CN113727199A - 一种hls切片快速起播方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及流媒体，具体涉及一种HLS切片快速起播方法，客户端向边缘节点发送HLS请求，请求播放资源；边缘节点向调度中心请求播放资源地址，调度中心向资源节点发送切片请求；资源节点按照预设切片规则完成切片，并将m3u8文件发送给调度中心，调度中心向边缘节点返回播放资源地址；边缘节点获取到播放资源地址后从资源节点取流，返回给客户端，客户端开始播放；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的无法在不引起卡顿的条件下有效降低起播延迟的缺陷。

Description

一种HLS切片快速起播方法
技术领域
本发明涉及流媒体，具体涉及一种HLS切片快速起播方法。
背景技术
HLS(HTTP Live Streaming，超文本直播流)协议是苹果公司实现的基于HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)的流媒体传输协议。近年来，HLS协议在流媒体领域得到了广泛应用，因为该协议采用了HTTP传输，可以根据网络带宽自适应调整码率，即允许服务器为同一节目内容存放多个不同码率的多媒体流，终端可根据实际网络下载速度自适应调整所要下载多媒体流的码率，在网络带宽紧张时，终端可通过降低码率实现不间断播放；并且相对于其他流媒体通信协议，HLS协议在部署时能够更好地与其他相关技术兼容。HLS还有一个非常大的优点：HTML5(HyperTextMarkup Language5，超文本标记语言5)可以直接打开播放，意味着可以把一个直播链接通过微信等转发分享，不需要安装任何独立APP即可观看，所以流行度很高。
基于HLS协议的这些优势，OTT(OverThe Top)流媒体直播得以广泛应用，但是相对于常见的流媒体直播协议，例如RTMP(Real Time Messaging Protocol，实时消息传输协议)协议、RTSP(Real Time Streaming Protocol，实时流传输协议)协议、MMS(MicrosoftMedia Serverprotocol，串流媒体传送协议)协议等，HLS最大的不同在于，客户端获取到的并不是一个完整的数据流。HLS协议在服务器端将直播数据流存储为连续的、时长较短的媒体文件(MPEG-TS格式)，而客户端则不断下载并播放这些小文件，因为服务器端总是会将最新的直播数据生成新的小文件，这样客户端只要不停地按顺序播放这些文件，就实现了直播。
现有的HLS切片起播方法如图3所示，客户端向调度中心请求播放资源，调度中心向资源节点发送切片请求，资源节点按完成切片后，将m3u8文件发送给调度中心，调度中心向客户端返回播放资源地址，客户端向资源节点获取m3u8文件、ts文件，并开始播放。如图4所示，在资源节点进行切片操作时，通常采用等间隔切片方式切片得到3个ts文件后，生成m3u8文件，也就是说起播时会有3个切片时长的延迟，如果每个切片的时长为2s，则起播延迟为6s。
由此可见，现有的技术方案需要资源节点不断向客户端进行回源，不能有效均衡负载，并且起播延迟时间较长。此外，在切片过程中，如果直接从较短时长扩展到大时长进行切片，会导致相邻切片之间存在时间空隙，从而引起卡顿。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种HLS切片快速起播方法，能够有效克服现有技术所存在的无法在不引起卡顿的条件下有效降低起播延迟的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种HLS切片快速起播方法，包括以下步骤：
S1、客户端向边缘节点发送HLS请求，请求播放资源；
S2、边缘节点向调度中心请求播放资源地址，调度中心向资源节点发送切片请求；
S3、资源节点按照预设切片规则完成切片，并将m3u8文件发送给调度中心，调度中心向边缘节点返回播放资源地址；
S4、边缘节点获取到播放资源地址后从资源节点取流，返回给客户端，客户端开始播放。
优选地，所述预设切片规则包括：
所述资源节点采用渐进式切片方式切片得到前三个ts文件，并采用等间隔切片方式切片得到后续ts文件。
优选地，所述资源节点采用渐进式切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长依次为t1、t2、t3，所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为t，则时长t1、t2、t3为等差数列，且t1+t2+t3＞t。
优选地，所述资源节点采用渐进式切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长依次为0.8s、1s、1.2s，所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为2s。
优选地，所述资源节点对采用渐进式切片方式切片得到前三个ts文件采用等间隔切片方式进行切片操作，将每个ts文件切片分成等时长的第一子切片、第二子切片。
优选地，所述预设切片规则包括：
所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到前三个ts文件，以及后续ts文件。
优选地，所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长均为T1，所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为T2，则3T1＞T2。
优选地，所述资源节点基于切片时长采用渐进式切片方式或等间隔切片方式切片得到ts文件时，当切片时长的对应帧不是关键帧I时，将对应的差别帧P与上一个关键帧I结合，生成新的关键帧I，然后完成切片操作。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种HLS切片快速起播方法，通过设置边缘节点来对播放资源进行缓存，能够有效降低资源节点向客户端的回源次数，有效均衡负载；通过设置不同的预设切片规则，对前三个ts文件的时长进行合理设置，不仅能够避免起播卡顿，还能够有效降低起播延迟，提升客户端用户的观看体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明中一种预设切片规则的示意图；
图3为现有技术中HLS切片起播方法的流程示意图；
图4为图3中关于切片操作的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种HLS切片快速起播方法，如图1所示，S1、客户端向边缘节点发送HLS请求，请求播放资源；
S2、边缘节点向调度中心请求播放资源地址，调度中心向资源节点发送切片请求；
S3、资源节点按照预设切片规则完成切片，并将m3u8文件发送给调度中心，调度中心向边缘节点返回播放资源地址；
