單臺(tái)編碼器實(shí)現(xiàn)兩路視頻信號壓縮編碼的方法

趙向前，張 潔

（貴州廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司 播控傳輸部，貴州 貴陽550003）

1 編碼器機(jī)體過大及單路視頻壓縮模式工作效率低帶來的問題

隨著貴陽市城鎮(zhèn)社區(qū)和縣鄉(xiāng)農(nóng)村遠(yuǎn)程教育站點(diǎn)數(shù)量的不斷增多，不少的社區(qū)站點(diǎn)希望貴陽市黨員干部遠(yuǎn)程教育平臺(tái)考慮站點(diǎn)的黨員干部及社區(qū)群眾的文化生活需要，增加相應(yīng)的電視節(jié)目。特別對于大多數(shù)沒有配置數(shù)字電視機(jī)頂盒的社區(qū)，如果平臺(tái)能播出一定數(shù)量的電視節(jié)目，將具有非常實(shí)際的作用。貴陽市遠(yuǎn)教辦與貴州廣電經(jīng)過多次協(xié)商，計(jì)劃播出18套電視節(jié)目。

然而在電視節(jié)目播出的前期設(shè)備準(zhǔn)備工作中，發(fā)現(xiàn)平臺(tái)系統(tǒng)的研發(fā)單位所研發(fā)的流媒體編碼器采用的是惠普ML370 G5服務(wù)器，機(jī)體過大。按目前機(jī)房的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜容納放置，最多只能容納2臺(tái)該型編碼器（2臺(tái)不能并排擺放，只能上下擺放），而機(jī)房的空間最多也只能容納5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜。更麻煩的是，這種服務(wù)器只能完成單路視頻信號壓縮，工作效率較低。如果要實(shí)施18套電視節(jié)目的播出，需要對應(yīng)配置18臺(tái)這種大機(jī)體的編碼器，用10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜來放置，然而這些條件機(jī)房都難以滿足。所以當(dāng)務(wù)之急就是要把這些問題盡快解決掉，否則18套電視節(jié)目播出計(jì)劃將無法實(shí)施。

2 單臺(tái)編碼器壓縮兩路視頻的改進(jìn)思路及實(shí)現(xiàn)方法

2.1 編碼器兩路視頻壓縮方式的分析及實(shí)現(xiàn)

平臺(tái)系統(tǒng)的研發(fā)單位在研發(fā)流媒體視頻編碼器時(shí)，僅從專用服務(wù)器性能穩(wěn)定、確保視頻信號壓縮的角度和采集卡配置插槽匹配等方面考慮，選用了惠普ML370 G5服務(wù)器，而忽視了這種服務(wù)器存在的機(jī)體過大、只能進(jìn)行單路視頻信號壓縮等問題。目前用于視頻直播的這種編碼器尚有7臺(tái)，如果更換體積較小的服務(wù)器解決問題，那么這些大機(jī)體的服務(wù)器更換后只能閑置。為避免更換設(shè)備造成的不必要設(shè)備閑置及雙重資金浪費(fèi)，最好通過技術(shù)改進(jìn)的方法來解決問題。

經(jīng)過分析，最好的辦法就是將單機(jī)單路視頻信號壓縮技術(shù)改進(jìn)為單機(jī)2路視頻信號壓縮，這樣只要9臺(tái)編碼器即可完成18路電視信號的播出。

原來的2路視頻信號壓縮方式如圖1所示，改進(jìn)后的2路視頻壓縮方式如圖2所示。

圖1 原來兩路視頻信號壓縮方式

圖2 技術(shù)改進(jìn)后的2路視頻壓縮方式

實(shí)現(xiàn)這種解決辦法的前提條件是惠普ML370 G5服務(wù)器必須有足夠的插槽滿足第二塊視頻編碼卡、音頻壓縮卡和網(wǎng)卡插裝。HP ML370 G5服務(wù)器主板上有嵌入式雙NC373i多功能千兆網(wǎng)卡，能滿足雙網(wǎng)卡數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?個(gè)PCI-X 64位/133 MHz插槽，僅使用了其中1個(gè)插Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡，剩余插槽空閑可以再插入1塊Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡進(jìn)行第二路視頻壓縮實(shí)驗(yàn)，硬件條件基本具備。

