?一種適用于農(nóng)產(chǎn)品移動電商的流媒體服務(wù)研究與實現(xiàn)

摘 要：分析了當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)，特別是移動電子商務(wù)中農(nóng)產(chǎn)品展示中存在的問題，通過研究流媒體特性，運用信息化手段，搭建流媒體服務(wù)，構(gòu)建流媒體中間件，完成對流媒體信息的壓解碼，進(jìn)而創(chuàng)建一種適用移動電子商務(wù)且可實時發(fā)布的流媒體信息展示方法。

關(guān)鍵詞：流媒體;移動電商;農(nóng)產(chǎn)品展示;視頻圖像化

中圖分類號：TP317.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）11-0101-04

Research and Realization of Stream Media Service for Mobile Commerce of

Agricultural Products

ZHOU Chao，XIANG Xu-you，HE Yi，LI Liang

（Hunan" Institute of Agricultural Information and Engineering， Changsha 410125， PRC）

Abstract： This paper aims to analyze the current e-commerce of agricultural products， particularly the problems of information publishing on agricultural products in mobile commerce. After studying the characteristics of stream media， information technology is used to build stream media service framework and middleware， and to complete the compression and decoding of stream media information; further， a method of presentation for stream media information suitable for mobile commerce and real-time publishing is created.

Key words： stream media; mobile commerce; display of agricultural products; video graphing

電子商務(wù)的發(fā)展，創(chuàng)造了新的消費需求，引發(fā)了新的投資熱潮，開辟了就業(yè)增收新渠道，為“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”提供了新空間。農(nóng)產(chǎn)品因其自身的特性，雖然比其他產(chǎn)業(yè)電子商務(wù)的發(fā)展困難得多，但依然發(fā)展迅猛，目前已成為第四大類網(wǎng)上熱銷產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計，在全國3.1萬家涉農(nóng)網(wǎng)站中，專門從事農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)的網(wǎng)站就超過了3 000家。湖南也涌現(xiàn)出一批有一定影響力和規(guī)模的電商企業(yè)，如“中國惠農(nóng)網(wǎng)”“網(wǎng)上供銷社”“陶野網(wǎng)”等。

農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)行業(yè)逐漸呈現(xiàn)出規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化、多功能、全渠道、體系化、國際化、智能化、區(qū)域化、社區(qū)化、法制化的發(fā)展趨勢。特別是隨著智能手機、移動終端的發(fā)展以及移動網(wǎng)絡(luò)的提速，移動電子商務(wù)因其方便的特性受到了越來越多人的青睞。傳統(tǒng)電商中對產(chǎn)品的展示主要以靜態(tài)的文本和圖片以及動態(tài)的圖像和聲音為主。但隨著消費者對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全意識的提高，這種傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品展示方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)下農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)的需求。于是研究一種適合農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)特點的商品展示方法成為了農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)領(lǐng)域一項重要的工作。

流媒體（Streaming Media）是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet播放的媒體格式，因其豐富的表現(xiàn)方法為電子商務(wù)中農(nóng)產(chǎn)品的展示提供了一種合適的解決方案。因此，研究流媒體技術(shù)，創(chuàng)建一種適用于農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)的流媒體信息實時展示、發(fā)布方法，對農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)平臺的構(gòu)建有著極其重要的作用。

1 流媒體技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)架

流媒體是一種新興的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，它是指用戶通過互聯(lián)網(wǎng)邊下載邊播放多媒體數(shù)據(jù)的一種工作方式。流媒體技術(shù)的主要特點是以“流”（Streaming）的形式在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)的實時、連續(xù)傳播，客戶端不需要花費很長時間將整個多媒體文件下載到本地后才能播放，而只需將起始幾秒的數(shù)據(jù)先下載到本地緩沖區(qū)就可以播放。同時，剩余數(shù)據(jù)仍持續(xù)不斷地從服務(wù)器遞送到客戶端，從而維持播放的連續(xù)性[1-2]。

