本发明涉及一种媒体播放系统、装置及方法，且特别涉及一种视频墙媒体播放系统、装置及方法。
背景技术：
随着电脑、互联网、多媒体技术以及行动终端技术的不断发展，在媒体播放技术领域对高清晰度、超高清晰度视频的支持需求日渐强烈。目前大型的视频墙媒体投放系统通常是由多个连接显示器的播放器拼接而成，而传统的播放方式中，是由每个播放器都载入整个视频并进行解码，在播放时只显示视频的一部分。
然而，在播放高清晰度、超高清晰度视频的情况下，传统的播放方式需要每个播放器都具有足够的解码能力，出于成本考虑，这显然不是最佳的解决方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种视频墙媒体播放系统、方法及控制服务器，能够突破单播放器的解码能力限制，支持超高清晰度视频的播放，并且能够通过转码服务器的动态扩缩编，而灵活控制视频转码的效率。
本发明的视频墙媒体播放系统，包括媒体服务器、多个转码服务器、视频墙及控制服务器。其中，媒体服务器用以提供媒体文件。转码服务器经由网络连接媒体服务器，用以转码由媒体服务器提供的媒体文件。视频墙包括多个显示器及分别耦接显示器的多个播放器，其中各个播放器经由网络连接媒体服务器。控制服务器经由网络连接转码服务器及播放器，依据显示器的配置信息决定用以将媒体文件中记录的媒体裁剪为适于在各个显示器上播放的视频数据的裁剪参数以产生包括裁剪参数的多个转码任务，并将转码任务依次分配至转码服务器以进行转码。媒体服务器收集各个转码服务器上传的转码结果文件，并提供给对应的播放器读取以在所连接的显示器上播放。
本发明的控制服务器包括通信模块及处理器。通信模块经由网络连接多个转码服务器及视频墙的多个播放器。处理器耦接通信模块，依据显示器的配置信息决定用以将媒体文件中记录的媒体裁剪为适于在各个显示器上播放的视频数据的裁剪参数以产生包括裁剪参数的多个转码任务，并将转码任务依次分配至转码服务器以进行转码。其中，所述媒体文件由媒体服务器提供，且媒体服务器收集各个转码服务器上传的转码结果文件，并提供给对应的播放器读取以在所连接的显示器上播放。
本发明提供一种视频墙媒体播放方法，适用于包括经由网络连接的媒体服务器、多个转码服务器、视频墙及控制服务器的视频墙媒体播放系统。此方法包括下列步骤：控制服务器依据视频墙中的多个显示器的配置信息决定用以将媒体裁剪为适于在各个显示器上播放的视频数据的裁剪参数，并产生包括裁剪参数的多个转码任务；控制服务器将转码任务依次分配至转码服务器；各个转码服务器依据所接收转码任务中的裁剪参数裁剪并解码自媒体服务器获取的媒体文件，并将转码结果文件上传至媒体服务器；以及各个显示器的播放器自媒体服务器读取对应的转码结果文件并播放于显示器。
基于上述，本发明的视频墙媒体播放系统、方法及控制服务器藉由将需要播放的媒体裁剪为适于在视频墙各显示器上播放的尺寸，并分配到分布式的转码服务器集群进行转码，转码后的结果文件由媒体服务器收集后，下发到视频墙各显示器的播放器上播放。藉此，可支持超高清晰度视频的播放，并且能够提升视频转码的效率。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明的实施例所图示的视频墙媒体播放系统的示意图。
图2是依据本发明的实施例所图示的控制服务器的方块图。
图3是依照本发明的实施例所图示的视频墙媒体播放方法的流程图。
图4a至图4d是依照本发明的实施例所图示的视频墙媒体播放方法的范例。
图5是依照本发明的实施例所图示的转码服务器的转码状态机的示意图。
具体实施例
本发明实施例将需要播放的视频投射到视频墙坐标系，然后将视频墙中每个显示器的外接矩形与视频矩形取交集，根据此交集得出视频的转码裁剪参数，一组转码裁剪参数对应一个转码任务，再将这些转码任务分发到分散式的转码服务器并发执行，转码完成后收集转码结果，然后下发到视频墙播放。由于此时每个显示器对应的播放器只播放裁剪之后的视频数据，而单个视频数据的尺寸已经大幅减小，因此可以适配播放器的解码能力，且同时能保证视频墙整体的播放清晰度。
请参考图1，图1是依据本发明的实施例所图示的视频墙媒体播放系统的示意图。在图1的实施例中，视频墙媒体播放系统1包括媒体服务器12、转码服务器集群14、视频墙16及控制服务器18，其功能分述如下：
媒体服务器12例如是网络摄影机、编码器、串流服务器、网络硬盘录像机等可提供视频、图像等媒体数据的电子装置或上述装置的组合，其可通过网络提供媒体数据。
