻道，由運營商提供節(jié)目安排和時間，所有裝有STB的用戶都可以接收節(jié)目，這種服務(wù)方式，只是廣播沒有交互性。
上述方式視頻流的結(jié)構(gòu)是如圖1所示，由188個字節(jié)構(gòu)成，包括首部部分和有效負(fù)載部分；每個首部部分由同步字節(jié)、傳送錯誤指示器、有效負(fù)載起始指示器、傳送優(yōu)先級、節(jié)目標(biāo)識(pid)、傳送加密控制、適應(yīng)字段控制、連續(xù)計數(shù)器和適應(yīng)字段構(gòu)成。其傳輸時的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
因此，若要使用戶能實現(xiàn)互動隨選點播，需要增加大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和諸多的服務(wù)器、雙向互動點播機頂盒，這使成本加大，設(shè)備復(fù)雜，因而城域網(wǎng)的互動點播系統(tǒng)很難實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為克服上述缺點而提供一種在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，使系統(tǒng)成本降低，傳輸速率快，實現(xiàn)視頻隨選點播容易，可隨著廣播電視網(wǎng)的覆蓋面擴大而無限擴容。用現(xiàn)有廣播網(wǎng)或已改造的雙向廣播網(wǎng)都可實現(xiàn)節(jié)目隨選點播。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其特點是，包括以下步驟a、首先在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的磁盤陣列上存儲節(jié)目源文件；b、由服務(wù)器中的分段模塊將每個節(jié)目源文件的標(biāo)準(zhǔn)視頻流按節(jié)目時間長短或內(nèi)容大小均勻分成若干個大小相等的數(shù)據(jù)段；c、按序給每段冠以段號，重新排列；d、建立碼流識別信息包，添加在每段前面，生成一個含前端碼流識別信息包的專用視頻流經(jīng)封裝后發(fā)送出去。
上述方法，其中，步驟d所述的專用視頻流的發(fā)送是指把該專用視頻流以正常播放視音頻流的速率的n倍發(fā)送。
上述方法，其中，2＜n＜30。
上述方法，其中，所述的含前端碼流識別信息包中包括從緩存器中取出數(shù)據(jù)向顯存發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送參數(shù)時鐘PTR。
上述方法，其中，所述的發(fā)送參數(shù)時鐘PTR由兩個程序時鐘參考(PCR)間隔得出，作為內(nèi)部視頻流傳送參數(shù)速率。
上述在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其中，所述的d步驟中含前端碼流識別信息包的專用視頻流封裝方法是先打開某件節(jié)目源文件，取出該文件中所有的程序時鐘參考(PCR)值，并把這分段處程序時鐘參考(PCR)值順序保存到程序時鐘參考(PCR)數(shù)組中，同時把各個程序時鐘參考在文件中的位置(地址)順序保存到程序時鐘參考位置地址數(shù)組中，然后依次根據(jù)要求封裝每一段，至打包結(jié)束。
上述在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其中，所述的每一段的封裝過程如下先確定是某段，然后找到該段在文件中的位置，是否處在兩個相鄰的程序時鐘參考(PCR)數(shù)組之間，如果是，則把源文件的這一段數(shù)據(jù)讀到緩沖，并添加識別信息包，把數(shù)據(jù)整理到傳輸流中，寫入目標(biāo)文件完成，上述在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其中，所述的前端碼流識別信息包由188個字節(jié)構(gòu)成，其中前4個字節(jié)是首部部分，后184個字節(jié)是適應(yīng)字段部分；每個首部部分由同步字節(jié)、傳送錯誤指示器、有效負(fù)載起始指示器、傳送優(yōu)先級、節(jié)目標(biāo)識、傳送加密控制、適應(yīng)字段控制、連續(xù)計數(shù)器；所述的適應(yīng)字段包括適應(yīng)字段長度、非連續(xù)指示器、隨機訪問指示器、原始流優(yōu)先級指示器、標(biāo)志、可選字段和填充字節(jié)。
上述視頻流傳輸方法，其中，所述的可選字段包括程序時鐘參考(PCR)、可選的程序時鐘參考(OPCR)、拼接遞減計數(shù)、傳送識別數(shù)據(jù)長度、傳送識別數(shù)據(jù)、適應(yīng)字段長度、標(biāo)志和可選字段。
