专利名称：一种多参数媒体适配网关及其适配方法
技术领域：
本发明属于多媒体通信领域，具体涉及一种能在异构网络下整合进行媒体会话时 所需的多种媒体参数并进行适配的网关及其适配方法。
背景技术：
随着数字媒体应用的快速发展，媒体适配作为满足通用媒体访问的必要环节，在 普适媒体环境中起到枢纽的角色。由于复杂的网络环境构成，异构网络下可用带宽、服务质量、延迟抖动；实体环境 如设备能力(分辨率、媒体支持类型、处理器、电量)、信道特征；用户体验如媒体内容、媒 体类型、用户喜好、会话满意度等众多影响媒体服务的因素，是衡量媒体服务质量的重要指 标。在异构网络环境下，以用户和服务为中心，如何根据用户的喜好和终端设备能力，使用 户体验和服务质量最大化是亟待考虑的问题。传统的媒体适配主要以已有媒体源特征为主，适配处理也主要是在编码压缩域进 行，而且一般集成在媒体服务器中，存在不够灵活、无法直接满足用户需求的问题，而且只 是提供最基本的码流适配，保证媒体访问能够以最低用户体验进行。考虑到异构网络的融 合，以及移动互联网上媒体访问业务的多样性，将媒体适配过程独立成单元模块，开发一种 精确地、以用户为中心的媒体适配技术和产品，使得视频服务在异构网络中能够自由转换 传输显得十分必要，并具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多参数的媒体适配网关，能够支持异构网络下不同 层面上与会话媒体有关的各类媒体参数的统一适配决策，除了能在媒体流层面进行适配传 输，还考虑了针对应用层上用户偏好、媒体内容、特征提取等方面的因素对个性化适配的影 响，通过建立能动态调整的适配多叉决策树模型，针对参数分类的适配参数集XML文件结 构，兼容应用层以上的协议(如HTTP、SIP)，快速精确定位适配规则，与流传输建立参数映 射接口，有效地将适配结果应用到会话场景中，能满足常见的如H. 263/H. 264/MPEG-4压缩 标准的流适配需求。本发明的多参数媒体适配网关，包括两层结构适配控制单元、流传输单元。适配 控制单元包括会话信息库模块、参数统计模块、分析决策模块、流适配控制模块、适配效用 反馈模块；流传输单元包括解码模块、编码模块、流分发模块。其中，所述会话信息库模块，提供外部接口给构成多媒体应用场景的其他网元如 媒体服务器，会话控制服务器等，使其他网元能传递本次会话的各类媒体参数；同时保存历 史会话决策方案记录，按照媒体参数的分类，以标签_属性值方式存储为XML文件形式。其中，所述参数统计模块，用于取已保存的媒体会话的参数信息，包括媒体源信 息、媒体服务器、传输网络、终端、用户喜好等参数；同时接收适配效用反馈模块对当次媒体 会话业务适配效用的反馈信息，将两方面的参数信息合并到XML文件中。
其中，所述分析决策模块，进一步结合当前会话已有参数信息，通过基于适配参数 的适配决策树路径选择，提取适配参数，进行分析决策，决定本次会话的最佳适配方案。其中，所述流适配控制模块，进一步提取与底层流传输相关的参数，传递给解码、 流发布模块，并对多路流发布进行调度管理。其中，所述适配效用反馈模块，进一步从流适配处理模块获取该次会话适配结果 的反馈信息，以XML文件形式存储到会话信息库模块中，作为后续其他会话进行适配方案 决策的重要参考，同时也是统计各类适配参数权重的重要依据。其中，所述解码模块，根据上层流适配控制模块传递给解码模块的适配参数，对源 媒体流进行适应性的解码，对源媒体流进行适应性的解码。其中，所述编码模块，进一步根据上层流适配控制模块传递给编码模块的适配参 数，将之前解码模块输出的数据进行再编码。其中，流分发模块，进一步对适配流进行封装，并采用适当的流缓冲机制，分发到 终端，提供分发质量保证；同时流分发模块应支持多流并发模式。本发明的有益效果是依照本发明的多参数流媒体适配网关，能够有效提高异构 网络环境下进行多媒体业务的会话建立的次数和会话质量，同时减轻了流媒体服务器的计 算开销和资源消耗；将媒体适配作为独立单元，提高了整个流媒体系统的部署灵活性，同时 多参数适配方案的设计具有良好的扩展性，不同的适配参数集能快速添加到决策树模型， 适配参数的权重能够根据自适应反馈进行统计更新，从而更加符合实际媒体适配应用场景 的要求；XML文件结构的设计便于参数集在会话流程中导出和更新，兼容上层应用协议，使 得适配处理资源消耗少，决策快速；同时针对会话的双向性特点，采用适配反馈机制，有效 提高决策树模型的精准度，使得决策的准确性更高，更贴近用户的个性化喜好。
