NGB超高清視頻點(diǎn)播應(yīng)用研究

摘 要：在三網(wǎng)融合背景下，觀眾對視頻點(diǎn)播的要求越來越高，當(dāng)前的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足人們的需求。NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)具有支持大規(guī)模部署、滿足多屏終端、具有高QoS保障、便于管理資源等優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。文章分析了當(dāng)前視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中存在問題，并結(jié)合NGB的特點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營需求，提出一種NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)架構(gòu)。

關(guān)鍵詞：NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)；點(diǎn)播流程；終端展現(xiàn)能力；網(wǎng)絡(luò)傳輸

視頻點(diǎn)播可以在媒體服務(wù)提供者和消費(fèi)者之間實(shí)現(xiàn)互動，在播放視頻節(jié)目時(shí)聽取消費(fèi)者的意見，根據(jù)消費(fèi)者的觀看要求選擇相應(yīng)的視頻節(jié)目進(jìn)行播放，從根本上改變傳統(tǒng)的視頻節(jié)目播放中提供者和播放者的地位。在現(xiàn)代社會中，公眾對視頻點(diǎn)播的需求越來越大，三聯(lián)網(wǎng)融合的規(guī)模化推進(jìn)的進(jìn)度越來越快，對NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的功能和管理運(yùn)營的要求也越來越高。為了推進(jìn)三聯(lián)網(wǎng)的融合，滿足人們的需求，在有線電視網(wǎng)絡(luò)上建設(shè)和升級視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，進(jìn)而在全省和全國的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，我們就必須在短時(shí)間內(nèi)提高自身的技術(shù)，在現(xiàn)有的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和發(fā)展。

1 超高清視頻的概述

超高清視頻的分辨率是由權(quán)威的影視機(jī)構(gòu)通過制定一些列規(guī)范文件劃分定義的，其中國際電聯(lián)制定的BT.1796和美國電影電視工程師系會制定的SMPTE2036規(guī)范系列就對超高清視頻的分辨率結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定義。在這些規(guī)范之中，因?yàn)槌咔咫娨暤南袼亟Y(jié)構(gòu)不同把超高清視頻分為4K模式、8K模式和16K模式。其中4K模式的超高清視屏像素結(jié)構(gòu)為3840×2160，8K模式超高清像素為7680×4320，16K模式的超高清視頻像素為15360×8640。把超高清視頻的畫面顯示比例規(guī)范為16：9，把最大的支持幀率界定為120fps。超高清視頻對比著一般的高清視頻，具有容量超大的特點(diǎn)，就4K模式的超高清視頻來說，其數(shù)據(jù)容量是一般高清視頻數(shù)據(jù)容量的8倍。超大的數(shù)據(jù)量給超高清視頻的處理寬帶提出新的要求，給網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算能力和數(shù)據(jù)的存儲和傳輸帶來新的挑戰(zhàn)。我國目前的超高清視頻點(diǎn)播測試中沒有建立專屬于超高清視頻的傳輸信道，而是在原有的傳輸信道容量內(nèi)采用HEVC編碼方式，使用Mainprofile進(jìn)行編碼，來提供超高清視頻的直播和點(diǎn)播服務(wù)。測試時(shí)使用的是4K/30p信源，對寬帶的需求為一般寬帶的15Mbps，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足超高清視頻的需求。正式的超高清視頻點(diǎn)播服務(wù)要采用4K/60p信源，對寬帶的需求達(dá)到25Mbps以上，只有高寬帶能夠滿足這種需求。

2 NGB高清視頻點(diǎn)播流程

2.1 內(nèi)容發(fā)布流程

提供方想要在NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)發(fā)布內(nèi)容需要先通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向媒體庫發(fā)出文件注入請求，媒體庫相應(yīng)請求之后，提供者將內(nèi)容用約定的方式注入到媒體庫當(dāng)中。媒體庫在接收到內(nèi)容之后對數(shù)據(jù)文件進(jìn)行審核，審核通過之后通過內(nèi)部程序?qū)?nèi)容加工處理，把加工完成的數(shù)據(jù)文件通過A2接口交付給媒資運(yùn)營系統(tǒng)，這樣就完成了內(nèi)容在NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的注入。在NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)運(yùn)行的過程中需要向內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)注入點(diǎn)播文件時(shí)，媒資運(yùn)營系統(tǒng)就會向內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)發(fā)出內(nèi)容發(fā)布請求，約定內(nèi)容的FPT.、HTTP等地址和協(xié)議。然后內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)通過約定的協(xié)議從媒體庫下載內(nèi)容的實(shí)體文件。當(dāng)發(fā)布的內(nèi)容需要更新，有實(shí)時(shí)的內(nèi)容需要注入內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)，媒資運(yùn)營系統(tǒng)通過A5接口向內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)發(fā)出內(nèi)容注入請求，內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行文件的錄制并對收到的申請進(jìn)行響應(yīng)。這樣就完成了內(nèi)容的初步發(fā)布，接下來就是對發(fā)布的內(nèi)容進(jìn)行運(yùn)營，把內(nèi)容分發(fā)給流服務(wù)系統(tǒng)。