S4、边缘节点获取到播放资源地址后从资源节点取流，返回给客户端，客户端开始播放。
本申请技术方案中，预设切片规则包括两种：
1)资源节点采用渐进式切片方式切片得到前三个ts文件，并采用等间隔切片方式切片得到后续ts文件；
2)资源节点采用等间隔切片方式切片得到前三个ts文件，以及后续ts文件。
如图2所示，对于第一种预设切片规则：资源节点采用渐进式切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长依次为t1、t2、t3，资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为t，则时长t1、t2、t3为等差数列，且t1+t2+t3＞t。
比如，资源节点采用渐进式切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长依次为0.8s、1s、1.2s，资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为2s。
在切片得到前三个ts文件(即3s)后，即可生成m3u8文件进行播放，相较于现有技术中的切片方式(如图4所示，切片得到前三个ts文件需要6s)，能够明显降低起播延迟，并且第三个之后每个ts文件的时长(为2s)小于切片得到前三个ts文件的时长之和(为3s)，因此不会出现时间间隙，保证第四个切片能够与前三个切片无缝衔接，从而能够避免起播卡顿。
资源节点对采用渐进式切片方式切片得到前三个ts文件采用等间隔切片方式进行切片操作，将每个ts文件切片分成等时长的第一子切片、第二子切片。
通过等间隔切片方式对前三个ts文件进行切片操作，能够得到前三个ts文件对应的6个子切片(时长分别为0.4s、0.4s、0.5s、0.5s、0.6s、0.6s)，由于起播时每个子切片的时长更加均匀，因此能够进一步提升起播画面的流畅度。
对于第二种预设切片规则：资源节点采用等间隔切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长均为T1，资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为T2，则3T1＞T2。
比如，资源节点采用等间隔切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长均为0.8s，资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为2s。
在上述预设切片规则中，由于起播的前三个ts文件时长更加均匀，因此也能够提升起播画面的流畅度，并且在切片得到前三个ts文件(即2.4s)后，即可生成m3u8文件进行播放，相较于现有技术中的切片方式(如图4所示，切片得到前三个ts文件需要6s)，同样能够明显降低起播延迟。
资源节点基于切片时长采用渐进式切片方式或等间隔切片方式切片得到ts文件时，当切片时长的对应帧不是关键帧I时，将对应的差别帧P与上一个关键帧I结合，生成新的关键帧I，然后完成切片操作。
本申请技术方案中，针对ts文件的切片，一般需要视频流中存在关键帧(I帧)时才能够进行切片。但是，由于预设切片规则的改变，在0.8s时，视频流中不一定会存在关键帧(I帧)，因此会出现无法切片的情况。
针对此种情况，当0.8s出现的对应帧不是关键帧(I帧)，而是差别帧(P帧)时，需要将对应的差别帧(P帧)与上一个关键帧(I帧)结合，生成新的关键帧(I帧)，然后完成切片操作。
其中，关键帧(I帧)为这一帧画面的完整保留，解码时只需要本帧数据就可以完成；差别帧(P帧)表示的是当前帧与之前的一个关键帧(I帧)或差别帧(P帧)的差别，解码时需要用之前缓存的画面叠加上本帧定义的差别，生成最终画面。
通过对上述两种预设切片规则的进一步优化，能够保证起播切片操作的快速完成，进一步提升起播速度，为客户端用户带来更好的观看体验。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种HLS切片快速起播方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、客户端向边缘节点发送HLS请求，请求播放资源；
S2、边缘节点向调度中心请求播放资源地址，调度中心向资源节点发送切片请求；
S3、资源节点按照预设切片规则完成切片，并将m3u8文件发送给调度中心，调度中心向边缘节点返回播放资源地址；
S4、边缘节点获取到播放资源地址后从资源节点取流，返回给客户端，客户端开始播放。
2.根据权利要求1所述的HLS切片快速起播方法，其特征在于：所述预设切片规则包括：
所述资源节点采用渐进式切片方式切片得到前三个ts文件，并采用等间隔切片方式切片得到后续ts文件。
3.根据权利要求2所述的HLS切片快速起播方法，其特征在于：所述资源节点采用渐进式切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长依次为t1、t2、t3，所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为t，则时长t1、t2、t3为等差数列，且t1+t2+t3＞t。
4.根据权利要求3所述的HLS切片快速起播方法，其特征在于：所述资源节点采用渐进式切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长依次为0.8s、1s、1.2s，所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为2s。
5.根据权利要求2所述的HLS切片快速起播方法，其特征在于：所述资源节点对采用渐进式切片方式切片得到前三个ts文件采用等间隔切片方式进行切片操作，将每个ts文件切片分成等时长的第一子切片、第二子切片。
6.根据权利要求1所述的HLS切片快速起播方法，其特征在于：所述预设切片规则包括：
所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到前三个ts文件，以及后续ts文件。
7.根据权利要求6所述的HLS切片快速起播方法，其特征在于：所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第一个ts文件、第二个ts文件、第三个ts文件的时长均为T1，所述资源节点采用等间隔切片方式切片得到第三个之后每个ts文件的时长为T2，则3T1＞T2。
8.根据权利要求1、2、5、6中任意一项所述的HLS切片快速起播方法，其特征在于：所述资源节点基于切片时长采用渐进式切片方式或等间隔切片方式切片得到ts文件时，当切片时长的对应帧不是关键帧I时，将对应的差别帧P与上一个关键帧I结合，生成新的关键帧I，然后完成切片操作。
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