一種實現雲媒體共享播放的音頻系統及方法

2023-05-16 08:38:51 2

一種實現雲媒體共享播放的音頻系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種實現雲媒體共享播放的音頻系統，包括播放端，用於根據網絡數據播放音頻數據；以及控制端，與播放端進行Wi-Fi連接，用於從廣域網中獲取網絡數據，建立分段緩存機制以實現網絡數據的保存與同步共享，將從廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分，利用UPnP設備互聯機制及Wi-Fi技術將雲媒體共享部分傳輸至播放端以實現雲媒體的共享播放。與現有技術相比，本發明的音頻系統無需Bridge配件便實現了廣域網中的數據在多個播放器（數量不受限制）中的共享播放，降低了系統成本，增強了系統的實用性、便利性。本發明同時公開了一種實現雲媒體共享播放的方法。
【專利說明】一種實現雲媒體共享播放的音頻系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及音頻播放【技術領域】，更具體地涉及一種實現雲媒體共享播放的音頻系統及方法。
【背景技術】
[0002]在社會發展和科技進步的過程中，人們對有線轉無線的需求一直存在。因此，無線技術應運而生並不斷地成熟起來，並被廣泛地運用於無線音頻傳輸等領域，給人們的生活帶來了很多便利之處。
[0003]目前，市面上已有多種無線技術(如藍牙技術、2.4G技術以及W1-Fi技術)被用於實現音頻的無線傳輸共享，不同的方法各具有點，但僅有W1-Fi技術能實現較好的一對多的傳輸控制特性。具體地，現有的音頻無線傳輸系統包括控制端(如手機、電腦)、一個主播放器、多個從播放器(最多為31個)以及多個Bridge配件，控制端與主播放器之間、主播放器與從播放器之間、外部網絡與主播放器之間均通過Bridge配件連接。使用時，將最多32個播放器部署在同一個W1-Fi區域網內，Bridge配件連接外部網絡以將歌曲源數據傳至主播放器，由主播放器進行解碼播放，手機、電腦等控制端則通過Bridge配件對主播放器進行控制。
[0004]顯然，該無線音頻傳輸系統使用了較多的Bridge配件，從而增加了系統成本，系統的實用性、便利性較低，且該傳輸系統中播放器的數量也受到了限制(最多32個)。

【發明內容】

[0005]本發明的需解決的技術問題是:提供一種實現雲媒體共享播放的音頻系統及方法，無需Bridge配件以實現廣域網中的數據在多個播放器(數量不受限制)中的共享播放，降低系統成本，增強系統的實用性、便利性。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是提供一種實現雲媒體共享播放的音頻系統，包括:
[0007]播放端，用於根據網絡數據播放音頻數據；以及
[0008]控制端，與所述播放端進行W1-Fi連接，用於從廣域網中獲取所述網絡數據，建立分段緩存機制以實現所述網絡數據的保存與同步共享，將從所述廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分，利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將所述雲媒體共享部分傳輸至所述播放端以實現雲媒體的共享播放。
[0009]與現有技術相比，本發明實現雲媒體共享播放的音頻系統具有以下優點:
[0010](I)控制端與播放端進行W1-Fi連接，無需Bridge配件等硬體設備，從而降低了系統成本，增強了系統的實用性、便利性，填補了國內市場上控制端的應用空白，且在後續的整個系統擴展過程中也無需新增其它硬體設備；
[0011](2)控制端與播放端進行W1-Fi連接的方式，充分地利用了 W1-Fi高帶寬長距離等特性，實現了高品質的無線音頻數據，有效地保證了傳輸質量；[0012](3)控制端與播放端進行W1-Fi連接的方式，使得控制端所連接的播放端的數量也不受限制；
[0013](4)控制端從廣域網中獲取網絡數據，無需對控制端做特殊修改，進一步增強了整個系統的實用性及便利性；
[0014](5)建立分段緩存機制以實現網絡數據的保存與同步共享，為後續實現雲媒體共享傳輸及控制端與播放端的實時播放控制奠定了基礎；
