專利名稱：一種mpeg-4的傳輸碼流到互聯(lián)網流媒體聯(lián)盟流的實時轉換方法
技術領域：
本發(fā)明屬于多媒體通信領域，尤其涉及一種運動圖像專家組MPEG-4 的傳輸碼流(TS)到互聯(lián)網流媒體聯(lián)盟流(ISMA)的實時轉換方法。
背景技術：
通過IP (互聯(lián)網協(xié)議)網絡提供實時電視視頻業(yè)務是一種趨勢，IPTV (網絡電視)的興起就是這種趨勢的一種體現(xiàn)。IPTV是在寬帶互聯(lián)網上傳 輸，采用機頂盒加電視機進行顯示和交互的一種新的視頻業(yè)務。
在IPTV系統(tǒng)中，目前業(yè)界存在兩種視頻流的傳輸規(guī)范，即互聯(lián)網中廣 泛使用的由互聯(lián)網流媒體聯(lián)盟(ISMA)提出的ISMA規(guī)范和在廣電網絡中 廣泛使用的由運動圖像專家組(MPEG)提出的TS規(guī)范。TS規(guī)范采用TS 包封裝格式把音頻流和視頻流統(tǒng)一組包并復用成一個傳輸流，而ISMA協(xié)議 則把視頻流和音頻流分開傳輸，因此這兩種規(guī)范互不兼容。
由于ISMA協(xié)議是針對互聯(lián)網特性提出，能夠較好地適應IP網絡上丟 包、延時、抖動等網絡特點，加上電信運營商已有互聯(lián)網流纟!某體業(yè)務經營經 驗，因此，在IPTV系統(tǒng)中電信運營商通常傾向于采用ISMA傳輸規(guī)范，但 電視內容卻掌握在廣電系統(tǒng)中，通常采用TS傳輸格式。為了解決格式轉換 問題，本文提出了從TS流實時轉換成ISMA流的轉碼方法，并著重解決了 轉碼過程中的時戳生成、組包策略和轉碼延時控制等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種傳統(tǒng)TS格式的視頻流到ISMA傳 輸流的實時轉換方法，為電信運營商的IPTV系統(tǒng)提供從廣電系統(tǒng)引入實時 視頻的解決方案。
一種MPEG-4的傳輸碼流TS流到互聯(lián)網流々某體聯(lián)盟ISMA流的實時轉 換方法，包含以下內容
(a) 配置轉碼器的參數(shù)，包含視、音頻編碼類型，TS流節(jié)目號，ISMA 直播流會話描述協(xié)議SDP參數(shù)，SDP參數(shù)中包含發(fā)送連接類型，即傳輸控 制協(xié)議TCP或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP,和相應的端口號；
(b) 轉碼器接收來自編碼器的TS流；
(c) 轉碼器按配置信息解復用TS流，根據(jù)TS流節(jié)目參考時鐘PCR值 生成對應的幀參考時間；
(d) 轉碼器進一步處理解復用獲得的視音頻數(shù)據(jù)，根據(jù)配置信息和幀 參考時間生成實時傳輸協(xié)議RTP包；
(e) 生成RTP包之后，轉碼器將生成的視音頻RTP包通過SDP參數(shù) 中配置的用戶數(shù)據(jù)^艮協(xié)議UDP端口或傳輸控制協(xié)議TCP端口發(fā)送至網絡。
所述步驟(a)中轉碼器的參數(shù)還包含接收節(jié)目源網卡地址；發(fā)送節(jié)目 網卡地址；節(jié)目源組播網絡IP地址，非組播源則可取值0.0.0.0,及節(jié)目源 端口號。
所述步驟(a)轉碼器的參數(shù)以配置文件的形式進行配置，每個配置文 件可以配置多個節(jié)目。
所述步驟(d)中每個視頻RTP包至多包含一個視頻分組基本碼流PES, 即每個視頻PES負栽頭都在RTP有效負栽Payload的起始點。
所述步驟(d)中每個音頻RTP包包含一個或多個音頻PES, —個PES 只屬于一個RTP包。
所述步驟(d)中每個RTP包有效負載Payload的最大長度不超過1436 字節(jié)。
所述步驟(e)中轉碼器不為排序預留緩存。
所述步驟(e)中轉碼器為RTP包中Marker標識置位預留的緩存不超過 1個UDP包或TCP包。
所述步驟(e)中所述轉碼器接收和發(fā)送數(shù)據(jù)時采用異步機制，對共享
內存的加鎖控制以UDP包或TCP包為單位。
所述步驟(e)中轉碼器收到RTP包后，立即發(fā)送。
采用本文發(fā)明提供的TS流到ISMA流的實時轉換方法，很好地解決了 在基于ISMA傳輸規(guī)范的IPTV系統(tǒng)中接入MPEG - 4的TS視音頻內容的問 題，從而為IPTV系統(tǒng)引入傳統(tǒng)廣電內容源提供了解決方案。


圖1是本發(fā)明TS流到ISMA流系統(tǒng)框圖2是本發(fā)明一種TS流到ISMA流的實時轉換方法流程圖3是TS包封裝格式示意圖4是MPEG-4視頻流的RTP包封裝格式示意圖5是MPEG-4音頻流的RTP包封裝格式示意圖。
具體實施例方式
圖1所示是本發(fā)明由TS流轉換至ISMA流的系統(tǒng)框圖，包含編碼器， 轉碼器，IP網絡和終端，其中轉碼器接收來自編碼器的TS流，對該碼流進 行解復用后封裝為RTP包，再通過IP網絡發(fā)送至終端。