图1为本发明的多参数媒体适配网关的典型应用环境；图2为本发明的一种通用的多参数媒体适配网关结构示意图；图3为本发明的多参数的多叉决策树模型；图4显示了基于适配参数权重的最佳适配路径选择结果图；图5为本发明的跨网络视频点播会话的媒体适配网关工作流程图。
具体实施例方式下面结合附图和适当的实例对本发明做进一步说明。图1描述了多参数媒体适配网关的应用环境，并展示了两种典型的业务视频点 播与视频通话。其中，①表示局域网内移动终端间点对点视频通话的适配应用场景；②表示 局域网移动终端访问广域网中的视频点播的适配应用场景。图2描述了一种通用的多参数媒体适配网关结构示意图，包括两层结构适配控 制单元、流传输单元。适配控制单元包括会话信息库模块、参数统计模块、分析决策模块、 流适配控制模块、适配效用反馈模块；流传输单元包括解码模块、编码模块、流分发模块。 下面对各层各模块作详细介绍。会话信息库模块保存本次用户进行媒体会话时保存的参数信息，包括媒体源信息、媒体服务器、传输网络、终端、用户喜好等参数，以上的参数按照逐层分类的等级细化， 按照标签_属性值方式存储为XML文件组织形式进行保存；同时会话信息库模块根据不同 分类的适配参数建立索引并保存历史决策方案记录，以便采用决策树模型进行分析决策时 便于快速查找定位参数分类和适合的决策方案。其中，会话信息模块需要提供外部接口给构成多媒体应用场景的其他网元如媒体 服务器，会话控制服务器等，由于部分媒体会话参数是由这些网元在媒体会话发起、建立、 进行、结束的整个过程中获取，并且需要传递给媒体适配网关的会话信息模块。参数统计模块针对多参数媒体网关的多参数特性，参数统计模块一方面从会话 信息库模块获取已保存的本次用户媒体会话的参数信息，该参数信息是按照标签_属性值 方式存储为XML文件组织形式；另一方面，参数统计模块也接收适配效用反馈模块对本次 媒体会话业务适配效用的反馈信息，该反馈信息也是按照标签_属性值方式存储为XML文 件组织形式；最后将以上两方面得到的两种XML文件合并为一个统一适配参数集XML文件， 供分析决策模块使用。分析决策模块作为最核心的部分，分析决策结合当前会话已有参数信息，通过 已建立的基于适配参数的适配决策树路径选择策略，提取重要参数，进行分析决策，决定本 次会话的适配规则。结合已导入的多参数会话XML文件，针对已分类和筛选的会话参数信 息，快速查找选择与该次会话适配目标所需的参数集合，同时摒弃与本次会话应用场景无 关参数，然后对选择后的离散参数集进行决策分析，如按照经验分析(如通过以往大量会 话的调查研究、理论规则建立的适配决策树模型)对不同特性参数按不同加权值进行综合 排序，同时将获得参数集引入决策树模型中进行判断，以参数分类性质作为决策树中间节 点，具体参数作为叶子节点，各节点间的树枝路径表示会话应用场景下该类参数的权重值， 根据多参数XML文件中按不同的参数类别在决策树中进行路径选择，归并出合适的适配规 则。具体如图3显示的对多参数分类后的多叉决策树模型。一种可参考的满足视频点播应用场景的分类适配参数权重值如下表所示
权利要求
