用于网络广播的流媒体切换矩阵及其播控方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于网络广播的流媒体切换矩阵及其播控方法，包括音频输入模块、音频切换单元和音频输出模块；通过进行系统配置，确定矩阵输入源个数和输出频率个数，产生交叉矩阵和对应的交叉开关，并根据每个输出频率的需求进行EPG编单；系统从不同类型的输入源获取输入流，送到交叉矩阵中，交叉矩阵的交叉开关根据EPG编单结果定时开启或关闭，将输入流按照时间进行重新组合，形成多个新的音频流。本发明通过音频切换矩阵可以将电台已有直播节目、音频资源进行不同组合形成丰富多彩的网络频率，还可以使多个网络频率共用同一个直播间节约投资。
【专利说明】用于网络广播的流媒体切换矩阵及其播控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络与通信领域的广播电台网上播控技术，具体地说是一种用于网络广播的流媒体切换矩阵及其播控方法。
【背景技术】
[0002]移动互联网的快速发展为广播电台提供了新的传播渠道。移动互联网打破了原来广播电台通过FM/AM频率频段的限制，广播电台可以根据自身需要或受众需求任意开设网络频道，所以传统广播一个频率一个直播间的模式会导致投资成本较大无法适应网络频率建设新情况。网络频率都是采用流媒体输出，而当前用于传统广播的音频切换矩阵无法满足对将流媒体输入和流媒体输出的切换控制需求。此外如何将电台已有直播节目、历史节目和其他音频等资源进行有效组合应用于网络频率目前还缺乏有效的手段。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种用于网络广播的流媒体切换矩阵及使用该切换矩阵的网络广播播控方法。
[0004]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种用于网络广播的流媒体切换矩阵，包括音频输入模块、音频切换单元和音频输出模块；
[0005]所述音频输入模块，音频源与音频切换单元连接，用于将不同类型、不同压缩格式、不同采样率的音频流统一成同类型、同压缩格式、同采样率的音频流；
[0006]所述音频切换单元，连接音频输入模块和音频输出模块，用于将统一后的音频流数据按照时间进行重新组合，形成多个新的音频流，输出到音频输出模块；
[0007]所述音频输出模块，连接音频切换单元，用于将音频切换单元输出的音频流转分别转换成RTSP流、HTTP Live Steaming流、声卡输出流和文件流，形成不同的网络频率。
[0008]所述音频输入模块包括RTSP Stream Client 接口 模块、Http Stream Client接口模块、声卡接口模块、文件输入接口模块、输入抽象接口模块、Transcoding模块和Resamples 模块；
[0009]所述RTSP Stream Client接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳RTSP音频流；
[0010]所述Http Stream Client接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳HTTPLiveSteaming 音步页流；
[0011]所述声卡接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳声卡输出的音频流；
[0012]所述文件输入接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳文件输出音频流；
[0013]所述输入抽象接口模块一端连接RTSP Stream Client接口模块、Http StreamClient接口模块、声卡接口模块和文件输入接口模块，另一端与Transcoding模块连接，
[0014]用于将不同类型的音频资源进行规范化处理并统一音频流格式；
[0015]所述Transcoding模块一端连接输入抽象接口模块,另一端连接Resamples模块，[0016]将被规范化的音频流进行音频Codec的转码，将音频流转换成统一的压缩格式；
[0017]所述Resamples模块连接Transcoding模块和音频切换单元,将统一压缩格式后的音频流进行采样率统一。
[0018]所述音频切换单元包括交叉矩阵和EPG控制单元；
[0019]所述交叉矩阵是由多个输入流和多个输出流组成，每个输入流与输出流的交点处设置交叉开关；
[0020]所述EPG控制单元是控制交叉开关的人机接口。
[0021]所述交叉开关是用来控制对应输入流和输出流通断的开关器。
[0022]所述音频输出单元包括统一输出接口模块、RTSP服务器模块、HTTP流媒体服务器模块、声卡输出模块和文件输出模块。
[0023]一种用于网络广播的流媒体切换矩阵播控方法，包括以下步骤:
[0024]步骤1:进行系统配置，确定矩阵输入源个数和输出频率个数，产生交叉矩阵和对应的交叉开关，并根据每个输出频率的需求进行EPG编单；
[0025]步骤2:EPG编单完成后，系统从不同类型的输入源获取输入流，送到交叉矩阵中，交叉矩阵的交叉开关根据EPG编单结果定时开启或关闭，将输入流按照时间进行重新组合，形成多个新的音频流。
[0026]所述EPG编单是按照输出流的要求设定对应交叉开关开启或关闭时间的过程。
[0027]所述输入源包括声卡输入源、RTSP输入源、HTTP输入源和文件输入源。
