數字音樂云服務大系統的研究與應用

陳鳳

摘 要 當前數字視聽系統已經從傳統的孤島型系統轉變為相互關聯的數字視聽大系統，其轉變是依托于云計算、大數據、移動互聯、語音智能識別等核心技術的進步及應用，從而使得分散在公共數字娛樂場所、數字家庭、餐館會所等社會音樂服務場所的音樂系統系統起來開展智能化聯合運營。數字音樂服務大系統的形成對促進數字音樂產業的整體發展，推送數字娛樂產業的集群發展起到十分重要的作用。

【關鍵詞】數字音樂 大系統 云計算 大數據 移動互聯 協同 智能

1 引言

當前，移動互聯網發展迅猛，移動終端的出貨量已經超越PC，各類廠商紛紛將PC端的服務擴展到移動終端。觸摸交互、無線控制、語音交互等技術也伴隨著智能手機而得到發展和普及。社交分享應用也因為智能手機而更貼近用戶生活，通過網絡分享點滴生活，關注好友最新狀態已經成為人們生活的重要組成部分，社交分享功能也成了信息系統的標準配置。同時，云計算技術的發展為海量音視頻數據存儲提供技術支撐，提供了更合理的分配利用IT資源的思路。伴隨著海量數據存儲一起發展的數據分析挖掘技術，可應用于音視頻內容聚類分析，為用戶提供智能推薦等個性化、差異化服務，提升用戶體驗提供支撐。

基于上述的技術發展趨勢，本文提出了將新興技術與數字音樂產業進行融合，依托國家大力扶持數字文化產業發展的背景，構建通用的數字音樂云服務大系統，解決當前文化娛樂產業較為普遍存在著規模較小、技術基礎薄弱、面臨著更為嚴峻的轉型等問題，推動中小數字娛樂企業走出傳統的模式、實現更快速得發展。

2 數字音樂云服務大系統架構研究

2.1 數字音樂云服務大系統硬件架構

數字音樂云服務大系統硬件架構是由數據中心、以及分散在不同物理空間的數字視聽終端和移動互聯終端共同構成。

數據中心：由公有云數據中心、以及私有云服務中心組成實現對外的數據服務。

數字視聽終端：提供數字音樂點播服務、以及可以提供電影或者游戲等增值服務；視聽終端一端可以與移動終端相連接，與移動終端之間實現相互控制，視聽終端的另外一端可以與數據中心相連接，獲取數據中心的云服務或者向數據中心推送數據和服務。

移動終端：數字視聽終端的控制設備，可以對數字視聽終端的點播行為進行控制，也可以操控數字視聽終端與數據中心之間的實時文件交互。

2.1.1 數據中心基礎平臺

數據中心是由處于公網并且一般是托管在IDC機房的服務器集群，以及處于數字娛樂場所內部機房的服務器集群組成，共同對視聽終端和移動終端提供數字音樂點播及增值服務。

2.1.2 數字視聽終端

當前國內主流提供數字音樂視聽終端的公司有星網視易、雷石、陽光視翰等。數字視聽機頂盒內置芯片、內存、網絡及存儲模塊，外部一般有HDMI、USB、RJ45、AV等接口，具有與云端數據交互、與移動終端互相通信的功能，并且自身具有實時存儲、網絡音視頻點播、歌曲點播控制等功能。

2.1.3 移動終端

移動終端一般指智能手機、平板電腦等可移動設備，移動終端通過安裝APP應用實現與數字視聽終端以及與數據中心之間的交互。移動終端可以對數字視聽終端進行播放控制、可以發送指令使得數字視聽終端的存儲文件上傳至云端或者從云端下載至移動終端內。移動終端應用還可以拓展支持LBS、團購預定等應用。

2.2 數字音樂云服務大系統服務架構

數字音樂云服務大系統從軟件功能上可以提供Iaas、Pass、Sass云服務。

（1）Iaas服務由最底層的數據中心向數字音樂運營商提供數據存儲空間，節省了數字音樂運營商的辦公空間和設備購置成本；

（2）Pass服務由中間層的數據管理平臺和音樂分發平臺提供，數字音樂運營商可以基于該中間件開發數據存儲、虛擬化、跨媒體大數據分析挖掘、數據分發、運營管理等應用；

（3）Saas服務由最頂層的音樂管理軟件、數據分析和管理BI軟件、語音智能處理、以及移動終端和網站軟件等提供，數字音樂運營商以及其他需求方可以通過租用方式及合作模式等獲取到軟件服務。

