視頻編轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)應(yīng)用淺析

王浩

摘 要：為順應(yīng)媒體融合的歷史發(fā)展潮流，肥東縣融媒體中心建成一套視頻編轉(zhuǎn)碼中心。此系統(tǒng)能解決電視臺(tái)內(nèi)部所有文件的轉(zhuǎn)碼和直播推流問題，滿足不同的終端處理能力和不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)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(tǒng)拓?fù)?、設(shè)備選型及實(shí)際應(yīng)用等情況。

關(guān)鍵詞：視頻轉(zhuǎn)碼;直播推流;媒體融合

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，媒體融合進(jìn)程的不斷加快，素材來源渠道和視頻播出平臺(tái)的逐漸增加。能夠?qū)崟r(shí)轉(zhuǎn)換任意格式的視頻是未來融媒體市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，視頻轉(zhuǎn)碼技術(shù)必將得到更加廣泛的應(yīng)用。杭州當(dāng)虹科技股份有限公司，是專業(yè)提供視頻產(chǎn)品及相關(guān)服務(wù)的科技公司，其編碼和轉(zhuǎn)碼產(chǎn)品依據(jù)性能的高低，應(yīng)用于各級(jí)廣播電視臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)公司等。

肥東縣融媒體中心作為一個(gè)縣級(jí)臺(tái)，根據(jù)自身資金水平，切合實(shí)際功能需求，采購(gòu)了當(dāng)虹科技的一些相對(duì)低價(jià)的編碼轉(zhuǎn)碼產(chǎn)品，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)充分發(fā)揮產(chǎn)品的功能特性，下面介紹一下我們對(duì)該產(chǎn)品的應(yīng)用和體會(huì)。

文件轉(zhuǎn)碼產(chǎn)品

我們用兩臺(tái)文件轉(zhuǎn)碼產(chǎn)品Arcvideo Core 3302 為核心搭建了臺(tái)里的轉(zhuǎn)碼中心，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下：

由兩臺(tái)轉(zhuǎn)碼器硬件設(shè)備加上轉(zhuǎn)碼設(shè)備的集成管理軟件，形成了一個(gè)全自動(dòng)化轉(zhuǎn)碼中心。單臺(tái)設(shè)備可以達(dá)到8 倍速的轉(zhuǎn)碼能力，兩臺(tái)設(shè)備組合同時(shí)工作時(shí)，可以達(dá)到15 倍速的轉(zhuǎn)碼速度。當(dāng)其中一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，集成管理軟件可以將其任務(wù)轉(zhuǎn)換到另一臺(tái)，轉(zhuǎn)碼效率雖有所下降，但是轉(zhuǎn)碼任務(wù)不會(huì)丟失。這樣可保證轉(zhuǎn)碼任務(wù)的正常工作，避免單點(diǎn)故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定度。15 倍速的轉(zhuǎn)碼速度，就是說15 小時(shí)的視頻內(nèi)容，轉(zhuǎn)碼中心可以在1 個(gè)小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)碼完成。這樣的轉(zhuǎn)碼速度，極大地提高了內(nèi)容收集和生產(chǎn)的效率。轉(zhuǎn)碼中心部署在電視臺(tái)私有云里，與其它設(shè)備通過局域網(wǎng)連接，24 小時(shí)不間斷提供轉(zhuǎn)碼服務(wù)。根據(jù)不同部門要求，最少可以提供以下四類轉(zhuǎn)碼服務(wù)：

一、素材匯聚轉(zhuǎn)碼

電視臺(tái)制作內(nèi)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(tǒng)一格式的素材。但是隨著融媒體和視頻技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)容的素材來源越來越廣，電視臺(tái)內(nèi)播出和新媒體發(fā)布的很多精彩素材，會(huì)來自互聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、手機(jī)拍攝、監(jiān)控設(shè)備、PGC 以及UGC 等，電視臺(tái)內(nèi)各系統(tǒng)對(duì)各種來源的內(nèi)容出現(xiàn)格式兼容性問題。此時(shí)則經(jīng)常需要技術(shù)人員從網(wǎng)上搜索軟件進(jìn)行素材的格式轉(zhuǎn)換，用得最多的應(yīng)該是格式工廠和Elecard 這兩個(gè)軟件了。在做格式轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)遇到以下幾個(gè)問題：

