基于流媒體技術構建高校校園視頻新聞網絡點播系統

摘要：本文從實踐和高效的角度入手，以流媒體技術為依托，就構建高校校園視頻新聞網絡點播系統的設計和系統具體實現進行了詳細的闡述。

關鍵詞：流媒體；高校；視頻新聞；網絡點播；設計；實現

中圖分類號：TP37文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)20-30358-03

1 引言

隨著各種電視節目的上星和互聯網的快速發展，報紙、雜志、廣播、電視等傳統媒體紛紛觸網，如何在新形勢下，更好地發揮高校自辦電視臺的思想教育功能，實現高校電視更好更快的傳播以及對校園媒體資源進行優化重組，形成優勢互補，突出整體效能，是目前高校尤其是西部邊遠地區院校迫切需要解決的問題。利用校園網絡進行校園視頻新聞點播，逐漸成為了校園視頻新聞傳播的主要途徑之一。網絡視頻點播是綜合了計算機技術、通訊技術、多媒體技術而迅速發展起來的一門綜合性技術。它利用了網絡和視頻技術的優勢，徹底改變了過去收看校園視頻新聞的被動方式，實現了校園視頻新聞節目按需收看和任意播放，為用戶提供實時、交互、按需點播服務的系統。利用校園網建設VOD系統可以為廣大師生提供在線的視頻新聞節目的點播服務。如何利用網絡視頻點播技術構建一種基于流媒體技術的實效性高校校園視頻新聞網絡點播系統已成為一個勢在必行的手段和趨勢。

2 流媒體技術及視頻點播原理

2.1 流媒體技術

流媒體(Steaming Media)是指在網絡中使用流式傳輸技術的連續時基媒體，如音頻、視頻或多媒體文件。流媒體技術就是把連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后放在網站服務器上，讓用戶下載、觀看、收聽，而不需要等整個文件全部下載完畢后才可以觀看的技術。傳輸及播放的流媒體文件，經過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由視頻服務器向用戶計算機連接、實時地傳送，用戶機不必等到整個文件全部下載完畢，僅需將起始幾秒的數據先下載到本地的緩沖區中就可以開始播放，采用一邊播放、一邊下載、一邊丟棄的方式，客戶端的緩沖區建在內存中，不占用硬盤空間，不會在用戶端留下任何拷貝，保護了知識產權，同時提高帶寬利用率。流媒體技術是一個綜合的技術，它包括采集、編碼、傳輸、儲存、解碼等多技術。作為以流媒體為技術支撐的流媒體應用系統，一般分為編碼端、服務器端和用戶終端3部分。

2.2 高校校園視頻新聞網絡點播系統

高校校園視頻新聞網絡點播系統采用流媒體技術，建立專門的流媒體服務器，把校園視頻新聞編碼處理后發布到流媒體服務器中，用戶在校園網連通的任何端口，可利用網絡進行校園視頻新聞的點播與觀看，在這個過程中本系統可實時向用戶傳送節目，用戶也可通過網絡客戶端對所觀看節目實現隨意控制。可用圖1來說明校園視頻新聞點播系統的工作過程和系統結構。

3 高校校園視頻新聞網絡點播系統的設計

本系統所要處理和傳輸的信息主要是視音頻信息為主的多媒體信息。為了便于師生的對視頻新聞的點播，這就需要校園視頻新聞發布者在發布過程中注重質量、訪問速度、方便和快捷性，并且也要根據學校的實際條件構建實效性的視頻點播服務平臺；校園內用戶可以查閱節目的詳細信息，可以以頁面方式觀看，也可利用播放器播放或全屏播放；也可下載觀看。

本系統主要借助于目前主流的流媒體系統之一的windows media為主要支持技術來構建實效性高校校園視頻新聞網絡點播系統，突出其方便性、先進性、集成性、低成本的特點。