圖2所示是本發(fā)明一種MPEG-4的TS流到ISMA流的實時轉換方法流 程圖，包括以下步驟
步驟一、配置
啟動轉碼器前，先對轉碼器進行必要的配置，包括視、音頻編碼類型， TS流節(jié)目號，ISMA直播流SDP (會話描述協(xié)議)等，以配置文件方式進 行配置， 一個配置文件可對多個節(jié)目同時進行配置。每個節(jié)目的配置項包括
1) 節(jié)目號如果TS流為MPTS (多節(jié)目TS碼流)，則對應節(jié)目的節(jié) 目號(program—number);如果TS流為SPTS (多路單節(jié)目TS ),則值為 0;
2) 接收節(jié)目源網卡地址；
3) 發(fā)送節(jié)目網卡地址；
4) 節(jié)目源組播IP地址，非組播源則可取值0.0.0.0;
5) 節(jié)目源端口號；
6) 節(jié)目SDP (會話描述協(xié)議)，包括發(fā)送IP地址、端口號，發(fā)送連接 類型(TCP/UDP，傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)，栽荷類型，媒體類型 和時戳的時鐘頻率，缺省為90kHz;
7) 視頻、音頻編碼類型。 步驟二、接收
轉碼器接收來自編碼器的TS over UDP流(用UDP協(xié)議承栽的TS流)。 TS包結構如圖3所示，TS包由包頭、自適應區(qū)和包數(shù)據(jù)3部分組成。每個 包長度為固定的188字節(jié)，包頭為4字節(jié)，自適應區(qū)和包數(shù)據(jù)為184字節(jié)。 184字節(jié)為有用信息空間，用于傳送已編碼的視音頻數(shù)據(jù)流。包頭由同步字 節(jié)、傳輸誤碼指示符、有效載荷單元起始指示符、傳輸優(yōu)先、包識別 (PID-Packet Identification)、傳輸加擾控制、自適應區(qū)控制和連續(xù)計數(shù)器8 個部分組成。
步驟三、解復用
轉碼器按配置信息解復用TS流，逐幀(以TS的分組基本碼流PES為 單位)分辨出視頻和音頻碼流，并由節(jié)目參考時鐘值(PCR)生成對應幀的 參考時間；轉碼器把TS流解復用后得到對應的視音頻流PES，取PES頭對 應的PCR值作為該幀的時戳，PCR值與時戳的具體轉換方法依據(jù)標準協(xié)議 IS013818-1的相關規(guī)定進行。
步驟四、封裝
轉碼器對解復用獲得的視音頻分組基本碼流(PES)數(shù)據(jù)進一步處理， 根據(jù)配置信息和幀參考時間，依據(jù)RFC3016協(xié)議(用于MPEG-4視聽流的 RTP負載格式協(xié)議)生成RTP包。MPEG-4的視頻和音頻RTP包格式分別 如圖4和圖5所示，包頭一般只包含開始的12字節(jié)，CSRC標識字段一般 不需要。字段V表示協(xié)議版本，字段P表示是否包舍填充數(shù)據(jù)，X字段表 示是否有協(xié)議擴展，CC字段表示CSRC標志數(shù)，M字段標識是否是VOP
的最后一個RTP包，PT字段表示栽荷類型，Sequence Number是序列號， 開始值隨機，Timestamp是時戳字段，指明該RTP包中所包含的VOP的采 樣時刻，SSRC是標識同步源的一個隨機數(shù)。由于輸入的TS包與輸出的RTP 包并非——對應，RTP組包策略如下
1 )視頻RTP包至多包含一個PES,即每個視頻PES負載頭都在RTP有 效負載(Payload)的起始點；
2 )音頻RTP包可包含多個PES,但一個PES不能跨多個RTP包，即 每個音頻RTP有效負載(Payload)起始點即PES負載頭；
3 )音頻和視頻RTP包有效負載(Payload)的最大長度不超過1436字
I7 。
步驟五、發(fā)送
轉碼器將生成的視音頻RTP包通過配置的UDP端口各自發(fā)送至網絡。 為了確保直播的實時性，轉碼的時延應盡可能小。采用的策略和機制如下
1) 由于編碼器和轉碼器一般是直接相連，因此不考慮丟包與亂序情況， 即不必為排序預留緩存；
2) 由于視音頻幀的最后一個RTP包須將Marker標識置位，如果TS流 的PES長度值為0 (TS流i見頻包的PES長度大多為0 ),只有通過PES頭 標志位才能判斷幀邊界。因而需緩存一定量的數(shù)據(jù)以判定邊界。從下一有效
(含ES數(shù)據(jù))TS包可確定當前TS包是否為幀邊界，所以為Marker置位預 留的緩存最多可為1個UDP包。根據(jù)一個TS包生成RTP包后暫時緩存， 待收到下一個TS包后再決定是否將RTP包的Marker標識置位，然后再發(fā) 送。
