中央音樂學院:一體化管理音樂學術視頻平臺

文/高頡 吳思葳

中央音樂學院:一體化管理音樂學術視頻平臺

文/高頡 吳思葳

幾年前,我們開始有針對性地對高校媒體資源管理主流應用系統和IT市場上眾多的視頻應用產品進行技術調研。在調研中發現，市場上已有的成熟視頻應用系統大多針對某一特定視頻應用環境或特定的技術環節，能夠全方位覆蓋視頻應用生命周期完整過程的一體化管理產品不多。例如，針對遠程教學與互動特點的網絡教學視頻系統偏重于師生互動、課件展現及與現場視頻場景融合，對視頻質量和視頻畫面本身的動態展現處理達不到音樂學術視頻應用的要求；視頻直播類產品針對現場視頻進行直播或對電視媒體節目進行轉播，通常注重視頻采集、轉碼及直播過程的流媒體管理，卻往往弱化了對視頻資源元數據進行全方位管理的功能；眾多視頻點播管理系統又在視頻資源的采集、發布環節呈現力不從心的狀態；高清視頻會議系統功能則集中在提供高質量的網絡視頻互動交流通道，對視頻數據的后續管理和Web應用功能支持往往不到位。上述這些應用系統功能上互有交叉，但不完整，且當時能夠同時支持IPv4/IPv6協議的也不多見。

理想中的視頻管理平臺則是上述各個應用系統功能完整、有機的組合，即由平臺提供視頻數據的采集、直播、后臺數據管理及應用發布環節的總體支撐，視頻數據經由一個完整的控制流程在各個應用環節按需呈現，真正實現一體化管理。鑒于購置現有成型產品不能滿足要求且學校又不具備自主開發能力的現實狀況，我們確定了與產品商業化程度高、技術線路成熟的視頻系統開發商進行合作的建設思路。選擇其功能接近視頻平臺需求的系列應用子系統，進行系統及數據庫層面的整合，針對學院特殊應用需求進行網站群和各種接口的定制開發。學校提出了如下建設要求：

中央音樂學院師生參與的各種音樂演出表演活動

1.搭建一體化系統管理平臺，實現視頻現場采集轉碼、網絡發布、直播點播播放、后臺數據維護的統一管理。

2.建立可移動的網絡視頻直播機制，以滿足各類學術交流與演出活動現場視頻實時展現及用戶互動需求，滿足網絡用戶多碼流播放及智能終端匹配需求。

3. 建立完善的媒體資源管理平臺，以滿足視頻信息的元數據著錄、檢索與其他數據管理需求。

4.建立中央音樂學院視頻網站群及后臺發布系統，以滿足各類視頻資源的網絡發布與直播、點播需求。

5.建立基于下一代互聯網的高速音、視頻傳輸環境，解決音、視頻數據在網絡傳輸中延時過大的問題，確保實現基于網絡的異地表演、大師班、學術講座等高清音視頻互動需求。

6.通過開發系統接口，建立一套視頻共享機制，實現學術視頻直播內容在校園網內其他多種媒體介質上的實時播放功能。

7.探索和建立一套跨區域的國際視頻流分發機制，為實現重大國際交流活動的全球直播提供技術基礎。

8.搭建一個分布式視頻共建平臺，讓資源使用者同時有機會成為視頻資源提供者，拓展資源建設渠道；建立資源審核機制，實現規范化的資源共建及共享。

9.構建視頻平臺安全管理技術機制，確保系統運行安全和信息內容的安全。

系統建設過程

中央音樂學院學術視頻平臺建設過程分為系統建設和資源建設兩部分。

系統建設部分

圖1 音樂學術視頻平臺的三個子系統

為印證將該實施方案應用在IPv6環境中的可行性，2009年10月下旬北京國際電子音樂節期間，我們首次進行了學術視頻平臺中最重要技術環節——基于IPv6的高清視頻互動及基于IPv4/IPv6協議的網絡直播實地測試。測試獲得圓滿成功，由此正式開啟了中央音樂學院學術視頻平臺的建設過程。

