媒體融合時代下電視直播技術的創新分析

鄭建穎

（云南廣播電視臺，云南 昆明 650000）

0 引 言

當前，信息技術迅猛發展，5G通信、云平臺以及人工智能等技術已大范圍應用到電視直播領域，在推動新聞媒體行業變革的同時，也給傳統行業帶來了巨大的沖擊。為了順應時代的發展，更好地滿足人們的多樣性需求，傳統電視直播技術亟需優化與創新，需盡快完成資源整合，實現多平臺發展、多渠道傳遞的全新模式。

1 媒體融合時代下的電視直播技術創新路徑

電視直播對流媒體技術的要求較高，需要音頻、視頻文件能夠在網絡上高效傳輸，并抵達用戶的設備終端，完成內容的觀看與收聽。與傳統模式相比，這種方式更快捷、更便利，無需將整個資源下載才能進行內容瀏覽，僅需要進行幾秒鐘的緩沖，即可完成壓縮文件的在線播放，剩余的內容同樣能夠自動加載或手動下載，直至全部內容播放完畢。為了提高電視直播的效率與質量，需要全面了解其直播方式。

1.1 單向直播

單向直播將指定地點的聲音與畫面推流到CDN上，由觀眾通過拉流的形式進行在線觀看。目前應用較廣的游戲直播和直播賣貨等都是以此為基礎。這種直播類型能夠以一對多的方式進行，并且沒有過高的延時要求，通常只需維持在秒級別。其應用流程可分為如下步驟：

（1）輸出端進行采集與轉碼工作，將視頻和音頻文件分別轉為H.264與ACC格式；

（2）對產生的數據進行推流處理，并傳送至媒體服務器；

（3）將轉碼后的文件傳輸至CDN，并分別生成M3U8、TS及FLV流；

（4）完成終端拉流，將上述步驟形成的格式文件轉換為HLS和RTMP協議格式，使終端設備能有效接收此類信息數據，完成相應的播放工作。

進行單向直播時要確保流程環節的有序進行。例如，在進行音頻、視頻采集時，要通過攝像頭與麥克風進行音頻與圖像信號的獲取，并完成數字化處理；在進行轉碼時，要完成信號的壓縮封裝，降低數據的傳輸量，還要保證編碼格式的兼容性，滿足多樣化的用戶需求；推流與拉流分別指將采集內容傳輸至服務器和從服務器中抽取封裝后的數據；在進行解碼播放時，不僅要對流媒體數據加以解碼和封裝，還要完成渲染顯示，提升直播效果[1]。

1.1.1 應用協議

推流與拉流過程使用的協議主要有RTMP協議和HLS協議。

（1）RTMP協議。RTMP協議即實時消息傳輸協議，該協議以TCP為實現基礎，涉及到的視頻格式必須為H.264編碼形式，而音頻文件則要采用ACC編碼標準，并以FLV格式進行封裝處理，從而完成完整的數據傳送過程。由于RTMP的支持性良好，應用較為簡捷，因此成為目前使用最頻繁的傳輸協議。但RTMP協議也存在不支持瀏覽器、ADOBE模式已停止更新的問題，無法滿足需要瀏覽器支持的直播服務。

（2）HLS協議。HLS協議即流媒體實時傳輸協議，其工作原理是將整個流進行拆分下載，之后由服務器端口完成小文件的排序播放，最終形成直播內容。HLS最大的特點是點播形式，由于每個文件的時長較短，客戶端能夠快速進行文件的碼率轉換，從而適應不同網速下的播放要求，高效完成分段推送。然而，這也導致HLS的延遲要求通常高于普通的直播協議，并且內容要求較為苛刻，需要傳輸內容必須為M3U8或TS文件，且視頻文件必須為H.264編碼格式，音頻為ACC編碼格式[2]。