转码服务器集群14中包括多个转码服务器(例如转码服务器14a、14b、14c)，用以对媒体服务器12提供的媒体文件进行裁剪、缩放及转码等处理。所述转码例如是在mpeg、mpg、mp4、avi、mov、mkv、h.264等编码格式之间进行转码，本实施例不以此为限。
视频墙16包括多个显示器16a～16i及分别耦接显示器16a～16i的多个播放器(未图示)。显示器16a～16i例如是采用液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)、发光二极管(light-emittingdiode，led)、场发射显示器(fieldemissiondisplay，fed)或其他种类面板作为显示面板，以及采用冷阴极荧光灯(coldcathodefluorescentlamp，ccfl)或发光二极管(light-emittingdiode，led)作为背光模块的显示器或电视，其可依图1所示的配置组成视频墙16，以播放同一个画面的不同部分或是播放不同的画面。
显示器16a～16i的播放器例如是内建或外接于显示器16a～16i的系统单芯片(systemonchip，soc)，其中可包含微控制器、微处理器、数字信号处理器等处理器以及只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、可电擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存存储器等存储器，而可运行windows、linux等作业系统及其他应用程序。播放器可利用视频图形阵列(videographicsarray，vga)、数字视觉接口(digitalvisualinterface，dvi)、高清晰度多媒体接口(highdefinitionmultimediainterface，hdmi)、显示端口(displayport，dp)等显示接口分别连接对应的显示器16a～16i，而可在显示器16a～16i上播放画面。播放器页可包括支持乙太网络(ethernet)或是支持802.11g、802.11n、802.11ac等无线网络标准的网络卡，使得播放器可连接网络并经由网络连接媒体服务器12。
控制服务器18例如是具备运算能力的个人电脑、服务器、工作站等计算机装置，或是手机、平板电脑等可携式电子装置，其可经由网络20连接转码服务器集群14中的各个转码服务器及视频墙16中的各个显示器的播放器，以控制转码服务器对媒体服务器12提供的媒体文件进行转码，并控制播放器自媒体服务器12接收转码后的视频数据以在对应的显示器上播放。
请同时参考图1与图2，图2是依据本发明的实施例所图示的控制服务器的方块图。如图2所示，控制服务器18包括通信模块182及处理器184。其中，通信模块182例如是支持乙太网络(ethernet)或是支持802.11g、802.11n、802.11ac、802.1as等无线网络标准的网络卡或网络设备，其可提供控制服务器18通过有线或无线的方式连结网络，而与网络上的其他装置(例如转码服务器集群14及视频墙16中的各个显示器的播放器)连接。处理器184例如是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、可程序化控制器、特定用途集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、可程序化逻辑器件(programmablelogicdevice，pld)或其他类似装置或这些装置的组合，其可载入并执行电脑程序，以实施本发明实施例所述的视频墙媒体播放。
图3是依照本发明的实施例所图示的视频墙媒体播放方法的流程图。请参考图1、2与图3，本实施例的方法适用于前述实施例的视频墙媒体播放系统1。
具体来说，如图1所示，控制服务器18在接收到用户端电脑20发出的播放请求时，会在内建的或外接的数据库22中搜寻播放请求所请求播放的媒体的相关信息，例如媒体的清晰度、编码格式、存放地址等。控制服务器18同时也会接收视频墙16中各个显示器的播放器轮询的播放请求，以取得视频墙16中的显示器的配置信息，例如显示器的数目、清晰度及在视频墙16中的位置等。
在步骤s302中，控制服务器18即依据所取得的显示器的配置信息，决定用以将播放请求所请求播放的媒体(存放在媒体服务器12)裁剪为适于在各显示器上播放的视频数据的裁剪参数，以产生包括裁剪参数的多个转码任务。
