TWI373945B - Multimedia streaming transmission system and method thereof - Google Patents
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Description
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• I 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種多媒體資料串流傳輸之系統及其方 法,特別是一種可藉由動態地偵測網路頻寬狀況並產生不 同位元率之多媒體資料而串流傳輸至接受端之多媒體資料 串流傳輸之系統及其方法。 • 【先前技術】 隨著科技的發展,現實生活中已發展出許多可以透過 網路瀏覽或觀看影音檔或文字檔的電子裝置,例如電腦、 PDA、行動電話等。透過網路的輸送功能,這些影音檔或 文字檔可以輕易地被從一電子裝置傳送到另一電子裝置。 然而,受限於網路頻寬或者接收端的記憶容量,較大 型的影音檔無法在接收端順利下載完並順暢播出,串流技 $ 術係為解決此一問題而發展出來。但串流技術容易受到網 路頻寬變動(bandwidth variation)、傳輸延遲急遽變化(delay jitter),封包遺失(packet loss)或網路頻寬不夠造成傳輸品質 不穩定,使一開始選定傳輸之一位元率之串流區塊無法順 利傳輸,產生影音不同步(通常的情況為有聲音卻無晝 面),甚至是播到一段完全中斷等情形。 因此,有必要提供一種多媒體資料串流傳輸之系統及 其方法,以改善先前技術所存在的問題。
川V45 I 【發明内容】 本發明之主要目的係在提供一種多媒體資料串流傳輸 之系繞及其方法,可以動態地偵測網路頻寬狀況並產生不 同仅元率之多媒體資料而串流傳輸至接受端。 ^ 為達成上述之目的,本發明之多媒體資料串流傳輸之 ^统包括轉碼模組及調控模組。其中轉碼模組,係可將一 多媒體資料之原始資料轉碼形成不同位元率之各個串流區
境* °調控模組係可動態地取得串流伺服器與接受端之間的 t路連線之頻寬狀況,並依據頻寬狀況,要求轉碼模組動 地依據頻寬的最新狀況即時轉碼產生最適位元率的串 流區塊,以符合相對應頻寬狀況,並將串流區塊透過串流 伺服器傳輸至接受端。 藉此’可根據接受端的網路連線之各個頻寬狀況,動 態地傳輸位元率實質上接近各侧寬狀況的各個串流區塊 至接受端,在各個頻寬的改變下達到最佳串流品質。
為運风工地I目的,本發明之多媒體資料串流傳輸之 方法包括下列步驟:步驟A :動態地取得接受端的網路連 線之-頻寬狀況;步驟B :依據頻寬狀況,取得位 上接近頻寬狀況之串流區塊’並將串流區塊傳輸至接受 端;及步驟C:重複步驟八及步驟B。 藉此,可根據接受端的網路連線之各個頻 態地傳^纽率實質上接近各個頻寬狀況的各個串流區塊 至接受端。 < S ) 6 1373945 【實施方式】 為能讓貴審查委員能更瞭解本發明之技術内容,特舉 較佳具體實施例說明如下。 以下請-併參考圖1至圖2 _本發明之多媒體資料 串流(multimedia data streaming)傳輸之系統之實施例。 請先參考圖1關於本發明之多媒體資料串流傳輸之系 統之使用環境示意圖。如圖1所示,在本發明之一實施例 中,多媒體資料串流傳輸之系統1係透過串流伺服器6〇及網 路80與接受端91連接。當串流伺服器60接收接受端91以串 流(streaming)格式傳輸一多媒體資料之請求時,多媒體資 料串流傳輸之系統1可透過網路80傳送該多媒體資料至接 收端91。其中,多媒體資料串流傳輸之系統丨透過網路8〇 傳送多媒體資料至接收端91時所使用的傳輸協定包括 RSVP (Resource Reservation Setup Protocol) > RTP (Real-time Transport Protocol) ' RTCP (RTP Control Protocol)、RTSP (Real Time Streaming Protocol)、Real Time Messaging Protocol (RTMP)、UDP(User Data Protocol)或 IP(Internet Protocol)等,但本發明並不以此為限。由於上述 傳輸協定係習知之技術,也非本發明之重點,因此在此不 贅述其詳細功能。 