2.2 兩路視頻編碼器的設(shè)備系統(tǒng)配置

編碼器硬件準(zhǔn)備工作就位后，進(jìn)入軟件配置。通電開機(jī)后，加裝了2塊DRC-500/550流媒體采集卡的惠普ML370 G5服務(wù)器，顯示發(fā)現(xiàn)新硬件，這里需要說明的是，2塊卡的驅(qū)動(dòng)程序完全相同，第二塊卡的設(shè)備驅(qū)動(dòng)只須點(diǎn)擊自動(dòng)安裝即完成新硬件驅(qū)動(dòng)安裝配置。打開硬件設(shè)備管理器觀察安裝的第二塊Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡的工作狀態(tài)基本正常。

原來的Windows Media編碼器改命名為1號編碼器。1號編碼器視頻配置選項(xiàng)中選的原來的Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 VIDEO項(xiàng)；音頻配置選項(xiàng)中也選原來的Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 AUDIO項(xiàng)。

HP ML370 G5服務(wù)器的2塊板載NC373i網(wǎng)卡IP地址需要修改，網(wǎng)卡的IP地址分別是192.168.11.12和198.168.11.13，確保壓縮后的IP視頻數(shù)據(jù)包能通過不同IP地址的網(wǎng)卡進(jìn)入平臺(tái)系統(tǒng)由播控服務(wù)器自動(dòng)安排流發(fā)送服務(wù)器的發(fā)布點(diǎn)自動(dòng)發(fā)送。

編碼器源面板選項(xiàng)中，1號、2號編碼器視、音頻硬件配置圖如圖3所示。

圖3 1號、2號編碼器視、音頻硬件配置圖

為區(qū)別2個(gè)編碼程序，新的Windows Media編碼器命名為2號編碼器；2號編碼器視頻配置選項(xiàng)中選Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 VIDEO（1）項(xiàng)；音頻配置選項(xiàng)中也選Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 AUDIO（1）項(xiàng)。

運(yùn)行1號、2號編碼器，1號編碼器能工作正常，但2號編碼器出現(xiàn)“信源名稱”重復(fù)的故障提示，不能運(yùn)行。經(jīng)過分析，1號編碼器的源名稱為“實(shí)況”，2號編碼器名稱是“實(shí)況”，顯然這是導(dǎo)致故障的原因，把2號編碼器的源名稱為“實(shí)況1”后，再次運(yùn)行2號編碼器，還是有故障依舊。2號編碼器調(diào)試過程中出現(xiàn)故障提示如圖4所示。

圖4 2號編碼器調(diào)試過程中出現(xiàn)故障提示示意圖

設(shè)置“實(shí)況”時(shí)發(fā)生以下錯(cuò)誤：試圖獲取網(wǎng)絡(luò)資源失敗（0×C0000028）。這個(gè)問題似乎是網(wǎng)卡配置項(xiàng)出現(xiàn)問題，檢查第一塊網(wǎng)卡的IP（192.168.11.12）和第二塊網(wǎng)卡IP（192.168.11.13）配置，發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)網(wǎng)址沖突，然而分析0×C0000028代碼后，才發(fā)現(xiàn)故障是由數(shù)據(jù)端口地址不明確或相同沖突造成的。打開1號編碼器的輸出項(xiàng)，編碼器拉傳遞（由服務(wù)器或播放機(jī)初始化連接）的這項(xiàng)中端口號為8080；打開2號編碼器的輸出項(xiàng)，端口也是8080，端口相同，這就是出現(xiàn)問題的原因，壓縮后的IP視頻數(shù)據(jù)包無法找尋端口輸出。因此，把2號編碼器的端口修改為8081后，問題解決。

配置工作完成后，分別在1號、2號編碼器的Digital-Rapids DRC-Stream 500流媒體采集卡的視、音頻輸入接口中接入“中央教育2套”和“空中課堂”電視節(jié)目的視、音頻信號，并運(yùn)行1號、2號編碼器，視頻編碼工作正常運(yùn)行。配置完成后的1號、2號編碼器的運(yùn)行工作圖如圖5所示。

圖5 配置完成后的1號、2號編碼器的運(yùn)行工作圖

2.3 平臺(tái)播控服務(wù)器SQL數(shù)據(jù)庫配置

1號、2號Windows Media編碼器的實(shí)驗(yàn)調(diào)試工作完成后，需對平臺(tái)播控服務(wù)器等控制播出設(shè)備相關(guān)的SQL Server[1]數(shù)據(jù)表項(xiàng)進(jìn)行添加配置，否則電視節(jié)目信號壓縮后的IP數(shù)據(jù)包無法編排送入各遠(yuǎn)教站點(diǎn)。

