一种通过组播实现的HLS直播系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种通过组播实现的HLS直播系统及方法，涉及互联网多媒体技术领域。该HLS直播系统的系统端设备设有切片服务器，终端设备设有HLS生成器和播放器。切片服务器从直播源接收直播流，进行虚拟HLS切片，将媒体分片和M3U8索引文件信息封装成RTP包以组播方式发出；当播放器播放时，向HLS生成器请求M3U8索引文件；HLS生成器接收切片服务器的RTP直播组播流，从其中提取媒体分片缓存于内存，并生成完整的M3U8索引文件响应播放器；播放器根据该M3U8索引文件向HLS生成器请求下载媒体分片进行播放。本发明专利技术不但能有效结合组播和HLS的优点，而且为不支持RTSP流的终端设备提供了HLS直播功能，降低了终端要求。

HLS live broadcasting system and method realized by multicast

【技术实现步骤摘要】
一种通过组播实现的HLS直播系统及方法
本专利技术涉及互联网多媒体
，具体来讲是一种通过组播实现的HLS(HTTPLiveStreaming，苹果公司实现的基于HTTP的流媒体网络传输协议)直播系统及方法。
技术介绍
在IPTV建设实践中，通过组播分发直播频道，相比单播方式减小了30％～50％投资。但随着技术的发展，HLS流媒体技术由于具有对流服务器与终端要求低、可通过多码率保证在不同网络下播放的流畅性等优点，所以近年来在互联网视频业务的应用中占有主流位置，并且电信运营商使用HLS方式的直播日渐增加。但是HLS基于HTTP(HypertextTransferProtocol，超文本传输协议)，传统上只能使用TCP(TransmissionControlProtocol，传输控制协议)来传输，属于单播模式，在大用户量情况下，需占用巨大的网络带宽资源。因此，针对现有状况，如何有效利用运营商IPTV的组播资源，在不增加网络带宽的情况下，以组播传输方式实现一种低时延的HLS直播，使得组播和HLS的优点皆保留并充分利用，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种通过组播实现的HLS直播系统及方法，不但能有效结合组播和HLS的优点，而且为不支持RTSP(RealTimeStreamingProtocol，实时流传输协议)流的终端设备提供了HLS直播功能，降低终端要求，满足了实际应用需求。为达到以上目的，本专利技术提供一种通过组播实现的HLS直播系统，包括直播源、系统端设备和终端设备，系统端设备设有切片服务器，终端设备设有HLS生成器和播放器；所述切片服务器，用于：从直播源接收一个或多个直播频道的直播流，分别进行：虚拟HLS切片，将媒体分片和M3U8索引文件数据信息封装在RTP包中，以组播方式发送出去；所述播放器，用于：当请求播放某个直播频道时，向HLS生成器请求M3U8索引文件；并根据HLS生成器响应的M3U8索引文件中的分片列表，向HLS生成器请求下载媒体分片进行播放；所述HLS生成器，用于：收到播放器请求播放直播频道后，接收所述切片服务器发送的该直播频道的RTP直播组播流，根据M3U8索引文件数据信息从RTP直播组播流中提取媒体分片缓存于内存，并生成完整的M3U8索引文件；再以该M3U8索引文件响应播放器。在上述技术方案的基础上，所述切片服务器进行虚拟HLS切片，将媒体分片和M3U8索引文件数据信息封装在RTP包中，以组播方式发送出去，具体包括以下操作：所述切片服务器对接收的直播流进行解析，将每个媒体分片封装在多个RTP包，并立即以组播方式发送出去，形成媒体RTP包流；同时，每当切片服务器封装成的一个RTP包中包含的是一个媒体分片的最后一部分媒体内容时，生成对应的M3U8索引文件数据信息；并将生成的M3U8索引文件数据信息封装在另一个RTP包中，该包以和媒体RTP包流同一路组播地址、不同端口号发送；多个封装有M3U8索引文件数据信息的RTP包，形成M3U8索引文件数据RTP包流，所述媒体RTP包流与所述M3U8索引文件数据RTP包流组成RTP直播组播流。在上述技术方案的基础上，所述切片服务器封装的媒体RTP包，包括RTP头、RTP扩展头和媒体分片数据；所述切片服务器封装的M3U8索引文件数据RTP包，包括RTP头和M3U8索引文件数据；所述M3U8索引文件数据包含对应媒体分片起始媒体RTP包序号和结束媒体RTP包序号；所述HLS生成器收到播放器请求播放直播频道后，接收切片服务器的RTP直播组播流，根据M3U8索引文件数据信息从RTP直播组播流中提取媒体分片缓存于内存，并生成完整的M3U8索引文件，具体包括以下操作：所述HLS生成器收到播放器请求播放直播频道后，接收切片服务器的RTP直播组播流；每当收到M3U8索引文件数据RTP包时，根据其包含的对应媒体分片起始媒体RTP包序号和结束媒体RTP包序号，找到对应媒体分片的所有媒体RTP包；去除各媒体RTP包的RTP头和RTP扩展头后，将媒体分片数据组成一个完整的媒体分片缓存于内存；待收到的M3U8索引文件数据RTP包的个数达到HLS生成器预设的配置时，根据当前收到的M3U8索引文件数据RTP包，组成一个完整的M3U8索引文件。