3) 為避免因數(shù)據(jù)處理和發(fā)送影響數(shù)據(jù)包接收，接收與處理發(fā)送一般采 用異步機制，對共享內存的加鎖控制應該以UDP包為單位，即以整個UDP 包為單位進行加鎖控制。比如這個包占用的緩沖區(qū)在接收時由接收進程加 鎖，避免處理進程對它進行修改。每個包都有一把鎖，而不是整個緩沖區(qū)(內 存塊)一把鎖，這樣便于兩個進程并行工作，即不會產生過多的處理延時。 以剔除因異步機制產生的緩存； 4)發(fā)送才莫塊在收到生成的RTP包后，立即向目標i也址發(fā)送，不作流量 控制及緩存。
上迷發(fā)送也可以以采用TCP方式，采用TCP方式時，發(fā)送方式同UDP。
權利要求
1、一種MPEG-4的傳輸碼流TS流到互聯(lián)網流媒體聯(lián)盟ISMA流的實時轉換方法，包含以下內容(a)配置轉碼器的參數(shù)，包含視、音頻編碼類型，TS流節(jié)目號，ISMA直播流會話描述協(xié)議SDP參數(shù)，SDP參數(shù)中包含發(fā)送連接類型，即傳輸控制協(xié)議TCP或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP，和相應的端口號；(b)轉碼器接收來自編碼器的TS流；(c)轉碼器按配置信息解復用TS流，根據(jù)TS流節(jié)目參考時鐘PCR值生成對應的幀參考時間；(d)轉碼器進一步處理解復用獲得的視音頻數(shù)據(jù)，根據(jù)配置信息和幀參考時間生成實時傳輸協(xié)議RTP包；(e)生成RTP包之后，轉碼器將生成的視音頻RTP包通過SDP參數(shù)中配置的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP端口或傳輸控制協(xié)議TCP端口發(fā)送至網絡。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(a)中轉碼器的 參數(shù)還包含接收節(jié)目源網卡地址；發(fā)送節(jié)目網卡地址；節(jié)目源組播網絡IP 地址，非組播源則可取值0.0.0.0,及節(jié)目源端口號。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟(a)轉碼器 的參數(shù)以配置文件的形式進行配置，每個配置文件可以配置多個節(jié)目。
4、 如權利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(d)中每個視 頻RTP包至多包含一個視頻分組基本碼流PES,即每個視頻PES負載頭都 在RTP有效負載Payload的起始點。
5、 如權利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(d)中每個音頻 RTP包包含一個或多個音頻PES, —個PES只屬于一個RTP包。
6、 如權利要求4或5所述的方法，其特征在于所述步驟(d)中每個 RTP包有效負載Payload的最大長度不超過1436字節(jié)。
7、 如權利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(e)中轉碼器不 為排序預留緩存。
8、 如權利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(e)中轉碼器為 RTP包中Marker標識置位預留的緩存不超過1個UDP包或TCP包。
9、 如權利要求l所迷的方法，其特征在于所述步驟(e)中所述轉碼 器接收和發(fā)送數(shù)據(jù)時采用異步機制，對共享內存的加鎖控制以UDP包或 TCP包為單位。
10、 如權利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(e)中轉碼器 收到RTP包后，立即發(fā)送。
全文摘要
一種MPEG-4的傳輸碼流TS流到互聯(lián)網流媒體聯(lián)盟ISMA流的實時轉換方法，包含以下內容(a)配置轉碼器的參數(shù)，包含視、音頻編碼類型，TS流節(jié)目號，ISMA直播流會話描述協(xié)議SDP參數(shù)；(b)轉碼器接收來自編碼器的TS流；(c)轉碼器按配置信息解復用TS流，根據(jù)TS流節(jié)目參考時鐘PCR值生成對應的幀參考時間；(d)轉碼器進一步處理解復用獲得的視音頻數(shù)據(jù)，根據(jù)配置信息和幀參考時間生成實時傳輸協(xié)議RTP包；(e)生成RTP包之后，轉碼器將生成的視音頻RTP包通過SDP參數(shù)中配置的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP端口或傳輸控制協(xié)議TCP端口發(fā)送至網絡。
文檔編號H04N7/26GK101193289SQ20061014562
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權日2006年11月22日
發(fā)明者田洪亮 申請人:中興通訊股份有限公司