具体来说，在一些实施例中，控制服务器18例如会根据显示器的配置信息建立一个视频墙坐标系，而将所述媒体投影到此视频墙坐标系的播放图层以建立播放图层坐标系，其中所述播放图层坐标系与视频墙坐标系之间具有夹角。然后，控制服务器18会根据视频墙中各显示器的边界来裁剪媒体以获得转码任务。在一些实施例中，控制服务器18是将由各显示器的边界形成的边框矩形与上述的播放图层求交集，从而将此交集所形成的多边形投影于播放图层坐标系，以计算出此多边形在播放图层坐标系的坐标轴方向上的外接矩形，最后则依据此外接矩形的位置来裁剪媒体，以产生包括裁剪参数的转码任务。其中，没有相交的部分则不形成转码任务。
举例来说，图4a至图4d是依照本发明的实施例所图示的视频墙媒体播放方法的范例。其中，图4a图示了视频墙40播放超高清晰度媒体的效果图，此视频墙40是由8块鱼骨形拼接的显示器组成，显示器上的编号d1～d8显示了显示器在视频墙40中的识别码(id)。超高清晰度媒体播放图层44相对于视频墙40在水平垂直方向上的外接矩形42，在水平方向顺时针旋转了θ度。
接着，图4b图示了以显示器d2为例的裁剪示意图，为更清楚的表示裁剪逻辑，此处隐去了其他7个显示器(其他显示器的裁剪逻辑类似)，并以视频墙水平垂直方向的外接矩形42的左上点为原点，上边界为x轴，左边界为y轴建立了视频墙坐标系46。
其中，显示器d2的四个顶点在视频墙坐标系46中的坐标分别为a、b、c、d，而超高清晰度媒体播放图层44的四个顶点在视频墙坐标系46中的坐标则分别为e、f、g、h，由此可得到由显示器d2边界所形成的边框矩形r2与超高清晰度媒体播放图层44在视频墙坐标系46中的相交多边形的顶点为a、b、c、j、i。
图4c图示了相交多边形坐标转换的示意图，图中以超高清晰度媒体播放图层44的左上顶点为原点，以上边界为x轴、左边界为y轴、上边界与水平线50的夹角θ，建立超高清晰度媒体播放图层坐标系48。原视频墙坐标系46中相交多边形的顶点a、b、c、j、i，通过坐标系转换，转换到超高清晰度媒体播放图层坐标系48中为a’、b’、c’、j’、i’，转换的公式如下：
xp′＝(xp-xe)cosθ-(yp-ye)sinθ；
yp′＝(yp-ye)cosθ+(xp-xe)sinθ。
其中xp、yp代表了a、b、c、j、i中任意一个点在视频墙坐标系46中的横纵坐标，xp’、yp’代表了坐标转换后对应a’、b’、c’、j’、i’的横纵坐标，xe、ye为超高清晰度媒体图层坐标系48的原点o’在视频墙坐标系46中的横纵坐标。
然后，计算出a’、b’、c’、j’、i’的横纵坐标中的最大与最小的横纵坐标，如下：
xmax′＝max(x′a，x′b，x′c，x′j，x′i)；
xmin′＝min(x′a，x′b，x′c，x′j，x′i)；
ymax′＝max(y′a，y′b，y′c，y′j，y′i)；
ymin′＝min(y′a，y′b，y′c，y′j，y′i)。
由最大与最小的横纵坐标为边界的矩形，即为相交多边形在超高清晰度媒体图层坐标系48的坐标轴方向上的外接矩形54。
图4d图示超高清晰度媒体播放图层44的外接矩形54对应到媒体实际清晰度52的示意图，具体计算公式如下：
sw＝w×x′min/w′；
sh＝h×y′min/h′；
w＝w×(x′max-x′min)/w′；
h＝h×(y′max-y′min)/h′。
其中w、h分别表示超高清晰度媒体的宽高清晰度，w’、h’分别表示超高清晰度媒体播放图层44的宽高，sw、sh、w、h分别表示外接矩形54在媒体实际清晰度52中的原点位置及宽高。最后(sw、sh、w、h)即构成了一组转码裁剪参数，形成一个转码任务。
视频墙中其他编号的显示器以此类推，可得到转码任务队列。
需说明的是，在一些实施例中，若媒体服务器12提供的媒体文件的清晰度过大，以致此媒体文件经由裁剪后仍大于视频墙16中各个显示器的清晰度。为保证播放品质，控制服务器18在决定裁剪参数并产生转码任务的同时，还会进一步决定用以对所述媒体进行缩放的缩放参数，使得经过缩放及裁剪后的媒体可符合对应的显示器的清晰度。缩放参数例如会作为裁剪参数而记录于转码任务中，使得转码服务器可对所获得的媒体文件进行适当地缩放及裁剪，而获得符合对应显示器清晰度的转码结果文件。
在步骤s304中，控制服务器18将转码任务队列中的转码任务依次分配到转码服务器集群14中的各个转码服务器。其中，控制服务器18例如会接收由各转码服务器定时上报的当前状态，以根据这些转码服务器的当前状态，将转码任务队列中的转码任务依次分配至当前状态为空闲的转码服务器以进行转码。
具体来说，在一些实施例中，转码服务器是利用转码状态机来控制其状态，所述状态包括：初始化、空闲、工作、故障等，其可由控制服务器18和转码服务器共同控制其状态变迁。