上述視頻流傳輸方法，其中，所述的識別信息包也可設(shè)在每個數(shù)據(jù)段的中段或結(jié)束處。
由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，在前端對TS流進(jìn)行重新定義打包，形成一種特殊碼流，以使其實現(xiàn)在單向網(wǎng)上節(jié)目互動隨選點播。


本發(fā)明的具體特征性能由以下的實施例及其附圖進(jìn)一步給出。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)一個視頻傳輸流的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的視頻傳輸流時的示意圖(一部分)。
圖3是本發(fā)明帶識別信息包的一個視頻傳輸流的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明帶識別信息包視頻流傳輸時的結(jié)構(gòu)示意圖(一部分)。
圖5是本發(fā)明視頻流封裝方法流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明一種在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其特點是，包括以下步驟a、首先在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的磁盤陣列上存儲節(jié)目源文件；b、由服務(wù)器中的分段模塊將每個節(jié)目源文件的標(biāo)準(zhǔn)視頻流按節(jié)目時間長短或內(nèi)容大小均勻分成若干個大小相等的數(shù)據(jù)段；c、按序給每段冠以段號，重新排列；d、建立碼流識別信息包，添加在每段前面，生成一個含前端碼流識別信息包的專用視頻流經(jīng)封裝后以正常播放視音頻流的速率的n倍發(fā)送出去。其中2＜n＜30。
下面結(jié)合一實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明本發(fā)明碼流的組合法是，1)把正常播放視音頻流的速率(如1.5Mbps)提高n倍下載(2＜n＜30)2)把視音頻流分成若干段，然后排列。例如以40分鐘影片，分成20段，平均點播延時時間≤30秒為例的碼流表分段排列如下

上表中，陰影部分為時間序號，其余為段號。播放時時間序號為1從左到右，然后接2從左到右，接3從左到右，接4從左到右……，走5遍，20段放完為一個大循環(huán)周期。
每段下載時間為15秒，每一段播放時間為15秒×8＝120秒，即收一格時間播8小格時間。
在播放1小格時，可以接收另外4段，接收段號≤播放段號+4段存入STB(機頂盒)緩沖存儲器中。
3)確定緩沖段數(shù)已知運動圖象壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)(MPEG)(這里的例子用運動圖象壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)1(MPEG1)1.5Mbps，本發(fā)明含蓋運動圖象壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)2(MPEG2)、運動圖象壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)4(MPEG4)等其它)下載速率＝1.5Mbps×n，n是可變量，這里假設(shè)為8。緩沖大小也是可變的，這里設(shè)128MB；片長L；分段數(shù)為K。則每段緩沖時間L/K＝Lm每段下載時間Lm下＝Lm/nX＝[128MB÷1.5Mb/秒×8/8]Lm/n4)在設(shè)計允許等待時間，這里平均＜30秒，可以把段分細(xì)，緩存存放段數(shù)也增加。這樣等待時間可以達(dá)到＜6秒。
5)這個碼流表在收完0段以后，即開始放0段，保證收到1段，并可共收入5段，接收當(dāng)前段號＜播放段+4。放完0段，從緩存中取出1段播放，順序播放，存5段放1段，將保證調(diào)控成順序播放，直到把一個節(jié)目播完。
這里的發(fā)送流是12Mbps，一個物理頻道用64QAM，可以達(dá)到38.5Mbps，12Mbps×3＝36Mbps?？梢詫崿F(xiàn)三路點播。隨著編碼技術(shù)及結(jié)合其它方法，播放路數(shù)可以提高。
在廣播網(wǎng)上實現(xiàn)視頻點播的方法是把正常的傳輸流(TS流)，轉(zhuǎn)換成一種符合素質(zhì)電視廣播DVB-C標(biāo)準(zhǔn)的特殊碼流，把這個特殊碼流在服務(wù)器中將幾路特殊碼流進(jìn)行復(fù)用，復(fù)用后符合DVB-C的特殊碼流經(jīng)過一個高速發(fā)送卡(＞50Mbps)，把復(fù)合符合DVB-C的特殊碼流用調(diào)制技術(shù)，把特殊碼流送到廣播網(wǎng)上。
