視頻編轉碼系統應用淺析

王浩

摘 要：為順應媒體融合的歷史發展潮流，肥東縣融媒體中心建成一套視頻編轉碼中心。此系統能解決電視臺內部所有文件的轉碼和直播推流問題，滿足不同的終端處理能力和不同的網絡環境以及不同播出渠道的視頻格式需求。

主要介紹該中心的搭建背景、系統拓撲、設備選型及實際應用等情況。

關鍵詞：視頻轉碼;直播推流;媒體融合

隨著信息技術的不斷進步，媒體融合進程的不斷加快，素材來源渠道和視頻播出平臺的逐漸增加。能夠實時轉換任意格式的視頻是未來融媒體市場的發展趨勢，視頻轉碼技術必將得到更加廣泛的應用。杭州當虹科技股份有限公司，是專業提供視頻產品及相關服務的科技公司，其編碼和轉碼產品依據性能的高低，應用于各級廣播電視臺和互聯網公司等。

肥東縣融媒體中心作為一個縣級臺，根據自身資金水平，切合實際功能需求，采購了當虹科技的一些相對低價的編碼轉碼產品，通過優化設計充分發揮產品的功能特性，下面介紹一下我們對該產品的應用和體會。

文件轉碼產品

我們用兩臺文件轉碼產品Arcvideo Core 3302 為核心搭建了臺里的轉碼中心，其拓撲結構圖如下：

由兩臺轉碼器硬件設備加上轉碼設備的集成管理軟件，形成了一個全自動化轉碼中心。單臺設備可以達到8 倍速的轉碼能力，兩臺設備組合同時工作時，可以達到15 倍速的轉碼速度。當其中一臺設備出現故障時，集成管理軟件可以將其任務轉換到另一臺，轉碼效率雖有所下降，但是轉碼任務不會丟失。這樣可保證轉碼任務的正常工作，避免單點故障，提高系統穩定度。15 倍速的轉碼速度，就是說15 小時的視頻內容，轉碼中心可以在1 個小時內轉碼完成。這樣的轉碼速度，極大地提高了內容收集和生產的效率。轉碼中心部署在電視臺私有云里，與其它設備通過局域網連接，24 小時不間斷提供轉碼服務。根據不同部門要求，最少可以提供以下四類轉碼服務：

一、素材匯聚轉碼

電視臺制作內容的素材，以往的來源是非常單一的，基本就是拍攝和廣電統一格式的素材。但是隨著融媒體和視頻技術的發展，內容的素材來源越來越廣，電視臺內播出和新媒體發布的很多精彩素材，會來自互聯網、無人機、手機拍攝、監控設備、PGC 以及UGC 等，電視臺內各系統對各種來源的內容出現格式兼容性問題。此時則經常需要技術人員從網上搜索軟件進行素材的格式轉換，用得最多的應該是格式工廠和Elecard 這兩個軟件了。在做格式轉換時，會遇到以下幾個問題：

1. 轉碼的速度慢，由于使用的都是PC，性能不穩定，再加上硬盤讀寫的影響，要花上素材幾倍的時間來轉碼，效率極低。

2. 不能確定素材真正適應哪個軟件，轉碼中若出現錯誤，就不得不換一個軟件再試試運氣。

3. 轉碼后的圖像質量得不到保障，不是專業軟件，不能有效進行圖像編碼的優化轉碼后素材圖像質量亦達不到廣播級要求，導致非編制作系統編輯后質量不能過關等。此轉碼設備支持多種輸入輸出文件格式，可以把素材放到統一的存儲庫，然后根據優化后的轉碼參數模板，自動快速地進行高質量格式轉碼，各部門可以按需索取。

二、非編格式轉碼非編制作系統對素材的要求很高，對源文件兼容的格式也不多。前面的提到素材匯聚轉碼，完全可以解決素材內容對非編系統兼容的問題。對比發現有些素材用轉碼中心轉碼后，再導入到非編系統，比直接用非編導入要快，圖像質量好。

經調查，其實是非編系統不直接支持該文件格式，而是后臺用第三方軟件轉碼一次后再導入到非編系統，才導致的速度慢。另外，一個電視臺可能會有2-3 套非編系統，但是不同非編系統之間的文件格式也是不兼容的，轉碼中心可以有效地解決各個非編系統文件共享問題。

1. 播出格式轉碼播出系統文件格式也有要求，在文件格式不兼容的情況下，必須轉碼成播出系統可識別的文件，才能確保安全優質播出。

2. 新媒體點播轉碼新媒體內容格式較多的有：有線和IPTV 的VOD 的ts 文件格式，網絡電視臺的MP4 和FLV 格式，以及手機平臺用的切片的HLS 文件格式。轉碼中心有API 接口可以輕易地集成到媒資系統，可以實現新媒體內容格式的轉碼。