系統建設主要包括視頻管理平臺搭建、高效網絡傳輸機制及互動環境的建設兩部分。

1.視頻管理平臺搭建，完成如下實施內容：

（1）系統硬件平臺搭建、應用系統及數據庫安裝調試，實現基礎的視頻采集、轉碼及直播服務功能。

（2）根據音樂資源使用特性，建立媒體資源管理數據庫（進行數據模型定義），確定檢索機制，用于網站視頻檢索和后臺數據管理。

（3）根據學院教學及學術活動實際需求規劃視頻平臺頻道管理模式及視頻分類標準，針對不同頻道進行不同視頻管理模式的定制開發。

（4）進行視頻網站群策劃、頁面設計與網站制作，搭建支持IPv4/IPv6雙棧協議的中央音樂學院學術視頻網站群。

（5）針對IPv6協議進行系統平臺直播與點播功能的定制開發，以實現整個系統兼容IPv6。

（6）升級基礎直播模塊，完成直播數據流對蘋果系統終端支持功能的開發。

2.網絡傳輸機制及互動環境建設，完成以下實施內容：

（1）進行音頻傳輸處理軟件Jacktrip V6的開發，實現音頻傳輸最小延遲。斯坦福大學電子音樂中心推出的Jacktrip軟件，因可以完美支持在IPv4網絡上的音頻傳輸處理，在現代電子音樂教學和網絡藝術交流中得到廣泛應用。我院電子音樂中心外籍專家Kenneth Fields教授對Jacktrip做了支持IPv6協議的二次開發，并于2010年完成測試，于2010年10月正式用于國際電子音樂節期間多地音樂家基于IPv6網絡的異地互動表演過程中。

（2）在中央音樂學院綜合教學樓建立了一個網絡大師課直播課室，通過部署高清視頻會議系統設備和基于MAC的互動管理平臺，運用兼容IPv6協議的音頻低延遲處理技術，為有異地視頻互動需求的音樂教學及表演提供運行環境。

（3）與國際專業網絡視頻分發服務商合作，建立國際視頻分發機制，實現全球范圍視頻流暢直播與點播。在視頻應用測試中我們發現，由于視頻數據傳輸對網絡帶寬要求較高，我院校園網與互聯網接口帶寬有限，國際間視頻傳輸的緩沖與延遲遠遠大于視頻正常傳輸的最低要求，利用Internet在國外流暢訪問學術視頻平臺直播節目和點播節目幾乎無現實可能。如何實現重大國際音樂賽事現場實況和音樂學術交流活動視頻的全球同步直播，成為擺在我們面前的一大難題。經過長時間對國內、國際專業網絡視頻分發技術實現機制和服務方式進行調研，我們確定了與國際CDN服務商進行長期合作的技術實現方式。借助其在互聯網上強大的分發能力，實現了視頻平臺直播、點播視頻在全球范圍內各個區域順暢地播放。

系統資源建設部分

1.原有的圖書館館藏資料點播系統視頻內容作為學術視頻平臺的校內點播頻道處理，將原有的音、視頻點播數據移植到新的學術視頻平臺，實現新舊系統的更替。進行學院歷史視頻介質的數字化與格式壓縮轉換，進行元數據加工及入庫、發布工作，完成音樂學術視頻平臺自有資源第一期建設任務。

2.系統平臺啟用后，通過所有音樂教學及藝術交流活動的現場直播及回顧，繼續進行網上自有視頻資源的常規性建設。

3.開啟視頻平臺基于Web的視頻自主上傳、自動轉碼及審核發布機制，實現資源的分布式共建、共享。

技術實現及建設成果

音樂學院術視頻平臺啟動建設并投入使用三年來，已經實現了平臺全部基礎應用需求，并在不斷完善過程中。

中央音樂學院音樂學術視頻平臺從功能上可以劃分為三個子平臺，分別對應視頻應用過程的資源管理、高清網絡視頻互動和Web應用三個環節,如圖1所示。

一個基于校園網絡的統一數字媒體資源管理平臺

該平臺可實現學院所有學術相關視頻資源的統一管理，并通過視頻網站和校內電子公告系統進行網絡直、點播和多媒體信息統一播出。形成高清視頻采集、編碼、媒體數據管理、直播互動、視頻點播、多媒體播放、用戶交流于一體的視頻管理平臺，真正實現學院音樂學術視頻資源的統一管理。

