三網融合下傳輸教育視頻資源的質量分析

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三網融合下傳輸教育視頻資源的質量分析

郭 孝 存,王 文 忠

(包頭師范學院 信息科學與技術學院,內蒙古 包頭 014030)

摘要：從視頻畫面尺寸、視頻格式和視頻比特率等方面進行分析實驗，確定各個因素的配置，保證三網融合下教育視頻資源傳輸的質量。

關鍵詞：三網融合；信息傳輸；視頻比特率；視頻質量

1引言

為了實現教育信息化，十幾年前，很多學校等教育機構投資建設了閉路電視系統、校園廣播系統和校園計算機網絡系統，目的是促進教育資源的傳播。目前隨著技術的成熟，電視系統、廣播通訊系統和計算機網絡系統開始融合，即三網融合。隨著智能手機的普及，視頻資源在無線網上的傳輸應用得到普及。除了電視系統中的傳播方式外，視頻資源的傳播方式增多，使得視頻資源在計算機網絡和無線手機通訊網中得以傳送。但是視頻文件存儲空間較大，在網絡中傳播受到網絡帶寬的制約，于是對視頻資源文件先進行壓縮，然后再投放于網絡中傳輸，這樣一來，視頻質量損失較大。

但是在我國教育領域中，為提高教學質量，教學資源的建設越來越受到重視，其中教學視頻的制作與傳輸在教育領域應用越來越廣泛，從原來的整堂課程的教學錄像到現在的微課視頻，從原來的視頻電子制作系統到現在的智能錄播系統，從精品課程建設到講課大賽等都需要教學視頻資源。各種教學活動所產生的視頻資源越來越多，要想在三網融合環境下使這些視頻資源得以傳播并保證其質量，需要對這些視頻資源的攝制、存儲格式等進行研究，以便保證視頻資源在三網融合下傳輸的質量。本研究選取一堂課實錄視頻的攝制與處理為例進行探討。

2視頻的拍攝與采集階段質量保證措施

2.1　拍攝設備的選取

眾所周知，視頻的前期拍攝質量，在很大成程度上決定了視頻節目的質量，如果前期拍攝的視頻質量不高，那么后期是無法提高其質量的，所以攝像機的選擇與使用非常重要。目前很多教師去“錄播教室”或“微格教室”里進行拍攝課堂實錄。“錄播教室”或“微格教室”里使用的往往是監控視頻攝像機，這種攝像機所拍攝的視頻質量不高，而且實時存儲時對視頻進行壓縮編碼，視頻質量有所損失，嚴重影響到了視頻質量。除了緊急需要外不建議使用此法進行錄制。

課堂實錄應請專業視頻攝像師拍攝錄制，因為課堂拍攝對象活動的劇烈程度較少，活動范圍不大，因此所選用的攝像機至少應達到攝像領域準專業級水平，以保證所拍攝視頻的質量。本次拍攝使用的攝像機為SONY DSR-250P 3CCD數碼專業攝像機。

2.2　注意視頻畫面寬高比的確定

拍攝時要注意根據拍攝需要來選擇畫面的寬高比，標清視頻的畫面寬高比有4:3和16:9格式。如果拍攝時沒有注意畫面的寬高比，那么后期根據需要制作視頻時就可能調整寬高比，有可能導致畫面構成元素變形，影響畫面質量。在本次拍攝過程中，對攝像機的調整為PAL制式，DVCOM記錄模式，畫面比例為4:3。

2.3　注意視頻制式的選擇

以磁帶為記錄介質的攝像機，還需進行采集才能形成視頻文件，以便后期加工處理。采集時要注意電視制式的選擇，我國彩色電視制式為PAL制式，幀率25fps，壓縮格式可以選擇高質量的AVI格式，如果質量要求不高，可以選擇MPEG格式。本次實例中采集為AVI格式文件，5分鐘視頻占1GB的存儲空間。

3視頻后期制作應注意的問題

3.1　建立視頻處理工程文件

視頻后期制作需要借助影視編輯軟件進行，首先應建立視頻處理的項目工程文件，在建立工程文件時應注意電視制式和電視畫面寬高比的選擇。

前期拍攝的畫面寬高比是4:3，則后期處理是建立4:3格式、幀率為25fps的視頻處理工程文件。前期拍攝的是16:9的格式，可以選擇建立標清電視寬高比為16:9的視頻處理工程文件，也可以建立高清電視的1920×1080、1440×1080，1820×720的畫幅、幀率為25fps的視頻處理工程文件。音頻采樣頻率選用48KHz。這樣可以保證視頻畫面寬高不變形，音頻達到高保真的音頻質量。

