[发明专利]对流数据进行缓冲的方法以及终端设备

说明书

技术领域

本发明涉及音频/视频应用中对流数据(streaming data)进行缓冲的方法以及终端设备。

背景技术

缓冲是流使用情况中采用的常用技术，但是缓冲可能造成不良的用户体验。在以下情况中需要进行缓冲：(1)流会话启动(包括从一个频道到另一个频道的频道转换)，以及(2)由终端用户发起的跳变/搜索(jump/seek)动作。

包括针对实时数据的缓冲器的数据处理系统的示例在US 6,247,072中获知，US 6,247,072公开了用于匹配数据速率的装置和方法，这对于接收机通过媒介接收实时数据而言十分有用。实施方式的特征在于如下过程：在接收机中建立缓冲器；从具有标称源数据速率的源接收源数据，接收到的源数据以输入数据速率到达，该输入数据速率相比于标称源数据速率时时发生变化；当以输入数据速率接收到源数据时，以源数据填充缓冲器，并且清空缓冲器，以便以消费数据速率来为实时消费提供数据；设定速率匹配因子M，该因子M影响清空缓冲器的速率；以及跟踪缓冲器中的数据水平，并在缓冲器填充到目标范围以上时，重设M的值以增大清空缓冲器的速率，而在缓冲器清空到目标范围以下时，重设M的值以减小清空缓冲器的速率。

对模拟媒体进行采样以将其数字化。该过程依据音频或视频，使用不同的采样速率。一方面，依据使用情况，通常在8kHz到48kHz的范围上对音频进行采样(对于语音内容，＜16kHz，对于音乐内容，＞16kHz)。另一方面，视频的采样速率可以为：对于影片摄像机，24Hz；对于欧洲TV标准PAL，25Hz；对于美国TV标准NTSC，大约30fps。在流使用情况下，服务器和终端两者都以相同数据速率来发送/消费媒体；服务器数据速率和呈现数据速率相等并与实时时钟匹配。有线或地面数字电视具有恒定的数据吞吐量，例如服务器数据速率和接收数据速率相等。因此，终端将在恒定延迟(传输时间)之后接收到并呈现发送的数据。

图1示出了现有技术的数据处理系统的示意表示图。服务器S负责经由网络N向终端T发送媒体。服务器S具有实时行为，例如，服务器S发送与服务器时钟关联的媒体数据。网络N负责承载从服务器S到终端T的数据。对网络N建模的常用方式是使用缓冲器B。该缓冲器B包含从服务器接收到的、尚未发送给终端STT的数据RFS。在这种情况下，网络抖动对应于网络缓冲器持续时间BL。终端T(也称作“客户端”或“接收机”)负责从网络N接收并呈现媒体。终端T具有媒体呈现器和缓冲器AL，缓冲器AL用于管理来自网络的接收速率变化以及来自媒体呈现器的消费速率。

在有线和地面数字电视的情况下，服务器发送速率C_s和终端接收速率C_rec相等。因此，网络N和终端缓冲器AL两者都是恒定的。此外，这两个缓冲器之和为大约2s。因此，已经将视频服务设计为最大化终端用户体验，从而最大化广播公司的收入。

具有良好终端用户体验的主要终端用户洞察在于：大量频道(不是本发明涉及的内容)；在网络拥塞的情况下不能中断媒体呈现，必须提供快速启动时间(～2s)(从频道选择到第一幅图像显示)；必须提供快速频道转换时间(～2s)(从切换命令到新的频道、以及新频道上的第一幅图像显示)；以及必须提供快速跳变/搜索时间(～2s)(从跳变/搜索命令到第一幅图像显示)。

在移动网络中，数据吞吐量不是恒定的，例如服务器数据速率C_s和接收数据速率C_rec不同。例如，当移动终端具有有限网络覆盖时，服务器数据速率C_s可能比接收数据速率C_rec高。这触发了网络缓冲器B的增大以及终端缓冲器AL的减小(当消费速率恒定且等于服务器输出速率时)。因此，终端缓冲器AL不得不支持这种变化，以避免媒体呈现中断，例如终端缓冲器时间为零。

为了避免媒体呈现终端，终端不得不缓冲大量数据。例如，终端暂停呈现(呈现数据速率C_ren为零)，并等待终端缓冲器时间增加。一旦终端缓冲器时间达到阈值，媒体呈现开始(呈现数据速率等于服务器数据速率)。因此，在该缓冲时间期间，回放暂停，并一旦完成了缓冲就再次开始回放。

缓冲时间越长，可获得的对抗带宽变化的保护就越好。然而，当服务器实时发送数据时，缓存等待时间等于终端用户等待时间，例如，在接收到第一批媒体数据与第一幅图像显示之间流经的时间。这导致不良用户体验。在2.5G网络中，常见的缓冲时间是大约8s。在3G网络中，常见的缓冲时间是大约6s。