专利名称：在因特协议音视频广播网络直播频道切换的方法及结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及实现一种在IP宽带环境下网络电视(以下简称IPTV)网络中直播频道快速切换的方法及系统结构，更具体地说，是一种基于关键帧提取技术和机顶盒缓存控制策略的方法及系统结构。
背景技术：
IP宽带环境下网络电视业务是迎合用户对家庭娱乐业务日益增长的需求，随着宽带网络、编解码、流传输等技术的发展而出现的宽带新业务。作为此新业务中的基本业务之一，电视广播业务将传统广播电视内容高效编码后，通过IP网络传输到用户终端。
目前有线电视的频道切换时间适合用户要求，控制在1秒以内，因此，在音视频广播业务中，如果频道切换时间太长，用户在使用业务时就会有明显的等待感，产生厌烦，从而影响业务开展，因此提高音视频广播频道切换速度就显得非常重要。
所谓的频道切换是指用户在收看直播节目时，从按下频道加/减“+/-”键或数字键到对应频道节目的图像显示在电视屏幕上的时长。在目前基于组播技术的IPTV直播中，一般的频道切换技术是基于IGMP协议完成的。在操作做频道切换时，机顶盒首先向采用组播技术的直播服务器发送IGMP Leave Group请求离开当前组播组，切断当前直播流，然后向直播服务器发送IGMP Join请求加入另一个组播组，接收新的组播流数据并解码和显示图像，完成频道切换。众所周知，频道切换时间受网络设备对组播包处理时延、直播服务器响应时间、机顶盒芯片处理速度等多个因素影响。
可以看出，现有的IPTV业务中频道切换技术各步骤为串行操作，在切断当前直播数据流后，到显示新的直播数据流之前，用户必须经过一段“黑屏”的等待时间。由于现有的基于组播技术的IPTV直播业务，这段时间一般超过2秒，因此，用户会产生有明显的等待感觉。如果再遇到网络拥塞，则时间可能更长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在IP宽带环境下网络电视(以下简称IPTV)网络中实现直播频道快速切换的方法及系统结构，使在基于组播技术的音视频直播业务环境下，结合关键帧提取技术及机顶盒缓存控制策略来实现快速的直播频道切换。
本发明的技术方案如下根据本发明的一种在IPTV网络中实现直播频道快速切换的系统结构，包括设置在IPTV网络边缘的直播服务器和与模拟电视机组配联结的机顶盒，该直播服务器经承载网络设备联结直播节目源而与机顶盒成直播联结，特点是还在IPTV网络边缘设置直播处理服务器，其接收并缓存直播服务器输出的所有直播频道的短时视频帧数据流，并进行关键帧存缓冲区A和暂存缓冲区B；该直播处理服务器与机顶盒以IGMP协议通讯联结。
更具体地，所说的直播频道的短时视频数据流是指对直播频道的关键帧所提取的2秒时间内的视频数据流。所说的关键帧是指能够表示短时视频频段主要内容的视频帧。
根据同一技术构思，本发明的一种在IPTV网络中实现直播频道快速切换的方法，包括步骤S1、用户使用频道选择键进行频道切换；S2、机顶盒通过红外接口接收用户频道切换请求；S3、机顶盒向直播服务器请求离开当前组播组，直播服务器响应后，机顶盒便切断当前直播流数据；S4、机顶盒向直播处理服务器请求对应频道号的内容数据，直播处理服务器响应请求，向机顶盒输送对应频道号的短时关键帧数据；S5、机顶盒开辟两个数据缓冲区，接收对应频道号的短时关键帧数据，存入缓冲区A，并播放；S6、机顶盒向直播服务器请求加入对应频道号的新组播组，直播服务器响应后，机顶盒接收对应频道号的直播流数据；S7、机顶盒接收对应频道号的直播流数据，存入缓冲区B；S8、机顶盒从播放缓冲区A的数据切换到播放缓冲区B的数据，实现频道的切换；更具体地，步骤S1中所述的频道选择键包括加/减“+/-”键或数字键或数字组合键；步骤S4中所述的短时关键帧数据是指对直播频道关键帧的提取对应2秒内的数据流；所述机顶盒与直播处理服务器以及直播服务器之间的通讯按IGMP协议联结。
本发明的优点是利用本发明进行直播频道切换，可以使目前直播频道切换时间从大于2秒降到1秒，大大提高IPTV用户的电视体验。虽然，使用本发明的技术方案，需要增设直播处理服务器，但对网络部署，系统结构不会产生本质改变，实现简单。
图1是本发明在IPTV网络中实现直播频道快速切换的系统结构框图；图2是本发明在IPTV网络中实现直播频道快速切换的流程图。
具体实施例方式
下面根据图1和图2给出本发明的较好实施例，并予以详细描述，使能更好地说明本发明的技术特征和功能特色，而不是用来限定本发明的范围。
