新媒體技術在電視直播中的應用

商丘學院 張婧

隨著新媒體技術的誕生和不斷進步，媒介融合已然成為傳統媒體行業發展的必然趨勢，電視媒體要想在日益激烈的市場競爭環境下謀得一席之地就必須借助新媒體技術應用手段，不斷深化電視直播的創新轉型發展。基于此，本文以就新媒體技術的電視直播系統架構描述作為切入點，從技術角度，對新媒體技術在電視直播中的應用進行全面探討，從主要技術和技術基礎分析出發，深入探討基于網絡傳輸的電視新媒體直播一體化生產流程設計，以期為推動電視新媒體直播的創新發展提供參考性依據。

傳統電視直播一直是我國媒體產業的核心組成部分，具有權威性高且直觀性強的信息傳播優勢，特別是針對一些重要會議或重大比賽項目，電視直播始終是核心報道方式。隨著新媒體技術的誕生和廣泛應用，傳統電視直播行業受到了極大的沖擊，其場地限制性強、光纖基礎鋪設成本高、觀看時間和地點受限的劣勢逐步顯現出來，傳統的電視直播模式已經不能夠滿足新媒體時代背景下觀眾的觀看習慣與觀看需求，傳統電視媒體亟需與時俱進，緊隨新媒體時代發展步伐，積極引進新媒體技術來拓寬傳統電視直播的創新發展路徑，實現主流媒體的融媒體轉型升級，為現代廣播電視優化發展創造出更加廣闊的發展空間。

1 基于新媒體技術的電視直播系統架構描述

1.1 電視新媒體直播架構描述

電視新媒體直播是傳統電視直播應用新媒體技術而誕生的全新直播技術方式，其直播技術保障方案和生產流程設計依然沿用了多機位直播這種傳統廣播電視導播切換技術，但是在具體操作過程中引入了更加多樣化和更具便捷性的新媒體移動采編直播設備，基于相應的網絡技術，將傳統視頻信號轉換成為IP流號信號，再結合流媒體傳輸技術，將直播視頻畫面傳輸至移動用戶端，實現新媒體直播模式。電視新媒體直播系統架構及業務流程圖如圖1所示。

圖1 電視新媒體直播系統架構及業務流程圖Fig.1 Architecture and business flow chart of TV new media live broadcasting system

電視新媒體直播架構大大提升了傳統電視直播的移動性和適應性，在存在網絡的環境下，節目組就可以隨時隨地的開展專業的電視直播活動，不僅有效降低了電視直播鋪設專用傳輸光纖的投資費用，還能夠為觀眾提供更高質量的直播和回看服務，幫助傳統電視媒介實現了信息傳播的多樣化、有效化和廣泛化，產生了強化主流媒體影響力和生產力的效果。

1.2 不同類型信息源描述

電視新媒體直播系統的形成需要在傳統的電視導播切換技術基礎上，對視頻信號采集設備和直播系統進行創新拓展，需要融入多路IP流信號源，實現多種信號源前端拍攝設備的融合使用，不同的信號源選取應用于不同電視新媒體直播內容需求。（1）高質量畫面拍攝傳輸需采用“專業攝像機+移動直播推流編碼器背包采集”的信息源模式，并傳輸IP流信號；（2）本地媒資進行切換和輸入時，可采用針對直播內容需求提前錄制短視頻或資料片的方式，在直播中進行適當的切換插播；（3）在多場景調度或多機位移動跟拍的直播時，可采用多路帶IP流信號傳輸的移動端設備完成視頻信息的采集與傳輸，如：小型航拍無人機、手機、數字化攝影機或相機等；（4）在5G網絡技術傳輸環境下，電視新媒體直播可采用4k或8k高清設備，通過網絡專線，實現超高清直播。同時，與VR專用設備融合使用還可以借助全景式鏡頭實現沉浸式直播和體驗式直播，提升直播觀感。

1.3 媒體媒介形式描述

電視新媒體直播在基本架構設計過程中也依然保留了傳統電視直播中的導播切換技術，因為現場導播切換是電視直播系統的關鍵核心。在新媒體技術的加持下，現場導播切換運用各種各樣新型音視頻技術實現對現場各類信源的調度和組合，能夠對直播現場實現多維度和多角度的詮釋，豐富觀眾的視覺體驗。電視新媒體直播結合新媒體技術和數字化智能媒體設備打造出集內置操控臺、液晶顯示器、特技庫和字幕庫于一身的融合媒體導播一體化操作平臺，具備便攜性強和集成度高的優勢，在開展網絡直播的過程中，分為直播的“拉流”（流接收）和“推流”（流發布）兩個傳輸鏈路，CAM1和CAM2等信源在流接收環節被統一接收到導播機當中[1]，融合媒體導播一體化操作平臺結合節目直播內容需求對其進行切換或重組，經過編碼壓縮，在流發布環節以PGM形式的畫面推送至服務平臺，經后臺處理后進入網絡端發布渠道。