[0015](6)開發過程中借用了 UPnP協議的共享特性，並充分利用了控制端的開放性進行開發，中間的開發也可根據後期的開發要求進行調整，從而可以做到便利地進行更新；
[0016](7)播放端無需做任何改進便可適用於控制端的改進，也增強了系統的實用性及便利性。
[0017]相應地，本發明還提供了一種實現雲媒體共享播放的方法，包括:
[0018]控制端從廣域網中獲取網絡數據；
[0019]建立分段緩存機制以實現所述網絡數據的保存與同步共享；
[0020]將從所述廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分；
[0021]利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將所述雲媒體共享部分向外傳輸；
[0022]播放端根據所述雲媒體共享部分中的網絡數據獲取音頻數據進行播放以實現雲媒體的共享播放。
[0023]通過以下的描述並結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本發明的實施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為無線音頻互聯繫統的模型圖。
[0025]圖2為無線音頻互聯繫統的應用框架圖。
[0026]圖3為無線連接建立流程圖。
[0027]圖4為本發明實現雲媒體共享播放的音頻系統結構框圖。
[0028]圖5為本發明實現雲媒體共享的方法流程圖。
[0029]圖6為圖5中S502的子流程圖。
[0030]圖7為圖5中S504的子流程圖。
[0031]圖8為圖5中S505的子流程圖。
[0032]圖9為數據共享流程圖。
[0033]圖10為本發明的播放狀態圖。
[0034]圖11為控制端的數據存儲方式示意圖。
【具體實施方式】
[0035]現在參考附圖描述本發明的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。
[0036]為了更加清晰地描述本發明的技術方案，請先參考圖1至圖3，以對無線音頻互聯繫統的框架及無線連接流程進行簡單描述。
[0037]請參考圖1，系統分為內部區域網部分和外部區域網部分。其中涉及的音頻網關連接部分由無線路由器實現；外部雲伺服器由廣域網中的外部伺服器提供，其能通過標準網絡接口來訪問和使用內容資源，且外部雲伺服器主要為各種音樂供應商伺服器；控制端發現音頻伺服器、雲伺服器及內容伺服器等媒體伺服器以及播放設備，並負責媒體伺服器與播放設備的協調工作，控制端可能是一個智慧型手機、PC或平板電腦；播放設備是網絡中具有音頻解碼能力的設備，比如個人計算機、音箱設備、電視機及各種手持設備，播放設備也可作為目標設備訪問伺服器上的內容；本地音頻伺服器可以作為源設備，可以對其內容進行管理，並為其他設備提供標準的網絡接口來訪問和使用。
[0038]具體地，無線音頻互聯繫統的總體數據傳輸流程如圖2所示，初始狀態下，將控制端(圖2中的發送端)與播放端(圖2中的接收端)在同一個區域網下通過W1-Fi網絡連接組網，控制端綁定多播地址239.255.255.250:190埠，然後控制端廣播搜索，發送一個搜索請求，該請求基於HTTPMU，播放設備接收到信息後，通過239.255.255.250:1900多播地址發送SSDP的NOTIFY命令來宣告設備的可用性以及服務，控制端根據反饋信息(設備的可用性及服務)進行選取建立連接。之後，控制端開始啟動控制服務和傳輸服務，其中控制服務用於監控用戶輸入信息，對本地解碼和遠程播放做相應處理；傳輸服務將播放歌曲解碼後封裝成網絡包形式，通過TCP傳輸到遠端。此外，除了這兩個服務外，在控制端與播放設備的連接過程中，兩者還維護著心跳同步，保持雙方在線響應，以便監測連接狀態。
[0039]具體地，如圖3所示，控制端與播放端之間的無線連接建立流程是:前臺向後臺傳遞目標地址和埠號，後臺執行具體連接工作，設置連接狀態標識符，前臺通過輪詢該標識符檢測連接狀態，根據該標識符是否有效判斷是否連接超時。
[0040]基於上述描述，再請參考圖4，本發明實現雲媒體共享播放的音頻系統包括:
