用於網絡廣播的流媒體切換矩陣及其播控方法
2023-10-07 02:39:29
用於網絡廣播的流媒體切換矩陣及其播控方法
【專利摘要】本發明提出了一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣及其播控方法，包括音頻輸入模塊、音頻切換單元和音頻輸出模塊；通過進行系統配置，確定矩陣輸入源個數和輸出頻率個數，產生交叉矩陣和對應的交叉開關，並根據每個輸出頻率的需求進行EPG編單；系統從不同類型的輸入源獲取輸入流，送到交叉矩陣中，交叉矩陣的交叉開關根據EPG編單結果定時開啟或關閉，將輸入流按照時間進行重新組合，形成多個新的音頻流。本發明通過音頻切換矩陣可以將電臺已有直播節目、音頻資源進行不同組合形成豐富多彩的網絡頻率，還可以使多個網絡頻率共用同一個直播間節約投資。
【專利說明】用於網絡廣播的流媒體切換矩陣及其播控方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及網絡與通信領域的廣播電臺網上播控技術，具體地說是一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣及其播控方法。
【背景技術】
[0002]移動網際網路的快速發展為廣播電臺提供了新的傳播渠道。移動網際網路打破了原來廣播電臺通過FM/AM頻率頻段的限制，廣播電臺可以根據自身需要或受眾需求任意開設網絡頻道，所以傳統廣播一個頻率一個直播間的模式會導致投資成本較大無法適應網絡頻率建設新情況。網絡頻率都是採用流媒體輸出，而當前用於傳統廣播的音頻切換矩陣無法滿足對將流媒體輸入和流媒體輸出的切換控制需求。此外如何將電臺已有直播節目、歷史節目和其他音頻等資源進行有效組合應用於網絡頻率目前還缺乏有效的手段。
【發明內容】
[0003]針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣及使用該切換矩陣的網絡廣播播控方法。
[0004]本發明為實現上述目的所採用的技術方案是:一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣，包括音頻輸入模塊、音頻切換單元和音頻輸出模塊；
[0005]所述音頻輸入模塊，音頻源與音頻切換單元連接，用於將不同類型、不同壓縮格式、不同採樣率的音頻流統一成同類型、同壓縮格式、同採樣率的音頻流；
[0006]所述音頻切換單元，連接音頻輸入模塊和音頻輸出模塊，用於將統一後的音頻流數據按照時間進行重新組合，形成多個新的音頻流，輸出到音頻輸出模塊；
[0007]所述音頻輸出模塊，連接音頻切換單元，用於將音頻切換單元輸出的音頻流轉分別轉換成RTSP流、HTTP Live Steaming流、音效卡輸出流和文件流，形成不同的網絡頻率。
[0008]所述音頻輸入模塊包括RTSP Stream Client 接口 模塊、Http Stream Client接口模塊、音效卡接口模塊、文件輸入接口模塊、輸入抽象接口模塊、Transcoding模塊和Resamples 模塊；
[0009]所述RTSP Stream Client接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁RTSP音頻流；
[0010]所述Http Stream Client接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁HTTPLiveSteaming 音步頁流；
[0011]所述音效卡接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁音效卡輸出的音頻流；
[0012]所述文件輸入接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁文件輸出音頻流；
[0013]所述輸入抽象接口模塊一端連接RTSP Stream Client接口模塊、Http StreamClient接口模塊、音效卡接口模塊和文件輸入接口模塊，另一端與Transcoding模塊連接，
[0014]用於將不同類型的音頻資源進行規範化處理並統一音頻流格式；
