利用寬帶網(wǎng)絡傳輸電視現(xiàn)場直播信號的嘗試

河南鶴壁電視臺 尹建成 王曉東

利用寬帶網(wǎng)絡傳輸電視現(xiàn)場直播信號的嘗試

河南鶴壁電視臺 尹建成 王曉東

隨著互聯(lián)網(wǎng)絡的全面覆蓋，尤其是網(wǎng)絡帶寬的提高，使得利用互聯(lián)網(wǎng)絡中傳輸高質量視頻信號成為可能。本文立足寬帶網(wǎng)絡，實現(xiàn)了電視直播信號的傳輸，既靈活方便，又經(jīng)濟實惠，尤其對地市臺來說，具有很強的現(xiàn)實意義和應用價值。

網(wǎng)絡；傳輸；視頻；流媒體

一、問題的提出

電視節(jié)目要實現(xiàn)現(xiàn)場直播有許多技術手段，比如衛(wèi)星、光纜、微波、專用的3G傳輸系統(tǒng)等。這些傳輸手段，有的需要大量專業(yè)設備，且需要配備專門的技術人員，有的受地理等因素限制，不能隨便移動，且這些設備少則幾十萬，多則幾百萬，價格昂貴，對眾多地市級電視臺來講，要實現(xiàn)困難重重。隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起，寬帶信號越來越普及，如果能利用有線或者無線的寬帶網(wǎng)絡信號傳輸現(xiàn)場視頻到播出、發(fā)射機房，然后再播出，幾乎不受時間、空間的制約，甚至可以在全國范圍內(nèi)不同地區(qū)、不同城市同時回傳電視信號到播控機房，實時直播全國各地的事件現(xiàn)場實況。如果將相應設備裝車，利用3G網(wǎng)絡，可實現(xiàn)在移動中實現(xiàn)事件的現(xiàn)場直播。相比衛(wèi)星、光纜、微波、專用的3G傳輸系統(tǒng)來說，這不啻為一種廉價、高效、便利的實現(xiàn)手段。

二、實現(xiàn)思路

利用視頻采集卡和編碼軟件將音視頻信號采集編碼，然后作為流媒體通過網(wǎng)絡傳輸至播出或發(fā)射機房等接收端，再經(jīng)過VGA轉AVI（或DVI轉SDI、HD SDI等）轉換，接至播出機房的相應輸入端即可。

作為信號源的視頻可以是單個攝象機的信號，也可以是多部攝象機經(jīng)切換臺輸出的信號，也可以是轉播車的信號。

考慮到通用性和易用性，我們選擇編碼器Windows Media Encoder作為編碼器，它是一套免費的軟件，系統(tǒng)資源占用相對較小，低比特率下音視頻質量較高，不僅容易使用，而且功能強大，可以從影像捕捉設備或桌面畫面錄制，亦提供文件格式轉換的功能。主要的特色在于容易使用、高品質編碼、增強的可程序化與管理，具有使用者界面和向導，更容易設定與制作影片，用來提供網(wǎng)絡現(xiàn)場播放或需求播放，并支持多重來源，可以立即切換來源，并可監(jiān)視編碼程序進行時的資料，如影像大小、資料流量等等。

接收端的播放軟件更是每一臺安裝有windows的PC都有的windows media player，不需要安裝任何另外的軟件。

傳輸框圖如下圖。

三、實施步驟

1、需要的主要設備及軟件

（1）采集、編碼電腦：臺式機一臺，奔D以上CPU，1G以上內(nèi)存，大機箱（便于安裝采集卡），Windows XP Professional或Windows server 2003操作系統(tǒng)，Windows Media Encoder軟件。

（2）視音頻采集卡1塊，選千元以上的產(chǎn)品，最好有抗鋸齒功能。

（3）專業(yè)聲卡一塊。

（4）接收電腦一臺，臺式機、筆記本均可。P4以上CPU，512M內(nèi)存以上，Windows操作系統(tǒng)。

（5）VGA轉AVI（或DVI轉SDI）轉換器兩個（其中一個為備用）。

（6）交換機兩個，根據(jù)需要而定。

（7）視頻監(jiān)視器一臺。

（8）網(wǎng)線若干。

2、系統(tǒng)組建

（1）采集、編碼電腦。

安裝好Windows XP Professional或Windows server 2003操作系統(tǒng)，安裝Windows Media Encoder軟件。將視頻采集卡、聲卡安裝到電腦內(nèi)并安裝好驅動程序。