在本發明之一實施例中,多媒體資料串流傳輸之系統1 所傳輸之多媒體資料包括影像資料(譬如3GP檔、FLV檔、 MOV或3GP檔)或聲音資料(譬如MP3檔或WAV檔), 亦可包括圖像資料(譬如JPG檔、BMP檔或GIF檔)或文 字資料(譬如TXT檔)等資料,或是這些資料的結合,但 1373945 本發明並不以此為限。 在本發明之一實施例中,網路80可為連線網路或無線 網路;並且網路可為網際網路(lnternet)、整合封包無線電 服務(General Packet Radio Service,GPRS)、第三代(Third Generation,3G)行動通訊、無線高保真(wireless Fidelity, Wi-Fi)或微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)等網路,但本發明並不以此為 限。 在本發明之一實施例中,多媒體資料串流傳輸之系統1 可為軟體程式、硬體、韌體或其組合,並且多媒體資料串 流傳輸之系統1可被配置在電腦、行動電話、個人數位助 理(P〇A)、遊戲機(game console)或機上盒(set-top box)等裝 置’但本發明並不以此為限。其他任何裝置只要具有與網 路連接之功能及具有提供串流區塊之功能,都可供配置多 媒體資料串流傳輸之系統1。在本發明之一實施例中,接 收端91可為軟體程式、硬體、韌體或其組合,並且接收端 91同樣可被配置在電腦、行動電話、個人數位助理、遊戲 機或機上盒等裝置,但本發明並不以此為限。其他任何裝 置只要具有與網路連接之功能及具有接收串流區塊之功能 都應可供配置接收端91。 接著請參考圖2關於本發明之一實施例中,本發明之 夕媒體資料串流傳輸之系統之功能方塊圖。 如圖2所示’在本發明之一實施例中,多媒體資料串 /瓜傳輪之系統1係透過串流伺服器60以串流方式動態地傳 輸不同位元率之多媒體資料至接受端91,多媒體資料串流 1373945 • 傳輸之系統1包括轉碼模組30及調控模組40。其中多媒 體資料串流傳輸之系統1與串流伺服器60係以網路連結, 且串流伺服器60與接受端91係以網路連結。串流伺服器 60可接受接受端91以串流格式傳輸多媒體資料之請求。 其中多媒體資料之原始檔案的來源可為其他外部裝置(圖 未示)所提供,或由資料庫20所提供,但本發明並不以此 為限。惟須注意的是,在本發明之一實施例中,多媒體資 料串流傳輸之系統1亦可包括串流伺服器60,由於串流伺 • 服器60係一習知之技術,因此在此不贅述其詳細功 能。 其中轉碼模組30係可將多媒體資料之原始資料轉碼形 成不同位元率之各個串流區塊;且調控模組40係可動態地 取得串流伺服器60與接受端91之間的網路連線之頻寬 (bandwidth)狀況,並依據頻寬狀況,要求轉碼模組30動態 地依據最新之頻寬狀況轉碼產生實質上符合頻寬狀況之位 元率之各個串流區塊,以符合相對應之頻寬狀況,並將各 籲 個串流區塊透過串流伺服器60傳輸至接受端91。藉此, 多媒體資料串流傳輸之系統1可根據接受端91的網路連線 之各個頻寬狀況,動態地傳輸位元率實質上接近各個頻寬 狀況的各個串流區塊至該接受端91。 在本發明之一實施例中,多媒體資料串流傳輸之系統1 包括資料庫20,用以儲存轉碼模組30所轉碼形成之各個 串流區塊。藉此調控模組40係依據頻寬狀況,詢問資料庫 20是否具有位元率實質上接近頻寬狀況之串流區塊;若 是,則傳輸串流區塊至串流伺服器60,經由網路80至接 9 1373945 « 收端91 ;並且若否,則由轉碼模組3〇將原始資料轉碼形 成位元率實質上接近頻寬狀況之串流區塊,暫儲存於資料 庫20 ’並傳輸串流區塊至串流伺服器6〇,再經由網路 傳輪至接收端91。 在本發明之一實施例中,調控模組4 〇更包括偵測模組 41及預測模組42。其中偵測模組41係以偵測方式動態地 取得串流伺服器60與接收端91之間的網路連線之頻&狀 况。在本發明之一實施例中,偵測模組41係即時(red Ume) 或每隔一特定時間取得串流伺服器6〇與接收端91之間的 網路連線之頻寬狀況。預測模組42係以預測方式取得串流 伺服器6G與接受端91之間的網路連線之頻寬狀況。