[0015]所述Transcoding模塊一端連接輸入抽象接口模塊,另一端連接Resamples模塊，[0016]將被規範化的音頻流進行音頻Codec的轉碼，將音頻流轉換成統一的壓縮格式；
[0017]所述Resamples模塊連接Transcoding模塊和音頻切換單元,將統一壓縮格式後的音頻流進行採樣率統一。
[0018]所述音頻切換單元包括交叉矩陣和EPG控制單元；
[0019]所述交叉矩陣是由多個輸入流和多個輸出流組成，每個輸入流與輸出流的交點處設置交叉開關；
[0020]所述EPG控制單元是控制交叉開關的人機接口。
[0021]所述交叉開關是用來控制對應輸入流和輸出流通斷的開關器。
[0022]所述音頻輸出單元包括統一輸出接口模塊、RTSP伺服器模塊、HTTP流媒體伺服器模塊、音效卡輸出模塊和文件輸出模塊。
[0023]一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣播控方法，包括以下步驟:
[0024]步驟1:進行系統配置，確定矩陣輸入源個數和輸出頻率個數，產生交叉矩陣和對應的交叉開關，並根據每個輸出頻率的需求進行EPG編單；
[0025]步驟2:EPG編單完成後，系統從不同類型的輸入源獲取輸入流，送到交叉矩陣中，交叉矩陣的交叉開關根據EPG編單結果定時開啟或關閉，將輸入流按照時間進行重新組合，形成多個新的音頻流。
[0026]所述EPG編單是按照輸出流的要求設定對應交叉開關開啟或關閉時間的過程。
[0027]所述輸入源包括音效卡輸入源、RTSP輸入源、HTTP輸入源和文件輸入源。
[0028]所述RTSP輸入源和所述HTTP輸入源，採用預判預取的方法:當下一個需求切換RTSP流或者HTTP流輸入時，提前一段時間建立連接，當切換時間到達時進行快速無縫切換。
[0029]所述文件輸入源採用硬體定時的機制。
[0030]本發明具有以下優點及有益效果:
[0031]1.通過本發明為各地廣播電臺搭建網絡廣播提供了一種快速、便捷的方法，即可以廣播電臺現有的頻率直播節目和已有的音頻資料，通過音頻切換矩陣定義的切換規則，形成不同類型的網絡頻率，給電臺在網絡時代開展面向小眾的「窄播」提供技術條件；
[0032]2.通過本發明可以讓廣播電臺製作網絡頻率時，可以使用RTSP、HTTP、音效卡輸入、音頻文件等不同形式的輸入源，為豐富音頻內容提供了保障；
[0033]3.通過本發明可以讓廣播電臺網絡頻率播控人員按照所見即所得的方式對多種輸入進行控制選擇，輸出不同的網絡頻率，十分快捷的實現專題網絡電臺；
[0034]4.通過本發明可以為電臺原有頻率平移到網絡時，根據自動播出系統的EPG進行廣告替換，使得網絡播出的廣告和電臺FM/AM播出的廣告不同，為電臺營收提供新的途徑；
[0035]5.通過本發明可以使多個網絡頻率共用同一個直播間，節約投資。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明系統結構組成圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的詳細說明。[0038]如圖1所示，本發明中用於網絡廣播的流媒體切換矩陣，包括以下幾個組成部分:音頻輸入模塊、音頻切換單元和音頻輸出模塊。音頻流數據從上述音頻輸入模塊經音頻切換單元到音頻輸出單元輸出，EPG控制單元控制音頻切換單元中矩陣開關進而改變音頻流輸入和輸出的對應關係。
[0039]其中音頻輸入模塊包含RTSP Client,Http Stream Client、音效卡和文件輸入接口來接駁不同類型的音頻資源，然後經由輸入抽象接口將不同類型的音頻資源進行規範化並統一格式。被規範化的音頻流經由Transcoding模塊進行音頻Codec的轉碼,將音頻流轉換成預先配置的壓縮格式，再經由Resamples進行採樣率統一，通過上述音頻輸入模塊各組件，將不同類型、不同壓縮格式、不同採樣率的音頻流數據統一成同類型、同壓縮格式、同採樣率的音頻流，供音頻切換單元進行處理。
[0040]所述音頻切換單元是由切換矩陣和EPG控制單元組成，其中切換矩陣是由N輸入M輸出的矩陣，N個輸入和M各輸出之間有交叉開關可以控制連通與否，S卩如果某路輸入音頻輸入A要輸出到音頻輸出A』上，那麼只需要將A和A』之間的交叉開關打開即可。如果多路音頻輸出要輸入到同一條輸出上，那麼切換矩陣將根據該條輸出交叉開關處於開啟狀態的數量自動進行混音操作。切換矩陣通過打開同一條輸入上多個交叉開關可實現支持將一條輸入輸出到多條輸出上去。其中，交叉開關的開啟和關閉是由EPG控制單元控制的。EPG控制單元將根據預先設定的每條輸出的輸出內容、時間順序對切換矩陣的交叉開關進行控制，EPG控制單元提供人機接口，以方便用戶定義輸出路數及輸出的方式、按時間定義輸出的來源並定時控制相關交叉開關。
