OVP在線視頻平臺設計與實踐

田立新

（畢節市廣播電視臺，貴州 畢節 551700）

OVP在線視頻平臺設計與實踐

田立新

（畢節市廣播電視臺，貴州 畢節 551700）

針對新媒體平臺的視頻管理系統建設現狀，結合在線視頻管理系統（Video Manage System，VMS）的局限性，從架構、流程、部署、功能等方面討論設計在線視頻平臺（Online Video Platform，OVP），并借以實踐總結OVP平臺優勢，對廣播電視臺創建新媒體平臺提供實踐參考。

新媒體；VMS；網絡電視臺；云技術

1 OVP在線視頻平臺

隨著新媒體的影響越來越大，目前無論是電視臺、媒體、政府、教育、企業、集團還是公益機構，都開始應用新媒體平臺進行新聞宣傳、媒體服務、教育服務等工作，并取得了巨大收益。

新媒體平臺的核心為視頻管理，主要提供媒資管理、轉碼管理、音頻管理、點播管理、直播管理、在線編輯等服務，而目前新媒體平臺的視頻管理大多基于VMS（視頻管理系統）[1]架構實現。隨著云技術、移動互聯網技術的深入應用，基于VMS架構的新媒體平臺的局限性逐漸暴露。

視頻管理系統（Video Manage System，VMS）是由一些相互聯系、相互制約的若干模塊結合而成，模塊間通過定制接口實現相對穩定的互聯，當需要新增模塊時，需要進行大幅度的接口修改，因此擴展性及開放性較差。

針對VMS的局限性，本文討論設計在線視頻平臺（On?line Video Platform，OVP）[2]，該平臺由一些獨立的若干模塊通過應用程序編程接口（Application Programming Interface， API）結合而成，模塊間通過API實現互聯，當需要新增模塊時，不需要訪問源代碼及理解模塊的內部工作機制細節，便于擴展，開放性較好。基于“在線”理念設計的OVP在線視頻平臺，將平臺的各種服務通過Web暴露在互聯網上，可方便用戶在任何有互聯網的地方使用該平臺的各種服務。

2 總體設計

2.1 架構設計

OVP平臺分為數據存儲層、Web服務層、API層、管理界面和系統監控層，核心平臺架構運行在具有工業強度的Java EE系統上，如圖1所示。

1）數據存儲層

數據存儲層提供物理文件及其相應元數據的存儲，物理文件存儲采用可支持擴展的NAS系統存儲，方便容量可擴展至PB級別，充分滿足千萬級海量視頻文件的需求。元數據存儲基于穩定可靠的MySQL數據庫集群，通過Master-Slave雙節點（獨立雙物理機）實現實時熱備份，保證數據極高的可靠性和可用性。另外，數據存儲層還設計定時定期遠程備份，保證數據能快速進行災難恢復。

圖1 OVP平臺架構圖

2）Web服務層

Web服務層可提供媒資管理、音頻管理、直播管理、點播管理、轉碼管理、在線編輯、版權管理等功能模塊服務，用戶基于Web在任何有互聯網的地方即可應用這些功能模塊，平臺的易用性大大提高。

3）API層

API層將基于HTTP協議，采用JSON/XML API，因為這樣具有極大的擴展性，同時也提供高級語言的SDK開發包，便于開發者使用自己熟悉的語言，直接通過SDK實現API調用。

4）管理界面

管理界面基于Web提供，方便用戶在有任何互聯網的地方使用該平臺所能提供的各種服務。

5）系統監控層

系統監控層可實現監控平臺的運行狀態，包括設備、任務、流程等狀態。

2.2 流程設計

平臺流程較清晰，設計分為媒資管理、在線編輯、轉碼管理、音頻/直播/點播管理、API管理共4個流程，如圖2所示。

圖2 OVP平臺架構圖

首先，媒資管理完成視頻上傳、視頻組織、視頻搜索、視頻廣告設置等功能；

其次，若需要進行視頻在線編輯，則進入基于Web的在線編輯模塊，若不進行視頻編輯，則直接通過轉碼管理實現多格式多碼率的轉碼；

然后，進入音頻/直播/點播等流程，通過其組織，再通過API管理的將內容同步至第三方平臺，例如：同步至第三方CMS內容庫，通過CMS內容庫將視頻發布到手機、計算機、PAD等終端上。

2.3 部署設計

為提高平臺的穩定性，并滿足互聯網環境下的云平臺部署，設計平臺的軟件部署在穩定可靠的Java服務器上，不在物理上部署數據庫服務器、轉碼服務器等功能服務器，而是通過虛擬化軟件將功能服務器虛擬化多個虛機，各種軟件運行在虛機上，單個服務器節點故障不會影響整個系統的可用性。