2.2 用戶點(diǎn)播流程

NGB視頻點(diǎn)播系統(tǒng)在響應(yīng)用戶的點(diǎn)播請求的時(shí)候，首先在終端開機(jī)后通過終端定位機(jī)制獲取ServiceGrop參數(shù)，實(shí)現(xiàn)定位。然后通過門戶向計(jì)費(fèi)認(rèn)證授權(quán)功能模塊發(fā)起用戶認(rèn)證請求。收到請求后計(jì)費(fèi)認(rèn)證授權(quán)功能模塊對用戶和終端設(shè)備進(jìn)行校檢，校檢通過后生成新的用戶認(rèn)證令牌，之后把認(rèn)證結(jié)果通過門戶返回到終端。終端收到計(jì)費(fèi)認(rèn)證功能模塊返回的認(rèn)證結(jié)果后，向計(jì)費(fèi)認(rèn)證功能模塊發(fā)起鑒權(quán)請求。計(jì)費(fèi)認(rèn)證功能模塊對用戶業(yè)務(wù)權(quán)限進(jìn)行鑒定，把結(jié)果返回給終端。最后，經(jīng)過了計(jì)費(fèi)認(rèn)證功能模塊的認(rèn)證，終端向會話管理發(fā)起點(diǎn)播請求。會話管理對終端的請求處理之后向流服務(wù)系統(tǒng)申請建流，將建流結(jié)果返回到終端。終端收到建流結(jié)果后就能向流服務(wù)器申請流控操作。

3 提高超高清視頻點(diǎn)播服務(wù)質(zhì)量的策略分析

3.1 視頻兼容性測試

超高清視頻的播放質(zhì)量與視頻編碼時(shí)的參數(shù)有很大的關(guān)系，視頻編碼時(shí)的參數(shù)決定著視頻與播放媒體的兼容性。為了提高超高清視頻的點(diǎn)播服務(wù)質(zhì)量，在超高清視頻上線前需要對視頻進(jìn)行較多的兼容性測試，查看視頻與播放媒體的兼容性。

3.2 HTTP流媒體服務(wù)器

超高清視頻的的數(shù)據(jù)容量巨大，對媒體服務(wù)器的服務(wù)要求較高，需要媒體服務(wù)器滿足在播放過程中的靈活性要求。HTTP流媒體服務(wù)器能夠在很大程度上滿足超高清視頻播放的各方面要求。運(yùn)用HTTP流媒體服務(wù)器進(jìn)行超高清視頻播放中，在不同伴音需要切換的時(shí)候，不會像用之前的RTSP服務(wù)器播放時(shí)把所有節(jié)目數(shù)據(jù)都進(jìn)行推送，只需要把機(jī)頂盒側(cè)的媒體播放器根據(jù)超高清視視頻點(diǎn)播元數(shù)據(jù)描述信息，請求與之對應(yīng)的伴音文件的URL可以完成伴音切換。這樣就可以擴(kuò)展服務(wù)器的數(shù)據(jù)容量，靈活的根據(jù)業(yè)務(wù)開展的要求增加內(nèi)容資源。

3.3 提高終端展現(xiàn)能力

超高清視頻的點(diǎn)播應(yīng)用中，機(jī)頂盒終端處理的性能是不相同的，對超高清視頻播放、超高清瀏覽器等多圖層疊加支持能力是有區(qū)別的。在進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)的過程中，我們要注意到這些區(qū)別，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，在開發(fā)中做到質(zhì)的提升而不是量的提升，提高終端的展現(xiàn)能力，做到在超高清應(yīng)用上的集成開發(fā)。

3.4 提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量

超高清視頻點(diǎn)播服務(wù)是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)的。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量直接影響著超高清視頻點(diǎn)播服務(wù)質(zhì)量。在NGB網(wǎng)絡(luò)中，可以結(jié)合超高清視頻的特點(diǎn)，優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在視頻點(diǎn)播前端、機(jī)頂盒終端和傳輸網(wǎng)絡(luò)中建立探針，用來觀察和評估不同網(wǎng)絡(luò)下超高清視頻點(diǎn)播和傳輸?shù)馁|(zhì)量，實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒側(cè)播放器對數(shù)據(jù)下載的智能化。通過探針可以查看到播放器緩存中的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)低于預(yù)期值的時(shí)候就可以向HTTP流媒體服務(wù)器加大下載速度，在緩存器中的數(shù)據(jù)恢復(fù)到正常的水平的時(shí)候，則把下載速度控制在正常的范圍之內(nèi)，以免超高清視頻的數(shù)據(jù)下載占用太多的網(wǎng)絡(luò)寬帶。

4 結(jié)束語

在三網(wǎng)融合下，做好NGB超高清視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，是現(xiàn)代化視頻點(diǎn)播行業(yè)發(fā)展的需求，也是人們在生活中對視頻點(diǎn)播的要求。我們要加快對NGB超高清視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的建設(shè)，提高NGB超高清視頻點(diǎn)播服務(wù)質(zhì)量。

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