[0041]所述音頻輸出模塊接收從音頻切換單元輸出的音頻流，經由統一輸出接口將標準的音頻流分別轉換成RTSP流、HTTP Live Steaming流、音效卡輸出流和文件流的方式分別進入向對應的具體輸出模塊。在RTSP流中，音頻流會被封裝到RTP數據包中。在HTTP LiveSteaming中，音頻流被分片成aac或ts格式的小文件,並生成m3u8文件。在音效卡輸出模塊，音頻流被轉換成PCM數據寫入對應的音效卡。在文件輸出時則將音頻流進行轉碼，保存成WAV、MP3或S48格式的文件。
[0042]本發明中還涉及一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣播控方法，包括以下步驟:
[0043](I)開始進行系統配置，主要配置包括輸入源的配置、輸出頻率配置和EPG編單。
[0044]( 1.1)所述輸入源的配置主要包括配置音效卡輸入及輸入音頻的採用率、每採樣BIT數和音頻通道數(單聲道或立體聲)，RTSP源和HTTP源主要配置URL地址、認證用戶名密碼及傳輸協議和音頻格式，文件輸入主要配置文件的路徑及格式。
[0045](1.2)所述輸出頻率配置主要配置輸出頻率的個數及輸出頻率的輸出類型。
[0046](1.3)通過上述(11)和(12)的配置可以確定矩陣輸入源N和輸出頻率個數M的值，然後生產NxM矩陣和對應的交叉開關，並根據每個輸出頻率的需求對輸出賠率輸出音頻進行編單，即對NxM矩陣中的每個交叉開關的定時，指定其開啟和關閉時間。
[0047](2)編單完成，系統可以開始工作，系統會分別從不同類型的輸入源獲取音頻輸入，然後送到切換矩陣中，切換矩陣的交叉開關根據編單進行的定時開啟或關閉，輸出頻率音頻產生。
[0048](2.1)音效卡輸入如果對應的是廣播電臺原有頻率的音頻線接入，切換矩陣可以預先讀取對於的電子節目單，然後在原有頻率的廣告時間切換關閉對應交叉開關，開啟其他交叉開關達到替換原有頻率廣告的功能；
[0049](2.2)音效卡輸入如果對應的是網絡直播間調音臺的音頻線輸入，切換矩陣可以根據需要分別接入到不同的輸出網絡頻率，從而達到無需調整任何設備或線纜，復用網絡直播間的功能；
[0050](2.3) RTSP/HTTP源輸入音頻，由於在切換的過程中需要建立先建立連接，通過認證才可以獲得音頻，有較大延時，因此在實現時，採用預判預取的方法，即當下一個需求切換RTSP/HTTP網絡流輸入時，提前X秒先建立連接，等切換時間到達時實現快速無縫切換，其中X的值由對源的不同分別設置。
[0051](2.4)如果是文件輸入源的話，在實現文件流化的過程中，要採用硬體定時的機制保證文件的讀取編碼輸出速率和流媒體的速率一致，防止出現文件流化的過快或過慢而導致的聲音斷續或終端緩衝區溢出。
[0052](3)切換矩陣輸出流的建立方法遵循對應的輸出類型標準，為了保證大規模並發訪問網絡頻率音頻流，系統採用在切換矩陣後端放在流媒體分發伺服器的方法。
【權利要求】
1.一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣，其特徵在於，包括音頻輸入模塊、音頻切換單兀和首頻輸出I旲塊； 所述音頻輸入模塊，音頻源與音頻切換單元連接，用於將不同類型、不同壓縮格式、不同採樣率的音頻流統一成同類型、同壓縮格式、同採樣率的音頻流； 所述音頻切換單元，連接音頻輸入模塊和音頻輸出模塊，用於將統一後的音頻流數據按照時間進行重新組合，形成多個新的音頻流，輸出到音頻輸出模塊； 所述音頻輸出模塊，連接音頻切換單元，用於將音頻切換單元輸出的音頻流轉分別轉換成RTSP流、HTTP Live Steaming流、音效卡輸出流和文件流，形成不同的網絡頻率。