1.1.2 應用方式

單向直播可應用于網絡平臺的內容發布，能夠將電視播出的內容推流至相應的網絡平臺，使用戶能夠隨時隨地進行觀看與瀏覽，比如體育賽事的轉播即是以此類方式進行。

單向直播還可應用于遠程新聞采訪，新聞主持人會在信息采集設備上安裝推流裝置，將數據參數通過4G/5G網絡進行上傳與分享，由演播室通過拉流進行信息的解碼工作，將其輸出至SDI形成音頻信號和視頻信號，最后輸入給相對應的調音臺和視頻切換臺，由主持人進行連線采訪。隨著終端設備性能的提高與更新，該應用方式的應用范圍越來越廣，并逐漸取代了衛星與光纜傳輸，既節約了成本費用，又簡化了操作流程，呈現效果更加優質。遠程新聞采訪采用一對一的連線模式，能夠有效降低RTMP協議的延遲性產生的影響，但也會由于信息傳送缺少畫面與圖像，使交流形式略顯單一，影響觀眾與記者的互動體驗。為了切實解決此類問題，提高互通體驗性，需要進一步創新直播連麥技術。

1.2 直播連麥

直播連麥的形式經常可以在主播直播期間看到，表現為由主播與一位或多位觀眾進行實時互動，同時其余人員也能觀看到互動過程。與單向直播相比，該方式下觀眾的參與度更強，能夠有效推動移動直播的發展與應用。將直播連麥運用到電視采訪中，不僅能提高直播的質量與效果，還能激發觀眾的參與熱情，從而提高播放平臺的經濟收益。為了進一步優化直播連麥，需要深入了解其核心技術WebRTC[3]。

1.2.1 WebRTC技術

WebRTC是一種以瀏覽器為運行基礎的通信技術，能夠在不同終端設備間建立peer-to-peer的連接方式，實現視頻與音頻數據的交互，以此達到用戶即使沒有安裝第三方軟件也能夠進行信息傳遞以及視頻通話的目的。根據瀏覽器的性能與適應性不同，需要對WebRTC的使用條件進行分類。若瀏覽器間能夠實現NAT穿越，則兩個瀏覽器可直接完成數據信息的傳輸；如果瀏覽器之間無法進行NAT穿越，則要以TURN服務器為中轉站，完成數據轉發后，才能進行流媒體信息的交互。WebRTC具有以下3個特點：

（1）互動性強，遠端的參與者可通過移動設備進行實時畫面的呈現，能夠與主持人完成在線交流與溝通，增強了用戶的實際體驗；

（2）靈活方便，場外觀眾可通過終端App或PC端瀏覽器進行信息的傳遞與分享，無需進行插件的安裝，即可直接登錄到直播間，省去了大量煩瑣的安裝和設置步驟，方便用戶操作；

（3）延時低，該技術可通過降低視頻清晰度的方式提升數據傳輸速度，從而為客戶提供了更多觀看選擇，并且音頻文件的轉發不需要任何編碼、解碼轉換，徹底清除了交互時產生的障礙，保證了溝通的連續性。

1.2.2 WebRTC的網絡模型

WebRTC的網絡模型包括MESH模型、SFU模型及MCU模型。

（1）MESH模型。MESH模型即無線網格網絡，它能夠與其他網絡協同通信，是一個動態、可擴展的網絡架構，保證任意兩個設備都能完成無線互聯。其工作原理為：建立客戶端之間的連接，以P2P的傳輸方式完成信息數據的雙向交互。若由于防火墻和安全協議等環境因素無法成功完成P2P連接，則可通過TURN SERVER進行數據的中轉，確保Client的數據包得到透明化處理，并轉發到其他的客戶端[4]。