[0041]播放端10，用於根據網絡數據播放音頻數據；以及
[0042]控制端20，與播放端進行W1-Fi連接，從廣域網中獲取網絡數據，並將網絡數據傳輸至播放端10播放。
[0043]其中，播放端10包括一個主播放器101以及多個從播放器102，主播放器101與控制端20連接，多個從播放器102與主播放器101連接；控制端20為智慧型手機或平板電腦。
[0044]具體地，控制端20具體包括:
[0045]連接模塊201，用於與播放端10的主播放器101進行W1-Fi連接以及與廣域網連接；
[0046]獲取模塊202，用於從廣域網中獲取網絡數據；
[0047]保存模塊203，用於建立分段緩存機制以實現網絡數據的保存與同步共享；
[0048]雲媒體共享模塊204，用於將從廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分；
[0049]傳輸模塊205，用於利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將雲媒體共享部分通過連接模塊201傳輸至主播放器101以實現雲媒體的共享播放。
[0050]再請參考圖5，本發明實現雲媒體共享播放的方法包括:
[0051 ] S501，控制端從廣域網中獲取網絡數據。
[0052]S502，建立分段緩存機制以實現網絡數據的保存與同步共享。
[0053]S503，將從廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分，如圖9所示。
[0054]S504,利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將雲媒體共享部分向外傳輸。[0055]S505，播放端根據網絡數據獲取音頻數據進行播放以實現雲媒體的共享播放。
[0056]具體地，如圖6所示，S502具體包括:
[0057]S5021，在控制端設置好目標數據資源的URL，以及需要獲取緩存的臨時空間地址；
[0058]S5022，將網絡數據以相同大小保存於臨時文件夾中以形成緩存數據流；
[0059]S5023,實時判斷緩存數據流的大小是否超過閾值及網絡數據的完整性；
[0060]S5024，根據判斷結果將網絡數據進行轉存；
[0061]S5025，以替換的方式重組需存儲的網絡數據以實現網絡數據的保存與同步共享。
[0062]具體地,如圖7所示，S504具體包括:
[0063]S5041，利用UPnP設備互聯機制在控制端中以內容伺服器的方式創建共享文件夾;
[0064]S5042，將雲媒體共享部分存儲至共享文件夾；
[0065]S5043，將共享文件夾中的雲媒體共享部分通過W1-Fi技術向外傳輸至播放端。
[0066]具體地,如圖8所示，S505具體包括:
[0067]S5051，主播放器通過W1-Fi接收控制端所傳輸的網絡數據，並根據網絡數據獲取音頻數據；
[0068]S5052,主播放器主動廣播自身播放狀態；
[0069]S5053,多個從播放器主動捕獲主播放器所發送的廣播信息,廣播信息包括播放狀態及播放時間；
[0070]S5054,多個從播放器根據所捕獲的廣播信息調整自身播放狀態，以實現與主播放器之間的同步。
[0071]需要說明的是，主播放器的設定是在控制端發送組網SetGroupId信息組成設備組後，隨機挑選某一設備作為主播放器，在分組同步播放時，主播放器接收播放命令後，開始從伺服器下載將要播放的音頻資源，緩衝到一定階段開始解碼並創建一個組播地址，同時向本組的各成員發送連接組長組播地址的命令，使各個組員開始播放組長組播發送的音頻信息。主播放器需在系統中以每IOOms的時間間斷不斷廣播自身的播放狀態，其他設備則主動接受主設備的廣播信息，並根據主設備的播放狀態與播放時間做相應調整，當設備播放進度較快或較慢時，其他設備調用FFmpeg中的時間控制函數調整播放位置，以便實現系統的冋步狀態。
[0072]從以上描述可以看出，想要實現網絡數據在音頻系統中的共享，在本發明中利用了 Android系統原本的緩存機制。具體地，事先在控制端設置好目標數據資源的URL，以及需要獲取緩存的臨時空間地址。在控制端通過廣域網搜索到需要的資源後，利用控制端內部的緩存文件區保存下載文件，其中，將音頻數據以相同大小進行保存以形成緩存數據流，未經壓縮的音頻文件的位速為1411kbps，按公式