該管理平臺的特點是：

1.支持多個視頻源采集：包括現場攝像采集的視頻、高清視頻會議系統采集的異地視頻及各種主流格式非現場采集視頻文件等。

圖2 音樂學術視頻網站群系統平臺架構

2.直播采用H.264 AAC標準流，支持網站頁面發布的PC、移動終端設備播放，同時也支持院內電子公告系統終端屏幕播放。

3.播放視頻支持單畫面及雙畫面合成播放，雙畫面主要用于基于IPv6協議的網上高清視頻互動表演本地及異地畫面整合。

4.針對IPv4與IPv6不同的網絡接入能力，支持可選擇的不同清晰度的視頻流直播。直播內容支持一鍵回顧功能，視頻平臺中媒體資源數據庫目錄查詢實現統一管理。

5.借助國際視頻分發商智能化的互聯網分發技術（CDN），實現音樂學術視頻平臺資源在全球范圍內順暢的直播服務。

一個基于IPv6協議的高清低延遲音、視頻互動平臺

該平臺是利用網絡大師課直播課室，通過部署高清視頻會議系統設備和基于MAC系統的互動管理平臺，利用兼容IPv6 的音頻無延遲處理技術，在國際范圍內實現異地、多方網上互動交流。該平臺的特點在于，配置了符合音樂教學與表演質量要求的高清音視頻處理設備，利用了IPv6網絡傳輸的高性能和Jacktrip軟件兼容IPv6的音頻處理模式，解決了遠程音頻傳輸的延遲問題，滿足音樂表演對網絡音頻高性能傳輸要求和表演的質量要求，真正實現了對多方、異地遠程互動音樂表演的支持。目前，該系統的應用還局限于電子音樂及小型室內音樂的互動表演及大師班課程中師生互動。由于視頻傳輸延遲問題尚無滿足需求的解決方案，實現異地大型樂隊之間的合作表演尚有難度。

一個支持IPv4/IPv6雙棧的音樂學術視頻網站群系統

該網站群由音樂學術視頻網站、館藏音樂資料點播網站、視頻直播網站及教師社區視頻資源網組成，如圖2所示。網站群頁面風格統一，視頻資源內容互補，訪問方式依據視頻內容而有所不同。分別基于大平臺中的CIS內容發布管理子系統、媒體資源管理子系統、嘉賓訪談管理子系統、播客子系統進行管理。其特點是：

1.視頻網站（video.ccom.edu.cn）以頻道方式管理。媒體資源以頻道方式進行管理，整合了三個不同子系統的視頻資源。音樂學術視頻網設有如下頻道。

（1）音樂節：展示中央音樂學院歷屆、各大音樂節活動盛況和演出實況；

（2）大師課堂：中央音樂學院歷年來國際、國內、校內大師講學活動視頻；

（3）音樂活動：中央音樂學院師生參與的各種不定期音樂演出表演活動現場視頻；

（4）學術研討：中央音樂學院歷史上主辦的各種學術研討交流活動視頻；

（5）畢業演出：近些年來學院各系學生畢業作品音樂會演出實況錄像；

（6）藝術實踐：歷年來我院學生參加各種社會藝術實踐活動視頻；

（7）音樂比賽：我院組織、承辦及參與的各項重大音樂比賽現場視頻；

（8）國際交流：中央音樂學院歷年來重要國際學術交流活動視頻；

（9）館藏音樂資料點播：作為相對獨立的頻道，以單一網站形式訪問，只對校內局域網用戶開放，內容包括圖書館藏正式出版的音樂專業音、視頻資料的數字化內容，供師生在教學中參考、欣賞；

（10）視頻直播頻道（獨立網站形式）：是嵌入視頻網站以子頻道方式管理的獨立系統，用于在網上直播學院各種音樂節、重大比賽及各種重要學術交流演出活動的現場視頻。過程支持觀眾互動交流，直播完成后，管理員可以進行一鍵歸檔，為用戶提供直播視頻回顧播放功能。

2.來自不同系統的所有視頻資源均在音樂學術視頻網站群上統一發布，用戶可以在網站主頁面看到所有不同系統來源的音樂學術視頻資源鏈接。

（1）音、視頻素材統一由媒資管理子系統管理，按照規范的音樂資料編目標準進行分類，依照不同需求，支持點播視頻目錄的簡單及高級查詢功能。播放頁面詳細目錄重要字段均可通過在線點擊進行自動索引參照查詢。

（2）視頻素材資源統一管理、多個網站應用。所有音視頻素材可分布上傳、經管理員審核后發布；視頻系統與學院校園網內容管理系統（CMS）發布模塊采用組件接口方式，可隨時依需求調用素材庫的音視頻文件作為新聞內容發布，使整個系統視頻資源得到充分、有效的應用。

（作者單位為中央音樂學院網絡中心）