2024年6月3日发(作者：)

第３４卷第３期　

２０１６年Ｏ５月　

佳木斯大学学报（自然科学版）　

Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉａｍｕｓｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　

Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．３　

Ｍａｖ　２０１６　

文章编号：１００８—１４０２（２０１６）０３—０４３０—０３　

ＩＰＴＶ播放器数据源获取模块的设计与实现①　

袁明磊　，陈业。　

（１．安徽国防科技职业学院。安徽。六安２２１６００。２．六安大江信息技术有限公司安徽六安２２１６００。　

３．冠捷显示科技有限公司厦门创新中心ＴＶ部。福建厦门３６１０００）　

摘要：　对Ｉｔｒｌ＇Ｖ播放器数据源获取技术进行了研究，设计了一种易于扩展的数据源接口模　

块，为本地视频文件、ＲＴＳＰ数据源和ＨＬＳ数据源的获取设计了解决方案。　

关键词：　ＩＰ１Ｖ；流媒体；播放器；数据源　

中图分类号：ＴＰ３７　文献标识码：Ａ　

１　数据源获取模块设计　

由于ＩＰ网络自身具有开放性和互通性，ＩＰ１Ｖ　

可以很方便的为用户提供互动式服务，因Ｉ　Ｖ采　

用高效率的流媒体播放技术，可以为用户提供更高　

清晰度的视频收视效果　Ｊ。　

为了解决ＩＰＴＶ多种数据源的读取问题，本文　

设计了一种易于扩展的ＩＰ１Ｖ数据源获取模块，该　

模块主要具备以下功能：　

（１）提供ＡＰＩ供播放器服务端模块和音视频　

分离模块调用；　

２数据源获取模块的实现　

２．１数据源获取接口封装　

／／数据源监听器　

ｃｌａｓｓ　ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ　

｛　

ｐｕｂｌｉｃ：　

ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ（）；／／构造函数　

ｖｉｒｔｕａｌ～ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ（）；／／析构函数　

ｖｉｔｒｕａｌ　ｉｎｔ　ｎｏｔｉｆｙ（ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＥｖｅｎｔ＆ｅｖｅｎｔ）：０；　

（２）获取普通Ｗｅｂ服务器上的媒体流数据；　

（３）获取本地媒体文件的媒体流数据；　

（４）获取基于ＲＴＳＰ／ＲＴＰ协议的服务器上的　

媒体流数据；　

（５）获取基于Ｈ１ＴＩ１Ｐ　Ｌｉｖｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ协议的服　

｝；　

／／各种协议所需具体实现的数据源获取虚基类　

ｃｌａｓｓ　ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅ　

｛　

ｐｕｂｌｉｃ：　

务器上的媒体流数据；　

ｖｉｔｒｕａｌ　ｉｎｔ　ｏｐｅｎ（ｓｔｒｉｎｇ＆ｕｒｌ，ｉｎｔ　ｆｄ）＝０；／／　

（６）将媒体数据流数据的获取状态通知给播　

放器服务端模块。　

数据源获取模块的每一种协议都会有一个相　

应的数据源类（ＸｘｘＳｏｕｒｃｅ）继承自ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅ，且　

每一个数据源类都会包含一个封装该协议的读取　

器类（ＸｘｘＲｅａｄｅｒ）实例。　

ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ为ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅ的成员变　