該研究的目的是創(chuàng)建一套流媒體信息服務(wù)方法以實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品移動電子商務(wù)應(yīng)用中產(chǎn)品狀態(tài)以及產(chǎn)地情況的實時展現(xiàn)，其主要研究對象為視頻信息，因此該研究設(shè)計的總體構(gòu)架包括流媒體服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、流媒體設(shè)備3部分，如圖1所示。流媒體服務(wù)器是流媒體應(yīng)用的核心系統(tǒng)，是運營商向用戶提供視頻服務(wù)的關(guān)鍵平臺，其主要功能是對流媒體內(nèi)容進(jìn)行采集、緩存、調(diào)度和傳輸播放，同時負(fù)責(zé)與流媒體設(shè)備進(jìn)行對接，并對流媒體內(nèi)容進(jìn)行壓解碼處理，使其符合農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)信息展示需求。流媒體設(shè)備作為流媒體信息的提供者，將實時流媒體信息傳送至流媒體服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器作為應(yīng)用提供方，負(fù)責(zé)處理外部流媒體應(yīng)用請求，并對請求發(fā)出響應(yīng)。

2 應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品移動電商的流媒體技術(shù)的設(shè)計要求和研究方法

流媒體應(yīng)用系統(tǒng)的主要性能體現(xiàn)取決于媒體服務(wù)器的性能和服務(wù)質(zhì)量。因此，研究適應(yīng)移動電子商務(wù)應(yīng)用的流媒體服務(wù)器是核心內(nèi)容，其中壓解碼中間件的設(shè)計與實現(xiàn)是重中之重[3-5]。

2.1 設(shè)計要求

研究中所提及的媒體服務(wù)器既與傳統(tǒng)視頻點播流媒體服務(wù)器在功能上有相同之處，又因其應(yīng)用主體是面向移動電子商務(wù)而有著其特殊之處。為了保證該設(shè)計完成后能實際應(yīng)用，設(shè)計時既要考慮到產(chǎn)品實時狀態(tài)的展現(xiàn)需求，又要兼顧用戶在使用過程中智能終端的性能以及網(wǎng)絡(luò)帶寬使用費等問題，其具體設(shè)計要求如下：（1）該研究對象主要為視頻信息，其目標(biāo)是實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息的在線實時直播功能;（2）流媒體設(shè)備與流媒體服務(wù)器之間在排除供電及網(wǎng)絡(luò)故障的前提下必須保持穩(wěn)定、高效的連接，以確保流媒體信息的實時性;（3）流媒體服務(wù)器在壓縮信息的過程中要保持其完整性和連續(xù)性，同時要保證其清晰度;（4）流媒體服務(wù)器在解碼發(fā)布流媒體信息時，需要考慮到應(yīng)用終端的硬件處理能力，特別是應(yīng)用終端在處理多路流媒體信息時受到的自身硬件、操作系統(tǒng)等性能的限制;（5）為了保證該設(shè)計完成后能在移動終端上實現(xiàn)，需要考慮移動應(yīng)用終端的軟硬件兼容性問題，同時兼顧接收流媒體信息時所產(chǎn)生的移動網(wǎng)絡(luò)費用問題，在保證其應(yīng)用效果的前提下盡量減少其網(wǎng)絡(luò)使用費。

2.2 研究方法

2.2.1 流媒體編碼技術(shù)研究與分析 通過對MPEG-4、H.264這2類當(dāng)前使用的主流編碼標(biāo)準(zhǔn)的研究與分析，發(fā)現(xiàn)：MPEG-4的兼容性好，壓縮比高，數(shù)據(jù)損失小[6-8]，單個畫面清晰度較H.264高;而H.264的編碼效率高，業(yè)務(wù)適用性廣，動作連貫性清晰度較MPEG-4有優(yōu)勢。

