[发明专利]用于分段多媒体的缓存管理器以及用于缓存管理的相应方法

说明书

技术领域

一般地，本发明涉及在多种质量中可用的分段多媒体项的缓存，例如，在不同版本中利用不同分辨率(resolution)进行编码的HTTP自适应流(HAS)视频片段。本发明特别尝试提高多媒体服务器和请求多媒体片段的客户端之间较小的中间缓存的缓存命中率。

背景技术

现有的超文本传输协议(HTTP)缓存按照与HTTP web内容相类似的方式来处理分段视频。缓存管理器所使用的用于从缓存存储器收回片段或从内容服务器预取用于在缓存存储器中存储的片段的典型算法基于最近最少使用(LRU)或最不经常使用(LFU)机制。

当应用于在多种质量中可用的分段多媒体时，基于LRU或LFU的缓存管理的主要缺点在于无法使用分段之间的时间依赖性和基于质量的依赖性的事实，这样的结果是缓存命中率不是优化的。

发明名称为“具有缓存管理的视频优化媒体流”的欧洲专利申请EP 0702491介绍了一种改进的视频缓存，其考虑用于调度大量存储和缓存缓冲器之间的传输的视频片段之间的时间依赖性。因此，在预取视频片段中使用具有时间顺序的片段的视频流的属性，从而提升缓存效率。

然而，EP 0702491不考虑单个视频项的多个质量的可用性以及客户端在例如基于资源可用性在这些质量之间动态地切换的可能性。作为结果，当可以按不同质量请求多媒体项并且所请求的质量可以在多媒体(例如，视频的HTTP自适应流(HAS))消耗期间自适应地改变时，EP 0702491中公开的缓存算法不优化缓存命中率。

特别对于具有有限容量的中间缓存节点，例如，访问节点中的HTTP缓存，缓存算法中的改进可能导致缓存命中率的显著增加并且因此在使用这种缓存时增加收益/成本比率。

因此，本发明的目的在于公开了一种缓存管理器和相应的缓存管理方法，其解决上面提及的现有解决方案的缺点。更为具体地，目的是公开一种缓存管理器和具有提升的用于多种质量中可用的分段多媒体的缓存命中率的相应缓存管理方法。

发明内容

根据本发明，通过缓存管理器来实现上面定义的目标，所述缓存管理器用于管理多媒体项的片段的中间缓存，所述多媒体项的多个版本是可用的，每个版本代表具有不同质量的多媒体项，缓存管理器包括控制部件，用于控制将多媒体项的片段预取到缓存存储器中并且控制从缓存存储器收回多媒体项的片段，这些控制部件响应于指示多媒体项的多个版本的片段之间的时间和质量相关的片段间关系的信息。

因此，构成本发明基础的基本思路是使用与片段间关系(时间和质量相关的)相关的特定知识来提升缓存收回和预取效率。实际上，例如当用户通过下载具有质量级别Q和片段标识符ID的片段在特定时间点观看视频时，用户将喜欢观看具有接近于Q的质量级别的片段ID+1的似然相对较高。更通用地，相比于在时间上与当前消耗的片段离得更远的片段，用户更可能请求具有当前消耗的多媒体片段的ID随后的ID的片段。此外，未来请求的多媒体片段的质量级别更可能接近于当前消耗的质量级别。片段之间的组合时间和质量依赖关系因此应当实现预取在不久的未来更可能被请求的多媒体片段，并且移除在不久的未来不太可能被请求的片段。明显地，这将导致提升的缓存命中率，即所请求的片段在缓存中的更高可用性。

注意的是，可将时间和质量相关的片段间关系与传统标准进行组合，从而优化缓存命中率，所述传统标准例如是流行度、最后使用的时间和日期等。如下面将解释的，可进一步利用较少的传统标准来补充时间和质量相关的片段间关系知识，以进一步优化缓存命中率，所述传统标准例如是用户简档信息、历史信息和网络负载信息。附加地，系统可以使用被绑定到内容自身的信息，例如，体育游戏或脱口秀，而且还可以被绑定到指示典型的时间跳跃点的信息，例如商业活动的开始、采访的结束等。

可选地，根据本发明的缓存管理器包括从一个或多个多媒体呈现描述文件提取时间和质量相关的片段间关系信息的部件，所述多媒体呈现描述文件例如是与多媒体项相关的清单文件。

实际上，当使用自适应流技术时，典型地在所谓的多媒体呈现描述(MPD)文件中介绍片段之间的关系，所述多媒体呈现描述(MPD)文件例如是清单文件。因此，根据本发明的缓存管理器可使用这种清单或MPD文件以建立与HTTP自适应流会话中的片段之间的关系相关的知识。

进一步可选地，控制部件可适于在开始时进行响应以填充多媒体项的信息。

实际上，例如，在电影开始处，在活动会话和片段间关系上将有较少的信息可用。因此，在这个时间点处将考虑通用填充信息以控制片段的预取和收回。