2 新媒體技術在電視直播應用的主要技術

新媒體技術的不斷創新發展和應用為電視直播與新媒體直播融合發展提供了強力的技術支撐，新媒體直播技術的應用極大的拓展了電視直播在融媒體時代的參與性，將電視直播推向了更加廣闊的受眾群體，目前電視新媒體直播中主要應用以下幾項新媒體技術。

2.1 5G直播技術

在融媒體語境下，5G直播技術是一種十分重要的新媒體直播技術，它以5G回傳技術為基礎，結合無線電技術、多輸入技術以及多輸出技術，以各類自媒體平臺為傳輸媒介，能夠將高清直播畫面內容流暢的在移動終端上以多樣化的形式展現給觀眾，智能手機、IPAD等智能設備能夠實現IP回傳，提升了5G直播技術的時效性，相比于4G技術，5G直播技術傳輸速率更快，畫面清晰度更高，穩定性更強，電視直播依托5G直播技術能夠借助智能終端設施實現多角度和多方位的直播，推動電視直播從有線直播變為無線數據傳輸直播模式。

2.2 P2P直播技術

P2P直播技術是一種對等互聯技術，也被稱之為點對點技術，其在電視直播應用過程中主要借助分布式網絡技術以實現網絡中各個階段關系的對等性，電視直播中的“節點”主要包含服務器、主機、客戶端等通信設施，通過P2P的全面應用，這些“節點”能夠實現在平等、無差別的分享分布式網絡中相互傳輸和相互通信，簡而言之，電視直播通過應用P2P直播技術能夠更加方便的將自身環境位置、直播內容傳遞給觀眾，觀眾也能夠借助P2P在直播進行中給予相應的信息回應。

2.3 流媒體技術

流媒體技術是一種特殊的新媒體直播技術，其利用流式傳輸技術借助網站門戶進行實時性的連續直播，電視直播應用流媒體技術開展網絡直播需要運行多個流媒體直播傳輸協議，如：HTTP協議、RSTP協議、RTMP協議以及HLS協議等實時流傳輸協議，也包含實時傳輸控制協議以及循序流傳輸協議等。同時，流媒體技術還能夠與P2P直播技術進行技術融合，推動傳統媒體與移動媒體的加速融合[2]。

3 新媒體技術在電視直播應用的技術基礎

新媒體技術應用在電視直播當中誕生了電視新媒體直播模式，在數字視頻業務發展背景下，也誕生出新型的數字視頻信源編碼技術，它與新媒體技術相互促進、相互依存，是新媒體技術應用在電視直播中的重要技術基礎。

3.1 常見的數字視頻文件格式

當前，依照電視新媒體直播對數字視頻技術不同應用場景的需求特點，誕生出5種常見的數字視頻文件格式。（1）AVI格式，是目前視頻處理系統中應用最為廣泛的視音頻格式，AVI格式沒有限定的壓縮標準，視頻文件大多采用硬件壓縮處理；（2）TGA格式，是一種位圖文件格式，一個TGA格式靜態圖片序列可看成視頻文件，每個文件對應影片中的每一幀；（3）FLC/FLI格式，是一種尺寸偏小的8bit動畫文件，是2D或者3D動畫制作軟件中常用的文件格式；（4）MQ格式，是蘋果公司推出的一種視頻文件格式，被絕大多數主流計算機系統平臺支持，具有存儲空間小且實現跨平臺發展的優勢特點；（5）MPEG格式，是目前被所有PC機平臺接受支持的視頻格式，是運動圖像壓縮算法的國際標準，國內的電視新媒體直播主要使用MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等在內的多種視頻格式。

3.2 通用的數字視頻編碼標準

“信源”是電視直播信息的“源頭”，而信源編碼技術是電視新媒體直播解決海量數字視頻原始數據的重要環節，因此，視頻壓縮編碼技術是新媒體技術在電視直播進行有效應用，解決數字視頻傳輸、播放和存儲的重要技術基礎。當前，我國為了推動數字產業發展，打破國際專業壁壘，成立了自有標準制定機構，稱之AVS（數字音頻編解碼技術標準），比當前音頻產業通用的MPEG—2編碼標準高2～3倍，且經過升級后的AVS+編碼標準與H.264 標準的編碼效率相比也毫不遜色[3]，如表1所示。

表1 AVS+引入的增強技術Tab.1 Enhancements introduced by AVS+

目前我國廣泛應用的AVS+標準可以有效解決電視新媒體直播所面臨的頻道資源問題，較高的編碼效率以及超高的算法性能為數字電視、互聯網電視以及IPTV等提供強力有的技術支撐。

4 基于網絡傳輸的電視新媒體直播技術應用設計分析

4.1 系統架構

基于網絡傳輸的電視新媒體直播一體化互動業務平臺采用三級結構的系統架構設計模式，即：總前端（中心節點）、分發傳輸網絡（分中心節點）以及用戶接入終端（邊緣節點），在架構層次上分為前端—網絡—終端，如圖2所示。

圖2 高清電視新媒體直播交互系統邏輯圖Fig.2 Logic diagram of interactive system of new media live broadcast of HDTV

