流媒體集群并發(fā)技術(shù)在視頻點(diǎn)直播系統(tǒng)中的應(yīng)用

趙凱　焦建民　景云

摘 要 本文對(duì)采用最新的流媒體技術(shù)在視頻點(diǎn)直播系統(tǒng)中的應(yīng)用做了介紹，同時(shí)對(duì)當(dāng)今流媒體的定義、特點(diǎn)和表現(xiàn)場(chǎng)景進(jìn)行了描述；并對(duì)智能拖拽技術(shù)、集群并發(fā)技術(shù)等視頻流媒體技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的表述。

【關(guān)鍵詞】流媒體 智能緩沖 視頻拖拽 集群并發(fā) 海量 點(diǎn)直播

1 引言

如今信息技術(shù)的應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展影響到了許多領(lǐng)域，利用廉價(jià)的的IP網(wǎng)絡(luò)資源，通過網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)可以有效的完成視頻圖象的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)傳輸，使人們?cè)谌魏螘r(shí)間，任何地點(diǎn)都能夠方便地通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)地得到所需的，音，視頻及其它各種信息。

視頻直播系統(tǒng)（VOD），全稱是 （Video on Demand）即按需要的視頻流播放，是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻點(diǎn)播和直播的互動(dòng)式點(diǎn)播系統(tǒng)。它是將音視頻信號(hào)采集成數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊环N流媒體應(yīng)用。它代表著一種全新的信息傳遞方式，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于教育，廣播電視，工廠，醫(yī)療等各個(gè)行業(yè)。VOD系統(tǒng)可以允許你隨時(shí)隨地直接點(diǎn)播自己希望想收看的內(nèi)容，方便及時(shí)地發(fā)布，交互，共享各種信息。從而輕松地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議，網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)等功能。

2 流媒體技術(shù)概述

視頻流媒體技術(shù)，經(jīng)過了多年的技術(shù)發(fā)展及改進(jìn)，由最初的適合標(biāo)清視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸，到現(xiàn)今應(yīng)用于大容量、高清、極速的網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)直播形式，作為現(xiàn)金較為先進(jìn)的的視頻直播技術(shù)，流媒體點(diǎn)直播技術(shù)代表了該領(lǐng)域的發(fā)展方向，隨著硬件技術(shù)（如服務(wù)器性能的提高）及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高、新的網(wǎng)絡(luò)交換傳輸技術(shù)的出現(xiàn)等）的不斷發(fā)展，流媒體技術(shù)必將會(huì)得到更快、更深的發(fā)展。

隨著信息量的不斷增加，機(jī)關(guān)日常生產(chǎn)和辦公活動(dòng)中的資源素材信息越來越多的以語(yǔ)音、視頻等方式展現(xiàn)和存儲(chǔ)，經(jīng)過長(zhǎng)期的積累，形成了海量的多媒體資源儲(chǔ)備。如何讓這些資源更高效的傳播、檢索、使用，使其更好的為廣大領(lǐng)導(dǎo)和職工服務(wù)，更好的為企業(yè)的信息化建設(shè)、發(fā)展做貢獻(xiàn)，成為信息化建設(shè)者們亟待解決的難題。

流媒體視頻處理技術(shù)的發(fā)展，使這些困擾資源應(yīng)用的難題得到切實(shí)的解決。海量處理、集群并發(fā)等新的流媒體技術(shù)使得通過音視頻這種豐富形象的形式、在線觀覽這種靈活便捷的途徑高效的傳播，讓每個(gè)職工都可以在同一平臺(tái)上了解企業(yè)各方面信息。其應(yīng)用極大的改善員工辦公環(huán)境、豐富網(wǎng)絡(luò)生活、提高企業(yè)辦公效率，成為機(jī)關(guān)生產(chǎn)辦公和精神文明建設(shè)信息化建設(shè)的一個(gè)重要保障手段。