打开指定的ＵＲＬ，并取得会话句柄　

ｖｉｔｒｕａｌ　ｉｎｔ　ｃｌｏｓｅ（ｉｎｔ　ｆｄ）＝０；／／关闭会话句柄，　

释放资源　

ｖｉｒｔｕａｌ　ｉｎｔ　ｒｅａｄ（ｉｎｔ　ｆｄ，ｃｈａｒ｛ｂｕｆｆｅｒ，ｉｎｔ　ｓｉｚｅ，　

ｉｎｔ　ｒｅａｄｅｄ）＝０；／／同步读取指定大小的数据　

ｖｉｔｒｕａｌ　ｉｎｔ　ｓｅｅｋ（ｉｎｔ　ｆｄ，ｌｏｎｇ　ｌｏｎｇ　ｉｎｔ　ｏｆｆｓｅｔ，ｉｎｔ　

ｗｈｅｎｃｅ，ｌｏｎｇ　ｌｏｎｇ　ｉｎｔ：Ｉｃ　ｃｕｒｒｅｎｔ）＝０；／／使读指针　

跳转到指定位置　

ｖｉｔｒｕａｌ　ｉｎｔ　ｇｅｔＣｕｒｒｅｎｔ（ｉｎｔ　ｆｄ，ｌｏｎｇ　ｌｏｎｇ　ｉｎｔ　

量，为ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅ的使用者所注册，用于监听数据　

源获取时的状态。ＨｔｔｐＳｏｕｒｃｅ和ＨｔｔｐＬｉｖｅＳｏｕｒｃｅ本　

质上都是从ＨＴＴＰ　Ｓｅｒｖｅｒ上获取数据，所以都依赖　

于类ＨｔｔｐＲｅａｄｅｒ。　

①　收稿日期：２０１６—０３—２２　

基金项目：安徽省自然科学研究重点项目（ｋＪ２０１６Ａ１２２）。　

ｃｕｒｒｅｎｔ）＝０；／／获取当前的读指针所在位置　

ｖｉｔｒｕａｌ　ｉｎｔ　ｇｅｔＡｖａｉｌａｂｌｅＳｉｚｅ（ｉｎｔ　ｆｄ，ｌｏｎｇ　ｌｏｎｇ　ｉｎｔ　

作者简介：袁明磊（１９８５一），男，江苏沛县人，硕士，讲师，研究方向：计算机应用。　

第３期　袁明磊，等：ＩＰＴＶ播放器数据源获取模块的设计与实现４３１　

ｌｅｎｇｔｈ）＝０；／／一次最多可以读取多大的数据量　

ｖｉｒｔｕａｌ　ｉｎｔ　ｒｅａｄＡｓｙｎｃ（ｉｎｔ　ｆｄ，ｃｈａｒ：Ｉｃ　ｂｕｆｆｅｒ，ｉｎｔ　

ｓｉｚｅ，ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ　￥ｌｉｓｔｅｎｅｒ，ｖｏｉｄ　：ｌ＝　ａｐ—　

２．４　ＲＴＳＰ数据源获取　

ｐＴａｇ，ｉｎｔ　ｉｄＲｅｑ）＝０；／／异步读取指定大小的　

数据　

ｖｉｒｔｕａｌ　ｉｎｔ　ａｂｏｒｔＲｅａｄ（ｉｎｔ　ｆｄ，ｉｎｔ　ｉｄＲｅｑ）＝０；／／　

在实现ＲＴＳＰ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　Ｐｒｏｔｏｃｏ１）数　

据源的获取时，首先需要定义一个继承自类Ｍｅｄｉａ．　

Ｓｏｕｒｃｅ的ＲｔｓｐＳｏｕｒｃｅ，结合Ｒｔｓｐ／Ｒｔｐ协议客户端接　

口，分别予以实现虚基类中的各个接口即可。　

取消某次的异步读操作　

ｖｏｉｄ　ｒｅｇＬｉｓｔｎｅｒ（ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ：Ｉ＝ｌｉｓｔｎｅｒ）；　

／／注册监听器　

ｖｏｉｄ　ｕｎｒｅｇＬｉｓｔｎｅｒ（ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ￥ｌｉｓｔ—　

ｎｅｒ）；／／取消已经注册的监听器　

ｐｒｉｖａｔｅ：　

ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅＬｉｓｔｎｅｒ　ｍ

＿

ｐｒＬｉｓｔｎｅｒ；　

｝；　

图１流媒体的传输过程　

２．２数据源判别机制　

播放器服务端依据ｕｄ的路径规则选取不同　

的数据源，解释如下：　

（１）若ｕｒｌ［０］＝＝‘／’，则按照本地的方式　

通过ＦｉｌｅＳｏｕｒｃｅ获取媒体数据；　

（２）若ｕｒｌ以“ｈｔｔｐ：／／“或”ｈｔｔｐｓ：／／“开头，首　

先会建立ｈｔｔｐ　ｒｅｑｕｅｓｔ连接请求，根据ｈｔｔｐ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　

回复的Ｃｏｎｔｅｎｔ—Ｔｙｐｅ，决定是否选择ＨｔｔｐＬｉｖｅ—　

Ｓｏｕｒｃｅ。若Ｃｏｎｔｅｎｔ—Ｔｙｐｅ为“ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ／ｘ—ｍｐｅ—　

ｇＵＲＬ“，“ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ／ｖｎｄ．ａｐｐｌｅ．ｍｐｅｇｕｄ“，“ａｕｄｉｏ／ｘ　

