基于流媒體技術的館藏科技信息視頻資源數據庫構建

楊濤

摘 要：科技信息視頻資源是科技情報信息資源不可或缺的重要組成部分。為解決館藏科技信息視頻資源管理不便與利用率不高的問題，按照已建立的資源數字化加工標準要求，對館藏視頻資源進行統一處理，并基于流媒體技術，采用FMS流媒體服務器，結合Flashplayer在線流媒體開發模式，設計開發了一套B/S模式的館藏科技信息視頻資源在線播放數據庫系統。該數據庫系統投入運行后，館藏視頻資源管理費用降低了約80%，管理效率提升了約60%，且視頻資源利用率是過去的近20倍。同時，也進一步提升了單位科技信息服務質量和影響力。

關鍵詞：流媒體技術;FMS;Flashplayer;科技信息;視頻資源數據庫

DOI：10. 11907/rjdk. 192370 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

中圖分類號：TP392文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2020）005-0181-05

0 引言

在多媒體資源中，以音視頻為主的實時流媒體數據無論在信息密度還是在表現方式上都有無可比擬的優勢[1]，音視頻總是能夠展現比靜態圖片更為豐富的動態內容，特別是在教育和研究領域，視頻資源呈現的信息生動形象且更易理解[2]。互聯網上采用流媒體技術的在線視頻點播網站越來越多，從文獻[3]-文獻[5]等可以看出，高校等教育機構在逐步完善基于流媒體技術的在線教育視頻資源體系。因此，科研機構積極構建運行于單位內部局域網的基于流媒體技術的館藏科技信息視頻資源數據庫系統，不僅是提升館藏視頻資源有效管理的有力手段，而且是發揮館藏視頻資源應有價值，促進館藏資源向數字化、知識化邁進的重要途徑。

傳統基于HTTP[6]或FTP[7]協議的視頻在線播放系統需要等客戶端在后臺下載完整的視頻文件到計算機緩存中后才能開始播放，多用戶使用時對服務器資源和帶寬影響較大，且用戶體驗較差[1，8]。目前，鑒于Flashplayer[9]出色的兼容性、流暢度，HTML5[10]的穩定性和跨平臺能力，互聯網上采用的視頻在線流式播放大多基于Flashplayer、HTML5或兩者結合的流媒體技術。但對于大部分科研機構而言，其內部網絡環境相對落后，瀏覽器版本仍停留在IE6[11]，因此更多不得不采用基于微軟的Microsoft Media Server +Media Player [12]（甚至更過時的Real公司RealServer+Realplayer [13]）解決方案。這些方案的顯著缺點是視頻壓縮率太低，不適合高清/超清視頻數據的在線傳輸，而且大文件傳輸時其用戶體檢也較差。因此，結合單位網絡環境和實際應用情況，對以上3種解決方案進行大量測試后，選擇以Flash Media Server[14-15]（以下簡稱FMS）作為流媒體服務器，以Flashplayer插件作為網頁播放器的組合方案，從而滿足單位館藏視頻資源和內部網絡應用環境實際需求。

1 關鍵技術

流媒體技術是將連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后放到網站服務器，由視頻服務器向用戶計算機順序或實時地傳送各壓縮包，讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽，而無需等整個壓縮文件下載到自己的計算機上才可以觀看的網絡傳輸技術[16]。常用流媒體協議有：RTP（Real-time Transport Protocol 實時傳輸協議）和RCTP（Real-time Transport Control Protocol 實時傳輸控制協議）[17]、SRTP（Secure Real-time Transport Protocol 安全實時傳輸協議）和SRTCP（RTP Control Protocol 安全實時傳輸控制協議）[18]、RTSP（Real Time Streaming Protocol 實時流協議）[19]、RTMP（Real Time Messaging Protocol 實時消息傳送協議）[20]、mms（Microsoft Media Server Protocol 微軟媒體服務器協議）[14]和HLS（HTTP Live Streaming 蘋果HTTP流媒體傳輸協議）[21]等。

其中，引言的Flashplayer方案，也是當前主流在線視頻網站應用最廣的方案，該方案主要有以下兩個顯著特點：

（1）Flash Player網頁播放器插件是當前最主流的網頁播放器之一，支持flv、f4v、mp4和m3u8格式的視頻文件[22]，且其支持的mp4格式具有壓縮率高、視頻質量高等特點，是當前主流流媒體網站Youtube、優酷、土豆等網站高清傳輸的首選格式。

（2）FMS流媒體服務器與上述流媒體服務器相比，首先是為Flash視頻流式傳輸而設計，能夠實現跨平臺部署和無縫集成;其次，具備強大的交互性和高擴展性，并能自動識別客戶端狀態，降低網絡負載;最后，FMS使用的RTMP實時消息傳送協議采用未加密的TCP/IP協議，專門設計用來高速傳送音頻、視頻和數據信息[14-15，23]。

2 館藏視頻資源加工

中國飛行試驗研究院館藏科技信息視頻有上千部，并逐年增多，大多是在科技情報搜集過程中和通過文獻反向跟蹤積累獲得，主要包括飛機知識科普類、國外飛機制造及試驗類，以及相關武器裝備介紹和試驗類等。這些視頻資源不僅能夠用于技術人員的專業知識學習，還能夠在各種匯報、報告中呈現出更具感染力和知識性的原理運作、試驗過程、姿態變化等關鍵信息。

但由于視頻資源的特殊性，紙質查詢和光盤借閱的傳統流通方式極不利于視頻資源管理與利用。因此，在已建立的資源數字化加工標準要求下，對館藏視頻資源進行統一加工處理，將部分DVD光盤通過編輯工具初次轉換為MPEG格式，然后確定視頻碼率、分辨率、比特率等關鍵信息，針對不同質量的視頻文件，分別進行統一格式處理，轉換為基于H.264編碼的MP4格式，以盡量減少視頻質量損失。