另外，OVP平臺為一款SaaS（軟件即服務產品），它可以部署在任何公有/私有云上。

3 功能設計

OVP平臺對外提供基于Web的服務，包括而不限于媒資管理、在線編輯、轉碼管理、音頻管理、點播管理、直播管理、版權管理等功能服務，也可通過API接口動態增加其他功能服務模塊。

3.1 媒資管理

媒資管理提供基于Web的視頻上傳、視頻管理、播放列表管理、視頻搜索、視頻審核、視頻編輯、廣告管理等服務。視頻上傳可實現本地文件上傳、FTP批量上傳甚至媒資內容同步；視頻組織以樹形結構組織架構，便于分類管理；視頻搜索基于Lucene全文搜索引擎[3]，可按照名稱、描述、標簽等對任意內容進行全文搜索；提供基于Web的視頻審核功能，方便用戶在任何地方都可審核視頻；視頻編碼完成對視頻文件的標題、描述、標簽、封面、提示點等信息的增減；廣告管理提供圖片、swf、視頻等各種格式的視頻廣告功能，如圖3所示。

圖3 媒資管理界面圖（截圖）

3.2 在線編輯

在線編輯實現對視頻資源在線進行快速的編輯，無須本地使用非編工具，可在基于Web的任何地方、在任何時間登錄該平臺就能夠快切、快編、快速生成視頻。在線編輯支持按關鍵幀瀏覽、拆分視頻，可基于時間線準確地顯示視頻的長度、關鍵幀。在線編輯也可自由拖拽視頻到時間刻度任一位置與其他視頻合并，實現兩段視頻間無縫平滑接續，而且還可在兩段視頻間多種轉場過渡特效，如淡化、疊加、推進、黑白等，如圖4所示。

圖4 在線編輯界面圖（截圖）

3.3 轉碼管理

轉碼管理服務完全支持Flash視頻、iOS視頻和Android視頻輸出，滿足用戶在不同設備、不同平臺和不同瀏覽器下播放。轉碼管理支持同一視頻輸出不同格式的多個版本，方便用戶在網絡及各種移動設備上進行發布。對于每一種格式，支持輸出不同碼率的版本，方便用戶根據自己的網速，在流暢、標清、高清、超清等各個版本之間進行切換，如圖5所示。

圖5 轉碼管理界面圖（截圖）

轉碼管理采用高效的隊列調度，可實現多個視頻流同時轉碼。

轉碼管理還支持將一個完整的視頻轉碼成一組短視頻，通過在播放器端依次播放這組短視頻來達到觀看完整視頻的效果。視頻切片具備節省流量、防止下載的功能，解決了CDN下載大文件容易斷線的問題，同時與直播方案兼容。

同時，轉碼服務可動態增減，以滿足高峰時期輸入視頻量大的壓力。

轉碼服務部署于虛擬云平臺之上，當用戶需求量增大之后，可以通過增加服務的方式來實現橫向擴展。對于單獨一個轉碼虛機的單個CPU的轉碼，其效率見表1。

表1 轉碼效率

3.4 音頻管理

音頻管理模塊提供對音頻文件進行上傳、管理、發布、創建播放列表的功能，提供多種音頻文件上傳方式，基于標簽、目錄等方便管理海量音頻文件，能夠快速簡單發布音頻到網站，同時播放列表支持靜態播放列表和動態播放列表兩種。

3.5 點播管理

如圖6所示，點播管理主要提供點播相關服務，內置多種不同風格的播放器模板，用戶可根據網站的風格選擇合適的播放器模板，并在此基礎上定制個性化播放器。播放器修改后無須用戶干預，網站內嵌的播放器即可實時更新。

圖6 點播管理界面圖（截圖）

為方便視頻點播的發布，提供3種在線發布視頻的方式：

1）JavaScript發布模式：通過將幾行簡單的JavaScript代碼嵌入HTML頁面實現視頻的自動發布，該模式同時支持HTML 5標準，并能智能檢測用戶的平臺和瀏覽器，根據用戶所用設備為用戶智能推送正確格式和合適大小的視頻。

2）Flash發布模式：適用于Web網站的視頻發布，支持Flash視頻和PC平臺，但由于蘋果公司的限制，該模式無法支持iPhone／iPad設備。

3）URL發布模式：適用于外鏈或第三方網站的友情鏈接，可讓用戶從第三方網站跳轉至客戶的視頻頁面。

3.6 直播管理

直播管理可實現7×24 h多頻道直播流實時推送RTMP H264格式的音視頻流，并直接集成CDN加速，可支撐數千至數百萬不同規模的用戶同時在線觀看。直播管理具有直播錄制的功能，在相應的直播節目完成后，系統自動將直播節目收錄到媒資系統中，收錄可按照EPG電子節目單實現自動拆條。直播管理還具有智能檢測功能，可以根據用戶客戶端的類型，選擇相應視頻進行播出。直播管理的直播頻道可無限制地創建，而且同一個直播源可創建多個頻道，同一個頻道下的節目單可以有不同的直播源。