1. 轉(zhuǎn)碼的速度慢，由于使用的都是PC，性能不穩(wěn)定，再加上硬盤讀寫的影響，要花上素材幾倍的時(shí)間來轉(zhuǎn)碼，效率極低。

2. 不能確定素材真正適應(yīng)哪個(gè)軟件，轉(zhuǎn)碼中若出現(xiàn)錯(cuò)誤，就不得不換一個(gè)軟件再試試運(yùn)氣。

3. 轉(zhuǎn)碼后的圖像質(zhì)量得不到保障，不是專業(yè)軟件，不能有效進(jìn)行圖像編碼的優(yōu)化轉(zhuǎn)碼后素材圖像質(zhì)量亦達(dá)不到廣播級(jí)要求，導(dǎo)致非編制作系統(tǒng)編輯后質(zhì)量不能過關(guān)等。此轉(zhuǎn)碼設(shè)備支持多種輸入輸出文件格式，可以把素材放到統(tǒng)一的存儲(chǔ)庫(kù)，然后根據(jù)優(yōu)化后的轉(zhuǎn)碼參數(shù)模板，自動(dòng)快速地進(jìn)行高質(zhì)量格式轉(zhuǎn)碼，各部門可以按需索取。

二、非編格式轉(zhuǎn)碼非編制作系統(tǒng)對(duì)素材的要求很高，對(duì)源文件兼容的格式也不多。前面的提到素材匯聚轉(zhuǎn)碼，完全可以解決素材內(nèi)容對(duì)非編系統(tǒng)兼容的問題。對(duì)比發(fā)現(xiàn)有些素材用轉(zhuǎn)碼中心轉(zhuǎn)碼后，再導(dǎo)入到非編系統(tǒng)，比直接用非編導(dǎo)入要快，圖像質(zhì)量好。

經(jīng)調(diào)查，其實(shí)是非編系統(tǒng)不直接支持該文件格式，而是后臺(tái)用第三方軟件轉(zhuǎn)碼一次后再導(dǎo)入到非編系統(tǒng)，才導(dǎo)致的速度慢。另外，一個(gè)電視臺(tái)可能會(huì)有2-3 套非編系統(tǒng)，但是不同非編系統(tǒng)之間的文件格式也是不兼容的，轉(zhuǎn)碼中心可以有效地解決各個(gè)非編系統(tǒng)文件共享問題。

1. 播出格式轉(zhuǎn)碼播出系統(tǒng)文件格式也有要求，在文件格式不兼容的情況下，必須轉(zhuǎn)碼成播出系統(tǒng)可識(shí)別的文件，才能確保安全優(yōu)質(zhì)播出。

2. 新媒體點(diǎn)播轉(zhuǎn)碼新媒體內(nèi)容格式較多的有：有線和IPTV 的VOD 的ts 文件格式，網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)的MP4 和FLV 格式，以及手機(jī)平臺(tái)用的切片的HLS 文件格式。轉(zhuǎn)碼中心有API 接口可以輕易地集成到媒資系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)新媒體內(nèi)容格式的轉(zhuǎn)碼。

三、直播編碼產(chǎn)品直播編碼產(chǎn)品主要用于電視臺(tái)節(jié)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?yàn)轭l道數(shù)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(yīng)傳統(tǒng)廣電和融媒體的編碼需求。包含有編解碼和協(xié)議轉(zhuǎn)換的能力。支持HD-SDI 和IP 信號(hào)輸入，同時(shí)支持IP 和HD-SDI 信號(hào)輸出，對(duì)于基帶信號(hào)的SDI 和HDMI 輸入，可以編碼后成文件和IP輸出。

1. 對(duì)IP 信號(hào)的輸入，可以用作解碼器解碼成SDI 輸出，用于直播信號(hào)的傳輸。廣電傳統(tǒng)的專業(yè)解碼器， IP 輸入僅僅支持局域網(wǎng)或?qū)＞€傳輸?shù)腡S over IP 信號(hào)，這款編碼器除此之外還可以支持眾多的基于互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議的信號(hào)，如RTMP，HLS，RTSP，HTTP TS，SRT 協(xié)議等。借助互聯(lián)網(wǎng)降低了視頻傳輸?shù)某杀?，隨時(shí)可以把直播內(nèi)容直接引入到電視節(jié)目中，提高了節(jié)目的時(shí)效性和豐富度。

