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基于流媒体技术构建统战工作移动平台研究

2018-07-02赵海雁

山西电子技术 2018年3期
关键词:音频编码服务器

赵海雁

(中北大学电气与控制学院,山西 太原 030051)

统一战线宣传不论在什么时期都是重中之重,它可以团结一切可以团结的力量,可以凝聚各方面力量,加强各政党、各民族、各宗教关系,调动各民主党派成员、无党派成员、党外知识分子的一切可以调动的力量,把我党统一战线的事业继续蓬勃发展,确保中国特色社会主义更加巩固发展。

当前民主党派中,主体是党外知识分子,同时民主党派客观上比较集中反映众多党外知识分子群体的提案,因此民主党派宣传工作尤为重要。如何搭建移动终端可视化直播会议平台,并很好的加以利用,对统战宣传工作是面临的新挑战。

1 移动流媒体技术促进统战的宣传工作

移动通信是当今最普及的人与人交流载体,目前在手机上开发很多交流软件,如QQ聊天工具,微信等等。随着千兆网宽带无线路由接入,以及4G 、5G 技术与移动终端技术的迅猛发展,基于互联网的流媒体融合技术的新时代已经到来。最新的移动互联网分析预测报告,2016 年,移动流媒体流量的年复合增长率将达到 90%,移动流媒体将占据整个移动互联网中超过 70%的流量[1]。未来移动流媒体技术必然深入到各个领域,也必然促进统战的宣传工作,使每一个移动终端党外知识分子能够不受空间与地点限制,随时随地共享可视化会议、远程在线教育、在线交流、点播回放、消息传递等多种形式的流媒体服务。

2 构建云存储服务器与流媒体服务器

移动终端点播、直播与回放都需要理想匹配的服务器,云存储与流媒体服务器相互融合,才能搭建移动终端流畅的可视化直播会议平台。

2.1 云存储服务器构成

因云存储服务器具有超大信息存储容量,因而可以实时地把主播的本地视频源和音频源推送到云服务器上,因此不会因为存储容量问题而影响直播与点播回放效果。当需要点播时,就可以调用事先存储在云服务器上的音视频文件随时回放,还可以快速查找点播的内容等功能,因而可以随时查找我们想要看的视频内容。把在线视频推送到云存储服务器所用到的协议是RTMP,则称“RTMP发布”,即推流[2],推流用的协议基本都是RTMP协议。

云存储服务器由主节点与子节点、手机视频播放客户端这三个模块构成,其中云存储服务器主节点功能图描述了用户管理整个系统以及处理其他模块请求的过程,如图1 所示。

图1 云存储服务器主节点功能图

云存储服务器的各个子节点主要负责对视频信息的存储、转发和向主节点汇报系统负载情况等,具体功能如图 2所示。

图2 云存储服务器子节点功能图

手机视频播放客户端主要包括用户登录、视频直播、历史视频回放与信息管理四个部分,如图 3 所示。

图3 手机视频播放客户端功能图

其中,用户需要输入正确的用户名和密码,才可以登录手机的流媒体客户软件,用户可以从软件中获取到在线设备列表,同时软件也把访问用户的信息发送到云服务器。用户可以从设备列表中选取想要观看的视频源,开启直播。也可以通过历史查询,在历史视频片段列表中选择某一时段的历史视频进行查看。

云存储服务器产品有七牛,阿里云,金山云,腾讯云等产品。开发国内移动流媒体系统客户端 SDK软件必然考虑移动手机Android、苹果iOS和Windows不同系统,因为有不同系统平台,因而有不同服务功能,尽管推流协议基本相同,但播放协议却不一样,从云存储服务器现有产品功能对比,金山云存储服务器客户端SDK软件功能相对比较丰富。七牛与阿里云不支持iOS推流,从而不能点播。

以下是不同的云存储服务器产品的协议对比(表1):

表1云存储产品协议对比表

2.2 流媒体服务器

流媒体是指音频、视频等多媒体按照不同格式封装的数据流。

流媒体服务器是基于流媒体的技术。流媒体技术是集数据采集、编码、传输、解码、存储等多项结合于一体的技术,流媒体传输的工作原理是把流媒体的数据从服务器源端连续传送到客户目的端,客户目的端在接收到流媒体的数据后,按照流媒体音频与视频数据流的先后顺序及传输时间,组装成连续会话,再进行实时播放,完成移动流媒体远程会话的传输的工作。