2.2.2 流媒體服務(wù)框架研究與分析 為了滿足流媒體服務(wù)器設(shè)計要求，前期對當(dāng)前主流媒體服務(wù)器如FMS、Red5、live555等進(jìn)行了研究與分析。結(jié)果表明，F(xiàn)MS（Flash mediaserver）是專業(yè)廠商產(chǎn)品，具備性能優(yōu)良、穩(wěn)定、多平臺支持等優(yōu)點，但需要借助flashplayer實現(xiàn)P2P通信，移動終端支持性欠佳;Red5完全開源，提供了一個功能強大的視頻流和多用戶的解決方案，比較適合一些小型網(wǎng)站使用，但其性能較差，穩(wěn)定性不夠;live555框架支持RTSP即拿即用，源碼架構(gòu)設(shè)計簡潔易于擴(kuò)展，本身容量級的框架也十分適合在其基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，但沒有提供服務(wù)質(zhì)量（Qos）管理功能。

綜上所述，研究確定用H.264進(jìn)行編碼，采用RTSP、RTP傳輸協(xié)議及l(fā)ive555框架實現(xiàn)流媒體服務(wù)。

3 應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品移動電商的流媒體技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 整體設(shè)計

研究所述流媒體服務(wù)（以下簡稱i-server）為直播型流媒體服務(wù)，因其功能的特殊性，它需要支持基于分組圖像的視頻播放。為滿足這個需求，其總體設(shè)計如圖2所示。其中，頻道發(fā)布用于發(fā)布當(dāng)前i-server支持的視頻源信息;視頻采集用于從視頻源獲取視頻流數(shù)據(jù);視頻轉(zhuǎn)圖像用于解碼視頻流數(shù)據(jù);分組圖像服務(wù)管理接入的移動終端，并監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)Qos;分組圖像播放器用于支持移動終端分組圖像播放。

圖2 i-server的結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.2 關(guān)健技術(shù)實現(xiàn)方法

研究所需構(gòu)建的流媒體服務(wù)以live555為框架，在其基礎(chǔ)上著重解決移動終端多畫面顯示、低帶寬支持問題，所采取的實現(xiàn)方式為視頻流圖像化以及圖像的分組服務(wù)，為此這2項技術(shù)的研究與實現(xiàn)是該研究的重中之重。

3.2.1 視頻流圖像化 以H.264編碼視頻為例來闡述視頻流轉(zhuǎn)換成圖像序列的方法，具體實現(xiàn)步驟如下：（1）從視頻流數(shù)據(jù)解抽出單位時間（缺省為1秒）內(nèi)的所有NAL，生成相應(yīng)的AVPacket結(jié)構(gòu);（2）對AVPacket結(jié)構(gòu)進(jìn)行解碼，得到AVFrame結(jié)構(gòu)體;（3）對AVFrame進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成所需大小和類型圖像的新AVFrame結(jié)構(gòu)體;（4）從新AVFrame中抽出圖像數(shù)據(jù)，生成VFIS結(jié)構(gòu)體;（5）將VFIS封裝成CVFIS結(jié)構(gòu)（CVFIS是所述分組圖像的一種表達(dá)形式）。

其中，AVPacket、AVFrame由ffmpeg定義，VFIS

和CVFIS結(jié)構(gòu)如下所述：

分組圖像生成后，會立即通過子系統(tǒng)之間的高速傳輸通道傳輸給“分組圖像服務(wù)”子系統(tǒng)。

3.2.2 分組圖像服務(wù) “分組圖像服務(wù)”子系統(tǒng)提供分組圖像訪問服務(wù)，移動終端通過與服務(wù)器建立tcp/ip連接獲取分組圖像。分組圖像服務(wù)涉及多個方面，這里僅對分組圖像管理、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力評估和網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸3個部分進(jìn)行簡要說明。