在Windows Media技術支持下，主要從其文件格式、流媒體傳輸協議、播放方式、系統組成等幾個部分總體上去設計實現該系統。

3.1 文件格式

Windows Media支持ASF， WMV， WMA等文件格式，ASF (Advanced Stream Format)是Windows Media的核心。ASF是一種數據格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息通過這種格式以網絡數據包的形式傳輸，實現流式多媒體內容發布。WMV是視頻數據格式，WMA是音頻數據格式。本系統主要傳輸視頻信息，所以在前期制作視頻時全部采用ASF、WMV兩種格式。

3.2 流媒體傳輸協議

流媒體傳輸協議是流媒體技術的一個重要組成部分，也是基礎組成部分。它是為在網絡上實時傳輸多媒體信息而開發的協議。目前，Windows Media支持的流媒體傳輸的協議主要有: 實時傳輸協議RTP (Real-time TransportProtocol)，用于Internet上針對多媒體數據流的一種傳輸協議。實時傳輸控制協議RTCP (Real-time Trans-port Control Protocol)，RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。實時流協議RTSP (Real-time Streaming Protocol)，定義了點對多點應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據。基于上述協議的支持，本系統實現了流媒體信息的有效傳輸。

3.3 播放方式

為了能夠讓多媒體數據在網絡中很好地傳輸，并在客戶端精確地回放。基于這個目的，在流媒體的播送技術上人們采用了單播、多播、點播、廣播等技術。點播是客戶端與服務器之間的主動的連接，在點播連接中，用戶通過選擇內容項目來初始化客戶端連接，一個客戶端從服務器接收一個媒體流(這個連接是唯一的，其它用戶不能占用)，并且能夠對媒體進行開始、停止、后退、快進或暫停等操作，客戶端擁有流的控制權，就像在看影碟一樣。這種方式由于每個客戶端各自連接服務器，服務器需要給每個用戶建立連接，對服務器資源和網絡帶寬的需求都比較大。

本系統考慮到校園視頻新聞時間短、信息量大；便于師生在觀看校園視頻新聞控制和交互以及校園網自身特點，采用點播方式來實現校園視頻新聞的網絡傳播。

3.4 系統組成及工作流程

為了更好地使流媒體系統在各個不同層面上互相通信，基本的流媒體系統包含三個組件：編碼器，服務器，播放器。基于Windows Media技術構建的校園視頻新聞網絡點播系統依靠Windows Media Service系統的主要組成。它分別校園視頻新聞采編轉系統、流媒體服務器(Windows Media Server)和客戶端流媒體播放器(Windows Media player)，分別用于流媒體的制作、發布和播放等。

(1)校園視頻新聞采編轉系統:用于采集、編輯、轉換編碼多媒體數據，使其成為流媒體數據格式，便于在流媒體服務器進行發布和管理。

(2)流媒體服務器:簡單地說，就是支持流媒體點播的服務器，用于存放、控制、管理流媒體數據。

(3)客戶端播放器:主要用于客戶端用戶對校園視頻新聞進行點播播放、瀏覽等。

簡單來說，該系統工作時， 前期采編轉系統創建流媒體文件并存放到流媒體存儲服務器；服務器端創建提供點播的站點設置和管理節目并啟動；客戶端通過瀏覽器以Web方式訪問，獲得節目信息，選擇后再由流媒體服務器經過調度后啟動相應的流媒體播放器實時播放節目。

4 高校校園視頻新聞網絡點播系統的實現

4.1 校園視頻新聞的編碼制作

（1）校園視頻新聞的前期攝錄與編輯。

為了保證圖像質量，校園視頻新聞必須在前期的攝錄、采集、編轉等過程中盡可能減少視頻的損耗。 筆者在實踐中的具體的做法是：攝錄階段，采用廣播級攝像機和信噪比較高的錄像帶攝制校園新聞，以此減少各環節中對圖像信號質量的損耗；采集、編轉過程中，利用高性能的視頻采集卡（pinnacle pro-one）、編轉質量較高的格式轉錄軟件（Tmpeg-plus）進行采編轉，并且首次編轉完成后統一使用avi格式文件，以確保圖像質量。