辅导员要紧跟技术进步的步伐,及时学习和掌握各种新媒体的应用技术,快速提升熟练运用的技能。在工作中通过新媒体更快更全面地接收信息,更深入更频繁地加强师生思想沟通,更多更好地开展互动式交流,以多元化的沟通渠道,有效占领大学生的思想阵地。

可视化的音视频都离不开流媒体服务器,它是流媒体视频播放的一个重要功能。当用户上传到服务器的流媒体视频时,对于不同的流媒体服务器它会针对不同流媒体进行专门的转码,使其转换成不同格式,如:mp4,FLV,F4V,MPEG-TS,目的就是流媒体播放器能够识别不同的流媒体服务,从而找到合适的流媒体视频与音频。目前,有很多流媒体服务器产品,比如Red5,它是免费的Flash流媒体服务器。它支持把MP3音频和FLV视频格式转换成播放流。Red5使用RTMP系列协议作为流媒体传输协议,能将在线视频实时的传输到云存储服务器上。但它又能实现RTSP协议与 RTMP 协议转换,即能跨平台流媒体播放。

3 移动流媒体传输协议

3.1 RTP /RTCP 协议

1) RTP是实时传输数据协议(Real-time Transport Protocol)[3],它是负责对交互式的音频和视频流媒体数据进行编码封装成TS或MP4格式流后实时传输。RTP基本是建立在UDP协议之上,提供不可靠性传输,因此不能按序传输数据包,不具备拥塞与流量控制功能,这些传输可靠性由RTCP负责完成。

2) RTCP 是传输数据控制协议(Real-time Transmission Control Protocol),即对RTP会话进行同步控制传输。RTCP数据报采用的是多播,当传输RTP流媒体会话时,RTCP会向所有参与成员周期性发送SR报告。此报告携带有不同流媒体间同步信息,因而所有参与接收端客户同步接收RR报告,并都返回RTCP数据报控制信息,从而了解每个参与成员的当前情况,并获取会话参与成员的相关反馈信息。根据接收端的RR报告可以基本判断出实际的网络状况以及分组丢失概率,同时也能估计出数据传输速率。RTCP根据这些反馈信息能够对流媒体服务质量及时进行动态的调整与控制。当RR报告反馈网络诊断信息表明此时网络拥塞时,系统会对当前网络状况进行有效的流量控制调节。

3.2 RTSP协议[4]

RTSP是实时流协议(Real Time Streaming Protocol),它是应用层协议,负责流媒体发起,与流媒体终结的控制。在发送时,因RTSP协议是表示协议,表示协议描述各个媒体流的相关信息,如数据编码/解码算法、网络地址、媒体流的内容等[4]。通过RTSP协议描述,从而发起在同一时间段基于 RTP 上的一个或多个连续性流媒体会话,根据RTSP表示协议中的描述网络地址,准确地把流媒体数据传到目的主机客户终端。RTSP协议还可以选择多个数据源的传送通道,一般RTSP有2-3个通道,命令与数据通道是分离。因此RTSP能实时对数据控制,如播放、快进、暂停等进行操作控制。

RTSP还可以检索媒体、邀请加入、添加媒体等功能。当RTSP数据报检索的是表示组播流媒体,则用户向媒体服务器提交一个包含用于该流媒体的组播地址和端口号;当检索表示是单播流媒体,则用户向媒体服务器表示目的地址。因RTSP协议适用于分布式传输,当移动终端进行视频会议时, RTSP协议数据报具有邀请用户参加正在进行的会议功能、音频和视频实时点播回放功能、且还有能录制全部媒体功能。

3.3 RTMP 协议

RTMP是实时消息传输协议(Real Time Messaging Protocol),它也属于流媒体协议,是Adobe的公司的私有协议。此协议是为服务器与Flash平台之间开发的视频与音频数据的开放传输协议。RTMP协议建立在TCP协议之上可靠传输,因此它保证了正在主播的视频实时地推送到服务器上,很好地完成了云存储的推流工作。

4 移动流媒体编码与封装技术

在保证移动流媒体正确传输过程中,压缩编码与封装技术也是关键技术。为了不失真传输较大视频与音频文件,则必须进行适用于移动流媒体编码压缩技术,然后封装成适用于移动流媒体格式流,如:flv,ts,mp4等。

4.1 流媒体编码技术[5]