（2）連接好音視頻信號，連接好網(wǎng)絡信號。

（3）接收電腦連接好網(wǎng)絡信號，連接好VGA轉AVI轉換器、視頻監(jiān)視器等。

3、系統(tǒng)調(diào)試和應用

以下內(nèi)容以電視臺外某場所（IP地址為222.88.186.X）傳輸至電視臺內(nèi)為例。

（1）打開采集、編碼電腦上的Windows Media編碼器軟件。

軟件自動彈出設置向導。選擇“廣播實況事件”，點擊確定。

在設備選項目中勾選“視頻”。

選則安裝的視頻采集卡，如果安裝有專業(yè)聲卡，選擇它。

廣播方法選“自編碼器拉傳遞（服務器或播放機初始化連接）”。拉傳遞和推傳遞的區(qū)別請自行參考相關資料，本文不作描述。

選擇要使用的HTTP端口，可以使用默認值。192.168.0.67為本機的IP地址，test為本機的計算機名稱。

選擇編碼參數(shù)。編碼越是復雜，CPU占用越高，具體參數(shù)的選擇可根據(jù)機器的性能、實際需求和能使用網(wǎng)絡帶寬等因素確定。

選擇是否將廣播的副本存檔。如果選中“將廣播的副本存檔到文件”，然后選擇一個目錄（請保證目錄所在的硬盤分區(qū)有足夠的空間存儲音視頻文件）就可以了。這里不選。

選擇是否要包括視頻文件。我們選不。

在顯示信息可以自行輸入相應內(nèi)容。

如果勾選“單擊“完成”后開始廣播”，點確定后將開始廣播。如果不勾選，則需要點“開始編碼”才開始廣播。

根據(jù)需要設置訪問限制。

點“確定”即開始了編碼和傳輸。在“顯示”對話框內(nèi)選擇“二者”，可同時看到輸入的信號和編碼輸出的信號。

如果看不到視頻信號或者沒有聲音，請檢查視頻采集卡和聲卡的相應設置。

在同局域網(wǎng)的其他電腦上，用IE打開mms://192.168.0.67:8080，經(jīng)過幾秒的緩沖，就可以看到音視頻信號了。也就是可是直播了。切換至全屏方式，可隱藏播放器的邊框。

結束時，點“停止”，出現(xiàn)如下編碼結果信息。

一般情況下，不同場所使用不同的網(wǎng)絡公司的網(wǎng)絡，然后通過路由器共享上網(wǎng)。要在電視臺訪問編碼電腦，需要在路由器上設置相應的端口映射。方法是進入該路由器，在相應界面設置即可。

如下圖所示。不同路由器設置大同小異。

設置完以后，在接收端，用IE打開mms://222.88.186.X:8080，經(jīng)過幾秒的緩沖，就可以看到音視頻信號了。也就是可以直播了。至此，我們的目的基本達到了。222.88.186.X為該路由器的對外公網(wǎng)IP地址。

經(jīng)過試驗，一般在500Kbps左右，即可滿足一般播出需求。如網(wǎng)速許可，2Mbps以上可達到標清效果，5Mbps可達到高清效果。具體參數(shù)可在“屬性”里設置。

4、典型及拓展應用

（1）活動現(xiàn)場直播。對于固定場所的活動現(xiàn)場直播，采用上述方法即可。

（2）如果現(xiàn)場沒有寬帶網(wǎng)絡，可采用無線路由器連接到附近的寬帶網(wǎng)絡內(nèi)，然后再采用上述方法。

（3）對于突發(fā)現(xiàn)場的新聞類直播，可采用3G上網(wǎng)卡上網(wǎng)的方式。每次使用時查看一下獲取的IP地址，然后告知接收端即可。需要注意的是3G信號目前還不夠穩(wěn)定，帶寬比較窄，一般只能采用低碼率傳輸，可用于對畫面質量要求不高的場合。有條件的話將采集電腦裝車，加上攝像機，就可以在移動中、甚至可以在全國范圍內(nèi)不同地區(qū)、不同城市同時回傳電視信號到播控機房，可以實時直播全國各地的事件現(xiàn)場實況，廉價、方便、好用。

（4）相距較近的場所，可采用大功率無線AP點對點傳輸，效果更好。

四、有關問題的思考

1、延遲問題。

采用Windows Media Encoder，在編碼、傳輸、緩沖、解碼的過程中，會有幾秒到十幾秒的傳輸延遲。對于一般的現(xiàn)場直播，影響不大，畢竟最終播出前還有經(jīng)過延時處理。對于新聞報道類節(jié)目，因需要演播室主持人和現(xiàn)場記者進行對話溝通，這個時間是無法忍受的。對于這種情況，可以購買其他軟件解決，能夠達到0秒或1秒內(nèi)的延遲。

2、VGA/DVI/HDMI轉換問題。

接收端接收到的音視頻信號，需要經(jīng)過VGA/DVI/HDMI到AVI或SDI、HD SDI轉換，多少會有信號質量的損失，不過跟投入相比都是可以忍受的。

3、采用Windows Media Encoder編碼器，本身只能帶五個客戶端，所以為保證安全和信號的流暢，MMS地址不要輕易告訴無關人員。如果要同時進行大范圍網(wǎng)絡直播的話，可采用Windows Media Services解決。

4、網(wǎng)絡帶寬問題。

在同一城市，往往有不同的電信公司經(jīng)營寬帶網(wǎng)絡，如果現(xiàn)場網(wǎng)絡和本臺屬于網(wǎng)絡同一公司，傳輸速度不受影響，實際測試可達5Mbps以上。不同公司互相連接，

五、結束語

本文所述方法，在實際工作中已進行多次應用，即可以電視直播，也可以網(wǎng)絡直播，還可以和廣播電臺一起同步進行廣播直播，非常靈活、方便，效果另人滿意。

現(xiàn)在，市場上已有適合網(wǎng)絡直播的一體化產(chǎn)品，也有專門的3G直播系統(tǒng)，但圖象質量或價格及方便性都不容樂觀。象3G直播系統(tǒng)，最小系統(tǒng)也需要幾十萬元，對地市臺來說還是較貴。基于此，才提出本文的實現(xiàn)方法。

鳴謝：在本文的形成過程中，得到了申廣峰先生的大力支持，在此表示特別感謝！

尹建成（1965—），男，河南鶴壁人，大學專科，鶴壁電視臺工程師，研究方向：廣播電影電視技術。

王曉東（1971—），男，河南鶴壁人，大學專科，鶴壁電視臺助理工程師，研究方向：廣播電影電視技術。