2. 也可以用作收錄服務(wù)器。在節(jié)目直播的時(shí)候，可以實(shí)時(shí)錄制成文件，文件存儲(chǔ)格式有MP4，TS，F(xiàn)LV 等。

3. 還可以轉(zhuǎn)碼或者轉(zhuǎn)協(xié)議輸出IP 信號(hào)，做視頻切換服務(wù)器。把直播節(jié)目進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)度處理?；ヂ?lián)網(wǎng)傳輸來的信號(hào)，轉(zhuǎn)換成廣電TS 格式到信號(hào)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)通過延時(shí)處理，把信號(hào)轉(zhuǎn)換協(xié)議傳輸?shù)礁魅诿襟w直播平臺(tái)。如SRT 協(xié)議傳輸回來的直播信號(hào)，監(jiān)控和轉(zhuǎn)換成HLS 到手機(jī)直播平臺(tái)。

設(shè)備可以對(duì)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(hào)輸出可以支持多協(xié)議（有線組播協(xié)議，IPTV 單播協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)電視RTMP 協(xié)議，手機(jī)電視HLS 協(xié)議等）、多格式和多地址同時(shí)分發(fā)，滿足多元傳播需求。

四、當(dāng)虹作為一家專業(yè)編碼器公司其產(chǎn)品具有以下三大特色

對(duì)于一個(gè)縣級(jí)電視臺(tái)，當(dāng)虹科技的一臺(tái)直播設(shè)備，能夠做到對(duì)信號(hào)便捷的控制和調(diào)度，極其簡(jiǎn)化了電視臺(tái)對(duì)直播節(jié)目的播控。

1. 圖像質(zhì)量?jī)?yōu)越現(xiàn)今新媒體直播大多是手機(jī)用戶，為了使他們能在4G的環(huán)境下流暢地欣賞直播節(jié)目，我們把直播碼流設(shè)置到800Kbps，發(fā)現(xiàn)當(dāng)虹編碼器推出的圖像質(zhì)量，遠(yuǎn)高于一般廠商推流盒子推出的圖像質(zhì)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(zhì)量才相當(dāng)。也就是說，當(dāng)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(dāng)虹編碼器能給用戶帶來更好的圖像質(zhì)量，更滿意的收視效果。

2.SRT 協(xié)議當(dāng)虹編碼器具有SRT 協(xié)議功能。SRT 協(xié)議是加拿大視頻編碼和傳輸?shù)墓綡aivision開發(fā)的一個(gè)低延時(shí)視頻傳輸協(xié)議，已經(jīng)開源給其它廠家使用。SRT 協(xié)議是目前視頻傳輸里可靠性最高的協(xié)議。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，調(diào)整傳輸?shù)木彌_大小，可以保證視頻在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸。當(dāng)虹科技是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的集成了SRT 功能的廠家。利用互聯(lián)網(wǎng)可以讓廣電擺脫傳統(tǒng)的對(duì)衛(wèi)星、光纖和專線等的依賴，實(shí)現(xiàn)低成本傳輸視頻?？梢蕴岣邇?nèi)容播報(bào)的實(shí)時(shí)性，讓直播變得多樣化，平民化，輕量化。

3.NDI 協(xié)議NDI（Network Device Interface）即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口，是由美國(guó)NewTek 公司開發(fā)的版權(quán)免費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)備支持NDI協(xié)議可使兼容的視頻產(chǎn)品以高質(zhì)量、低延遲、精確到幀的方式通訊、傳輸和接收廣播級(jí)質(zhì)量的視頻，非常適合在現(xiàn)場(chǎng)直播制作環(huán)境中進(jìn)行切換。

五、結(jié)論

本臺(tái)高清化改造項(xiàng)目完成將近一年時(shí)間，以當(dāng)虹編轉(zhuǎn)碼器為核心的編轉(zhuǎn)碼和直播推流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)架構(gòu)，提高編播效率，值得推廣應(yīng)用。同時(shí)感謝當(dāng)虹工程師對(duì)本文的指導(dǎo)，亦想通過此文為同行提供些許參考。

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