[0073]文件大小=(採樣頻率*量化等級*聲道數)/8*位速/1411*秒
[0074]一般音頻文件採樣頻率為44100kHz，量化等級都是16，雙聲道立體聲，位速為128kbps，各種格式最少Is播放時間，可按照一般音頻播放IOs數據大小進行設置，44100*16*2/8*128/1411*10約為160000位元組為緩存數據大小。
[0075]之後，實時判斷緩存數據流的大小是否達到156Kbyte (閾值)，未達到時，繼續監測緩存數據流大小，達到時，則對數據進行轉存。最後，以替換的方式重組需存儲的音頻數據以實現音頻數據的保存與同步共享。
[0076]其中，轉存空間設置在原控制端，命名將由字母與隨機自然數組成，字母後的自然數通過依次相加I來形成完整名稱，以便於數據的管理維護。在轉存前需要判斷源文件的存在性，如果源文件已經存在，則需要通過刪除源文件，再依次保存，在數據流達到要求的156Kbyte後，可將轉存的臨時文件夾虛擬成共享文件夾(如圖9所示)。該部分利用到控制端在同一個路由器的連接下，可以建立路由器的埠到計算機IP和埠的映射，其他設備可通過訪問路由器在外網中有的IP和埠號訪問該共享文件夾中的信息，文件夾內資源可通過URL的形式被其他設備發現並自由獲取。Android客戶端將本身的信息以唯一識別號UUID和XML設備描述的文檔通過廣播發送給播放端，播放端通過HTTP請求獲取該XML文檔，並從中獲取相應的URL，隨後利用該URL直接連結需要的共享文件中的音頻文件，播放端不斷發送當前的變量狀態，當變量改變時，控制端可以通過預定接收該信息，通過發送事件消息來更新。相關的信息都存放在特定的文件XML中，用途不同的信息，在XML文件中的格式不同，要求的狀態都從中獲取。在連接到初始播放的IOOKbyte後，控制端不斷從廣域網獲取所需數據，緩存數據到達156Kbyte後，從控制端的臨時緩存文件夾中再次轉存數據到共享文件夾，依照之前所述的命名規則完成命名後，在上端文件播放完前ls，判斷播放狀態，一個是判斷播放狀態是否達到音頻文件末端，若是音頻文件末端，則播放停止後自動停止，若文件還在播放途中，若是暫停狀態，則繼續傳遞數據，並延續暫停狀態，若是播放狀態則通過XML發送控制狀態停止和新的URL，並發送播放狀態，達到快速切換的作用。系統中不止一個播放端時，可給每個選中的設備發送SetGroupId命令，將他們設置為同一組，並對同一組設備做相同的設置處理。其中，整個播放狀態如圖10所示。
[0077]需要注意的是，在本發明中，還需要對控制端的數據存儲方式進行以下說明。具體如圖11所示，控制端連接外部API以獲取資源(即音頻數據)，之後對播放端的狀態進行測試。首先判斷控制端與播放端的網絡連接狀態，在連接順暢的狀態下，進一步確定播放端的當前播放狀態，如果是第一次播放，在判斷達到一定量的緩衝數據後，將數據轉存到共享文件夾，通過W1-Fi發送數據到播放端開始播放，如果不是第一次播放，就直接將控制端設置的臨時存儲分段數據轉存至共享文件夾，最後判斷播放狀態到上段數據末端後直接發送下端數據到播放端播放。
[0078]綜上，本發明的系統及方法具有以下優點:
[0079](I)控制端與播放端進行W1-Fi連接，無需Bridge配件等硬體設備，從而降低了系統成本，增強了系統的實用性、便利性，填補了國內市場上控制端的應用空白，且在後續的整個系統擴展過程中也無需新增其它硬體設備；
[0080](2)控制端與播放端進行W1-Fi連接的方式，充分地利用了 W1-Fi高帶寬長距離等特性，實現了高品質的無線音頻數據，有效地保證了傳輸質量；
[0081](3)控制端與播放端進行W1-Fi連接的方式，使得控制端所連接的播放端的數量也不受限制；
[0082](4)控制端從廣域網中獲取網絡數據，無需對控制端做特殊修改，進一步增強了整個系統的實用性及便利性；
[0083](5)建立分段緩存機制以實現網絡數據的保存與同步共享，為後續實現雲媒體共享傳輸及控制端與播放端的實時播放控制奠定了基礎；
[0084](6)開發過程中借用了 UPnP協議的共享特性，並充分利用了控制端的開放性進行開發，中間的開發也可根據後期的開發要求進行調整，從而可以做到便利地進行更新；
