CN101917389B - 一种网络电视直播*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种网络电视直播***，所述***包括：流媒体信号采集服务器，用于从节目信号源实时采集原始流媒体信号，并编码生成流媒体直播文件；流媒体信号收录服务器，用于从节目信号源实时获取流媒体直播文件，并进行流切片缓存；所述流切片缓存是对流媒体直播文件的每个关键帧建立索引；流媒体内容传输服务器，用于从流媒体信号收录服务器获取流媒体直播文件，并实时传输给网络播放器播放。所述***具有直播回放、多画面信号采集、优化编码、多码率编码、自动剪辑、多数据包传输等多个功能。

Description

一种网络电视直播***

技术领域

本发明涉及网络直播技术领域，特别是涉及一种网络电视直播***。

背景技术

我国广电行业经历了模拟电视到数字电视的转变，伴随着互联网的飞速发展，也进入网络时代。经过几十年的发展，各省市电视台都积累了丰富的内容资源，这其中包括视频、音频、图片、文字等。而大众对内容的消费也从最初时的听广播看报纸看电视等被动接收方式，到开始利用网络来主动获取与自己最相关最感兴趣的内容消息。同时信息传播的载体也从纸张、收音机、电视机，扩大到电脑、手机、移动电视等更多地渠道。消费者有着越来越多的自主权，也就意味着我们的媒体行业有必要也必须把握历史的机遇，在这场变革中充分利用自身优势，选择新的运营模式，抢占市场先机。

目前流媒体视频常用技术主要为微软公司Windows mediaServer和Adobe公司Media Server两大阵营，播放器分别基于windows media player和flash player。虽然技术比较成熟，但是，缺乏与最终用户必要的互动，相对于传统电视而言，除了传输介质从HFC有线电视网络变成IP网络以外，没有太大的优势。例如，直播过程中，已经播出的内容无法再现，只能在直播结束后以网络点播的方式重新观看。

而且，随着高清视频格式的广泛应用，网络视频对视频内容的质量、清晰度和观看流畅程度也提出了更高的要求。而传统采用的windows mediaserver和media server在带宽有限的情况下，如普通家庭宽带，难以满足高质量播放的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种网络电视直播***，以解决直播过程中已经播出的内容无法再现的问题。

为了解决上述问题，本发明公开了一种网络电视直播***，包括：

流媒体信号采集服务器，用于从节目信号源实时采集原始流媒体信号，并编码生成流媒体直播文件；所述流媒体信号采集服务器包括：

信号采集模块，用于从节目信号源实时采集原始流媒体信号；

编码器，用于将所述原始流媒体信号编码生成流媒体直播文件，并提供给通讯服务模块，编码过程中根据网络带宽实时调整流媒体直播文件中关键帧出现的概率；所述根据网络带宽实时调整流媒体直播文件中关键帧出现的概率包括：当网络带宽较少时增加关键帧出现的概率；