舉例 而言’偵測模組係每隔特定時透過串流祠服器6〇對接 收端發出ping之命令,接收端91會透過串流飼服器6〇 回傳一封包(packet)至偵測模、组41,可計算當時串流祠服器 6〇與接收端91間之頻寬狀況;預測模組42可統計此頻寬 狀況並對之後的頻寬狀況預做分析^例來說,調控模组 4〇可先請求轉碼模組30預先轉碼位元率實質上所預 測之各個頻寬狀況之串流區㈣結料間,但本發5 = 此偵測方法或預測方法為限。 在本發明之—實施例+,轉碼餘30更包括複數裝置 31,各個裝置係包括系統資源(譬如該裝置之 傳送能力或記憶體空間等)及工作分配狀況。轉碼模组3 〇 係依據各個裝置之系統資源及卫作分崎況進行適當 分配,如此,將能使需要大量運算的轉稽作業效 舉例而言,在本發明之-實施例中,轉碼模組3g係將原始 1373945 資料少割成複數個影像群組(Group of pictures, GOP),並 分配至各個裝置31,以藉由各個裝置31分別進行運算及 轉碼’之後再將各個裝置31所運算及轉碼之部分組合,而 形成串流區塊。接著,即可將該串流區塊儲存至資料庫20 並傳輪至串流伺服器60以便傳輸至接收端91。 惟須注意的是,在傳輸不同位元率之串流區塊時,藉 由RTP或RTSP等協定,接收端91在接受不同位元率之串 流區塊時,不會造成接收端91需要重新接受全部的串流區 •塊或造成串流區塊順序之錯亂。更詳細的說明為,串流飼 服器60會在各個串流區塊在傳輸給接收端91前,給各個 串流區塊序號(sequence number)或時間戳記(time stamp), 當傳輪不同位元率之串流區塊時,串流伺服器6〇僅需將下 一個序號或時間戳記之不同位元率之串流區塊傳輸給接收 端91即可,而不需將整個串流區塊全部傳輸。 在本發明之一實施例中,複數個裝置31包括電腦、行 動電話、個人數位助理、遊戲機或機上盒等裝置,但本發 • 明並不以此為限。其他任何裝置只要具有運算及轉碼之功 能,都可為本發明之複數個裝置31。 藉此,本發明之多媒體資料串流傳輸之系統丨係每特 定時間取得多媒體資料串流傳輸之系統1與接受端91之間 網路連線的網路連線之頻寬狀況,動態地傳輸適合接受端 91之連線位元率之至少一串流區塊,使接受端91可順利 的接受所有串流區塊,而不會因為網路頻寬太小或者是網 路傳輸品質不穩疋造成的傳輸不穩定的情況發生。 舉例來說,當接收鳊91 (譬如行動電話)透過網路⑼ 1373945 (譬如3G網路)向串流飼服器6〇請求一 3Gp檐時,調控 模組40先以偵測模級41偵測串流飼服器6〇與接受端^ 之間的網路連線之頻寬狀》兄;若偵測、结果頻寬為 kbits/sec ’則調控模組仙詢問資料庫2〇是否儲存屬於 該3GP槽且位元率為2〇〇_ι之串流區塊;資料庫2〇 若有,則傳輸該3GP檔且位元率為2〇〇kbhs/sec之串流區 塊至接收端91 ;資料庫2〇若無,則調控模組40請求轉碼 模組30將該3GP槽轉碼成位元率為2〇〇腕5/咖之串流區 φ塊傳輸至接收端91及健存至資料庫2〇 ;在傳輸位元率為 200kbits/sec之串流區塊之同時,偵測模組41每隔】秒即 重新偵測串流伺服器60與接受端91之間的網路連線之頻 寬狀況;並且若發現頻寬下降為100kbits/sec,則重複上述 過程,調控模組40向資料庫20請求位元率為1〇〇处治/3^ 之串流區塊或向轉碼模組30請求將該3GP檔轉碼成位元 率為lOOkbits/sec之串流區塊傳輸至接收端91。惟須注意 的是’在傳輸不同位元率之串流區塊時,藉由RTp或RTSp • 等協定,接收端91在接受不同位元率之串流區塊時,不會 造成接收端91需要重新接受全部的串流區塊或造成串流 區塊順序之錯亂。如此,可依接收端91之網路頻寬的改 變,調控模組40會動態地要求轉碼模組3〇以產生不同位 元率之多媒體資料,在各個頻寬的改變下達到最佳串流品 質。 肌口口 再舉例來說,當接收端91 (譬如電腦)透過網路8〇 向串流伺服器60請求一即時影音(譬如棒球比赛)時,調 控模組40先以偵測模組41偵測串流伺服器6〇與接受端
Claims (1)