（2）將前期編輯制作完成的視頻文件編碼為Windows Media流媒體格式文件。

對于Windows Media構建起來的流媒體服務器，一般需要使用asf、wmv格式的文件。因此，前期制作完成后，將編輯完成的avi格式的視頻文件統一利用Windows Media編碼器把avi文件轉化為asf、wmv格式文件。這時，最好使用WindowsMedia編碼器，它可以適應多種網絡的編碼要求。

（3）編碼設置與過程監視。在編碼轉換時，應根據用戶情況、網絡帶寬、節目內容等具體情況，選擇適當的輸出質量、編解碼版本、傳輸速率及適應帶寬要求等選項。這樣可以保證視頻發布和客戶端點播時編碼后流媒體的高適應性和高質量。與此同時要對編碼過程進行監視，通過監視可以隨時了解編碼的進展情況，利于操作人員對整個編碼過程的把握，并且保證輸出的校園視頻新聞節目不出現間斷和跳幀等現象，保證視頻的連貫性。

當然了，上述過程只是筆者在自己實踐中的具體做法，若在硬件條件允許的情況下也可以通過專門的視頻采集卡、編碼器把攝像機等其它設備的信號直接轉換為asf格式，這樣可以減少編轉時間，縮短整個視頻發布流程，提高校園視頻新聞發布效率。

4.2 校園視頻新聞網絡點播服務器的安裝與管理實現

校園視頻新聞網絡點播服務器是安裝了流媒體服務軟件的服務器，提供校園視頻新聞節目服務，監控系統運行狀態，存儲校園視頻新聞節目。該服務器采用Windows 2003服務器版操作系統，安裝Windows Media Service作為Windows Media服務器，使用戶能夠通過網絡傳輸流媒體內容。Windows Media服務為ASF流媒體文件提供了兩種發布方式:單播和多播，分別用于交互式點播和廣播方式。本系統的構建主要采用交互式點播方式，它為用戶提供點對點聯結方式的服務，允許用戶通過交互參與流媒體播放的控制，這種方式的優點是每個用戶可以主動地觀看節目。在服務器的安裝與配置過程中，關鍵環節是：

(1)服務器基本設置：主要包括端口數值、允許用戶連接數量、用戶接入帶寬、流媒體存放的位置。

(2) 服務器安全設置：主要指服務器的各種規則，其中包括定義權限、IP地址、子網掩碼、特定端口等。

(3)服務器發布方式設置：主要對Windows Media管理器的“單播發布點”進行配置，配置完成后服務器就可以向用戶提供視頻點播服務。

(4)服務器其它設置：主要是對服務器運行狀態的監視設置、內容緩存管理設置、廣告功能設置等。

4.3 校園視頻新聞網絡點播系統播放器的實現

校園視頻新聞網絡點播系統播放器端主要的功能就是使用戶使用瀏覽器通過Web訪問服務器端，從網絡接收視頻新聞流媒體并播放，這樣就實現了視頻新聞點播。在播放器端可安裝使用媒體播放器(Windows Media Player)，來實現流媒體播放、控制（開始、暫停、停止、快進）等。對于媒體播放器(Windows Media Player)，它可提供給供客戶端用戶獨立使用，也可方便地嵌入到瀏覽器中，這樣簡單地就實現了流媒體播放功能。

高校校園視頻新聞網絡點播系統基于網絡服務和流媒體技術，實現了對校園視頻新聞的網絡點播，具有實用性、高效性，投入少、維護簡單的特點，充分利用了已有的高校校園網硬件設施，為廣大師生提供了校園視頻新聞獲取的新途徑，實現了校園視頻新聞在網絡時代下的網絡化傳輸。隨著網絡技術和流媒體技術的不斷發展，在高校校園硬件設施的逐步完善中，高校校園視頻新聞網絡點播系統將會提供給廣大師生更加高效、豐富的校園節目。

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