所述编码器为多路编码器，用于对每个节目信号源并发启动多路编码，每路编码对应一种码率，网络带宽资源较少选择低码率，带宽资源充足选择高码率；

通讯服务模块，用于将所述流媒体直播文件拆分成网络传输包的形式分发给流媒体信号收录服务器；所述通讯服务模块每次将多个网络传输包分发给流媒体信号收录服务器；

流媒体信号收录服务器，用于从节目信号源实时获取流媒体直播文件，并进行流切片缓存；所述流切片缓存是对流媒体直播文件的每个关键帧建立索引；

流媒体内容传输服务器，用于从流媒体信号收录服务器获取流媒体直播文件，并实时传输给网络播放器播放。

优选的，所述信号采集模块针对每个节目信号源，同时采集多路原始流媒体信号。

优选的，所述流媒体信号采集服务器还包括：

自动剪辑模块，用于对编码生成的流媒体直播文件中的图像帧进行标记，然后根据所述标记自动选择图像帧进行剪辑处理，剪辑处理后的流媒体直播文件再提供给通讯服务模块。

优选的，所述流媒体内容传输服务器还用于根据直播回放请求，从流媒体信号收录服务器获取缓存的流媒体直播文件，并根据所述索引从请求的时间点对应的关键帧位置开始获取。

优选的，所述流媒体内容传输服务器从流媒体信号收录服务器以网络传输包的形式获取流媒体直播文件，并且一次获取多个网络传输包。

优选的，所述流媒体内容传输服务器在传输过程中实时调整流媒体直播文件中关键帧的发送概率。

优选的，所述流媒体信号收录服务器在直播开始之前，提前一段时间从节目信号源实时获取流媒体直播文件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提出了一种基于流媒体技术的网络电视直播***，与传统的直播***相比，具有以下优势：

1、在直播过程中，流媒体服务器端缓存了直播数据，因此可以从缓存中读取数据进行无限长时间的直播回放，用户就可以实时多次重复收看重要内容，而不会错过任何精彩的片段，而现有技术不支持直播回放功能。

2、是采用流切片技术进行缓存，即对流媒体直播文件的每个关键帧建立索引，根据索引就可以直接从关键帧位置开始播放数据，实现了流媒体播放的精确定位，用户不需要花时间等待前面内容的传输和播放，就可以直接从视频中任一时间点开始回放和观看。

3、对流媒体压缩编码的处理进行了优化，在网络带宽过低或网络带宽不明确且不稳定的情况下，通过在编码过程中增加流媒体直播文件中关键帧出现的概率，解决图像画面不流畅的问题。而且，还可以在向网络播放器传输流媒体数据的过程中增加关键帧的发送概率，也可以保证用户浏览的流畅度和视频图像的质量。

4、可以对每个节目信号源并发启动多路编码，其中每路对应一种码率。这样，同一视频就有多种码率可供用户选择，用户可以在网络带宽资源较少的情况下选择低码率，而在带宽资源充足的情况下选择高码率，实现多码率的切换，从而保证视频播放的流畅度。

5、针对同一节目信号源提供了多路信号，每路信号为一个镜头拍摄的画面，播出时选择其中一路信号播出，而将其余几路信号进行缓存。网络视频播放器提供了画面切换功能，用户可以根据自己的需要进行画面切换，从而在同一时间观看到不同拍摄角度的多个画面，满足了不同用户对视频播放的不同需求。

6、在向网络播放器发送网络传输包形式的流媒体数据时，可以打破传统TCP/IP协议每次读取64K数据包的规定，一次读取和传输多个包，即每次读取和传输的数据量大于64K，从而减少数据读写次数，减少整个***和网络的开销。

7、通过对编码后的图像帧进行标记，可以在视频剪辑过程中根据所述标记进行自动剪辑，不需要人工手动操作剪辑。因此，实现了视频剪辑的自动化，大大提高了工作效率，也减轻了剪辑人员的工作负担。

附图说明

图1是本发明实施例所述一种网络电视直播***的结构图；

图2是本发明实施例中流媒体信号采集服务器的结构图；

图3是本发明实施例所述一种网络电视直播方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供了一种不同于传统的网络电视直播***，该***可为电视台、电台、报纸杂志等媒体行业机构、学校、党政机关等提供基于IP网络的视频播出解决方案，提供视频内容的在线观看。为各广电行业机构、政府机关、学校军队等其他企事业单位提供网络视频会议、网络视频观看等服务，以及体育赛事、晚会、重要会议的直播服务。随着三网(即电视、宽带和广播网)融合的技术发展，电视台视频节目的播出渠道也日渐丰富，除传统电视机播出方式，手机、电脑、移动电视等终端对内容的播放需求也日益扩大。因此，采用基于流媒体技术的网络直播***，可有效地解决通过互联网或者企业内部专用网络实现视频实时传输，以满足视频直播、互动以及多画面角度同时观看的需求。

