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新媒体编码技术方案

  本方案在编码设计、冗余保护、运营管理等环节进行了针对性设计,可满足用户在视频质量、稳定运行、可管理等多方面的需求。

  1.系统结构设计
 
        如上图,依据输入流数、冗余保护原则,可配置多台编码器设备、1 台N+M 控制器设
备,1 台导播控制器设备、1 台存储设备、2 台以太网交换机设备。分别说明如下:

 编码器设备:    
    配置了多台编码器设备,基本功能为:
  • 可接收ASI、SDI、IP、模拟信号等多种输入方式,同时编码为H.264-TS、
    H.264-FLV、H.264-3GP 视频流。
  • 可通过IP 方式输出到流媒体平台或CDN 分发平台,用户可通过IP 机顶盒观
    看H.264-TS 视频流;通过PC 电脑观看H.264-FLV 视频流;通过3G 手机观看
    H.264-3GP 视频流。
  • 可根据需要部署M 台备份设备,当一台或多台设备出现故障时,N+M 控制器
    会自动启用该备份设备接管出故障设备的工作。

 N+M控制器设备:
  用于对多个编码器设备的统一管理和控制,实现自动的N+M 冗余保护切换,并提
供系统故障报告,可最大程度的保证系统的可用性及可靠性。

 导播控制器设备:
  业务人员可通过导播控制器监控直播流的视频,并发出直播流实时编辑和管理的各
种指令,管理软件接收到用户的操作指令后,实时与编码设备以及直播流切换服务进行
交互,实现对直播流的编辑和管理,包括:广告流切换、字幕的操作、台标的动态叠加、
视频流收录等功能。

 存储设备:
  用于存储收录的多路视频内容文件。

 以太网交换机设备:
  配置了2 台以太网交换机设备,用于连接N+M 控制器设备和各编码器设备;2 台
以太网交换机形成一主一备双控制网络,避免由于IP 网络本身出现故障导致管理控制
命令无法传送。

  2.关键业务功能方案

   2.1  编码方案设计

 灵活配置多种输入方式
    IP流输入
  • MPEG2 SPTS over UDP
  • H.264 SPTS over UDP
  • WMV-MMS
  • MPEG2 MPTS over UDP
    ASI输入
  • MPEG2 MPTS over ASI
  • ASI 接口参数:
    • 符合EN50083-9 标准。
    • 支持214Mbit/s 的传输码流速率。
    • 支持不同速率的标准未加密复合的MPEG-TS 流输入和输出。
    • 支持多路节目的复合MPEG2-TS 流输入。
    数字信号输入
  • SDI
  • 光纤SDI
  • SDI 接口参数:
    • 符合SMPTE 259M 标准
    • 支持270Mbit/s 的传输码流速率
    • 采用10 位比特率
    • 支持SDI 内嵌音频数据输入
    • 支持标准的未加密未压缩的数字信号输入
    模拟信号输入
  • 模拟复合(NTSC / PAL)信号输入
  • 支持分辨率: Full D1 / VGA / CIF

 采用H.264编码标准
  H.264 编码标准是由国际电联(ITU-T)和国际标准化组织(ISO)联合制定的数字视频编码标准。与目前广泛使用的MPEG-2 编码算法相比,在同等质量下可节约60%的传输带宽和存储空间,与MPEG-4 编码算法相比,亦可节约30%以上。在同等码率下,H.264 编码拥有最好的视频质量。

 将高性能计算技术和编码优化技术相互融合
  高性能编码
  采用并行协同计算技术,可动态分配计算资源能力与总线资源,有效提高了编码效率,
进而提高了编码质量。
  自适应图像搜索策略
  依据不同场景,自动选择不同的图像搜索算法集合,同时可依据编码效果修正算法集合,
在计算性能与图像质量间达到有效的平衡。

   2.2 冗余保护方案设计

  本方案采用N+M提供对多个编码器设备的统一管理和控制,实现自动的N+M 冗余保护切换,并提供系统故障报告,可最大程度的保证系统的可用性及可靠性。

  N+M保护
   N+M 保护,即为有N 台设备处于运行状态,M 台设备处于备份状态,当N 台设备中的
设备发生故障时,将自动监测到设备故障,并自动将M 台备份设备中的一台设备以同样的参数启动。

  双控制网络
   本方案中,采用IP 网络进行N+M 管理和控制;为避免用于控制的IP 网络本身出现故障,本方案配置了双控制网络:设备均通过一主一备两个IP 网络同时连接。在其中一个控制网络出现故障时,N+M 管理和控制命令仍然可以通过另外一个控制网络进行传送。

   2.3 三屏合一方案设计

 
    可实现同一输入源,实现高、中、低码流同时编码输出,通过三种不同终 端接收播放。
  • 高码流,适用于IPTV 用户使用,通过各种标准STB、VLC 播放 H.264-TS 视频流。
  • 中码流,适用于Internet TV 用户使用,用户无须安装任何专用播放器插件,即可通过浏览器访问H.264-FLV 视频流。
  • 低码流,适用于Mobile TV 用户使用,通过QuickTime Player 播放器、3G Mobile 可观看H.264-RTP 视频流。

   2.4 导播控制方案设计

 实时字幕的插入
  在视频直播频道实时插入字幕,可在视频图像下方播出实时文字信息。

 频道台标设置

  • 为直播频道设置台标,可设置台标的显示位置
  • 台标大小根据提供的台标图片大小,自动匹配
  • 支持台标图片的透明色设定
  • 支持台标叠加的透明度设定
  • 支持手动操作: 显示台标、隐藏台标
  • 支持周期性显示台标

 广告实时插入
  • 可在直播开始前,确认直播编码参数后,可将广告视频文件预上载至编码器设 备。编码器设备将自动分析广告视频文件,并重新转码,生成直播时可实时插 入的广告文件。
  • 直播过程中,业务人员可根据视频的预览情况,实时从直播流切换至指定的一 个或一组广告视频文件。
  • 广告视频文件播放完毕后,可自动切回直播流。
  • 任意时刻可手工强制切回直播流。
  • 广告视频文件支持: FLV、MPEG2-TS、H.264-TS
 直播收录
  • 利用Web 界面可对多路直播信号远程集中管理录制计划。
  • 能设定录制周期,在指定周期内定时自动开始录制,存储文件为规范文件名;
  • 一路视频信号,能设定高、低码率和不同时段的定时任务;
  • 每个任务能自动按时段存储为多个输出文件;
  • 定时分段录制,在录制过程中自动按时间切分文件,切分文件时,能设定上下
    两个片段之间交叠的视频数据的秒数;
  • 设定定时录制任务的输出文件的名称、位置,自动生成的片段在文件名称上添
    加后缀;
  • 根据流格式自适应匹配相应的存储文件格式,支持: FLV、MP4、TS 等文件
    的存储。