在接收端把特殊復(fù)合碼流，經(jīng)調(diào)頻、解調(diào)后，把特殊碼流經(jīng)過機頂盒(STB)緩沖，把算法碼流用一個特殊芯片對其調(diào)控復(fù)原。
本發(fā)明所有攜帶識別VOD信息的TS包，都必須是單獨額外添加的TS包，即識別VOD信息包。該包沒有有效負(fù)荷，只有適應(yīng)字段，適應(yīng)字段以填充字節(jié)添滿184字節(jié)。
如圖3所示，本發(fā)明發(fā)送方法的視頻傳輸流由188個字節(jié)構(gòu)成，包括首部部分和適應(yīng)字段部分；每個首部部分由同步字節(jié)、傳送錯誤指示器、有效負(fù)載起始指示器、傳送優(yōu)先級、節(jié)目標(biāo)識(pid)、傳送加密控制、適應(yīng)字段控制、連續(xù)計數(shù)器和適應(yīng)字段構(gòu)成；所述的適應(yīng)字段包括適應(yīng)字段長度、非連續(xù)指示器、隨機訪問指示器、原始流優(yōu)先級指示器、標(biāo)志、可選字段和填充字節(jié)。所述的可選字段包括PCR、OPCR、拼接遞減計數(shù)、傳送識別數(shù)據(jù)長度、傳送識別數(shù)據(jù)、適應(yīng)字段長度、標(biāo)志和可選字段。
本發(fā)明識別信息包設(shè)在每個數(shù)據(jù)段的前端，也可設(shè)在每個數(shù)據(jù)段的中段或結(jié)束處，如圖4所示，圖4是本發(fā)明帶識別信息包的視頻流傳輸時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明視頻流封裝方法流程圖。該封裝方法是建立某件節(jié)目源文件，取出該文件中所有的程序時鐘參考值，按照程序時鐘參考對文件進(jìn)行等時間分段，并把這分段處程序時鐘參考值順序保存到程序時鐘參考數(shù)組中，同時把各個程序時鐘參考在文件中的位置(地址)順序保存到程序時鐘參考位置(地址)數(shù)組中，然后進(jìn)行打包。設(shè)文件開頭的一段(I)為0段(首段)，當(dāng)某一段(I)小于總段數(shù)時，把此時程序時鐘參考在文件中所指位置處的源文件取出，同時段號加1，讀源文件到緩沖，在此添加碼流識別信息包，將源數(shù)據(jù)加到TS包(傳輸包)中，寫入目標(biāo)文件，此時源文件當(dāng)前的位置是否大于源文件下一段地址，如果小于，則表示還在此段中需繼續(xù)讀源文件到緩沖，添加碼流識別信息包，將數(shù)據(jù)繼續(xù)加到TS包(傳輸包)中，寫入目標(biāo)文件。若大于源文件下一段地址，則對下一段源文件重復(fù)進(jìn)行添加碼流識別信息包的工作，直至段號大于總段數(shù)整個打包過程結(jié)束。
接收端接收到(TS)傳輸流，首先根據(jù)同步字節(jié)同步，然后根據(jù)節(jié)目標(biāo)識(PID)判斷該節(jié)目標(biāo)識是否為所需要的節(jié)目標(biāo)識，如果是，則繼續(xù)判斷是否為適應(yīng)字段，如果是，則判斷是否為傳送該節(jié)目的識別信息如果是，則表明該包為識別信息包。根據(jù)程序時鐘參考的程序標(biāo)識(PCR_PID)判斷是否為第0段(首段)，如果是，從(視頻點播)VOD識別信息包中讀出要進(jìn)行視頻點播接收方需提供的內(nèi)存的大小、需接收到段號為多少，每段需多大的內(nèi)存空間，若需提供的內(nèi)存大小大于接收方提供內(nèi)存大小，則放棄，即不能進(jìn)行視頻點播。否則，根據(jù)接收方內(nèi)存大小及每段所需內(nèi)存大小對內(nèi)存分段。然后，存儲所需要的段，丟棄已播放的段，并按照從小到大的段號順序連續(xù)把各段播放。為了減少接收端在分段的交接處進(jìn)行的處理，必須保證切割后的傳輸流(TS)的每個分段開始處都有程序時鐘參考(PCR)字段。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、既有單點播放的個性化，又有組播的技術(shù)特點，又有廣播方式的本質(zhì)，實現(xiàn)了廣播中的視頻點播。
2、可以在有限的節(jié)目中(由營運商決定)不管是信息、股票、視頻節(jié)目，都可無時空制約的隨選點播，并即時響應(yīng)。
3、加上外交互(或內(nèi)交互)，可以實現(xiàn)證券交易、電子商務(wù)，可發(fā)電子郵件Email上因特網(wǎng)Internet。