（1）分組圖像管理。

“分組圖像服務(wù)”子系統(tǒng)獲得分組圖像CVFIS后，基于F18_table轉(zhuǎn)換表轉(zhuǎn)換成分組大小為18的標(biāo)準(zhǔn)分組，F(xiàn)18_table的實現(xiàn)如下所示：

將標(biāo)準(zhǔn)分組定義為18主要是為了方便處理CVFIS的合并和拆分操作。

標(biāo)準(zhǔn)化后的CVFIS被緩存到所屬頻道的緩存池中，新的CVFIS總是被加入到池中，“過期”的CVFIS會被自動從池中刪除。運行時，一個CVFIS可能被多個線程引用，通過引用數(shù)說明引用它的線程個數(shù)，只有當(dāng)CVFIS的引用數(shù)為0時才允許從池中刪除。

（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸能力評估

“分組圖像服務(wù)”子系統(tǒng)在管理移動終端訪問鏈路時，將服務(wù)器與終端間的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力簡單地分為0到3四個等級，0級表示傳輸正常（無延時），1～3級分別表示存在不同程度的延時。

在當(dāng)前實現(xiàn)中，采用的是不依賴其他系統(tǒng)和設(shè)備的方法，通過移動終端返回的延時值設(shè)置鏈路的傳輸能力等級。延時值計算方法為d =[（a-b） / b]* 100;式中，a為終端取分組圖像時長，b是分組圖像單位時長，d為延時率;當(dāng)a小于b時，d為0。

（3）網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸

網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸就是基于網(wǎng)絡(luò)傳輸能力動態(tài)調(diào)整發(fā)送移動終端分組圖像的組大小和圖像質(zhì)量。一種可能的調(diào)整方案如下：當(dāng)傳輸能力為0時，發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)CVFIS，分組大小為18;當(dāng)傳輸能力為1時，將標(biāo)準(zhǔn)CVFIS轉(zhuǎn)換成大小為12后發(fā)送;當(dāng)傳輸能力為2時，將標(biāo)準(zhǔn)CVFIS轉(zhuǎn)換成大小為6后發(fā)送;當(dāng)傳輸能力為3時，將標(biāo)準(zhǔn)CVFIS轉(zhuǎn)換成大小為6，且降低圖像質(zhì)量（如提高JPG圖像的壓縮率）后發(fā)送。

4 小 結(jié)

研究圍繞“搭建符合農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)需求的流媒體服務(wù)”這一目標(biāo)開展技術(shù)攻關(guān)和軟硬件研發(fā)，其重點在于流媒體服務(wù)中視頻流圖像化及圖像的分組服務(wù)2項關(guān)鍵技術(shù)的研究。其中，視頻流圖像化技術(shù)是一種將視頻流轉(zhuǎn)換成圖像序列的方法，用于從視頻源獲取視頻流數(shù)據(jù)，并對視頻流數(shù)據(jù)按預(yù)定的時長進(jìn)行切片，生成視頻報文（AVPacket）。解碼AVPacket生成AVFrame（視頻幀圖像），進(jìn)而將AVFrame組裝成分組圖像VFIS（視頻幀圖像序列文件），并最終封裝成CVFIS結(jié)構(gòu)。分組圖像服務(wù)技術(shù)實現(xiàn)了分組圖像管理、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力評估、網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)傳輸?shù)裙δ堋＿\用該技術(shù)可管理接入的移動終端，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)Qos，并根據(jù)移動終端應(yīng)用特征和網(wǎng)絡(luò)Qos，在CVFIS傳輸給移動終端前動態(tài)調(diào)整圖像分組參數(shù)（組中圖像個數(shù)、圖像品質(zhì)）。基于以上研究，在live555流媒體服務(wù)器框架上構(gòu)建了適用于移動電子商務(wù)需求的流媒體服務(wù)器原型，解決了移動終端因自身硬件和操作系統(tǒng)原因造成的流媒體多畫面顯示問題，并降低了其對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，一定程度上減少了應(yīng)用所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)資費。

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（責(zé)任編輯：成 平）