1.一种多参数的媒体适配网关，其特征在于，包括适配控制单元、流传输单元两层结 构；所述适配控制单元包括会话信息库模块、参数统计模块、分析决策模块、流适配控制 模块、适配效用反馈模块；所述流传输单元包括解码模块、编码模块、流分发模块；所述会话信息库模块，用于提供外部接口给构成多媒体应用场景的网元服务器，使其 他网元能传递本次会话的各类媒体参数；同时保存历史会话决策方案记录，按照媒体参数 的分类，以标签_属性值方式存储为XML文件形式；所述参数统计模块，用于读取所述会话信息库模块已有的媒体参数信息，包括媒体源 信息、媒体服务器、传输网络、终端、用户喜好；同时接收适配效用反馈模块对当次媒体会 话业务适配效用的反馈信息，将两方面的参数信息合并到所述会话信息库模块的XML文件 中；所述分析决策模块，用于根据所述参数统计模块送来的已有参数信息，通过基于适配 参数的适配决策树路径选择，提取适配参数，进行分析决策，决定本次会话的最佳适配方 案；所述流适配控制模块，用于提取与底层流传输相关的参数，传递给解码、流发布模块， 并对多路流发布进行调度管理；所述适配效用反馈模块，用于从流适配处理模块获取该次会话适配结果的反馈信息， 以XML文件形式存储到会话信息库模块中，作为后续其他会话进行适配方案决策的重要参 考，同时也是统计各类适配参数权重的重要依据；所述解码模块，用于根据上层流适配控制模块传递给解码模块的适配参数，对源媒体 流进行适应性的解码，对源媒体流进行适应性的解码；所述编码模块，用于根据上层流适配控制模块传递给编码模块的适配参数，将之前解 码模块输出的数据进行再编码；流分发模块，用于对适配流进行封装，并采用适当的流缓冲机制，分发到终端，提供分 发质量保证；同时流分发模块应支持多流并发模式。
2.—种权利要求1所述多参数的媒体适配网关的媒体适配方法，其特征在于，包括下 列步骤步骤一、所述会话信息模块通过外部接口获取会话控制服务器传递该次会话信息，保 存与本次会话相关的基本信息，从用户终端处会话发起信令中SDP方式获取会话参数集， 生成与会话双方有关的适配参数集XML文件；步骤二、所述会话信息模块通过外部接口获取媒体服务器对用户请求的视频源分析后 传递该次媒体请求信息，保存节目描述信息与视频源相关信息，如果媒体源和媒体服务器 不在同一网络，媒体服务器采用HTTP方式查询并获取媒体源文件的媒体参数集；生成与媒 体源有关的适配参数集XML文件；步骤三、所述参数统计模块综合步骤一、步骤二中所得两种类型适配参数集XML文件， 并提取效用反馈信息，合并为统一媒体适配参数集XML文件；步骤四、所述分析决策模块根据适配参数集XML进行分析决策，结合会话信息库模块 已有的决策方案，通过决策树模型，计算最优决策树路径，并生成最优适配方案；如果无法 生成适配方案，则终止本次会话连接；步骤五、所述流适配控制模块将最优适配方案映射为流适配单元中涉及编码模块，解码模块和流分发模块能接收的底层参数，并将该次会话适配作为效用反馈信息传送给适配 效用反馈单元存储；步骤六、所述编码、解码模块实施转码适配；流分发模块根据流媒体协议对适配流进行 封装分发，定时获得用户可用带宽情况，动态调整分发码率，进行QOS保障，并保证多路会 话流分发。
全文摘要
本发明涉及一种异构网络下的多参数的媒体适配网关及其适配方法，包括适配控制单元、流传输单元两层结构；适配控制单元包括会话信息库模块、参数统计模块、分析决策模块、流适配控制模块、适配效用反馈模块；流传输单元包括解码模块、编码模块、流分发模块。本发明能够有效提高异构网络环境下进行多媒体业务的会话建立的次数和会话质量，同时减轻了流媒体服务器的计算开销和资源消耗；将媒体适配作为独立单元，提高了整个流媒体系统的部署灵活性，同时多参数适配方案的设计具有良好的扩展性，不同的适配参数集能快速添加到决策树模型，适配参数的权重能够根据自适应反馈进行统计更新，从而更加符合实际媒体适配应用场景的要求。
文档编号H04L29/06GK102137047SQ201110067698
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者夏三波, 徐行, 戴彬, 莫益军 申请人:华中科技大学