4、節(jié)目所占有廣播網(wǎng)絡(luò)帶寬比常規(guī)NVOD所用帶寬要少，而且不像NVOD要十幾分鐘等待，而是即時響應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其特征在于，包括以下步驟a、首先在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的磁盤陣列上存儲節(jié)目源文件；b、由服務(wù)器中的分段模塊將每個節(jié)目源文件的標(biāo)準(zhǔn)視頻流按節(jié)目時間長短或內(nèi)容大小均勻分成若干個大小相等的數(shù)據(jù)段；c、按序給每段冠以段號，重新排列；d、建立碼流識別信息包，添加在每段前面，生成一個含前端碼流識別信息包的專用視頻流經(jīng)封裝后發(fā)送出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟d所述的專用視頻流的發(fā)送是指把該專用視頻流以正常播放視音頻流的速率的n倍發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，2＜n＜30。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含前端碼流識別信息包中包括從緩存器中取出數(shù)據(jù)向顯存發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送參數(shù)時鐘PTR。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的發(fā)送參數(shù)時鐘由兩個程序時鐘參考間隔得出，作為內(nèi)部視頻流傳送參數(shù)速率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其特征在于，所述的d步驟中含碼流識別信息包的專用視頻流封裝方法是先打開某件節(jié)目源文件，取出該文件中所有的程序時鐘參考值，并把這分段處程序時鐘參考值順序保存到程序時鐘參考數(shù)組中，同時把各個程序時鐘參考在文件中的位置地址順序保存到程序時鐘參考位置地址數(shù)組中，然后依次根據(jù)要求封裝每一段，至打包結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其特征在于，所述的每一段的封裝過程如下先確定是某段，然后找到該段在文件中的位置，是否處在兩個相鄰的程序時鐘參考數(shù)組之間，如果是，則把源文件的這一段數(shù)據(jù)讀到緩沖，并添加識別信息包，把數(shù)據(jù)整理到傳輸流中，寫入目標(biāo)文件完成，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其特征在于，所述的前端碼流識別信息包由188個字節(jié)構(gòu)成，其中前4個字節(jié)是首部部分，后184個字節(jié)是適應(yīng)字段部分；每個首部部分由同步字節(jié)、傳送錯誤指示器、有效負(fù)載起始指示器、傳送優(yōu)先級、節(jié)目標(biāo)識、傳送加密控制、適應(yīng)字段控制、連續(xù)計數(shù)器；所述的適應(yīng)字段包括適應(yīng)字段長度、非連續(xù)指示器、隨機訪問指示器、原始流優(yōu)先級指示器、標(biāo)志、可選字段和填充字節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻流傳輸方法，其特征在于，所述的可選字段包括程序時鐘參考、可選的程序時鐘參考、拼接遞減計數(shù)、傳送識別數(shù)據(jù)長度、傳送識別數(shù)據(jù)、適應(yīng)字段長度、標(biāo)志和可選字段。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻流傳輸方法，其特征在于，所述的識別信息包也可設(shè)在每個數(shù)據(jù)段的中段或結(jié)束處。
全文摘要
本發(fā)明一種在廣播網(wǎng)的單向同軸電纜上實現(xiàn)視頻點播的視頻流發(fā)送方法，其特征在于，包括以下步驟a.首先在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的磁盤陣列上存儲節(jié)目源文件；b.由服務(wù)器中的分段模塊將每個節(jié)目源文件的標(biāo)準(zhǔn)視頻流按節(jié)目時間長短或內(nèi)容大小均勻分段；c.按序給每段冠以段號，重新排列；d.建立一個前端碼流識別信息包，添加在每段前面，生成一個含前端碼流的專用視頻流經(jīng)封裝后發(fā)送出去。由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，在前端對TS流進(jìn)行重新定義打包，形成一種特殊碼流，以使其實現(xiàn)在單向網(wǎng)上節(jié)目互動隨選點播。
文檔編號H04N7/10GK1437403SQ02110809
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月8日
發(fā)明者許乃鋒, 徐仲權(quán), 朱愛璽 申請人:華慶國陽信息科技(上海)有限公司