下面通过实施例进行详细说明。

参照图1，是本发明实施例所述一种网络电视直播***的结构图。

所述网络电视直播***主要包括：

流媒体信号采集服务器1，用于从节目信号源实时采集原始流媒体信号，并编码生成流媒体直播文件；

流媒体信号收录服务器2，用于从节目信号源实时获取流媒体直播文件，并进行流切片缓存；所述流切片缓存是对流媒体直播文件的每个关键帧建立索引；

流媒体内容传输服务器3，用于从流媒体信号收录服务器获取流媒体直播文件，并实时传输给网络播放器播放。

其中，所述流媒体信号收录服务器2用于实现直播前的前期收录，从作为信号采集端的流媒体信号采集服务器1收录流媒体直播数据，并通过流媒体内容传输服务器3发布给网络播放器。所述网络播放器作为网页客户端，为用户提供流媒体播放服务。

针对流媒体信号收录服务器2，本实施例与现有技术的不同在于：

现有技术中的直播服务器端并不对整个直播过程的数据都进行缓存，而是只缓存当前用于播放的部分数据，因此现有技术无法实现直播回放功能。但是，本实施例所述的流媒体信号收录服务器2可以将直播过程的所有数据都缓存在服务器中，这样，用户在观看直播视频的时候，如果错过了刚才直播的某段内容，或者想重新观看刚才直播的精彩片段，则可以往回拖动播放器的进度条，这时该播放器就向流媒体内容传输服务器3发送了回放请求。流媒体内容传输服务器3可以从流媒体信号收录服务器获取缓存的流媒体直播文件，传给播放器进行直播回放。而且，视频回放的时长仅受服务器缓存容量的限制，因此在服务器缓存容量足够大的情况下，可以实现任意时长的直播回放。

此外，所述流媒体信号收录服务器2在进行缓存时，还采用了流切片技术。所述流切片技术是指在存储流媒体直播文件时，对文件中的每个关键帧都建立索引，并保存索引，通过该索引可以直接定位到文件中某个关键帧的位置。基于所述流切片技术，流媒体信号收录服务器2可以根据回放请求的时间点，通过索引在流媒体直播文件中找到该时间点对应的关键帧，然后直接从该关键帧位置开始读取数据，而不是读取整个文件。因此，网络播放器也可以直接从用户请求回放的时间点开始播放数据，用户不需要花时间等待该关键帧前面内容的传输和播放，就可以直接从直播视频中任一时间点开始收看回放的内容。

对于所述流媒体信号采集服务器1，本实施例也优化了信号采集编码功能。在实际应用中，传统的编码算法如H.264或者MPEG-4比MPEG-2、MJPEG等先进了很多，更大的降低了码流，但是，在低带宽下却反而容易造成画面不流畅的问题。这是因为：MPEG系列压缩算法采用了I帧、P帧和B帧的模式，其中，I帧是关键帧，P帧是前向预测帧，B帧是后向预测帧。MPEG解码过程如下：当解码器收到一个I帧，可立刻进行解码，而不需要其它条件。但是，当解码器收到P帧或者B帧的时候，就不能够立刻进行解码，比如，P帧的解码需要解码器先解码该帧前面的P帧或者I帧。如果前面的P帧或者I帧在网络中丢掉，即使后面连续收到很多P帧，也无法正常解码。例如：在带宽不够的情况下网络丢掉一个I帧，即使随后的P帧都收到，仍然无法正确解码出图像。这就是为什么低带宽下MPEG4或者H.264压缩算法表现还不如MJEPG的原因。

基于上述原因，本实施例所述的流媒体信号采集服务器1提供了一种解决思路：增加编码过程中关键帧出现的概率，使解码器在一定时间内收到更多的关键帧，这样，即使由于网络问题出现丢帧现象，由于解码器可以在更短的时间间隔内收到下一个关键帧，因此可以立即进行解码播放，从而解决了画面长时间停滞的问题。

