基于流媒體實現視頻縮放播放

摘 要 本文介紹了在播放流媒體視頻時，通過動態自動適配標清、高清等不同碼率，按照用戶選擇特定區域，達到按照用戶期望播放的需求、效果。

【關鍵詞】流媒體 標清 HLS 點播

1 引言

流媒體視頻相對于傳統視頻文件，由于支持邊下邊播等，對消費者而言，可以盡早播放視頻文件；對于媒體供應商，可以將視頻文件方便地與CA、DRM等結合，實現版權保護。

隨著互聯網進一步發展，終端用戶在線觀看視頻成為常態，人們對視頻播放的訴求不斷精細化，如在播放過程中根據網絡帶寬情況播放不同碼率和分辨率視頻。當前媒體播放效果主要是按流媒體規格自動播放，對于個別用戶定制體驗需求，如縮放播放部分區域以達到重點關注部分場景的需求，目前尚不支持，本文主要針對該類特定場景方案描述。

2 系統架構

流媒體視頻播放系統從大的方面包括媒體服務器、媒體編碼器、CA服務器、媒體內容分發系統、用戶鑒權服務器、終端用戶等主要組成部分，整體組成示意圖如圖1所示。

媒體服務器主要負責視頻媒體實體文件存放，并提供相應服務，以便編碼器推流、終端用戶獲取流等服務。

媒體編碼器是一種功能部件，完成原始文件編碼、加密，形成流媒體格式文件，以便播放，常見編碼器如哈雷編碼器，一般由專用一體化軟硬件組成，對性能要求較高。

CA服務器主要管理媒體數據加解密License，在播放加密媒體流時，終端獲取License，對媒體數據進行解密，并播放。

內容分發服務器主要用于做媒體請求消息分發、緩存、調度，提高媒體播放整體性能。

用戶鑒權系統用于對接入并請求媒體終端用戶進行鑒權，獲取用戶訂購信息，并為用戶提供相應權限控制，如VIP用戶、普通用戶、訪客等。不同用戶具備不同操作權限。

終端用戶為最終期望播放媒體的用戶，如手機用戶，此處將用戶已經手機中對應軟件作為整體，不做細分介紹。

3 主要原理

3.1 文件格式介紹

從上述文件可以看出，在一級播放列表中定義的該視頻流支持4種碼率，分別時200000bps、311111bps、484444bps以及737777bps，在實際播放過程中，終端可以根據需要選擇任意一種碼率播放。不同碼率播放效果有所不同。

3.2 播放實現

以播放HLS為例，在播放過程中，用戶通過播放頁面選擇放大，主要流程如圖2所示。

第一步：用戶在播放中在特定區域選擇放大。

第二步：在用戶選擇放大時，獲取用戶選擇放大的位置、放大倍數。

第三步：根據用戶選擇放大倍數，計算當前播放view尺寸在放大后所能播放畫面幀占實際幀大小比例。

第四步：在解碼后，獲取待播放畫面幀，然后根據實際需要播放的比例、區間，獲取實際渲染的幀區域。

第五步：將實際需要渲染的幀，按比例在當前view尺寸空間進行渲染，從而達到在當前尺寸view區間渲染顯示部分放大媒體數據。

第六步：均按照該處理方式處理所有幀數據，實現流媒體文件放大播放效果。

以上主要介紹HLS模式下視頻縮放播放主要實現方式，對于Dash等流媒體縮放播放，其主要原理相通，不再贅述。

4 視頻縮放播放效果

上述原理基于HLS的點播介紹用戶放大播放流媒體實現過程，在實際使用過程中，在使用場景、提高體驗效果等方面需要在其他方面進行配合。

對于終端用戶而言，在使用種不但會進行放大，也會進行縮小，在縮小過程中，其處理方式與放大相反，即獲取的可播放區域范圍按比例放大，進而計算出可播放范圍，后續在解碼后渲染時獲取相應尺寸幀數據進行渲染，從而實現縮小播放功能。

對于用戶而言，在滿足縮放、滑動前提下，同時不希望觀看效果下降，特別是畫質效果。為此，在用戶放大時，播放器根據用戶選擇，自動適配到高分辨率碼率流，如從780P切換到1080P、2K、4K等碼率播放，對于用戶體驗，相同view尺寸區間，像素基本差別不大，確保縮放不降低播放畫面質量。

5 結論

視頻播放是4G/5G時代重要需求，不僅在終端用戶領域有較大需求，在視頻監控等視頻相關領域均有舉足輕重地位。隨著使用不斷擴大，人們對視頻的需求也在不斷增加，視頻縮放播放功能將會使人們對視頻的理解、應用帶入一個新的時代。

參考文獻

[1]《HTTP Live Streaming draft-pantos-http-live-streaming-12》.

作者簡介

杜慶峰（1977-），男，工程師，專業為控制理論與控制工程。

作者單位

南京寧矩智能科技有限公司 江蘇省南京市 211100endprint