请参阅图1，如图所示，现有的基于组播技术的IPTV直播业务的直播频道切换的结构包括设置在网络边缘的直播服务器20和与模拟电视机相联结的机顶盒30，直播服务器20经承载网络设备2联结直播节目源1，频道切换基于IGMP协议完成，由机顶盒30首先向直播服务器20发送IGMPLeave Group，请求离开当前组播组，切断当前组播组数据流，然后向直播服务器20发送IGMP join，请求加入另一个组播组，接收新的组播组数据流并解码和显示图像，完成频道切换。作为改进，在本发明中，在网络边缘增设直播处理服务器21，其接收直播服务器20的直播数据，并以先进先出方式缓存所有直播频道短时数据流；以及在机顶盒30上预先配置直播服务器20的地址和直播处理服务器21地址，以及短时关键帧数据暂存缓冲区A和缓冲区B。用户加入对应的组播组，接收组播组流数据，收看直播节目。
请参阅图2，用户操控遥控器进行直播频道切换，处理步骤如下S1、用户按频道加/减“+/-”键或数字键，进行频道切换；S2、机顶盒30通过红外口接收频道切换请求，识别频道号；S3、机顶盒向直播服务器请求离开当前组播组，直播服务器响应，机顶盒切断当前直播流数据；S4、机顶盒向直播处理服务器21请求对应频道号的内容数据，直播处理服务器21便响应请求，向机顶盒30输送对应频道号的短时关键帧数据；S5、机顶盒30开辟两个数据缓冲区A、B，接收对应频道号的短时关键帧数据，存入缓冲区A，并播放；S6、机顶盒30向直播服务器20请求加入对应频道号的新组播组，直播服务器20响应，机顶盒30接收对应频道号的直播流数据；S7、机顶盒30接收对应频道号的直播流数据，存入缓冲区B；S8、机顶盒30从播放缓冲区A的数据切换到播放缓冲区B的数据，实现频道的切换。
权利要求
1.一种在IPTV网络中实现直播频道快速切换的系统结构，包括设置在IPTV网络边缘的直播服务器和与模拟电视机组配联结的机顶盒，该直播服务器经承载网络设备联结直播节目源，而与机顶盒之间则采用组播技术完成直播联结，其特征在于，还在IPTV网络边缘设置直播处理服务器，其接收并缓存直播服务器输出的所有直播频道的短时视频数据流；以及还在该机顶盒中预先配置直播服务器地址和直播处理服务器地址，及设置短时关键帧数据暂存缓冲区A和暂存缓冲区B；该直播处理服务器与机顶盒以IGMP协议联结。
2.根据权利要求1所述的在IPTV网络中实现直播频道快速切换和系统结构，其特征在于，所述的直播频道的短时视频数据流是指对直播频道的关键帧所提取的2秒期间内的视频数据流。
3.一种在IPTV网络中实现直播频道快速切换的方法，包括步骤S1、用户使用频道选择键进行频道切换；S2、机顶盒通过红外接口接收用户频道切换请求；S3、机顶盒向直播服务器请求离开当前组播组，直播服务器响应后，机顶盒切断当前直播流数据；S4、机顶盒向直播处理服务器请求对应频道号的内容数据，直播处理服务器响应请求，向机顶盒推送对应频道号的短时关键帧数据；S5、机顶盒开辟两个数据缓冲区A、B，接收对应频道号的短时关键帧数据，存入缓冲区A，并播放；S6、机顶盒向直播服务器请求加入对应频道号的新组播组，直播服务器响应，机顶盒接收对应频道号的直播流数据；S7、机顶盒接收对应频道号的直播流数据，存入缓冲区B；S8、机顶盒从播放缓冲区A的数据切换到播放缓冲区B的数据，实现频道的切换。
4.根据权利要求3所述的在IPTV网络中实现直播频道快速切换的方法，其特征在于，步骤S1中所述的频道选择键包括加/减“+/-”键或数字键或数字组合键。
5.根据权利要求3所述的在IPTV网络中实现直播频道快速切换的方法，其特征在于，步骤S4中所述的短时关键帧数据是指对直播频道关键帧所提取2秒期间内的数据流。
6.根据权利要求3所述的在IPTV网络中实现直播频道快速切换方法，其特征在于，所述机顶盒与直播处理服务器以及直播服务器之间的通讯按IGMP协议联结。
全文摘要
一种在因特协议音视频广播点播网络实现直播频道切换的方法及结构，参与该方法包括直播服务器、承载网络设备、直播处理服务器、机顶盒。利用本发明进行直播频道切换，可以使目前直播频道切换时间从大于2s降到1s，大大提高IPTV用户的电视体验。本发明在已有技术上，主要增加直播处理服务器，对网络部署、系统结构不产生本质改变，实现简单。
文档编号H04L12/28GK1881925SQ20061002641
公开日2006年12月20日 申请日期2006年5月10日 优先权日2006年5月10日
发明者严海宁, 冯明, 罗斯青, 孙晶 申请人:上海市电信有限公司