[0028]所述RTSP输入源和所述HTTP输入源，采用预判预取的方法:当下一个需求切换RTSP流或者HTTP流输入时，提前一段时间建立连接，当切换时间到达时进行快速无缝切换。
[0029]所述文件输入源采用硬件定时的机制。
[0030]本发明具有以下优点及有益效果:
[0031]1.通过本发明为各地广播电台搭建网络广播提供了一种快速、便捷的方法，即可以广播电台现有的频率直播节目和已有的音频资料，通过音频切换矩阵定义的切换规则，形成不同类型的网络频率，给电台在网络时代开展面向小众的“窄播”提供技术条件；
[0032]2.通过本发明可以让广播电台制作网络频率时，可以使用RTSP、HTTP、声卡输入、音频文件等不同形式的输入源，为丰富音频内容提供了保障；
[0033]3.通过本发明可以让广播电台网络频率播控人员按照所见即所得的方式对多种输入进行控制选择，输出不同的网络频率，十分快捷的实现专题网络电台；
[0034]4.通过本发明可以为电台原有频率平移到网络时，根据自动播出系统的EPG进行广告替换，使得网络播出的广告和电台FM/AM播出的广告不同，为电台营收提供新的途径；
[0035]5.通过本发明可以使多个网络频率共用同一个直播间，节约投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为本发明系统结构组成图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。[0038]如图1所示，本发明中用于网络广播的流媒体切换矩阵，包括以下几个组成部分:音频输入模块、音频切换单元和音频输出模块。音频流数据从上述音频输入模块经音频切换单元到音频输出单元输出，EPG控制单元控制音频切换单元中矩阵开关进而改变音频流输入和输出的对应关系。
[0039]其中音频输入模块包含RTSP Client,Http Stream Client、声卡和文件输入接口来接驳不同类型的音频资源，然后经由输入抽象接口将不同类型的音频资源进行规范化并统一格式。被规范化的音频流经由Transcoding模块进行音频Codec的转码,将音频流转换成预先配置的压缩格式，再经由Resamples进行采样率统一，通过上述音频输入模块各组件，将不同类型、不同压缩格式、不同采样率的音频流数据统一成同类型、同压缩格式、同采样率的音频流，供音频切换单元进行处理。
[0040]所述音频切换单元是由切换矩阵和EPG控制单元组成，其中切换矩阵是由N输入M输出的矩阵，N个输入和M各输出之间有交叉开关可以控制连通与否，S卩如果某路输入音频输入A要输出到音频输出A’上，那么只需要将A和A’之间的交叉开关打开即可。如果多路音频输出要输入到同一条输出上，那么切换矩阵将根据该条输出交叉开关处于开启状态的数量自动进行混音操作。切换矩阵通过打开同一条输入上多个交叉开关可实现支持将一条输入输出到多条输出上去。其中，交叉开关的开启和关闭是由EPG控制单元控制的。EPG控制单元将根据预先设定的每条输出的输出内容、时间顺序对切换矩阵的交叉开关进行控制，EPG控制单元提供人机接口，以方便用户定义输出路数及输出的方式、按时间定义输出的来源并定时控制相关交叉开关。
[0041]所述音频输出模块接收从音频切换单元输出的音频流，经由统一输出接口将标准的音频流分别转换成RTSP流、HTTP Live Steaming流、声卡输出流和文件流的方式分别进入向对应的具体输出模块。在RTSP流中，音频流会被封装到RTP数据包中。在HTTP LiveSteaming中，音频流被分片成aac或ts格式的小文件,并生成m3u8文件。在声卡输出模块，音频流被转换成PCM数据写入对应的声卡。在文件输出时则将音频流进行转码，保存成WAV、MP3或S48格式的文件。
[0042]本发明中还涉及一种用于网络广播的流媒体切换矩阵播控方法，包括以下步骤:
[0043](I)开始进行系统配置，主要配置包括输入源的配置、输出频率配置和EPG编单。
[0044]( 1.1)所述输入源的配置主要包括配置声卡输入及输入音频的采用率、每采样BIT数和音频通道数(单声道或立体声)，RTSP源和HTTP源主要配置URL地址、认证用户名密码及传输协议和音频格式，文件输入主要配置文件的路径及格式。
[0045](1.2)所述输出频率配置主要配置输出频率的个数及输出频率的输出类型。
[0046](1.3)通过上述(11)和(12)的配置可以确定矩阵输入源N和输出频率个数M的值，然后生产NxM矩阵和对应的交叉开关，并根据每个输出频率的需求对输出赔率输出音频进行编单，即对NxM矩阵中的每个交叉开关的定时，指定其开启和关闭时间。
[0047](2)编单完成，系统可以开始工作，系统会分别从不同类型的输入源获取音频输入，然后送到切换矩阵中，切换矩阵的交叉开关根据编单进行的定时开启或关闭，输出频率音频产生。
[0048](2.1)声卡输入如果对应的是广播电台原有频率的音频线接入，切换矩阵可以预先读取对于的电子节目单，然后在原有频率的广告时间切换关闭对应交叉开关，开启其他交叉开关达到替换原有频率广告的功能；
[0049](2.2)声卡输入如果对应的是网络直播间调音台的音频线输入，切换矩阵可以根据需要分别接入到不同的输出网络频率，从而达到无需调整任何设备或线缆，复用网络直播间的功能；
[0050](2.3) RTSP/HTTP源输入音频，由于在切换的过程中需要建立先建立连接，通过认证才可以获得音频，有较大延时，因此在实现时，采用预判预取的方法，即当下一个需求切换RTSP/HTTP网络流输入时，提前X秒先建立连接，等切换时间到达时实现快速无缝切换，其中X的值由对源的不同分别设置。