—

ｍｐｅｇｕｒｌ“三者之一，则选取ＨｔｔｐＬｉｖｅＳｏｕｒｃｅ获取　

媒体数据，否则选取ＨｔｔｐＳｏｕｒｃｅ。　

（３）若以“ｒｔｓｐ：／／“开头，则选取ＲｔｓｐＳｏｕｒｃｅ获　

取媒体数据。　

（４）若上述ｕｒｌ判别规则都不满足，则返回通　

知事件“系统不予支持”。　

２．３　ＬＯＣＡＬ数据源获取　

在实现Ｌｏｃａｌ数据源的获取时，首先需要定义　

一

个继承自类ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅ的ＬｏｃａｌＳｏｕｒｃｅ，结合标　

准的文件Ｉ／Ｏ函数（ｏｐｅｎ／ｃｌｏｓｅ／ｌｓｅｅｋ／ｒｅａｄ），分别　

予以实现虚基类中的各个接口即可。　

图２　ＲＴＰ数据包接收处理过程　

２．４．１　ＲＴＰ包的传输过程　

如图１所示，客户（以Ｗｅｂ浏览器为例）向　

Ｗｅｂ服务器发送ＨＴＩ＇Ｐ请求报文，Ｗｅｂ服务器回复　

客户ＨＴＩ＇Ｐ应答报文。客户端从来自Ｗｅｂ服务器　

的应答报文中获取到流媒体服务清单描述文件，然　

后启动与描述文件匹配的媒体播放器。播放器通　

过ＲＴＰ／ＵＤＰ向Ａ／Ｖ服务器获取流媒体数据进行　

实时播放。在播放过程中，播放器与Ａ／Ｖ服务器　

之间会不间断地通过ＲＴＳＰ／ＴＣＰ（ＵＤＰ）交换控制　

信息，智能地使播放器达到最佳播放效果　］。　

２．４．２　ＲＴＰ包的分析处理　

结合ＲＴＰ包头定义的格式，对接收到的ＲＴＰ　

包的处理流程如图２所示，解释如下：　

（１）从服务器端读取ＲＴＰ数据包；　

４３２　佳木斯大学学报（自然科学版）　２０１６年　

（２）结合ＲＴＰ包头定义规范，读取长度、时间　

戳、负载类型、是否有填充数据位等信息；　

（３）读取载荷类型，判断ＲＴＰ包为音频包，还　

是视频包，并将数据存入到相应的缓冲区；　

（４）判断是否有填充数据，若存在，则将填充　

数据丢弃；　

（５）更新ＲＴＰ包接收记录信息，主要是收到　

的字节数、数据帧数、序列号等。　

２．４．３　ＲＴＰ包的缓冲空间管理　

为了便于流媒体数据的处理及控制，设置响应　

的缓冲区，缓冲区存在一个双向链表和一个数据缓　

冲区。链表中的每个节点对应一个ＲＴＰ包，且每个　

节点严格按照时间戳进行排序。对于新接收到的且　

时间戳有效的ＲＴＰ包，会将其数据存入缓冲区末　

尾，与之相应的新建的节点会依照时间戳排序插入　

双向链表的合适位置。因音频流和视频流是分开独　

立的，因而需要设计两个双向链表和两个缓冲区　。　

对于新到达的音视频数据，需要对其有效性进　

行判断：假设新到达的ＲＴＰ包为音频流数据的话，　

首先提取新到达的音频数据的时间戳，与音频链表　

中第一个节点所对应的时间戳进行比较，若前者小　

于后者，视为无效。视频与此相似。　

播放器服务端模块若是需要播放时，会从双向　

链表的头节点开始，根据该节点所指示的缓冲区位　

置，依次读取所需的音频流或视频流数据，并将读　

取到的数据直接递送给解码器模块解码。　

２．５　ＨＬＳ数据源获取　

割器负责将接收到的ＭＰＥＧ一２　ＴＳ流分割为一系　

列连续的、长度一样的小ＴＳ文件（后缀名为．ｔｓ，亦　

称作一系列的Ｔｓ切片），并依此发送和存储至内　

容分发系统中的Ｗｅｂ服务器。对于视频点播　

（Ｖ０Ｄ），文件分割器（Ｆｉｌｅ　Ｓｅｇｍｅｎｔｅｒ）首先将编码　

存储的媒体文件转换成ＭＰＥＧ一２　ＴＳ格式文件，然　

后将此Ｔｓ文件分割成一系列长度一样的小Ｔｓ文　

件。与流分割器一样，文件分割器亦会生成索引文　

件。因用于分割器转换分割的编码存储文件为静　

态文件，故视频点播方式下生成的静态文件亦是静　

态文件，其内容为该编码存储文件所对应的所有分　

段文件的ＵＲＩ列表。　

内容分发系统是一个普通的Ｗｅｂ服务器或者　

Ｗｅｂ缓存系统。几乎不需要对Ｗｅｂ服务器作任何　

特别的配置，便可以将分割后的小１’Ｓ文件及其索　

引文件传送至客户端播放器。　

２．５．２　ＨＬＳ客户端实现　

客户端会通过一个ＵＲＬ（ＨｒＩＴＩ＇Ｐ　Ｌｉｖｅ　Ｓｔｒｅａｍ－　

ｉｎｇ）链接向Ｗｅｂ服务器获取一个流媒体会话的索　

引文件，进而可以下载到索引列表中的每一个小　

Ｔｓ文件。当小ｒＩ＇ｓ文件缓冲到一定的数量时，客户　

端播放器便可以将其拼接成一个连贯的Ｔｓ流，进　

而达到无缝播放。　

具体实现过程如下：　

（１）ＭｅｄｉａＰｌａｙｅｒＳｅｒｖｅｒ调用ＨｔｔｐＬｉｖｅＳｏｕｒｃｅ的　

ｏｐｅｎ（）函数传人ｕｒｌ连接；　

（２）ＨｔｔｐＬｉｖｅＳｏｕｒｃｅ通过ＨｔｔｐＬｉｖｅＲｅａｄｅｒ获取　