3 數字音樂云服務大系統關鍵技術研究

上文概述了數字音樂云服務大系統的物理架構以及服務能力。從上文的分析可見，數字音樂云服務大系統不僅需要構建靈活可變的支持廣域網和局域網的混合云架構，還需要攻克大數據核心技術、移動互聯技術、以及語音智能識別和處理等關鍵技術。下文將對本大系統需要重點研究的關鍵技術進行分析。

3.1 混合云中心架構

混合云中心是由一個公有云和多個私有云共同組成。公有云是唯一的、可外接多個私有云，公有云和私有云之間采用音視頻文件自動搜索和自動分發的網關技術進行連接，從而保證公有云和私有云之間的數據同步。各種基于Android/iOS/linux的移動或者非移動終端可以通過廣域網、局域網、3G/GPRS網絡、WIFI等接入到云服務平臺獲得服務。

公有云是海量數據中心，由16核服務器集群或者其他存儲集群組成。公有云存儲的數據不僅來自于私有云上傳的用戶行為記錄、用戶演唱錄音文件等，還有來自于門戶網站、移動終端的用戶注冊數據、訪問數據、用戶演唱錄音文件等信息。

私有云是在局域網環境下，主要是面對局域網公共視聽場所的數字音視頻流媒體點播需求，存儲用戶進行點播的音視頻文件、點播行為記錄、用戶演唱錄音文件等。

本項目研究的混合云存儲中心以開源Hadoop平臺為基礎架構，開展平臺二次開發與算法實現。前臺基于Web頁面方式的前臺設計，后臺基于Hadoop部署集群，實現存儲、數據庫、運算平臺基礎。業務建模技術上，采用面向服務的軟件建模技術，滿足業務邏輯建模需求。具體包括：模型描述語言、模型生成規則、模型描述規則和編輯規則、圖形化建模工具、模型轉換技術等。

依托云服務中心，用戶可以在局域網的視聽場所演唱歌曲并將錄音文件和音準評分文件上傳至云服務中心，也可以利用用戶終端設備演唱歌曲并將錄音文件和音準評分文件上傳至云服務中心。

3.2 跨媒體大數據的管理問題

互聯網數字音樂服務，特別是交互式音樂服務，內容數據會包含文字信息、圖形信息、圖像信息和聲音信息等不同信息類型的綜合信息。表現出包括網頁、微博、博客、視頻、音頻、圖片、文本等新媒體形式。新媒體資源的內容形式復雜零亂，傳播渠道多元化、內容采集形式分發、資源存儲零散隔離，在資源管理上的難度遠超過傳統媒體。為有效利用信息資源、充分發揮資產價值，在研究中使用主題標簽技術，對不同類型的媒體進行索引。結合自然語言處理、主題模型、音樂特征提取及眾包標簽技術，對跨媒體資源進行分類、建立索引，以解決上述各種新媒體資源的融合、管理的問題。存儲方面，可以采用分布式文件系統實現大數據的存儲，滿足大數據查詢、分析、挖掘等日常訪問需求

3.3 移動互聯技術

本研究提出的云服務大系統是以服務為導向，因此設計終端網絡接入技術，從而為各種網絡接入能力的用戶終端都能提供相同的服務體驗。

3.3.1 終端接入控制

引進二維碼技術對手機接入網絡獲取特有服務進行控制。建立一套在公共視聽場所的網絡接入服務策略，對于用戶不管是通過4G信號還是通過WIFI接入網絡都將獲得一致的局域網點播、文件上傳、文件下載、音準評分等用戶體驗。

3.3.2 支持各種移動終端的網絡接入管理

同一個注冊用戶可通過IPAD/IPHONE/android智能手機/linux機頂盒等終端設備接入云服務中心；大系統需要實現統一的身份認證識別，用戶可在門戶網站或者移動終端隨時查閱到自己在所有終端上的操作行為、錄音文件、錄音排行等信息。