1）打開播控服務(wù)器的MYSQLCC程序[2-3]的控制面板，找到Database中的mcasticpparty數(shù)據(jù)欄目后，打開表TABLES在table_channels、tables_curriculum表 項(xiàng) 修改添加配置，CHANNELS_ID，CHANNELS_IP和CHANNELS_PORT項(xiàng)是播控服務(wù)器指令編碼器壓縮數(shù)據(jù)在固定IP組播發(fā)布點(diǎn)的具體位置。

表項(xiàng)中原來1號編碼器的CHANNELS_ID為143；發(fā)布點(diǎn)CHANNELS_IP為228.16.20.25；CHANNELS_PORT為3001保持不變。2號編碼器的CHANNESL_ID添加為144、發(fā)布點(diǎn)CHANNEL_IP添加為228.16.20.26、CHANNEL_PROT添加為3001。

播控服務(wù)器SQL Server組播IP地址及端口配置圖如圖6所示。

圖6 SQL Server組播IP地址及端口配置圖

2）打開播控服務(wù)器的MYSQLCC程序的控制面板，打開Databases中LIVECAST1表的tbl_channels，tbl_vidsvr兩項(xiàng)，表項(xiàng)中，1號編碼器的VIDSRC_ID為112，VIDSRC_TYPE為1，VIDSRC_NAME為編碼器2，VIDSRC_PATH為HTTP://192.168.11.12:8080。表明播控服務(wù)器指令1號編碼器IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w序號、名稱、類型及數(shù)據(jù)發(fā)送的IP地址和端口；2號編碼器參數(shù)配置隨1號編碼器參數(shù)添加，2號編碼器的VIDSRC_ID為113，VIDSRC_TYPE為1，VIDSRC_NAME為 編 碼 器3，VIDSRC_PATH為HTTP://192.168.11.13:80801。

播控服務(wù)器SQL Server編碼器IP地址和編碼器名稱配置圖如圖7所示。

圖7 SQL Server編碼器IP地址和編碼器名稱配置圖

3）完成播控服務(wù)器的SQL數(shù)據(jù)庫配置項(xiàng)添加后，需要修改視頻編碼器的播控軟件系統(tǒng)配置文件CONFIG.INI，否則編碼器壓縮編碼的IP數(shù)據(jù)包沒有IP地址的指向?qū)o法被播控服務(wù)器調(diào)動(dòng)，從而影響視頻播出。

打開編碼器播控軟件的CONFIG.SYS文件，代碼為：

[Interface]

LocalAddress=192.168.11.12//原來1號編碼器的IP地址

LocalAddress=192.168.11.13//新添加的2號編碼器IP地址

ZjzxServID=0305//流媒體播出的ID需要修改

添加完成編碼器視頻信號壓縮數(shù)據(jù)包的IP地址及站點(diǎn)接收軟件目錄的設(shè)備編號修改后，試運(yùn)行播出，2個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)的視音頻信號輸入到單臺(tái)視頻編碼器的2個(gè)Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡，經(jīng)過編碼壓縮后，平臺(tái)播控服務(wù)器將IP數(shù)據(jù)包編排發(fā)出，在監(jiān)測電腦上運(yùn)行客戶端接收軟件，接收到的電視圖像信號非常流暢和清晰。

技術(shù)改進(jìn)后的電視節(jié)目視頻播出系統(tǒng)如圖8所示。方框中，如果編碼器按1臺(tái)單機(jī)單視頻編碼，需要18臺(tái)編碼器。技術(shù)改進(jìn)后，采用的單機(jī)雙編碼方式，9臺(tái)編碼器即可完成18路音視頻信號的編碼。

圖8 技術(shù)改進(jìn)后的電視節(jié)目視頻播出系統(tǒng)

3 小結(jié)

通過技術(shù)分析和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)視頻編碼器完成2路視頻信號壓縮的設(shè)想，原本需要2臺(tái)編碼器才能完成的2路視頻壓縮變成了1臺(tái)編碼器即可完成，這不僅解決了機(jī)體過大帶來的問題，更重要的是減少了編碼器數(shù)量和提高了編碼器的工作效率，避免了更換設(shè)備造成的設(shè)備閑置和資金浪費(fèi)。

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