在上述技术方案的基础上，所述媒体RTP包的RTP扩展头包含：帧类型FT参数、帧位置指示FP参数、当前RTP包中的视频帧的展示时间Frame_pts参数；所述HLS生成器根据M3U8索引文件数据RTP包中，包含的对应媒体分片起始媒体RTP包序号和结束媒体RTP包序号，找到对应媒体分片的所有媒体RTP包时，若在没有重传请求机制下出现未收到部分媒体RTP包的情况，所述HLS生成器根据已收到的媒体RTP包，组成一个只包含已收到媒体RTP包的媒体分片，同时根据RTP扩展头中的Frame_pts参数计算已收到的媒体RTP包构成的媒体分片的播放时长，再用它更新对应M3U8索引文件数据RTP包中的相应标签值；或者，所述HLS生成器根据媒体RTP包序号及RTP扩展头中的FT参数、FP参数、Frame_pts参数，先舍弃不能组成完整视频帧的媒体RTP包，用剩余包组成媒体分片，并根据Frame_pts参数重新计算媒体分片的播放时长，再用它更新对应M3U8索引文件数据RTP包中的相应标签值。在上述技术方案的基础上，所述终端设备预置有RTP直播组播流的组播地址组与直播频道的对应关系，该对应关系通过终端设备管理平台下发给终端设备；所述HLS生成器根据该对应关系加入相应的组播地址组，接收切片服务器发送的对应直播频道的RTP直播组播流。在上述技术方案的基础上，所述媒体分片的最小时长等于一个画面组GOP的时长。本专利技术还提供一种基于上述系统的通过组播实现的HLS直播方法，该方法包括以下步骤：S1、切片服务器从直播源接收一个或多个直播频道的直播流，分别进行：虚拟HLS切片，将媒体分片和M3U8索引文件数据信息封装在RTP包中，以组播方式发出；S2、当终端设备中的播放器请求播放某个直播频道时，向HLS生成器请求M3U8索引文件；S3、HLS生成器接收切片服务器发送的该直播频道的RTP直播组播流，根据M3U8索引文件数据信息从RTP直播组播流中提取媒体分片缓存于内存，并生成完整的M3U8索引文件；S4、HLS生成器以生成的M3U8索引文件响应播放器；并持续收流并提取媒体分片和M3U8索引文件数据信息，以更新媒体分片缓存和M3U8索引文件；S5、播放器根据M3U8索引文件中的分片列表，向HLS生成器请求下载媒体分片进行播放；并定期向HLS生成器请求新的M3U8索引文件，以下载新媒体分片进行播放。在上述技术方案的基础上，步骤S1具体包括以下操作：所述切片服务器从直播源接收一个或多个直播频道的直播流；分别进行媒体流的解析，将每个媒体分片封装在多个RTP包，并立即以组播方式发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过组播实现的HLS直播系统，包括直播源、系统端设备和终端设备，其特征在于：系统端设备设有切片服务器，终端设备设有HLS生成器和播放器；/n所述切片服务器，用于：从直播源接收一个或多个直播频道的直播流，分别进行：虚拟HLS切片，将媒体分片和M3U8索引文件数据信息封装在RTP包中，以组播方式发送出去；/n所述播放器，用于：当请求播放某个直播频道时，向HLS生成器请求M3U8索引文件；并根据HLS生成器响应的M3U8索引文件中的分片列表，向HLS生成器请求下载媒体分片进行播放；/n所述HLS生成器，用于：收到播放器请求播放直播频道后，接收所述切片服务器发送的该直播频道的RTP直播组播流，根据M3U8索引文件数据信息从RTP直播组播流中提取媒体分片缓存于内存，并生成完整的M3U8索引文件；再以该M3U8索引文件响应播放器。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过组播实现的HLS直播系统，包括直播源、系统端设备和终端设备，其特征在于：系统端设备设有切片服务器，终端设备设有HLS生成器和播放器；
所述切片服务器，用于：从直播源接收一个或多个直播频道的直播流，分别进行：虚拟HLS切片，将媒体分片和M3U8索引文件数据信息封装在RTP包中，以组播方式发送出去；
所述播放器，用于：当请求播放某个直播频道时，向HLS生成器请求M3U8索引文件；并根据HLS生成器响应的M3U8索引文件中的分片列表，向HLS生成器请求下载媒体分片进行播放；
所述HLS生成器，用于：收到播放器请求播放直播频道后，接收所述切片服务器发送的该直播频道的RTP直播组播流，根据M3U8索引文件数据信息从RTP直播组播流中提取媒体分片缓存于内存，并生成完整的M3U8索引文件；再以该M3U8索引文件响应播放器。


