P2P網(wǎng)絡(luò )電視臺前端編碼方式問(wèn)題的解決方案

1 應用需求

隨著(zhù)人們生活水平的逐漸提高，人們對網(wǎng)絡(luò )的依賴(lài)性越來(lái)越強。于是網(wǎng)絡(luò )新媒體、政府、事業(yè)單位和企業(yè)紛紛搭建視頻直播或網(wǎng)絡(luò )電視臺系統，將多路音視頻信號實(shí)時(shí)編碼處理發(fā)送給流媒體服務(wù)器(Windows Media Services或P2P),由流媒體服務(wù)器提供直播點(diǎn)播服務(wù)?？蛻?hù)端通過(guò)Internet方便我們可以觀(guān)看到豐富多彩的直播，如果錯過(guò)了直播還可以回看，這樣就不會(huì )有喜愛(ài)的電視沒(méi)有看到的煩憂(yōu)了。

我們知道P2P（peer-to-peer）是作為流媒體系統的傳輸方式，是互聯(lián)網(wǎng)整體架構的基礎，主要用于公網(wǎng)視頻信息的傳輸，可以在少量公網(wǎng)帶寬的情況下提供成千上萬(wàn)客戶(hù)端在線(xiàn)觀(guān)看的服務(wù)。就目前看來(lái)，P2P流媒體發(fā)布平臺越來(lái)越成熟了，但還是存在一些問(wèn)題，前端編碼方式就是一個(gè)比較嚴峻的問(wèn)題。如：?jiǎn)螜C編碼效率低、編碼機太多、維護量大。下面是某網(wǎng)絡(luò )電視平臺建立P2P視頻服務(wù)平臺的應用需求，我們將由此來(lái)逐漸解決問(wèn)題。

1. 為現有P2P平臺提供標準的WMV編碼，以MMS、RTST、HTTP數據流為P2P服務(wù)器提供數據源。

2. 將國內衛視電視頻道通過(guò)采用單機多路編碼工作站將多路模擬電視信號采集編碼后發(fā)送到Windows Media Services(以下簡(jiǎn)稱(chēng)WMS),由WMS提供MMS網(wǎng)絡(luò )數據流到P2P服務(wù)平臺。

3. 由于在公網(wǎng)提供直播服務(wù)既要保證圖象質(zhì)量也要控制網(wǎng)絡(luò )流量,視頻圖象格式:640*480,碼流大小:300kpbs~512kpbs.

4. 編碼同時(shí)可對視頻信息字幕添加、臺標定制等功能。

5. 系統支持多任務(wù)錄象,錄象后的文件能直接用第三方非編系統編輯。

6. 系統7*24小時(shí)連續穩定運行，滿(mǎn)足電信級應用。

2 解決方案

有了前文的用戶(hù)需求，我們就可以根據用戶(hù)需求將有線(xiàn)電視和數字電視通過(guò)信號解調器獲得的AV信號，采用世紀葵花多路編碼工作站AVCaster實(shí)時(shí)采集編碼，AVCaster單機采集壓縮16路電視信號或其他AV信號，并實(shí)時(shí)上傳給WMS服務(wù)器，由WMS提供WMV編碼的MMS、RTST、HTTP數據流為P2P服務(wù)器提供數據源；上傳直播源同時(shí)將節目錄制為WMV標準流媒體格式保存以便后期編輯，不至于因為忘記儲存而丟失了長(cháng)時(shí)間的辛勞成果。下面是給出的系統拓撲圖：

2.1 系統拓撲圖

2.2 系統組成

該系統由TV2AV（有線(xiàn)電視信號解調器）、AVCaster（多路采集工作站）、Windows Media Services流媒體服務(wù)器組成。

1 TV2AV……把1路RF射頻輸入，解調出多4~16個(gè)不同電視頻道的信號（AV）出來(lái)，以便作為采集工作站信號源；

2 AVCaster……單臺服務(wù)器采集4~16組AV信號，實(shí)時(shí)壓縮成MPEG4數據流，發(fā)布到WMS服務(wù)器滿(mǎn)足直播需求；

3 WMS服務(wù)器……提供流媒體數據的發(fā)布，為P2P服務(wù)器提供數據源；

2.3 系統功能

1. 支持7*24小時(shí)不間斷運行，滿(mǎn)足電信級應用；

2. 編碼同時(shí)可對視頻信息字幕添加、臺標定制等功能；

3. AVCaster支持多種錄像模式，也可對AVCaster上傳來(lái)的直播數據流進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)或按照節目表進(jìn)行錄像，可直接錄制成WMV格式的媒體文件，并自動(dòng)生成WMS的點(diǎn)播發(fā)布點(diǎn)，供用戶(hù)進(jìn)行VOD點(diǎn)播；

