基于3G網(wǎng)絡(luò)的節(jié)目審片系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言當(dāng)今信息社會中，人們對信息的數(shù)量、質(zhì)量、速率以及環(huán)境等要求的不斷提高，隨著三網(wǎng)融合的進(jìn)程不斷加快，手機(jī)電視，IPTV等與廣電網(wǎng)內(nèi)容相關(guān)的流媒體應(yīng)用將會有更大的發(fā)展與市場空間。3G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為三網(wǎng)的融合提供了新的實(shí)現(xiàn)方式。與傳統(tǒng)2G相比，3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋更寬廣，數(shù)據(jù)傳輸速度更快，內(nèi)容應(yīng)用更加豐富，通過3G網(wǎng)絡(luò)在手機(jī)等終端上進(jìn)行電視節(jié)目審片，成為三網(wǎng)業(yè)務(wù)融合的一個(gè)新應(yīng)用。然而目前，通過3G網(wǎng)絡(luò)開展視頻傳輸與節(jié)目審片，尚存在以下難點(diǎn)：1.視音頻編碼格式的轉(zhuǎn)換：目前廣泛應(yīng)用于電視節(jié)目制作的標(biāo)清視頻編碼格式多為MPEG2-I或DVCPRO，分辨率為720X576，碼率為25M/bps或50M/bps，這樣的尺寸和碼率無法通過3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。即使能夠傳輸，在較弱處理能力的移動設(shè)備上也無法流暢觀看。如何針對3G網(wǎng)絡(luò)以及移動設(shè)備，高效實(shí)時(shí)的將傳統(tǒng)的高碼率電視節(jié)目向壓縮效率更高的H.264編碼格式的轉(zhuǎn)換需要重點(diǎn)研究。2.視頻無線傳輸質(zhì)量問題：3G網(wǎng)絡(luò)雖然提供了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但與其他無線網(wǎng)絡(luò)一樣，但仍存在帶寬有限，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定等問題，同時(shí)壓縮視頻對于傳輸中的丟包非常敏感。因此，如何高質(zhì)量地進(jìn)行視頻的無線傳輸，是目前無線通信面臨挑戰(zhàn)性的問題，單單使用信道糾錯(cuò)編碼方式根本無法保證無線視頻數(shù)據(jù)的QoS，需要從視頻傳輸層和圖像內(nèi)容編碼層來加以考慮，以保障視頻穩(wěn)定的傳輸與流暢的觀看。3.多用戶并發(fā)訪問問題：手機(jī)電視等多媒體應(yīng)用不是針對單一用戶，而是3G用戶這一群體，3G無線網(wǎng)絡(luò)對多路并發(fā)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的多用戶視頻傳輸方式如組播，多播等，但由于自身局限，無法應(yīng)用于3G網(wǎng)絡(luò)。因此必須探討適于3G網(wǎng)絡(luò)的多路并發(fā)與傳輸方式，以滿足用戶的訪問和觀看電視的需求。針對以上問題，我們設(shè)計(jì)并完成了一整套基于3G網(wǎng)絡(luò)的電視節(jié)目審片系統(tǒng)，對于視頻轉(zhuǎn)碼與視頻傳輸控制過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，并提出了適于3G網(wǎng)絡(luò)的視頻轉(zhuǎn)方案與傳輸方案。同時(shí)為滿足多個(gè)用戶同時(shí)觀看視頻的需求，設(shè)計(jì)了多路并發(fā)流媒體服務(wù)器，以保障新聞節(jié)目觀看的穩(wěn)定性與流程。目前該系統(tǒng)已進(jìn)入使用階段。一.系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)工作流程：當(dāng)有3G節(jié)目審片需求時(shí)，在制作網(wǎng)編輯軟件中將成片合成后發(fā)送到3G審片平臺；審片系統(tǒng)完成節(jié)目編碼格式的轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換后的節(jié)目存放到審片系統(tǒng)的中心存儲；移動終端的用戶通過審片軟件，在目錄服務(wù)器上查詢待審節(jié)目列表，并觀看待審節(jié)目，最后在軟件中將審片意見通過3G網(wǎng)絡(luò)返回到制作網(wǎng)系統(tǒng)?？紤]到審片流程的復(fù)雜性，采用多服務(wù)器的方式，以便進(jìn)行管理，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。