3.7 版權管理

為提高視頻版權意識，提供5種版權管理機制：

1）視頻LOGO水印：對視頻本身加上LOGO水印，以保護版權，防止非法傳播。

2）視頻加密：對于一些具有商業價值的視頻，采用對視頻內容進行動態加密的方式，在動態多碼流中，每個小視頻都可以被加密，只有使用系統自帶的播放器才能播放加密后的視頻。

3）域名限制：域名限制支持白名單、黑名單，啟用白名單時，只有保存后的域名才可以訪問視頻；啟用黑名單時，保存后的域名將不能訪問視頻。

4）播放器的第三方認證：為了防止非法網站加載本系統的播放器來播放加密視頻，播放器會檢測自身是否被合法網站加載，保證了播放器只能在客戶的合法網站中播放加密視頻。

5）防錄屏：視頻播放的同時如果進行視頻錄制，錄制后的視頻將會出現花屏，導致視頻不能正常觀看，保護視頻版權。

4 實踐總結

最近幾年國內的電視臺逐漸采用了該OVP平臺，為手機APP、IPTV、網絡電視臺提供強大的后臺視頻支撐，經過電視臺的實際應用，在實踐中得以總結出該平臺的一些特色。

4.1 多終端支持

平臺可根據預設為不同終端提供相應格式、碼流的視頻流或點播文件，用戶訪問的時候會根據手持的移動設備提供相應格式，并可以根據網速的情況提供不同清晰度的版本。

針對不同用戶和終端設備，平臺支持以下3種視頻輸出格式：

1）FLV格式，支持Web用戶直接在瀏覽器中播放視頻；

2）iOS格式，支持iPhone／iPad用戶直接在iOS瀏覽器或iOS APP中播放視頻；

3）MP4格式，支持Android用戶直接在Android瀏覽器或Android APP中播放視頻。

4.2 視頻流切片

目前市場上多數的視頻播放軟件采用RTMP流播放，如Adobe FMS播放，但平臺實現了HTTP切片播放，使前臺播放視頻時加載更快，播放更順暢，同時能夠對視頻進行更便捷的控制，更重要的是相比RTMP流播放同一大小的視頻時，能夠節省30%的帶寬使用費用，這對具有大量點擊量的視頻網站節省資金非常有利。

4.3 動態碼流技術

平臺可以動態檢測終端用戶的網絡接入帶寬，在帶寬變化時，能自動調整視頻碼流，使用戶獲得最流暢的觀看體驗和最大限度的視頻質量。通常，預設了高清、標清和流暢這三種高、中、低的碼流，適應高帶寬（光纖、10 Mbit/s ADSL）、普通帶寬（1 Mbit/s ADSL）和低帶寬（2G/3G網絡）終端用戶。

4.4 規模擴展

平臺投入使用一段時間后，吸引了越來越多的用戶，初期搭建的系統性能必然影響用戶數增長，但平臺隨著在線用戶量的增加，可通過增加服務器數量和系統出口帶寬，來增加訪問用戶數量規模。

4.5 開放API

平臺API完全開放，可通過API擴展平臺功能，連接第三方系統，從而和現有系統無縫集成，例如：電視臺的視頻管理采用OVP平臺、網站及手機APP各一套異構廠商的CMS、各廠家的CMS，通過API可方便地對接OVP平臺。

同時，平臺提供高級語言的SDK開發包，包括常見的開發語言java，php，flash等，用戶可以選擇其熟悉的語言，直接通過SDK實現API調用。

[1] 劉曉曦，鐘雷.基于網絡集群的新媒體網絡平臺建設[J].廣播與電視技術，2013（11）：68-72.

[2] 劉國輝.在線視頻點播系統設計與實現[J].淮海工學院學報，2014（2）：36-39.

[3]李永春，丁華福.Lucene的全文檢索的研究與應用[J].計算機技術與發展，2010（2）：12-15.

Design and Practice of OVP Online Video Platform

TIAN Lixin
（Bijie Radio and TV Station,Guizhou Bijie 551700,China）

In view of the present situation of the construction of the new media video management system platform，combined with VMS（Video Manage System，online video management system）limitations，discussion on the design of OVP from the structure，process，function deployment，and to practice on OVP platform，on radio and television to create a new media platform to provide practical reference.

new media；VMS；network TV；cloud technology

TN948 文獻標志碼：B DOI：10.16280/j.videoe.2015.06.018

【本文獻信息】田立新.OVP在線視頻平臺設計與實踐[J].電視技術，2015，39（6）.

時 雯

2015-01-04