3 采用流媒體集群并發(fā)技術(shù)的系統(tǒng)技術(shù)特色

3.1 系統(tǒng)功能概要

目前開發(fā)的基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的視頻直播系統(tǒng)，主要是在TCP/IP寬帶網(wǎng)絡(luò)上傳送MPEG1、MPEG2、MPEG4、ASF、AVI、WMV，MPC、H261等30幀/秒的高質(zhì)量全動(dòng)態(tài)的視頻圖像、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)。最新的VOD系統(tǒng)采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)HTTP傳輸協(xié)議，基于服務(wù)器/瀏覽器體系結(jié)構(gòu)，適用于在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上進(jìn)行交互式視頻直播。可以充分保證系統(tǒng)的開放性、通用性和廣泛性，能夠提供實(shí)時(shí)的、高質(zhì)量的、分布式的視頻服務(wù)。其主要功能：一是視頻文件廣播，所謂文件廣播，就是將已經(jīng)存儲(chǔ)在視頻服務(wù)器中的數(shù)字化視頻文件以數(shù)字節(jié)目方式向各客戶端發(fā)送傳輸，或通過視頻采集卡將采集的視頻數(shù)據(jù)事先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中，再以非實(shí)時(shí)的方式以數(shù)字節(jié)目的形式向各客戶端發(fā)送傳輸。二是視頻錄制直播，所謂視頻直播，是在視頻服務(wù)器端，通過視頻采集卡將來自其它視頻源（如電視機(jī)、影碟機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)等）的實(shí)時(shí)模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的同時(shí)，由視頻服務(wù)器將數(shù)字信號(hào)發(fā)送傳輸?shù)礁骺蛻舳恕?/p>

3.2 系統(tǒng)特色技術(shù)介紹

最新的流媒體服務(wù)平臺(tái)融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、音視頻技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，采用了以下幾項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)技術(shù)：

3.2.1 集群并發(fā)技術(shù)

集群并發(fā)技術(shù)是視頻點(diǎn)直播平臺(tái)中一個(gè)核心技術(shù)，它依托網(wǎng)絡(luò)底層視頻數(shù)據(jù)流交換技術(shù)，可以最大地發(fā)揮軟硬件平臺(tái)的效能。使用集群并發(fā)技術(shù)的單臺(tái)服務(wù)器可以提供上千個(gè)并發(fā)視頻數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流經(jīng)過核心服務(wù)模塊的統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的批量轉(zhuǎn)發(fā)、批量處理，批量上傳，極大改善了用戶觀看視頻的視覺體驗(yàn)。

3.2.2 智能緩沖技術(shù)

智能緩沖技術(shù)是視頻點(diǎn)直播平臺(tái)中另外一個(gè)重要的支撐技術(shù)，它可以自動(dòng)度識(shí)別觀看用戶所處的網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境，自動(dòng)將視頻轉(zhuǎn)換成適合該網(wǎng)絡(luò)流暢播放的視頻碼流和格式，從而充分保證系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)帶寬資源有限的條件下優(yōu)先得到最優(yōu)質(zhì)的在線視頻觀看效果，緩沖時(shí)間極短（大約只有幾毫秒）。

3.2.3 智能拖拽技術(shù)

智能拖拽技術(shù)，是基于滿足于用戶對(duì)視頻進(jìn)行即時(shí)“點(diǎn)播”的應(yīng)用技術(shù)，使用這種技術(shù)，用戶可以在任意時(shí)間對(duì)已經(jīng)播放完畢的視頻進(jìn)行隨時(shí)回看、回播，極大的提高用戶視頻體驗(yàn)效果，提高觀看用戶滿意度，從而提高視頻節(jié)目的收視率，提高視頻運(yùn)營(yíng)商的附加值。

3.2.4 無縫拼接技術(shù)

無縫拼接技術(shù)，主要用戶視頻運(yùn)營(yíng)商在進(jìn)行視頻節(jié)目播放時(shí)，在節(jié)目播放中間或間歇時(shí)進(jìn)行廣告插播，公告播放等增值業(yè)務(wù)的推送和推廣應(yīng)用。他可以基于節(jié)目的類別進(jìn)行個(gè)性制設(shè)置，推送方式多種多樣，主要包括定時(shí)插播公告、即時(shí)發(fā)送公告、文字公告、圖片公告、視頻公告等多種方式。

3.2.5 HP2P高性能P2P技術(shù)

采用高性能P2P技術(shù)，可以使用戶除了在線觀看自己喜歡的視頻節(jié)目的同時(shí)，還可以在第一時(shí)間將此節(jié)目進(jìn)行高速下載，存放到自身電腦和智能設(shè)備上進(jìn)行播放，P2P技術(shù)采用HTTP方式傳輸，既繼承了以往網(wǎng)絡(luò)視頻下載技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（優(yōu)化服務(wù)器資源、支持批量高速下載等）又同事兼有HTTP所具備的響應(yīng)迅速、穿透性好等特點(diǎn)。采用此項(xiàng)技術(shù)，既保證用戶的播放質(zhì)量，提高了流媒體傳輸?shù)男剩挚梢猿浞掷昧擞脩舻拈e置上行帶寬。

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作者單位

黃河水利委員會(huì)信息中心 河南省鄭州市 450003