[0085](7)播放端無需做任何改進便可適用於控制端的改進，也增強了系統的實用性及便利性。
[0086]以上結合最佳實施例對本發明進行了描述，但本發明並不局限於以上揭示的實施例，而應當涵蓋各種根據本發明的本質進行的修改、等效組合。
【權利要求】
1.一種實現雲媒體共享播放的音頻系統，其特徵在於，包括: 播放端，用於根據網絡數據播放音頻數據；以及 控制端，與所述播放端進行W1-Fi連接，用於從廣域網中獲取網絡數據，建立分段緩存機制以實現所述網絡數據的保存與同步共享，將從所述廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分，利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將所述雲媒體共享部分傳輸至所述播放端以實現雲媒體的共享播放。
2.如權利要求1所述的實現雲媒體共享播放的音頻系統，其特徵在於，所述控制端為智慧型手機或平板電腦。
3.如權利要求1所述的實現雲媒體共享播放的音頻系統，其特徵在於，所述控制端具體包括: 連接模塊，用於與所述播放端進行W1-Fi連接以及與所述廣域網連接； 獲取模塊，用於從所述廣域網中獲取所述網絡數據； 保存模塊，用於建立分段緩存機制以實現所述網絡數據的保存與同步共享； 雲媒體共享模塊，用於將從所述廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分； 傳輸模塊，用於利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將所述雲媒體共享部分通過所述連接模塊傳輸至所述播放端以實現雲媒體的共享播放。
4.如權利要求3所述的實現雲媒體共享播放的音頻系統，其特徵在於，所述播放端包括一個主播放器以及多個從 播放器，所述主播放器與所述連接模塊連接，多個所述從播放器與所述主播放器連接。
5.一種實現雲媒體共享播放的方法，其特徵在於，包括: 控制端從廣域網中獲取網絡數據； 建立分段緩存機制以實現所述網絡數據的保存與同步共享； 將從所述廣域網中所獲取的網絡數據與共享機制相結合構成雲媒體共享部分； 利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將所述雲媒體共享部分向外傳輸； 播放端根據所述雲媒體共享部分中的網絡數據獲取音頻數據進行播放以實現雲媒體的共享播放。
6.如權利要求5所述的實現雲媒體共享播放的方法，其特徵在於，建立分段緩存機制以實現所述網絡數據的保存與同步共享具體包括: 將所述網絡數據以相同大小保存於臨時文件夾中以形成緩存數據流； 實時判斷所述緩存數據流的大小是否超過閾值及所述網絡數據的完整性； 根據判斷結果將所述網絡數據進行轉存； 以替換的方式重組需存儲的所述網絡數據以實現所述網絡數據的保存與同步共享。
7.如權利要求6所述的實現雲媒體共享播放的方法，其特徵在於，所述閾值為156Kbyte0
8.如權利要求5或6所述的實現雲媒體共享播放的方法，其特徵在於，利用UPnP設備互聯機制及W1-Fi技術將所述雲媒體共享部分向外傳輸具體包括: 利用UPnP設備互聯機制在所述控制端中以內容伺服器的方式創建共享文件夾； 將所述雲媒體共享部分存儲至所述共享文件夾；將所述共享文件夾中的所述雲媒體共享部分通過W1-Fi技術向外傳輸至所述播放端。
9.如權利要求8所述的實現雲媒體共享播放的方法，其特徵在於，播放端根據所述雲媒體共享部分中的網絡數據獲取音頻數據進行播放以實現雲媒體的共享播放具體包括:主播放器通過W1-Fi接收所述控制端所傳輸的網絡數據，並根據所述網絡數據獲取所述音頻數據； 所述主播放器主動廣播自身播放狀態； 多個從播放器主動捕獲所述主播放器所發送的廣播信息，所述廣播信息包括播放狀態及播放時間； 多個所述從播放器根據所捕獲的廣播信息調整自身播放狀態，以實現與所述主播放器之間的同步。`
【文檔編號】H04N21/858GK103686429SQ201310719163
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】陸許明, 徐永鍵, 李程, 譚洪舟 申請人:廣州市花都區中山大學國光電子與通信研究院