101年5月11日修正替換頁 十、申請專利範圍: 1.一種多媒體資料串流傳輸之方法,用以串流方式動態地 傳輸一多媒體資料,該方法包括以下步驟: 藉由一調控模組,動態地取得於一接受端之一第一頻寬 狀況; 取得位元率實質上接近該第一頻寬狀況之一第一串流 區塊; 傳輸該第一串流區塊至該接受端; 藉由該調控模組,動態地取得於該接受端之一第二頻寬 狀況,其中該第二頻寬狀況不同於該第一頻寬狀況; 取得位元率實質上接近該第二頻寬狀況之一第二串流 區塊;以及 傳輸該第二串流區塊至該接受端; 其中,不同位元率之該第一串流區塊及該第二串流區塊 係動態地依照該第一頻寬狀況及該第二頻寬狀況產 生,其中取得該第一串流區塊之步驟更包含: 向一資料庫要求該第一串流區塊; 若該第一串流區塊存在於該資料庫中,傳輸該第一串 流區塊至一串流伺服器; 若該第一串流區塊不存在於該資料庫中,則由該多媒 體資料之一原始資料轉碼形成位元率實質上接近該 第一頻寬狀況之該第一串流區塊,並將該第一串流區 101年5月11日修正替換頁 塊傳輸至該接受端並且儲存於該資料庫; 其中,由該多媒體資料之該原始資料轉碼之步驟包 含: 將該原始資料分割成複數個影像群組,並分配該複 數個影像群組至複數個裝置。 .如申請專利範圍第1項所述之多媒體資料串流傳輸之方 法,其中取得於該接受端之該第一頻寬狀況之步驟包含 即時或每隔一特定時間取得於該接受端之該第一頻寬 狀況。 3.如申請專利範圍第1項所述之多媒體資料串流傳輸之方 法,其中分配該複數個影像群組之步驟包括: 取得該複數個裝置之各個裝置之一概況,其中該概況包 括各個裝置之一系統資源及一工作分配狀況;以及 依據各個裝置之該系統資源及該工作分配狀況,將該複 數個影像群組分配至各個裝置。 .如申請專利範圍第1項所述之多媒體資料串流傳輸之方 法,其中係以偵測方式或預測方式動態地取得於該接受 端之該第一頻寬狀況。 .如申請專利範圍第1項所述之多媒體資料串流傳輸之方 法,其中該多媒體資料包括一影像資料、一聲音資料、 一圖像資料或一文字資料。 .如申請專利範圍第3項所述之多媒體資料串流傳輸之方 法,其中該複數個裝置包括一電腦、一行動電話、一個 人數位助理、一遊戲機或一機上盒。 101年5月11日修正替換頁 如申請專利範圍第1項所述之多媒體資料串流傳輸之方 法,其中該接受端係一電腦、一行動電話、一個人數位 助理、一遊戲機或一機上盒。 一種多媒體資料串流傳輸之系統,可從一串流伺服器, 以串流方式動態地傳輸一多媒體資料至一接受端,該系 統包括: 一轉碼模組,係可將該多媒體資料之一原始資料轉碼形 成不同位元率之各個串流區塊; 一調控模組,該調控模組係可動態地取得該串流伺服器 與該接受端之間之一頻寬狀況,並要求該轉碼模組將 該多媒體資料之該原始資料轉碼形成符合該頻寬狀 況之位元率之該各個串流區塊,並將該各個串流區塊 透過該串流伺服器傳輸至該接受端;以及 一資料庫,用以儲存該轉碼模組所轉碼形成之該各個串 流區塊, 其中,該調控模組向該資料庫要求位元率實質上接近該 頻寬狀泥之一第一串流區塊; 若該第一串流區塊存在於該資料庫中,該第一串流區 塊被傳輸至該串流伺服器; 若該第一串流區塊不存在於該資料庫中,則該多媒體 資料之該原始資料被轉碼形成位元率實質上接近該 頻寬狀況之該各個串流區塊,並將該各個串流區塊傳 ^至該接受端並存於該 不同位疋率之該各個串流區塊係動態地依照該 才見狀况產生’且該轉碼模組包含複數裝置該轉碼 =係將該多媒體資料之該原始資料分割成複數個 9 =群組’並將該複數個影像群組分配至該複數裝 置,以藉由各個裝置個別進行轉碼。 系\^第8項所述之多媒體資料串流傳輸之 词服器^Γ時或每隔—特定時間取得該串流 10如=端之間之該頻寬狀況。 系統Γ中範圍第8項所述之多媒體資料串流傳輸之 〜工作八二竭模組係依據各個裝置之一系統資源及 u工作分配狀況進行分配。 系統申Γ 第8項所述之多媒體資料串流傳輸之 式動離地二:包括一偵測模組’以供以偵測方 狀t地取付該串流伺服器與該接收端之間之該頻寬 12·系 得‘二=’:= 如申3青專利範圍第8、+、 ***,其十該多之多媒體資料串流傳輸之 料、-圖像資料或像資料、-聲音資 20 1373945 101年5月11日修正替換頁 14. 如申請專利範圍第10項所述之多媒體資料串流傳輸 之系統,其中該複數個裝置包括一電腦、一行動電話、 一個人數位助理、一遊戲機或一機上盒。 15. 如申請專利範圍第8項所述之多媒體資料串流傳輸之 系統,其中該接受端係一電腦、一行動電話、一個人數 位助理、一遊戲機或一機上盒。 1373945 101年5月11曰修正替換頁 Η—、圖式:
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圖3
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