三、直播編碼產品直播編碼產品主要用于電視臺節目的直播和推流，演播室的編碼傳輸和推流，以及直播車的推流。因為頻道數量少，只用到了低端的兩款編碼器Arcvideo-Live-1300 和Arcvideo-Live-1000。這兩款編碼器，除了性能和輸入輸出接口不一樣外，軟件功能完全相同，均可適應傳統廣電和融媒體的編碼需求。包含有編解碼和協議轉換的能力。支持HD-SDI 和IP 信號輸入，同時支持IP 和HD-SDI 信號輸出，對于基帶信號的SDI 和HDMI 輸入，可以編碼后成文件和IP輸出。

1. 對IP 信號的輸入，可以用作解碼器解碼成SDI 輸出，用于直播信號的傳輸。廣電傳統的專業解碼器， IP 輸入僅僅支持局域網或專線傳輸的TS over IP 信號，這款編碼器除此之外還可以支持眾多的基于互聯網傳輸協議的信號，如RTMP，HLS，RTSP，HTTP TS，SRT 協議等。借助互聯網降低了視頻傳輸的成本，隨時可以把直播內容直接引入到電視節目中，提高了節目的時效性和豐富度。

2. 也可以用作收錄服務器。在節目直播的時候，可以實時錄制成文件，文件存儲格式有MP4，TS，FLV 等。

3. 還可以轉碼或者轉協議輸出IP 信號，做視頻切換服務器。把直播節目進行監控和調度處理。互聯網傳輸來的信號，轉換成廣電TS 格式到信號監控設備進行監控，同時通過延時處理，把信號轉換協議傳輸到各融媒體直播平臺。如SRT 協議傳輸回來的直播信號，監控和轉換成HLS 到手機直播平臺。

設備可以對信源具有主備切換和墊播的功能，更好地保證直播的安全。IP 信號輸出可以支持多協議（有線組播協議，IPTV 單播協議，網絡電視RTMP 協議，手機電視HLS 協議等）、多格式和多地址同時分發，滿足多元傳播需求。

四、當虹作為一家專業編碼器公司其產品具有以下三大特色

對于一個縣級電視臺，當虹科技的一臺直播設備，能夠做到對信號便捷的控制和調度，極其簡化了電視臺對直播節目的播控。

1. 圖像質量優越現今新媒體直播大多是手機用戶，為了使他們能在4G的環境下流暢地欣賞直播節目，我們把直播碼流設置到800Kbps，發現當虹編碼器推出的圖像質量，遠高于一般廠商推流盒子推出的圖像質量，然后將推流盒子推送碼率提高到2.2Mbps 后，兩者之間的圖像質量才相當。也就是說，當虹編碼器的編碼效率約是其它推流盒子的3 倍。相比之下當虹編碼器能給用戶帶來更好的圖像質量，更滿意的收視效果。

2.SRT 協議當虹編碼器具有SRT 協議功能。SRT 協議是加拿大視頻編碼和傳輸的公司Haivision開發的一個低延時視頻傳輸協議，已經開源給其它廠家使用。SRT 協議是目前視頻傳輸里可靠性最高的協議。根據網絡延時，調整傳輸的緩沖大小，可以保證視頻在互聯網絡可靠傳輸。當虹科技是國內為數不多的集成了SRT 功能的廠家。利用互聯網可以讓廣電擺脫傳統的對衛星、光纖和專線等的依賴，實現低成本傳輸視頻。可以提高內容播報的實時性，讓直播變得多樣化，平民化，輕量化。

3.NDI 協議NDI（Network Device Interface）即網絡設備接口，是由美國NewTek 公司開發的版權免費的標準，該設備支持NDI協議可使兼容的視頻產品以高質量、低延遲、精確到幀的方式通訊、傳輸和接收廣播級質量的視頻，非常適合在現場直播制作環境中進行切換。

五、結論

本臺高清化改造項目完成將近一年時間，以當虹編轉碼器為核心的編轉碼和直播推流系統運行狀態良好，大大簡化系統架構，提高編播效率，值得推廣應用。同時感謝當虹工程師對本文的指導，亦想通過此文為同行提供些許參考。

參考文獻：

[1] 壽曉霽， 張科峰. 輕量化視頻直播系統在廣播融媒體直播間的搭建及應用[J]. 廣播與電視技術，2019，46（06）：66-69.

[2] 李鑫， 周銘熙. 融媒體時期的云轉碼平臺建設[J]. 廣播電視信息，2019（03）：29-31.

[3] 莫鑫， 胡強. 全臺網之彈性業務模式[J]. 現代電視技術，2019（02）：114-117.

[4] 黎展鵬. 廣播電視中實時轉碼技術的應用[J]. 科技傳播，2018，10（16）：90-91.