2.根據權利要求1所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣，其特徵在於，所述音頻輸入模塊包括RTSP Stream Client接口模塊、Http Stream Client接口模塊、音效卡接口模塊、文件輸入接口模塊、輸入抽象接口模塊、Transcoding模塊和Resamples模塊； 所述RTSP Stream Client接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁RTSP音頻流；所述Http Stream Client接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁HTTPLiveSteaming 音步頁流； 所述音效卡接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁音效卡輸出的音頻流； 所述文件輸入接口模塊連接到輸入抽象接口模塊，用於接駁文件輸出音頻流； 所述輸入抽象接口模塊一端連接RTSP Stream Cl ient接口模塊、Http Stream Client接口模塊、音效卡接口模塊和文件輸入接口模塊，另一端與Transcoding模塊連接，用於將不同類型的音頻資源進行規範化處理並統一音頻流格式； 所述Transcoding模塊一端連接輸入抽象接口模塊，另一端連接Resamples模塊,將被規範化的音頻流進行音頻Codec的轉碼,將音頻流轉換成統一的壓縮格式；所述Resamples模塊連接Transcoding模塊和音頻切換單元，將統一壓縮格式後的音頻流進行採樣率統一 O
3.根據權利要求1所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣，其特徵在於，所述音頻切換單元包括交叉矩陣和EPG控制單元； 所述交叉矩陣是由多個輸入流和多個輸出流組成，每個輸入流與輸出流的交點處設置交叉開關； 所述EPG控制單元是控制交叉開關的人機接口。
4.根據權利要求1或3所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣，其特徵在於，所述交叉開關是用來控制對應輸入流和輸出流通斷的開關器。
5.根據權利要求1所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣，其特徵在於，所述音頻輸出單元包括統一輸出接口模塊、RTSP伺服器模塊、HTTP流媒體伺服器模塊、音效卡輸出模塊和文件輸出模塊。
6.一種用於網絡廣播的流媒體切換矩陣播控方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1:進行系統配置，確定矩陣輸入源個數和輸出頻率個數，產生交叉矩陣和對應的交叉開關，並根據每個輸出頻率的需求進行EPG編單； 步驟2:EPG編單完成後，系統從不同類型的輸入源獲取輸入流，送到交叉矩陣中，交叉矩陣的交叉開關根據EPG編單結果定時開啟或關閉，將輸入流按照時間進行重新組合，形成多個新的音頻流。
7.根據權利要求6所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣播控方法，其特徵在於，所述EPG編單是按照輸出流的要求設定對應交叉開關開啟或關閉時間的過程。
8.根據權利要求6所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣播控方法，其特徵在於，所述輸入源包括音效卡輸入源、RTSP輸入源、HTTP輸入源和文件輸入源。
9.根據權利要求8所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣播控方法，其特徵在於，所述RTSP輸入源和所述HTTP輸入源，採用預判預取的方法:當下一個需求切換RTSP流或者HTTP流輸入時，提前一段時間建立連接，當切換時間到達時進行快速無縫切換。
10.根據權利 要求8所述的用於網絡廣播的流媒體切換矩陣及其播控方法，其特徵在於，所述文件輸入源採用硬體定時的機制。
【文檔編號】H04L29/06GK103812842SQ201210457095
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優先權日:2012年11月14日
【發明者】孫建偉, 馬躍, 楊海波, 賈正峰, 於碧輝, 卜立平 申請人:中國科學院瀋陽計算技術研究所有限公司