到Ｍ３Ｕ文件（Ｔｓ索引文件）；　

（３）ＨｔｔｐＬｉｖｅＳｏｕｒｃｅ通过Ｍ３ＵＰａｒｓｅｒ解析Ｍ３Ｕ　

文件，进而获取到索引文件中的各个Ｔｓ链接及其　

描述（例如时长）；　

（４）ＨｔｔｐＬｉｖｅＳｏｕｒｃｅ通过ＨｔｔｐＬｉｖｅＲｅａｄｅｒ获取　

各个ＴＳ链接的内容，并存储至ＨｌｓＢｕｆｆｅｒ中。　

参考文献：　

［１］王相海．ＩＰ１Ｖ体系结构及其流媒体技术研究进展［Ｊ］．通信　

学报，２０１２，３３（４）：１—７．　

与ＲＴＳＰ数据源获取的实现方式类似，ＨＬＳ　

（Ｈ　１Ｐ　Ｌｉｖｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ）数据源获取也需要定义一　

个继承自类ＭｅｄｉａＳｏｕｒｃｅ的ＨｔｔｐＬｉｖｅＳｏｕｒｃｅ，结合　

Ｈｔｔｐ　Ｌｉｖｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ协议的定义，分别予以实现虚　

基类中的各个接口即可。　

２．５．１　ＨＬＳ服务器端部署　

个典型的Ｈ１ＴＩ甲Ｌｉｖｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ流媒体系统　

一

由三部分组成：内容准备、内容分发和客户端软件。　

对于视频直播，编码器（Ｍｅｄｉａ　Ｅｎｃｏｄｅｒ）首先　

将摄像机实时采集来的音／视频数据压缩编码为符　

合特定标准的音／视频基本流，并以ＭＰＥＧ２一ＴＳ　

［２］　袁琦．应用在ＩｆｒｒＶ中的ＣＤＮ技术［Ｊ］．电信网技术，２００６，　

２：４—５．　

［３］　曾爱华．ＩＰＴＶ系统架构及主要技术［Ｊ］．通信技术，２０１０，４３　

（３）：１７１—１７６．　

流的方式传给流分割器（Ｓｔｒｅａｍ　Ｓｅｇｍｅｎｔｅｒ）。流分　

Ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆⅡ’ＴＶ　Ｈａｙｅｒ　Ｄａｔａ　Ｓｏｕｒｃｅ　Ａｃｑｕｉｓｉｉｔｏｎ　Ｍｏｄｕｌｅ　

ＹＵＡＮＭｉｎｇ—ｆｅｉｌ，　．　ＣＨＥＮ　Ｙｅ’　

ｆ１．ＡｎｈｕｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｕａｎ２２１６００，Ｃｈｉｎａ；２．ＬｕａｎＢｉｇＲｉｖｅｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．Ｌｔｄ．Ｌｕａｎ　

２２１６００．Ｃｈｉｎａ：３．ＴＰＶ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｘｉａｍｅｎ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ　ＴＶ　ｓｅｃｔｉｏｎ．Ｘｉａｍｅｎ　３６１０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｏｂｔａｉｎｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ＩＰＴＶ　ｐｌａｙｅｒ，ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｎ　ｍｏｄｕｌｅ　ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　

ｅａｓｙ　ｔｏ　ｅｘｔｅｎｄ　ｄａｔａ　ｓｏｕｒｃｅ　ｍｏｄｕｌｅ，ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ａｎ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄａｔａ　ｓｏｕｒｃｅｓ，ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　

ｏｆ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ＲＴＳＰ　ｄａｔａ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＨＬＳ　ｄａｔａ　ｓｏｕｒｃｅｓ．　

Ｋｅｖ　Ｗｏｒｄｓ：　ＩＰ１　；ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　ｍｅｄｉａ；ｍｅｄｉａ　ｐｌａｙｅｒ；ｄａｔａ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