举例来说，图5是依照本发明的实施例所图示的转码服务器的转码状态机的示意图。请参照图5，转码服务器开机后即进入初始化中状态s1，以进行初始化操作，例如检视并驱动转码服务器中的各项硬件元件、进行网络连线等。转码服务器在自控制服务器接收到设置信息时，即完成初始化操作，而进入空闲中状态s2，等待控制服务器分配转码任务。转码服务器在接收到控制服务器分配的转码任务时，则会进入工作中状态s3，而开始进行转码操作。
在工作中状态s3中，若转码服务器接收到控制服务器发送的取消转码请求时，即会中止转码操作，而回到空闲中状态s2，而若转码任务因各种原因(例如编码解码错误)发生错误，则会进入故障状态s4等待错误排除，并等到接收到控制服务器发送的取消转码请求时，才回到空闲中状态s2。
本发明实施例的转码服务器采用上述主动连接控制服务器，并主动定时上报当前状态及转码结果信息的部署方式，藉此可实现分散式转码服务器的动态扩缩容，且控制服务器只需根据各转码服务器的当前状态来分配转码任务，不需要耗费资源来管理转码服务器。
在步骤s306中，转码服务器集群14中的各个转码服务器在接收到转码任务后，即会从媒体服务器12获取媒体文件，并依据所述转码任务中的裁剪参数裁剪并解码媒体文件，最后将转码结果文件上传至媒体服务器12。转码服务器进行媒体文件的转码时，会将转码结果信息回传至控制服务器18，以便控制服务器18向用户端装置20回报转码进度，并向视频墙16中各个显示器的播放器发送播放信息，以便启动媒体播放。
最后，在步骤s308中，各显示器的播放机会发送媒体文件的下载请求到媒体服务器12，以自媒体服务器12读取对应的转码结果文件以播放于显示器。
藉此，本发明实施例的视频墙媒体播放方法可支持视频墙显示器的任意位置、任意角度的摆放，且支持不同形状、不同尺寸的显示器，且所显示的超高清晰度媒体可支持任意位置、任意角度的布局。
需说明的是，在一些实施例中，本发明实施例的视频墙媒体播放方法可进一步结合显示器识别码(id)、转码任务的任务id以及转码结果文件id，并用以建立对应关系表，而可提供给视频墙中各个显示器的播放器作为播放视频数据的依据。即，各显示器的播放器可依据此对应关系表，结合自身的显示器id，找到其所对应的转码任务的转码结果文件而进行播放。
具体来说，控制服务器在决定用以裁剪媒体的裁剪参数以产生转码任务时，例如会将用以播放所裁剪视频数据的显示器id与转码任务的任务id建立对应关系表。而当转码服务器完成转码任务后会回传转码结果信息，此时控制服务器可结合先前建立的显示器id与任务id的对应关系表，建立显示器id与转码结果文件id的对应关系表，并提供给视频墙中的各个显示器的播放器。而播放器即可根据此显示器id与转码结果文件id的对应关系表，结合自身的显示器id，找出对应的转码结果文件而进行播放。
综上所述，本发明的视频墙媒体播放系统、方法及控制服务器根据视频墙显示器的配置信息将所欲播放的媒体文件裁剪为适于在各显示器上播放的视频数据并进行转码，每个显示器的播放器在播放媒体文件时也只播放裁剪之后的视频数据。由于单个视频数据的尺寸已大幅减小，可以适配播放器的解码能力，因此可保证视频墙整体的播放清晰度。此外，本发明可有效解决视频墙播放机解码能力不足的问题，同时一定程度上解决了视频转码的效率问题。不仅如此，分散式的转码服务器可支持动态扩缩容。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。
【符号说明】
1：视频墙媒体播放系统
12：媒体服务器
14：转码服务器集群
14a～14c：转码服务器
16、40：视频墙
16a～16i、d1～d8：显示器
18：控制服务器
182：通信模块
184：处理器
20：用户端装置
22：数据库
42、54：外接矩形
44：超高清晰度媒体播放图层
46：视频墙坐标系
48：超高清晰度媒体播放图层坐标系
50：水平线
52：媒体实际清晰度
a、b、c、j、i：相交多边形顶点
a’、b’、c’、j’、i’：转换到超高清晰度媒体播放图层坐标系的相交多边形顶点
h：外接矩形的高
h：超高清晰度媒体的高
h’：超高清晰度媒体播放图层的高
r2：边框矩形
s1～s4：状态
w：外接矩形的宽
w：超高清晰度媒体的宽
w’：超高清晰度媒体播放图层的宽
x′max：最大的横坐标
x′min：最小的横坐标
y′max：最大的纵坐标
θ：夹角
(sw，sh)：外接矩形的原点位置
s302～s308：步骤