准时分布式视频高速缓存的制作方法
【专利说明】准时分布式视频高速缓存
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2012年7月18日的第61/673，188号美国临时申请的权益，其通过引用的方式整体并入于此。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及改进网络上的用户体验并且更具体地涉及优化网络中的视频高速缓存。
【背景技术】
[0004]移动设备、比如智能电话和写字板近年来已经变得盛行。鉴于移动计算能力和深远的无线因特网接入的发展，越来越多用户在他们的移动设备上观看流式视频。经常从用户用其移动设备访问的各种源、以不同的质量、帧速率、帧大小和压缩水平流式传输这些流式视频。在许多情况下，在网络上可用的视频未被优化用于无线传输或者在移动设备上观看并且对网络条件一无所知地从源以给定的质量流式传输。例如未经优化的视频可以在计算机监视器或者电视上具有足以向用户提供良好的观看体验的质量水平。因而，未必大的带宽部分可以用来在更小部分将足以提供在移动设备的更小显示器上的等效用户观看体验时流式传输未优化的视频。
[0005]现有网络提供商或者媒体源已经尝试通过对流式视频执行视频优化来提高在视频流式传输期间的带宽使用。优化经常涉及到将源文件、比如视频转码成与移动设备或者网络提供商的系统的能力更接近地相配的格式。尽管优化确实提高带宽使用而对如在移动设备上观看的流式视频的质量影响很小，但是优化过程通常在服务器开始转码过程时引起视频流式传输和回放的延迟。这些延迟最终地引起对用户的观看体验的不利影响，这可能导致用户早期地停止视频流式传输或者切换到另一流式传输站点。
【附图说明】
[0006]公开的实施例具有将从【具体实施方式】、所附权利要求书和附图中更容易地清楚的其它优点和特征。以下简要介绍附图。
[0007]图1图示用于优化的视频高速缓存的示例通信环境的高级框图。
[0008]图2图示能够从机器可读介质读取指令并且在过程或者控制器中执行它们的示例机器的部件的一个实施例。
[0009]图3A-3D是用于向用户设备提供优化的视频的示例事件踪迹的实施例。
[0010]图4图示使用经高速缓存的首部的预测编码的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0011]附图和以下描述仅通过示例涉及各种实施例。应当指出，根据以下讨论，将容易地认识这里公开的结构和方法的备选实施例作为可以在未脱离这里讨论的原理时运用的可行备选。
[0012]现在将具体参照若干实施例，在附图中图示这些实施例的示例。指出无论何时可行，相似或者相同标号可以在图中被使用并且可以指示相似或者相同功能。附图仅出于示例的目的而描绘公开的系统(或者方法)的实施例。本领域技术人员将从以下描述容易地认识可以运用这里所示结构和方法的备选实施例而未脱离这里描述的原理。
[0013]概述
[0014]网络提供商和媒体源可以使用本地高速缓存作为用于提高向移动设备流式传输源文件、比如视频的质量的方法。在由视频优化器转码和优化源文件时，可以向本地高速缓存中保存源文件。本地高速缓存允许视频优化器将转码的源文件(或者源文件的优化的版本)存储短暂持续时间并且对用户的请求做出响应(例如重放视频或者在视频的时间线中跳过)而无需重新取回源文件以用于转码。因此，本地高速缓存配置避免在单个会话期间为特定用户反复地取回和转码特定文件。
[0015]然而通常在用户结束会话之后不久从本地高速缓存清除转码的文件。清除出于两个原因而发生:为了允许在为其他用户转码期间本地高速缓存其它文件并且避免违反版权。后者源于视频优化器存储(和流式传输)不再从版权所有者可用的受版权保护的文件的优化的版本。这让转码服务提供商面临不想要的义务。即使未清除高速缓存的文件，用户必须足够幸运到被路由到在潜在数以千计的视频优化器之中的已经高速缓存优化的源文件的特定视频优化器。否则，用户必须等待与先前已经从另一视频优化器流式传输视频的用户相同的转码操作。