整個(gè)系統(tǒng)包括目錄服務(wù)器、流媒體服務(wù)器和視頻轉(zhuǎn)碼服務(wù)器以及移動終端。系統(tǒng)框架如圖1所示。具體過程如下：視頻轉(zhuǎn)碼工作由轉(zhuǎn)碼服務(wù)器完成。轉(zhuǎn)碼服務(wù)器與制作網(wǎng)相連接，將節(jié)目合成的成片從MPEG2-I或DVCPRO編碼的素材轉(zhuǎn)碼為適合3G網(wǎng)絡(luò)傳輸，且適合移動終端觀看的H.264格式的視頻節(jié)目。當(dāng)制作網(wǎng)有新的待審節(jié)目通知時(shí)，從制作網(wǎng)傳輸原始節(jié)目到本地緩沖，并對節(jié)目進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼，轉(zhuǎn)碼完成后將文件遷移至審片中心存儲，并通知目錄服務(wù)器有新審片任務(wù)。目錄服務(wù)器主要負(fù)責(zé)web方式的電視節(jié)目管理，節(jié)目審片與觀看訪問權(quán)限的驗(yàn)證，填寫審片規(guī)則表單，提交審片任務(wù)業(yè)務(wù)，同時(shí)進(jìn)行審片結(jié)果查詢。流媒體服務(wù)器設(shè)計(jì)為多路并發(fā)服務(wù)器，完成多用戶訪問模式下的視頻發(fā)布，為無線移動審片與觀看提供穩(wěn)定，可靠的視頻傳輸。移動終端包括3G手機(jī)，3G上網(wǎng)筆記本等。審片時(shí)用戶通過移動終端上的審片軟件以Web方式登錄目錄服務(wù)器，通過驗(yàn)證后，目錄服務(wù)器通過查詢審片中心存儲，返回待審片節(jié)目列表，用戶選擇節(jié)目后由流媒體服務(wù)器進(jìn)行視頻傳輸，審片完成后用戶填寫審片意見并傳輸至目錄服務(wù)器，目錄服務(wù)器進(jìn)入下一次處理和操作流程。二.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（1）視頻轉(zhuǎn)碼服務(wù)器設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)碼服務(wù)器主要目的在于降低原有節(jié)目的碼率，以便能夠在3G網(wǎng)絡(luò)上穩(wěn)定的傳輸。同時(shí)考慮到手持終端顯示分辨率較低，處理能力弱，因此轉(zhuǎn)碼過程中，同時(shí)需要對電視節(jié)進(jìn)行空間采用和時(shí)間采樣。目前基于H.264的視頻轉(zhuǎn)碼算法多樣，但常用的主要分為兩種：像素域轉(zhuǎn)碼（PDT）和變換域轉(zhuǎn)碼（DDT）。PDT是先完全解碼，在像素域進(jìn)行空間或時(shí)間的重采樣，再重新編碼。由于二次編碼時(shí)對運(yùn)動矢量和編碼模式都進(jìn)行了重新計(jì)算，因此輸出圖像質(zhì)量高，實(shí)現(xiàn)

表1轉(zhuǎn)碼效率表2傳輸延時(shí)測試從測試結(jié)果可以看出，系統(tǒng)轉(zhuǎn)碼效率較高，網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)較低。能夠滿足審片需求。手機(jī)和移動終端上安裝相應(yīng)的審片軟件，完成3G審片工作。系統(tǒng)演示如圖5，圖6所示：本文提出的基于3G的新聞審片系統(tǒng)發(fā)布系統(tǒng)，已經(jīng)成功應(yīng)用我臺教科頻道節(jié)目審片系統(tǒng)中，工作于WCDMA網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，工作人員可以通過3G手機(jī)進(jìn)行無線審片，并在審片結(jié)束后提交審片意見。編輯根據(jù)審片意見對節(jié)目進(jìn)行下一步處理和操作，同時(shí)其它用戶可以通過手機(jī)在線觀看新聞節(jié)目。本系統(tǒng)目前運(yùn)行良好，客戶端進(jìn)行審片時(shí)的視頻圖像和字幕清晰、流暢，使用效果良好。

四.結(jié)論本文論述的南京廣播電視集團(tuán)3G節(jié)目審片與發(fā)布系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：（1）針對3G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)碼平臺，將傳統(tǒng)新聞視頻格式轉(zhuǎn)碼為H.264格式，在保證圖像質(zhì)量的前提下，大大節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬，適合3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。（2）多路并發(fā)流媒體服務(wù)器解決了3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下多用戶同時(shí)訪問、觀看視頻節(jié)目的問題，同時(shí)對視頻傳輸Q