（2）SFU模型。SFU架構通過服務器進行WebRTC端口音頻和視頻的數據流轉發，其核心特點是將自身包裝成一個Peer Client，而其他的WebRTC客戶端無法得知自身發送的數據會抵達TURN服務器還是以P2P的連接形式與真實的客戶端相連，此流程環節可稱為P2S。除了強大的包裝功能，P2S還可以完成一對多的數據轉發功能，即One-to-Many的能力，這種形式的拓撲結構實現了多人同時在線視頻通話，每個客戶端只需連接一個SFU服務器、上傳一行數據，即可形成SVC模式以及Simulcast模式，并且適配于任何網絡狀況，不會由于防火墻程序或協議的不共通，影響連接模式的有效建立，從而大幅度減少多人連線時產生的寬帶負荷。此外，由于SFU的數據傳輸流程不需要進行編碼、解碼，使得CPU的資源占用率極小，有效緩解了延遲效果，提高了信息交互的實時性。

（3）MCU模型。盡管SFU架構可以實現一對多的信息傳送模式，降低上行寬帶的壓力，但下行寬帶依然存在多路流的問題，隨著連接人數的增多，對下行寬帶壓力的影響勢必會提升，從而影響正常的功能使用，加重延遲效果。為了解決這一問題，需要對多路流進行整合，這種調整方式即為MCU架構。MCU服務器能夠將Client的上行視頻流加以合成，之后再轉發給其他的客戶端，以此減緩下行寬帶的壓力，但由于該過程需要對流媒體數據進行解碼和編碼，并且合流后需要再次轉發，因此會帶來一定的延遲效果，相較于SFU靈活性較低。

2 加強媒體融合時代下電視直播技術創新的有效方法

2.1 加強人才隊伍建設

為了切實保障電視直播技術的有效應用，使創新方法更符合實際需求，需要盡可能提高人員的技術能力和思想意識，根據實際情況選擇有效的方法，針對MESH、SFU、MCU架構模型的優點與不足之處做出合理分析與研究，保證應用方法的高質量與高效率。首先，各電視臺要加強人員的素質教育培訓，使其認識到直播技術創新的必要性和重要意義，端正自身態度，使信息材料的收集更快捷，并做好呈現效果的渲染，使用戶獲得更好的視聽體驗；其次，要進行專業技能的培訓，帶領技術人員了解最新的互聯網知識，并確保相關人員熟練掌握通用技術，如大數據和后臺編程等，從而完成部門間的有效溝通與交流，切實提升技術革新能力；再次，要創新運用柔性人才引進機制，引進、培養高層次人才，營造出有利于“引才、用才、育才、留才”的人才成長環境，提升主流媒體對人才的吸引力；最后，要制定完善的考核制度，對人員的實際工作能力進行準確檢測，對于考核表現突出的人員，給予一定量的獎勵，調動其工作積極性與工作熱情，而對于測評表現不佳的人員，則要進行督促與警醒，幫助其盡快認識到自身的不足之處，進而制定具有針對性的改進措施，完成工作能力的提升。

2.2 深化互聯網思維

2020年，中共中央辦公廳和國務院辦公廳印發了《關于加快推進媒體深度融合發展的意見》，指出要以先進技術引領驅動融合發展，加強新技術在新聞傳播領域的前瞻性研究和應用。行業在進行電視直播技術創新時，要加大技術投入力度，將5G、大數據、云計算、區塊鏈及人工智能等方面的先進技術融入新聞信息采集、傳播、服務全過程，使優質內容和前沿技術成為推進媒體深度融合發展的“兩翼”；要充分借鑒和參考成功的轉型案例，取其精華、去其糟粕，完成相應流程的優化與改進，積極與有關高校、科研院所及互聯網科技公司合作，補齊技術短板；同時要切實貫徹用戶至上的服務理念，以滿足用戶需求為努力方向，提高融媒體的吸引力與關注度。

3 結 語

本文分析討論了媒體融合時代下電視直播技術中的單向直播和直播連麥，研究其使用到的WebRTC技術、MESH模型、SFU模型、MCU模型、相關互聯網協議以及具體的應用方式，并提出加強人才隊伍建設、深化互聯網思維以及優化管理機制等促進電視直播技術創新的有效方法，以期使電視新聞的時效性更強、制作成本更低，確保節目形式得到豐富與創新，使用戶能夠得到更好的觀看體驗。