4.2 網絡規劃

電視新媒體直播模式最大的轉變就是將有限數字視頻傳輸變成無線流文件推送方式，這種移動性的直播方式能夠最大化滿足融媒體時代背景下觀眾的收視喜好，因此，新媒體技術在電視直播中的具體應用需要做好網絡規劃技術，而選擇什么樣的網絡傳輸協議就成為重中之重。目前，互聯網流媒體服務主要分為兩種，即：實時流傳輸和順序流傳輸，實時流傳輸主要采用的網絡傳輸協議有RSTP協議、HLS協議、MMS協議以及RTMP協議，而順序流傳輸主要采用的網絡傳輸協議有HTTP協議，而不同網絡協議具備差異性的傳輸特性。目前我國電視直播主流媒體采用RTMP協議和HLS協議，能夠在帶寬不穩定的條件下降低數據包傳輸的丟失幾率，且延遲較低，能夠兼容幾乎所有的主流直播系統，因此，電視新媒體直播在采用手機直播流或傳輸攝像機背包媒體流時，可選用RTMP協議。而在高寬帶條件支撐下，電視新媒體直播可采用UDP協議，以便為新媒體直播系統的信源生產、切換、包裝和推送創造出穩定的專用網絡環境。

4.3 推流軟件的選取

圖3 電視新媒體直播集控平臺總體架構圖Fig.3 Overall architecture of TV new media live broadcast centralized control platform

推流是電視新媒體直播的關鍵環節，PGM信號在導播切換后通過編碼器輸入到轉碼服務器進行轉碼，并最終流入到各類新媒體平臺，不同的推流軟件具有不同的特點，因此需要遵照實際需求進行選取[4]。本文推薦電視新媒體直播選用vMix推流軟件，這是一款高性能的商業軟件，能夠實現多種類型信號的實時編輯與處理，對SDI、HDMI、S-視頻、符合視頻、分量、4K視頻等進行更加專業化的處理，并與當前我國廣播電視的通用信號源具有高度的匹配性，同時兼具良好的實用性和契合度。在實際操作過程中，電視新媒體直播可以采用UYVV的視頻信號編碼格式設置方式，碼率設置為8Mb/s，分辨率設置為1920×1080/25p，比特率設置為128kb/s，將音頻信號編碼格式設置為HEAACv2，就能夠獲得良好的兼容性聽覺體驗。

4.4 融媒體導播一體化平臺

首先，新媒體技術在電視直播中進行廣泛應用誕生了新一代融媒體導播一體化工作平臺，借助融媒體導播一體機能夠實現字幕機、NDI技術、HD/SD錄像、視頻編單播出、信號轉換、網絡直播的一體化處理，非常適合廣播電視做新媒體小型直播活動，這種具備高度集成化的智能直播設備配合物理切換臺能夠實現特效的自動切換，并實現手動推桿控速切換或一鍵輸出功能。同時，融媒體導播一體機還能夠提供多路專業解碼系統、總控制臺、編輯系統以及制作系統等，從而結合5G直播技術，形成完備的新媒體直播應用體系。

4.5 直播聯動主備安播機制

電視新媒體直播不僅對直播網絡、設備以及模式上具有一定的需求，還對直播內容具有相關要求，安全播出工作是電視新媒體直播的重中之重，因此，為了確保電視新媒體直播的網絡安全、設備安全以及播出環境安全，廣播媒介需要構建直播聯動主備安播機制，為融媒體導播一體機提供主備鏡像操作和主備雙機模式，主備機同時接入同一網絡交換機，并通過專用的網絡端口在主備核心設備之間構建其網絡心跳連接，實時同步鏡像，更新主備機間的數據資源和操作指令信息。同時，為了提升直播網絡系統的安全性，還可以通過IP地址過濾訪問控制、外部系統接入通信服務器和防火墻等技術手段，必要時可采用支持ACE口令認證或Radius 授權的安全保障方式[5]。

4.6 集控平臺系統架構

集控平臺系統是廣播電視應用新媒體技術建立直播內容管理、運營支撐、業務管理的重要功能系統，通過開發外部內容和業務接入的各種接口，電視新媒體直播系統可以有效接入除中央CNTV、中央CP/SP、百視通以外的全部節目內容，對外部的可為多種終端服務的CP/SP開放對接接口，實現電視新媒體直播的全媒體業務播控管理平臺搭建，能夠為各個運營商提供高清互動服務、IPTV服務、手機電視直播服務、互聯網電視直播服務以及多媒體直播服務，如圖3所示。

5 結語

新媒體技術的誕生和廣泛應用給廣播電視直播行業帶來了更寬廣的創新發展可能性，電視直播可充分利用新媒體直播技術來提升自身發展的水平和質量。特別是在5G網絡時代，5G直播技術為電視新媒體直播發展創造了更堅實的無線網絡環境基礎，為電視新媒體直播的數據傳輸奠定了堅實的技術基礎，傳統電視直播必須緊隨新媒體時代發展的腳步，充分應用新媒體技術的創新優勢，讓傳統電視直播煥發生機，在融媒體時代中獲取可持續發展的生命力。