[0016]这里公开的实施例包括一种用于监测在许多视频优化器出现的对优化的视频的本地高速缓存的高速缓存数据库。高速缓存数据库维护与在给定的优化器本地高速缓存的每个优化的视频对应的条目。又在用户请求在视频优化器优化源服务器上的给定的源文件时，高速缓存数据库能够向视频优化器提供先前已经优化并且在其本地高速缓存中存储给定的源文件的其它优化器的位置和地址。接收针对源文件的优化请求的优化器然后可以从另一优化器取回优化的文件或者将用户设备重定向至第二优化器、因此消除对于生成冗余的优化的源文件的需要。通过访问现有的优化的源文件而不是反复地转码相同源文件，需要更少视频优化器以提供资源繁重的转码操作。
[0017]在一个示例实施例中，在用户设备请求来自存储多个源文件的始发服务器的源文件时，导引设备可以检测请求并且截获针对在网络控制器处的处理的请求。网络处理器能够在网络流穿越网络时收集关于它们的数据从而将请求和其它数据重定向以优化网络中的带宽使用。在一个实施例中，网络控制器检查请求和有关流量(即网络流)以确定关于源文件、网络的状态和用户设备的信息。此外，网络控制器可以向始发服务器转发针对源文件的请求并且截获始发服务器的响应以确定源文件是否对应于视频。截获的请求和/或响应可以包含视频信息或者源文件本身的部分。
[0018]网络控制器处理信息以确定是否转码请求的源文件并且确定用于为用户设备转码源文件的优化参数。网络控制器可以生成与原始源文件和优化的源文件二者唯一地关联的标识符(ID)密钥(例如基于指定的优化参数)。网络控制器又可以将用户设备重定向到视频优化器。在一个实施例中，网络控制器在向用户设备传输的重定向请求内包括ID密钥。备选地，网络控制器可以向用户设备被重定向到的视频优化器传输ID密钥。通过发送ID密钥并且将用户设备重定向到视频优化器用于取回源视频文件，用户可以接收源文件的优化的版本而无直接输入或者甚至不知道该过程出现。
[0019]为了消除对于重新转码已经转码的源文件的需要，视频优化器可以查询它的本地高速缓存和/或高速缓存数据库，该本地高速缓存和/或高速缓存数据库存储与在向高速缓存数据库报告的视频优化器上存储的源文件的优化的版本对应的参考ID密钥。如果参考ID密钥与用于请求的源文件的ID密钥匹配，则可以向用户设备提供源文件的现有的优化的版本。重要的是，ID密钥唯一地标识源文件和优化的源文件二者。如果有对源文件的任何改变，则无参考密钥将与生成的ID密钥匹配并且将取回和转码新的源视频文件。因此，例如如果源文件的版权所有者修改源文件，则向用户设备仅提供如当前从版权所有者可用的源文件的优化的版本。将源文件的优化的版本与用于请求源文件的用户设备的指定的优化参数进行匹配保证向用户设备提供适当地优化的版本(因为可以有多于一个优化的版本、例如用于写字板显示器大小的优化的版本有别于移动电话或者3G连接速度的优化的版本有别于3G连接的优化的版本)。
[0020]在一个实施例中，先前尚未转码或者基于指定的优化参数转码源文件，因此满足用户设备的需要的、源文件的优化的版本在视频优化器中的任何视频优化器上不存在。因而，ID密钥不会与高速缓存数据库中的任何参考密钥匹配。高速缓存数据库将高速缓存未命中指示返回到用ID密钥查询高速缓存数据库的视频优化器，该高速缓存未命中指示提示视频优化器从始发服务器取回源文件并且开始转码和流式传输源文件到用户。一旦在视频优化器中高速缓存优化的源文件的至少一部分，则视频优化器可以用与优化的源文件的现在在视频优化器本地高速缓存的部分对应的条目更新高速缓存数据库。在一个实施例中，视频优化器提交从网络控制器接收的ID密钥以用于在高速缓存数据库中存储为新参考密钥，该新参考密钥唯一地标识源文件和源文件的在视频优化器的本地高速缓存中存储的优化的版本的参数。可以让用与用于源文件的相同部分的存储的参考密钥匹配的ID密钥查询高速缓存数据库的其它视频优化器参考源文件的在视频优化器的本地高速缓存中存储的现有的优化的版本而无需重新转码源文件的相同部分。