實例使用的軟件是CONPUS EDIUS，建立的視頻項目工程文件預設為：標清系列工程，幀尺寸：720×576；幀速率為：25fps；像素長寬比為：1.0667。音頻速率為：48000Hz，音頻采樣大小為16位。

3.2　視頻的輸出設置

對視頻加工處理完畢后，輸出視頻文件時，應注意輸出視頻格式的選擇。為了保證視頻質量，一般輸出為AVI格式。

3.3　視頻格式處理

高質量的AVI格式視頻文件占用的存儲空間較大，不利于視頻傳輸。為了便于使視頻在三網融合環境下能有效傳輸，需要將視頻轉換為便于在網絡環境和移動設備上傳輸的流媒體格式。

對視頻格式處理時，可以通過對視頻比特率(Kbps)、畫面尺寸(寬高比)進行設置。視頻文件的大小與視頻的比特率和畫面尺寸有關。

一般教育視頻資源一堂課程的時長為50分鐘，為了便于在網絡中傳輸，視頻文件大小要求一般在200MB以內。本例課堂實錄時間長度為50分鐘，畫面尺寸為720×576的標清視頻，在設置成各流媒體格式的視頻文件時，文件大小不超過200MB，對常見的流媒體格式的視頻比特率和畫面尺寸等參數的調整分別做了實驗。各格式參數調整情況如下。

設置為MP4流媒體編碼格式，調整視頻比特率為428kbps，畫面尺寸設置為320×240，輸出視頻文件大小為200MB。降低視頻比特率，畫面尺寸為720×576，則輸出的MP4文件大小最小為405MB；畫面尺寸640×480，則輸出的MP4文件大小最小為311 MB；畫面尺寸480×360，則輸出的MP4文件大小，最小為227MB。如果視頻比特率設置過低，視頻質量將嚴重下降，影響視覺效果。

設置為F4V流媒體編碼格式，調整視頻比特率為421kbps，畫面尺寸設置為640×480，輸出視頻文件大小為200MB。畫面尺寸為720×576，則輸出的F4V文件大小，最小為220MB。

設置為WMV流媒體編碼格式，調整視頻比特率為449kbps，畫面尺寸設置為720×576，輸出視頻文件大小為200MB。

設置為RMVB/RM流媒體編碼格式，調整視頻比特率為445kbps，畫面尺寸設置為720×576，輸出視頻文件大小為191MB。畫面尺寸不變的情況下，視頻比特率設為448kbps，則輸出的視頻文件大小為220MB，文件已大于200MB。

將視頻處理成各種流媒體格式過程中，耗時不同，WMV用時最長，其次是RMVB，然后是MP4和F4V。

處理好的流媒體格式視頻文件，存放到視頻服務器中，借助網絡通過專門的流媒體傳輸協議RTP(Real-Time Transport Protocol)、實時傳輸控制協議RTCP(Real-Time Transport Control Protocol)和實時流協議RTSP(Real-Time Streaming Protocol)[1]來傳播視頻。

4小結

教育視頻資源的傳輸應用領域會出現不同的需求，應根據視頻資源應用的要求，對視頻進行設置和處理，既要保證視頻符合傳輸要求，又要保證視頻質量，這就需要從視頻的前期拍攝、后期處理和視頻文件格式的設置等方面進行質量把控，否則視頻質量很容易下降，影響視覺效果。

〔參考文獻〕

[1]馬磊.移動流媒體及視頻服務[D].成都：電子科技大學，2006，6：56-59.

The Quality Analysis of the Transmission of Education Video Resources In Triple Play

GUO Xiao-cun, WANG Wen-zhong

(Faculty of Information Science and Technology, Baotou Teachers College,Baotou 014030)

Abstract:From the video screen size, and video bit rate video format analysis experiment, determine the configuration of the various factors, guarantee the education under the triple play video transmission quality of resources.

Key words:Triple Play; Information Transmission; Videofrequenz Bit; Video Quality

中圖分類號：G431

文獻標識碼：A

文章編號：1004-1869(2015)02-0067-02

作者簡介：郭孝存(1977-)，山東省成武縣人，副教授，研究方向：信息技術,教育電視應用。

基金項目:包頭師范學院青年科研課題(BSYKJ2011-39，BSYKJ2012-31)

收稿日期：2014-11-17