3 系統設計與實現

數據庫系統借鑒了近年來科技情報信息資源全文數據庫系統建設經驗，依托單位內部局域網，采用ASP.NET開發語言、輕量級數據庫MySQL，結合FMS流媒體服務器和Flahsplayer插件的網絡流媒體技術，實現基于B/S模式的館藏科技信息視頻在線點播系統，以發揮館藏視頻資源的應有價值，提升館藏視頻資源管理水平和利用率。

數據庫系統客戶端主要為Windows XP系統，IE6.0瀏覽器及Flashplayer13播放器環境。后臺服務器端為Windows Server 2003系統，使用FMS作為流媒體服務器，實現視頻資源流媒體傳輸。

3.1 功能設計

該數據庫系統主要用于館藏視頻資源的管理和在線點播，故整體核心功能結構框架較為簡潔，主要包括后臺用戶管理、視頻管理、分類管理以及前臺視頻檢索、在線播放和分類展示等模塊，如圖1所示。

其中，視頻管理、分類管理以及在線播放為主要設計功能，包含了視頻上傳、信息修改上傳、視頻狀態更改、分類添加、分類修改、流媒體交互、播放統計、視頻推薦等功能。

3.2 數據庫設計

由于單位內部使用沒有涉及權限，因此，本系統數據庫只需要用戶、視頻和視頻分類3張表。表設計如下：

（1）用戶表Users。包含字段Id（用戶ID）、Name（用戶名）、Password（密碼）、status（啟用狀態）。

（2）視頻分類表。包含字段Id（分類ID）、CName（分類名稱）、ParentId（上級分類ID）、Url（分類地址）、Sort（排序）、Remark（描述）、Status（啟用狀態）、IsLast（是否最后一個）。

（3）視頻表Videos。包含字段Id（視頻ID）、Name（視頻名稱）、C_Id（外鍵，所屬分類ID）、C_Name（外鍵，所屬分類名稱）、VideoUrl（視頻地址）、ImageUrl（圖片地址）、Summary（視頻簡介）、Author（視頻來源）、Seconds（視頻時長）、ClickTimes（播放次數）、Upload_Time（上傳時間）、Uploader（上傳人）、Status（啟用狀態）。

3.3 FMS流媒體服務器搭建

3.3.1 FMS安裝

該系統選擇FMS4.0版本，安裝過程相對簡單。系統將部署在IIS環境下，Apache會占用IIS的80端口，且其與本系統無關，因此安裝時要取消默認選中的Apache2.0，其它安裝操作按照默認提示進行即可。

3.3.2 流媒體服務器配置

安裝完成后FMS服務會自動啟動，配置前需要在開始菜單-Flash Media Server 4.0目錄下找到Stop Adobe Flash Media Server 4.0停止服務。

（1）修改applications路徑指向。找到FMS安裝目錄下conf文件夾中的fms.ini文件，修改VHOST.APPSDIR的值。由于系統上傳的視頻文件放在部署項目的upload文件夾下，因此需要修改默認值C：＼Program Files＼Adobe＼Flash Media Server 4＼applications，修改為項目upload文件夾所在目錄C：＼Users＼D011＼Documents＼Visual Studio 2012＼Projects＼cmMedia＼cmMedia，使得applications目錄指向cmMedia目錄。

（2）修改流媒體文件獲取路徑。將安裝目錄C：＼Program Files＼Adobe＼Flash Media Server 4＼applications＼vod文件夾下的所有文件復制到項目upload文件夾下。該系統流媒體傳輸使用rtmp方式，因此需修改fms.ini文件中的VOD_DIR值，將默認值C：＼Program Files＼Adobe＼Flash Media Server 4＼applications＼vod＼media修改為C：＼Users＼D011＼Documents＼Visual Studio 2012＼Projects＼cmMedia＼cmMedia＼upload＼media[15，24]。

啟動服務后，系統所需的流媒體服務器已經搭建完成，可以通過登錄FMS網頁端進行測試。

3.4 系統功能實現

該系統開發語言使用ASP.NET4.0，UI框架，選用LigerUI1.25，數據庫采用簡單易用的MySQL5.0，Flash集成開發插件選用免費小巧的ckplayer6.4。系統首頁如圖2所示。

視頻播放和分類展示是系統難點，本文將重點介紹這兩部分內容。

（1）在線播放。用戶點擊視頻鏈接，跳轉到在線播放頁面，頁面通過后臺判斷是否存在該視頻。如存在，則調用js處理程序拼接流媒體視頻地址，通過播放器插件與流媒體服務器交互，實時傳輸獲取視頻流。在線播放處理流程如圖3所示。

4 結語

本文在特殊內部局域網環境下，構建基于IE6瀏覽器的視頻資源數據系統，建立了科研類視頻資源的標準數據格式、著錄規則，并基于FMS和Flashplayer進行實踐，證明了FMS和Flashplayer方案在單位網絡環境下運行的可行性和可靠性。同時，該數據庫系統的建成，明顯提升了館藏視頻資源管理效率和利用率，提高了科技信息服務質量和影響力。為了適應單位知識管理和知識工程建設基礎數據保障要求，后續將增加圖片數據管理和視頻片段標記功能，并優化視頻資源推薦和智能檢索功能，在保密等條件允許的前提下，增加回復討論功能，從而搭建一個完善的學習研究平臺，為專業人員提供全方位科技信息資源服務，為專業發展提供數據源及實踐支撐。

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（責任編輯：孫 娟）