[0051](2.4)如果是文件输入源的话，在实现文件流化的过程中，要采用硬件定时的机制保证文件的读取编码输出速率和流媒体的速率一致，防止出现文件流化的过快或过慢而导致的声音断续或终端缓冲区溢出。
[0052](3)切换矩阵输出流的建立方法遵循对应的输出类型标准，为了保证大规模并发访问网络频率音频流，系统采用在切换矩阵后端放在流媒体分发服务器的方法。
【权利要求】
1.一种用于网络广播的流媒体切换矩阵，其特征在于，包括音频输入模块、音频切换单兀和首频输出I旲块； 所述音频输入模块，音频源与音频切换单元连接，用于将不同类型、不同压缩格式、不同采样率的音频流统一成同类型、同压缩格式、同采样率的音频流； 所述音频切换单元，连接音频输入模块和音频输出模块，用于将统一后的音频流数据按照时间进行重新组合，形成多个新的音频流，输出到音频输出模块； 所述音频输出模块，连接音频切换单元，用于将音频切换单元输出的音频流转分别转换成RTSP流、HTTP Live Steaming流、声卡输出流和文件流，形成不同的网络频率。
2.根据权利要求1所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵，其特征在于，所述音频输入模块包括RTSP Stream Client接口模块、Http Stream Client接口模块、声卡接口模块、文件输入接口模块、输入抽象接口模块、Transcoding模块和Resamples模块； 所述RTSP Stream Client接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳RTSP音频流；所述Http Stream Client接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳HTTPLiveSteaming 音步页流； 所述声卡接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳声卡输出的音频流； 所述文件输入接口模块连接到输入抽象接口模块，用于接驳文件输出音频流； 所述输入抽象接口模块一端连接RTSP Stream Cl ient接口模块、Http Stream Client接口模块、声卡接口模块和文件输入接口模块，另一端与Transcoding模块连接，用于将不同类型的音频资源进行规范化处理并统一音频流格式； 所述Transcoding模块一端连接输入抽象接口模块，另一端连接Resamples模块,将被规范化的音频流进行音频Codec的转码,将音频流转换成统一的压缩格式；所述Resamples模块连接Transcoding模块和音频切换单元，将统一压缩格式后的音频流进行采样率统一 O
3.根据权利要求1所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵，其特征在于，所述音频切换单元包括交叉矩阵和EPG控制单元； 所述交叉矩阵是由多个输入流和多个输出流组成，每个输入流与输出流的交点处设置交叉开关； 所述EPG控制单元是控制交叉开关的人机接口。
4.根据权利要求1或3所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵，其特征在于，所述交叉开关是用来控制对应输入流和输出流通断的开关器。
5.根据权利要求1所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵，其特征在于，所述音频输出单元包括统一输出接口模块、RTSP服务器模块、HTTP流媒体服务器模块、声卡输出模块和文件输出模块。
6.一种用于网络广播的流媒体切换矩阵播控方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:进行系统配置，确定矩阵输入源个数和输出频率个数，产生交叉矩阵和对应的交叉开关，并根据每个输出频率的需求进行EPG编单； 步骤2:EPG编单完成后，系统从不同类型的输入源获取输入流，送到交叉矩阵中，交叉矩阵的交叉开关根据EPG编单结果定时开启或关闭，将输入流按照时间进行重新组合，形成多个新的音频流。
7.根据权利要求6所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵播控方法，其特征在于，所述EPG编单是按照输出流的要求设定对应交叉开关开启或关闭时间的过程。
8.根据权利要求6所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵播控方法，其特征在于，所述输入源包括声卡输入源、RTSP输入源、HTTP输入源和文件输入源。
9.根据权利要求8所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵播控方法，其特征在于，所述RTSP输入源和所述HTTP输入源，采用预判预取的方法:当下一个需求切换RTSP流或者HTTP流输入时，提前一段时间建立连接，当切换时间到达时进行快速无缝切换。
10.根据权利 要求8所述的用于网络广播的流媒体切换矩阵及其播控方法，其特征在于，所述文件输入源采用硬件定时的机制。
【文档编号】H04L29/06GK103812842SQ201210457095
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2012年11月14日
【发明者】孙建伟, 马跃, 杨海波, 贾正峰, 于碧辉, 卜立平 申请人:中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司