[发明专利]一种物联网广播音频传输延迟减小方法

摘要

一种物联网广播音频内容传输延迟减小方法，其由多种算法组成，包括：采用UDP+校验函数、选择合适的传输包大小和缓冲区进行传输、对VBR格式MP3文件进行重编码后再传输、对传输内容分为结构化和非结构化数据，对于结构化数据直接从本地播放。校验函数是自行定义的，用于保证传输数据的完整性和一致性。传输包的大小和缓冲区的大小是可以优先的，也可以由用户自行定义。对VBR格式MP3文件进行重编码后再传输就为了避免了重新传输数据而产生的大量延迟。将传输内容分为结构化内容和非结构化内容，结构化内容在一次传输后即保存，下次播放时则直接从本地直接调取，而无需重新传输。

主权项

1.一种物联网广播音频传输延迟减小方法，其特征在于，采用了多种方法来减小音频传输延迟，具体地：对于音频传输采用UDP协议+自定义校验函数进行，包括：UDP包的长度取512字节；自定义校验函数用于保证传输音频内容的完整与一致，设UDP包长度为n字节，则一共有8*n位，从0位至8n‑1位，将这8n位数据采用如下函数进行求值：其中i表示从0位至8n‑1位每一位的值，发送端和接收端计算值完全相同时表示传输正确，如果计算值不相同，则发送端重新发送数据并计算，直至计算值完全相同；对于VBR格式MP3文件，采用了前端重编码(recoding)的方式进行传输，即将在前端转为PCM，通过UDP包进行传输，以减小延迟，包括：通过判断MP3第一个有效帧的数据区里有XING或INFO或VBRI标志即为VBR格式MP3；通过VBR格式MP3第一个帧存放文件帧的总个数获得总播放时间，单位为：秒；通过VBR格式MP3第一个帧存放文件总帧数，获得相邻帧索引(index)的时间差，计算方法为：总播放时间÷文件总帧数；通过相邻帧索引就可以将所有帧的数据读取出来并转为PCM，计算方法为：其中，i从0开始计算，表示第1帧，一直至n‑1帧，一共是n帧，b_i表示第i帧的比特率，t_i表示第i帧的时长；采用终端CDN+人工智能识别的方法来减小传输延迟，具体的：将传输的内容分为结构化内容和非结构化内容，其中结构化内容即为背景音乐、国歌、体操音乐、眼保键操音乐和英语听力文件，这些文件均为“程序化的内容”，这些内容往往会被重复播放，而且这些内容往往已经形成了文件，而且不通过麦克风来输入；非结构化内容则是播放一次就不会再次重复播放的，包括：校领导或班主任的晨会内容、平时的通知内容，这些内容通过麦克风来输入，针对结构化内容，将这些内容在终端接收到后，在解压、解码、播放的同时将其保存相应的文件；在传输内容前，先将播放文件的大小进行计算，然后在终端的存储设备中寻找与播放文件大小相同的文件，接着对比文件8分之一处8个字节部分、6分之一处8个字节部分、4分之一处8个字节部分、2分之一处8个字节部分，若完全相同，则取得传输端播放时间，并在播放时间到达时，直接播放终端存储设备中的文件，这将会大大减小延迟；如果有多个大小相同的文件，则找到第一个“完全相同”的文件，并播放该文件；如果找不到相同大小文件或找不到“完全相同”文件，则从播放端接受内容传输，并在这些内容在终端接收到后，在解压、解码、播放的同时将其保存为相应的文件，以供下次寻找并播放；其判断“完全相同”文件计算方法为：首先取得文件的长度l，然后将此文件的长度l除以8，若不能整除，则直接舍去余数，取模L1＝[l/8]；接着从L1*7处取得8个字节，记为L1‑8，将其转为10进制数，并对其取常用对数lg，记为lg(L1‑8)；从L1*5处取得8个字节，记为L1‑6，将其转为10进制数，并对其取常用对数lg，记为lg(L1‑6)；从L1*3处取得8个字节，记为L1‑4，将其转为10进制数，并对其取常用对数lg，记为lg(L1‑4)；从L1处取得8个字节，记为L1‑2，将其转为10进制数，并对于其常用对数lg，记为lg(L1‑2)；只有发送端的文件和终端的文件进行上述计算后所有数值均相等，才能判断为“完全相同”文件。