2.如权利要求1所述的通过组播实现的HLS直播系统，其特征在于，所述切片服务器进行虚拟HLS切片，将媒体分片和M3U8索引文件数据信息封装在RTP包中，以组播方式发送出去，具体包括以下操作：
所述切片服务器对接收的直播流进行解析，将每个媒体分片封装在多个RTP包，并立即以组播方式发送出去，形成媒体RTP包流；
同时，每当切片服务器封装成的一个RTP包中包含的是一个媒体分片的最后一部分媒体内容时，生成对应的M3U8索引文件数据信息；并将生成的M3U8索引文件数据信息封装在另一个RTP包中，该包以和媒体RTP包流同一路组播地址、不同端口号发送；多个封装有M3U8索引文件数据信息的RTP包，形成M3U8索引文件数据RTP包流，所述媒体RTP包流与所述M3U8索引文件数据RTP包流组成RTP直播组播流。


3.如权利要求2所述的通过组播实现的HLS直播系统，其特征在于：所述切片服务器封装的媒体RTP包，包括RTP头、RTP扩展头和媒体分片数据；
所述切片服务器封装的M3U8索引文件数据RTP包，包括RTP头和M3U8索引文件数据；所述M3U8索引文件数据包含对应媒体分片起始媒体RTP包序号和结束媒体RTP包序号；
所述HLS生成器收到播放器请求播放直播频道后，接收切片服务器的RTP直播组播流，根据M3U8索引文件数据信息从RTP直播组播流中提取媒体分片缓存于内存，并生成完整的M3U8索引文件，具体包括以下操作：
所述HLS生成器收到播放器请求播放直播频道后，接收切片服务器的RTP直播组播流；每当收到M3U8索引文件数据RTP包时，根据其包含的对应媒体分片起始媒体RTP包序号和结束媒体RTP包序号，找到对应媒体分片的所有媒体RTP包；去除各媒体RTP包的RTP头和RTP扩展头后，将媒体分片数据组成一个完整的媒体分片缓存于内存；待收到的M3U8索引文件数据RTP包的个数达到HLS生成器预设的配置时，根据当前收到的M3U8索引文件数据RTP包，组成一个完整的M3U8索引文件。


4.如权利要求3所述的通过组播实现的HLS直播系统，其特征在于，所述媒体RTP包的RTP扩展头包含：帧类型FT参数、帧位置指示FP参数、当前RTP包中的视频帧的展示时间Frame_pts参数；
所述HLS生成器根据M3U8索引文件数据RTP包中，包含的对应媒体分片起始媒体RTP包序号和结束媒体RTP包序号，找到对应媒体分片的所有媒体RTP包时，若在没有重传请求机制下出现未收到部分媒体RTP包的情况，所述HLS生成器根据已收到的媒体RTP包，组成一个只包含已收到媒体RTP包的媒体分片，同时根据RTP扩展头中的Frame_pts参数计算已收到的媒体RTP包构成的媒体分片的播放时长，再用它更新对应M3U8索引文件数据RTP包中的相应标签值；
或者，所述HLS生成器根据媒体RTP包序号及RTP扩展头中的FT参数、FP参数、Frame_pts参数，先舍弃不能组成完整视频帧的媒体RTP包，用剩余包组成媒体分片，并根据Frame_pts参数重新计算媒体分片的播放时长，再用它更新对应M3U8索引文件数据RTP包中的相应标签值。


5.如权利要求1所述的通过组播实现的HLS直播系统，其特征在于：所述终端设备预置有RTP直播组播流的组播地址组与直播频道的对应关系，该对应关系通过终端设备管理平台下发给终端设备；
所述HLS生成器根据该对应关系加入相应的组播地址组，接收切片服务器发送的对应直播频道的RTP直播组播流。


6.如权利要求1至5中任一项所述的通过组播实现的HLS直播系统，其特征在于：所述媒体分片的最小时长等于一个画面组GO...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐继军，杜兵，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，武汉市烽视威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42