3.3.3 私有云環境下WIFI接入的網絡速度管理

通過研究WIFI帶寬自動分配技術，使得在局域網環境帶寬一定的情況下，自動調節用戶終端的帶寬分配從而確保接入無線網絡的用戶獲得良好用戶體驗。

3.4 語音智能識別技術

語音的智能化對于本數字音樂云服務大系統是特別重要的。數字音樂云服務大系統需要對用戶的演唱音準和聲紋等聲音特征作出識別，從而依托于每個用戶獨特的聲音特征推出針對用戶個體或者相似群體的應用和服務。

本系統重點推出音準評分功能，對用戶歌唱的準確度進行科學的評判，通過圖形界面將歌曲的音高、音長與歌詞進行實時的提示，并實時給出當前得分。另外，本系統還結合語音處理技術推出基于聲紋識別的模仿秀應用等。

4 數字音樂云服務大系統應用

依托于上述的數字音樂云服務大系統，可以構建出如下數字音樂服務。

4.1 個性化音樂點播應用

傳統的歌曲點播，一般是用戶選擇好歌曲、系統如實根據用戶的需求將點播歌曲呈現出來。而依托于本云服務大系統，系統會結合用戶在本數字視聽終端以及在用戶自己的移動終端上的歷史點播行為，在為用戶服務點播功能的同時向用戶推薦符合用戶特點和興趣愛好的音樂。

4.2 音樂社交應用

本系統提供聲音智能處理技術，依托于聲音智能處理技術，用戶的音準和聲紋可以被識別和評價。系統可以根據評價結果對用戶的演唱歌曲進行排行，用戶也可以依據系統的科學評價結果進行社交互動等，包括音樂的分享、朋友的點贊和禮品贈送；同時，系統還引進視頻直播功能，用戶可以將自己的演唱視頻進行分享并獲得好友的酒水贈送等。

4.3 新歌推廣應用

依托于本大系統，數字音樂運營商可以構建數字音樂聚集平臺，音樂人可以第一時間將最新歌曲及最新歌手上傳至音樂聚集平臺，由音樂聚集平臺通過分發操作迅速推廣出去，這種方式不僅吸引了更多用戶加入本平臺、更為重要的是可以成功地將這些歌曲迅速推廣至全國各地的娛樂場所，相對于傳統的DVD售賣以及演唱會的宣傳方式得到了更快的富有時效性的推廣。

4.4 跨媒體資源檢索

本大系統集成跨媒體內容資源聚合技術，可實現用戶在門戶網站、或者可接入云服務中心的終端設備上的跨媒體主題檢索，由云服務中心將涉及到該主題的網頁、圖片、文本等聚類顯示返回給用戶的功能。

4.5 互聯網+“數字娛樂”的新型O2O模式

依托于本系統，商家可以將所有業務數據上傳至本平臺。系統依據用戶的LBS信息、消費行為數據、自媒體數據等勾畫出娛樂用戶的消費者畫像，從而布局出：提供給商家的消費群體客戶分析、個性化商業活動定制服務，給最終用戶提供社交圈和朋友推薦服務，提供團購預定服務，提供道具或者禮品贈送服務等。

5 研究展望

綜上所述，數字音樂產業在大數據等新興技術發展的時代已經出現了一些有針對性的技術革新和產業轉變。然而，這些技術的應用所帶來的產業革新還沒有為數字音樂產業帶來完全的顛覆，還存在許多具有挑戰性的工作。本文首先對當前數字音樂云服務大系統進行描述，再提出應用實例供大家探討。

參考文獻

[1]李建中，劉顯敏.大數據的一個重要方面：數據可用性[J].計算機研究與發展，2013，50（06）：1147-1162.

[2]孟小峰，李勇，祝建華.社會計算：大數據時代的基于與挑戰[J].安徽冶金科技職業學院學報，2013，50（12）：2483-2491.

[3]孫飛.二維碼在O2O電子商務模式中的應用[J].科技信息，2013（19）.

[4]陳錦標.O2O在中國未來發展趨勢[J].計算機光盤軟件與應用，2012（22）.