基于开源框架的移动流媒体实时传输系统

2019-11-03罗玉盘

科技传播 2019年19期

罗玉盘

随着互联网行业的快速发展和移动智能手机的普及，移动视频的需求呈爆炸式增长，人们对于随时随地的多媒体访问需求日益迫切[1]。本文基于Live555 和Androidpn 设计并实现了视频实时传输系统。其中Live555 是一个为流媒体提供解决方案的跨平台的C++开源项目，Androidpn 实现了从服务器到Android 移动平台的文本消息推送，是基于XMPP 协议的Java 实现。通过流媒体控制传输，软硬件编解码，在局域网内实现Android 设备之间流畅视频传输功能[2]。文章具体讨论分析系统服务器端的设计和实现，考虑到移动设备的性能限制，通过服务器转发视频流后，可实现多终端播放。目前Live555 工程无法自定义视频文件存放目录和服务监听端口号，通过优化Live555 开源工程，加入启动参数设置，实现了多用户同时进行视频传输。

1 系统的总体架构

本系统主要包含两个子系统，分别是客户端和服务器端。客户端可同时发送和播放视频数据，服务器端则集成了Live555 和Androidpn 两个开源框架，其中Live555 负责视频流处理，Androidpn 负责消息推送。系统的功能结构如图1 所示，业务流程如图2 所示。

系统的各个子系统功能详细介绍如下：

1）采集客户端主要负责对视频数据的采集、编码和发送。采集客户端的视频发送过程是与服务器建立RTSP 连接[1]，从摄像头提取视频数据，使用H.264 进行编码[3]，打包成 RTP 数据包，发送至服务器端。

2）流媒体服务器端主要负责收集客户端发送的视频数据，进行存储并转发，同时提供对视频数据以及客户端用户进行管理控制的功能。流媒体服务器集成了Live555 和Androidpn 两个开源框架，其中Live555 负责实现视频直播、点播以及录制等功能，Androidpn 负责实现客户端在线管理以及服务端到客户端的消息推送。

3）播放客户端主要负责对视频数据的接收、解码和播放。客户端的视频播放过程是与服务器建立RTSP 连接，接收并解析RTP 数据包，解码出视频数据进行播放。

图1 视频实时传输系统功能结构图

图2 视频实时传输系统业务流程图

2 服务器端的实现

2.1 Live555 优化

为了支持多用户同时在线进行传输，需要对Live555 进行功能扩展，使其能够自定义监听端口号，不同用户监听不同端口，同时能够自定义视频文件存放目录，在点播视频时可方便快捷地定位到视频文件。

首先，优化mediaServer 项目，此项目用于实现视频文件点播功能。在DynamicRTSPServer.hh 中添加变量，用于记录视频文件存放目录。在live555MediaServer.cpp中的main函数中，添加从命令行读取端口号和视频文件存放目录参数的代码。在RTSPServer 的初始化代码行中，将原来的默认端口号554 改为接收到的参数值。对DynamicRTSPServer 的视频文件存放目录变量进行初始化。在DynamicRTSPServer.cpp 的lookupServerMediaSession 函数中，将目录路径和文件名进行拼接形成完整路径，作为ServerMediaSession 的键值。这样，将项目编译后可生成mediaServer.exe 文件，通过命令行执行mediaServer.exe-p port-d fileDir 命令即可实现视频文件点播功能。

其次，优化proxyServer 项目，该项目用于实现视频流转发功能。在live555ProxyServer.cpp中同样添加从命令行读取端口号参数的代码。在RTSPServer 的初始化代码行中，将原来的默认端口号554 改为接收到的参数值。这样，将项目编译后可生成proxyServer.exe 文件，通过命令行执行proxyServer.exe-p port rtsp_url 命令即可实现对指定视频流的转发功能。

最后，优化openRTSP 项目，该项目用于实现视频流录制功能。在playCommon.cpp 的main 函数中，已经有从命令行读取视频文件存放目录参数的代码。但是在setupStreams 函数中，原有代码对保存的视频文件名进行了修改，需将其改为接收到的参数值。这样，将项目编译后可生成openRTSP.exe 文件，通过命令行执行openRTSP.exe-F filePath rtsp_url 命令即可实现对指定视频流的录制功能。

2.2 Live555 与Androidpn 的集成

将Live555 优化完毕并编译好可执行文件后，下一步，需要搭建服务器端程序。在Androidpn 项目的基础上，集成Live555 的功能。

首先，将所有可执行文件拷贝至Androidpn 工程的WEB-INF/video 目录下。

其次，定义MediaServerFacade 类，该类实现多个服务接口，包括getUserList，getVideoList，call，reply，stop 等。其中getUserList 方法返回当前在线用户列表，通过遍历ClientSession获取每个会话的用户名；getVideoList 方法返回历史视频列表，通过Runtime.getRuntime().exec()方法执行上节中的命令行启动点播服务进程，然后扫描视频文件存放目录获取所有视频文件名称；call 方法实现呼叫指定用户，通过NotificationManager 的sendNotifications 方法将呼叫请求推送给指定用户；reply 方法实现用户呼叫应答，若被呼叫的用户选择拒绝本次呼叫，通过NotificationManager 的sendNotifications 方法将拒绝信息推送给呼叫用户，若被呼叫的用户选择接受本次呼叫，通过Runtime.getRuntime().exec()方法执行上节中的命令行启动转发服务和录制服务进程，并通过NotificationManager 的sendNotifications 方法将转发视频流的地址推送给双方用户；stop 方法实现停止视频传输，通过Process.destroy()方法结束转发服务和录制服务进程，并将停止信息推送给另一方用户。

最后，修改WEB-INF/web.xml，添加servlet，对客户端的服务调用进行拦截。