视频编码格式考虑分辨率,清晰度,传输的快慢,还有视频文件大小。

1) MPEG-4

适用于手机视频流压缩格式的编码是MPEG-4 (Xvid)。它的视频编码通过流媒体传输后,清晰度较高,且压缩率也较高。与之相兼容的音频流格式编码是MP3。

2) MPEG-2

MPEG-2是视频标准编码,也适用压缩编码。它主要有三部分组成:系统层、视频层、音频层。MPEG-2编码格式除了有视频、音频流之外,还有系统层的同步,加解密,数据流合并分离等数据流。把标准MPEG-2压缩编码后,组合成一个或多个具有标准存储规范的格式后传输。

4.2 流媒体封装

4.2.1 MPEG-2封装

MPEG-2标准分为三层,因有系统层,在系统层上描述了多路音频、视频的复用和同步标准,因而在封装时可根据系统层的要求打包。视频与音频编码后,输出的视频或音频是基本码流ES,ES流分别再经过打包后,输出的包是PES基本流。再把视频、音频基本码流合并打包后,成为复用包。复用包可封装成两种不同的码流:即封装成节目流PS(Program Stream)和传送流TS(Transport Stream)。节目流PS误码比较小,适用演播室等场合,与之相匹配的传送流TS,能有很好融合干扰。

TS封装格式包括时间戳,通过时间戳达到同步图像。TS还有个特点就是从视频流的任一片段开始都是可以独立解码播放,因此在任何时间都可打开网络播放器收看。

4.2.2 MP4格式

MP4格式在移动终端有很好支持度,不论是在苹果的IOS系统,还是Android系统都可以播放,如适用于终端为手机,它的编码最好是MPEG-4。但它的视频文件格式相对较复杂,处理成本相对较高。又因为索引表复杂度高,因而在线播放时稍慢。

4.3 流媒体格式FLV

FLV是FLASH VIDEO的简称。由于它的文件极小、加载速度很快,且客户端录制播放只支持FLV格式。因此成为主要网络视频文件封装格式。当移动终端装有具有播放器APP时,FLV就支持实现直播。此格式没有明确确定哪个方式的编码。

4.4 封装文件比较

对于同一个文件,尽管采用相同的编码,但可以采用不同封装格式。对于相同的音视频内容,可以使用三种不同的封装格式TS,MP4,FLV,其文件大小为:TS -> MP4 -> FLV,FLV格式最小,TS格式最小,但FLV和MP4封装格式的文件大小差别不大。TS,MP4,FLV格式流都适用于RTSP实时流协议。

5 移动流媒体软件

当前一些移动流媒体软件,如:掌门软件,是一款可视化直播会议不错的软件,它很好运用了云存储与流媒体服务器、RTSP实时传输技术,以及编码与封装技术。

掌门软件特点能无限时间音频直播、回放与视频直播。并可以进行暂停、续播等操作。在建立直播会议时,掌门群设置会员人数可以达到几千、几万人。

6 结语

本文通过分析比较研究,阐明了开发移动终端可视化会议软件需要哪些关键技术与相应的产品。本文也从经济实惠角度出发,提出了已开发的移动流媒体软件,同样能达到统战宣传工作目的。

在信息化传播迅速发展的新时期,统战宣传工作就必须开辟多条宣传渠道,及时顺应时代要求。创新统战宣传工作方式是我们民族党派人士必须思考与付之行动的紧迫事情。本文研究的就是如何利用现在的技术去创新宣传统战工作。搭建远程虚拟会议平台,党外知识分子将不再受时空的限制,能同时直播,同时参加会议,同时根据不同理解交流与讨论。为深刻理解会议精神,还可以回放音频与视频,最终达到统一思想目的,从而加强基层凝聚力,乃至达到社会的和谐。

[1] 李光大.基于http直播的移动流媒体系统的设计与实现[D]. 武汉.华中科技大学. 2012.

[2] 在网络直播中什么叫推流?[OL].2017-12-25https://zhidao.baidu.com/question/9365949158023459.

[3] 李校林,刘海波,张杰,等.RTP/RTCP, RTSP在无线视频监控系统的设计与实现[J].电视技术,2011,35(19):89-92.

[4] 章民融,徐亚锋.基于RTSP的流媒体视频服务器的设计与实现[J].计算机应用与软件,2006,23(7):93-95.

[5] ISO/IEC 13818-1, Information Technology-generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information: System[S].1996.

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