[0021]在另一示例实施例中，源文件先前已经被另一优化器转码，并且具有希望的参数的优化的版本被存储在其它优化之一的本地高速缓存中。高速缓存数据库将高速缓存命中指示发送到用ID密钥查询高速缓存数据库的视频优化器。高速缓存命中响应指示第二视频优化器具有带参考密钥的源文件的优化的版本，该参考密钥与它的本地高速缓存中的ID密钥中的指定的优化参数匹配。在一个实例中，优化器可以请求来自第二优化器的优化的源文件，该第二优化器已经本地存储源文件的优化的版本。第一优化器然后可以向用户设备转发优化的视频用于回放。在另一实例中，第一优化器可以向用户设备发送重定向。重定向使该用户设备连接到存储源文件的优化的版本的第二视频优化器。重定向可以包括第二优化器在网络上的位置和生成的ID密钥。在这一实例中，第二优化器通过向用户设备直接流式传输源文件的优化的版本来做出响应。
[0022]在一些实例中，许多用户可以频繁地请求流行的源文件。响应于对于该特定源文件的增加的需求，视频优化器可以请求复制源文件的在第二优化器上存在的优化的版本。通过在第一优化器中存储频繁地请求的源文件的优化的版本，第一优化器能够与第二优化器共享对于源文件的请求负载、因此减少第二优化器上的负担。益处是两个优化器能够赋予源文件的相同的优化的版本并且能够更快地响应针对源文件的请求而仍然处理其它源文件优化请求。
[0023]优化的视频高速缓存环境
[0024]现在参照图1，它图示用于优化的视频高速缓存的示例通信环境100的高级框图。环境100包括用户设备IlOA和IlOB(统称为用户设备110)、始发服务器170、导引设备130、网络控制器140、视频优化器150、高速缓存数据库160和网络120。网络120是在用户设备110、导引设备130和始发服务器170和/或视频优化器150之间传输数据的通信网络。在一个实施例中，网络120包括无线网络和因特网。
[0025]必须平衡希望防止资本开支超过收入的网络效率策略与来自消费者的对于日益依赖于更高数据使用的更佳用户体验的需求。如今，移动运营商正在运用多种工具以管理容量、包括数据使用上限、W1-Fi分流和智能优化。环境100示范这样的解决方案，该解决方案向统一基础提供深入会话智能、综合服务管理和用于与任何服务赋予相配的动态可适配性。网络控制器140和视频优化器150 —起递送一种世界级媒体优化解决方案，该媒体优化解决方案给无线运营商带来外科手术式容量优点以及向因特网服务提供商带来比备选解决方案更佳的峰值容量节省。
[0026]在一个实施例中，用户设备110是具有网络能力的计算设备。经常例如用户设备110是具有web浏览器和媒体显示能力的具有无线功能的移动计算设备。作为移动计算设备的用户设备110可以包括膝上型计算机、上网本计算机、写字板、智能电话或者个人数字助理(PDA)。尽管在图1中图示仅两个用户设备I1A和110B，但是环境100可以包括数以千计或者数以百万计的这样的设备。Web浏览器可以是在移动设备110上运行的用于从始发服务器170取回包括web内容的源文件并且在耦合到移动设备的显示器上呈现web内容的软件应用。用户设备110访问的多媒体web内容可以包括文本、图像、音频和视频内容。源文件可以包括一个或者多个类型的多媒体web内容。多媒体内容可以由浏览器、例如HTML5兼容浏览器、插件或者