4. 錄像節目支持網(wǎng)絡(luò )存儲，可把錄制的節目存儲到網(wǎng)絡(luò )鄰居或NAS存儲器上，方便用戶(hù)重看；

5. 提供獨立的節目制作、編輯工具，可把VCD、DVD等格式的媒體文件快速的轉換成WMV格式的高壓縮節目，并能夠以類(lèi)似文件拷貝的速度把RM/RMVB格式的媒體文件轉存成WMV格式的文件，以便WMS可識別提供VOD點(diǎn)播，可對WMV或ASF節目進(jìn)行剪切、合并等操作，速度為拷貝級；

2.4 AVCaster性能指標

1、 內置WEB發(fā)布服務(wù)，支持單播用戶(hù)接入數量在500以上，采用組播方式，使接收直播用戶(hù)數達到無(wú)限，系統支持B/S及C/S兩種模式，且要支持遠程管理；

2、 集成音視頻采集、壓縮、存儲、發(fā)布、用戶(hù)認證、遠程管理及Web服務(wù)等眾多功能為一體；

3、 支持7*24小時(shí)不間斷采集編碼直播服務(wù)，自動(dòng)不間斷上傳到WMS服務(wù)。

4、 聲音視頻必須完全同步、直播延時(shí)可控制在1~3秒（采用專(zhuān)用播放器）；

5、視頻壓縮格式為MPEG4-2、WMV7、WMV9，音頻壓縮格式為MP3、WMA，采用硬件與軟件組合方式完成壓縮，可支持多達16路 D1（720*576）8路CIF（352*288）的A/V信號采集、壓縮、存儲、直播、錄制后文件的點(diǎn)播等功能，視頻碼流 8kpbs－6000kpbs可調，音頻輸出碼流8kpbs－160kpbs可調;

6、 支持PAL-D（Phase AlternATIng Line，D是在中國使用 ）、NTSC制式（National TelevisiON System Committee，制定的彩色電視廣播標準）；

7、 支持設置視頻屬性功能，比如設置視頻采集設備的圖象格式大小、亮度、對比度等；

8、 支持定時(shí)錄像、按任務(wù)錄像等功能，錄制后的節目可直接提供點(diǎn)播；

9、 支持直接把節目錄制到網(wǎng)絡(luò )磁盤(pán)和NAS存儲器上；

10、 錄制的視頻文件完全支持后期非線(xiàn)編 比如用軟件Adobe Premiere、Movie Maker等；

2.5 部分界面預覽

A、采集編碼器界面

B、設置直播數據流錄像的界面

3 結論

事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò )上現有的許多服務(wù)可以歸入P2P的行列。即時(shí)訊息系統譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微軟的MSN Messenger以及國內的OICQ是最流行的P2P應用。它們允許用戶(hù)互相溝通和交換信息、交換文件。用戶(hù)之間的信息交流不是直接的，需要有位于中心的服務(wù)器來(lái)協(xié)調。但這些系統并沒(méi)有諸如搜索這種對于大量信息共享非常重要的功能，這特征的缺乏可能正為什么即時(shí)訊息出現很久但是并沒(méi)有能夠產(chǎn)生如Napster這樣的影響的原因之一。相信通過(guò)前文可以帶給媒體，政府，事業(yè)單位及企業(yè)搭建視頻會(huì )議等直播或網(wǎng)絡(luò )電視系統帶來(lái)改善，使用戶(hù)帶來(lái)方便。比如視頻會(huì )議可以重復觀(guān)看，網(wǎng)上電視更流暢畫(huà)面更清晰，直播延遲時(shí)間短，可以一直觀(guān)看電影。