参照图2，是所述流媒体信号采集服务器1的结构图。所述流媒体信号采集服务器1可以包括：

信号采集模块11，用于从节目信号源实时采集原始流媒体信号；

编码器12，用于将所述原始流媒体信号编码生成流媒体直播文件，并提供给通讯服务模块，编码过程中根据网络带宽实时调整流媒体直播文件中关键帧出现的概率；

通讯服务模块13，用于将所述流媒体直播文件拆分成网络传输包的形式分发给流媒体信号收录服务器。

本实施例中，所述编码器12通过减小关键帧产生的间隔，来增加编码过程中关键帧出现的概率。在MPEG系列编码算法中，通常用GOP(GroupOf Picture)这一值来设置I帧产生的间隔。所谓GOP，意思是画面组，一个GOP就是一组连续的画面。如果当前网络带宽良好，则编码器12可以按照通常的经验值来设置GOP值。但是，如果当前的网络带宽过低或网络带宽不明确且不稳定，则编码器12可以将GOP的值调整到一个较小的合适值，相应的，I帧产生的间隔变小，就可以增加编码过程中I帧出现的概率。例如，一组视频帧包含15帧，假设每隔4帧是一个I帧，则共有3个I帧；将I帧的间隔减小为2帧，则共有5个I帧，I帧增加了2帧。这样，如果1秒钟能够产生多个I帧，即使偶尔丢掉了一个I帧，下一个I帧也能很快弥补上，图像不至于长时间的停滞。

优选的，为了进一步保证用户浏览的流畅度和视频图像的质量，所述流媒体内容传输服务器3还可以在将流媒体直播文件传输给网络播放器的过程中，实时调整流媒体直播文件中关键帧的发送概率，使单位时间内发送的I帧增加，从而尽量满足解码器的解码需求。

优选的，所述信号采集模块11可以针对每个节目信号源，同时采集多路原始流媒体信号。每路信号为一个镜头拍摄的画面，即针对同一播出时间接入了多个角度拍摄的画面。例如，某歌星的演唱会视频中，该歌星正在唱歌的过程中，会有多台摄像机同时从多个角度进行拍摄，这样就采集了多路视频信号，同时传输给编码器12，编码器12分别对每路信号进行编码。网络播放器同时接收几路信号，将默认的一路信号进行播出，同时将其余几路信号进行缓存。当用户希望看到其它角度的画面时，可以选择切换镜头画面。

优选的，所述编码器12可以为多路编码器，对每个节目信号源并发启动多路编码，每路编码对应一种码率。其中，码率就是数据传输时单位时间传送的数据位数，码率也叫码流(Data Rate)。这样，同一节目信号源就有多种码率可供用户选择，用户可以在网络带宽资源较少的情况下选择低码率，而在带宽资源充足的情况下选择高码率，实现多码率的切换，从而保证视频播放的流畅度。并且，如果同一节目信号源采集了多路信号，则编码器12可以对每路信号都并发启动多码率编码。

优选的，为了减少数据读写的次数，所述通讯服务模块13每次将多个网络传输包分发给流媒体信号收录服务器2；而且，所述流媒体内容传输服务器3从流媒体信号收录服务器2以网络传输包的形式获取流媒体直播文件，并且一次获取多个网络传输包。目前网络上的数据传输大多按照传统TCP/IP协议每次读取64K的数据包。但本实施例定义了自己的通信协议，该协议每次对存储数据的读写都大于64K。这样，可以减少数据读写次数，减少整个***和网络的开销。

优选的，所述流媒体信号采集服务器1还可以包括：

自动剪辑模块14，用于对编码生成的流媒体直播文件中的图像帧进行标记，然后根据所述标记自动选择图像帧进行剪辑处理，剪辑处理后的流媒体直播文件再提供给通讯服务模块13。

综上所述，所述流媒体信号采集服务器1实现了多画面信号采集、优化编码、多码率编码、自动剪辑、多数据包传输等多个功能。

此外，优选的，所述流媒体信号收录服务器2在直播开始之前，提前一段时间(这段时间可配置)从节目信号源实时获取流媒体直播文件，目的是实现延时直播。即流媒体信号收录服务器2提前一小段时间完成前期收录，为定点直播提供时间缓冲，以保证直播的顺利进行。

综上所述，上述基于流媒体技术的网络电视直播***，与传统的直播***相比，具有以下优势：

1、在直播过程中，流媒体服务器端缓存了直播数据，因此可以从缓存中读取数据进行无限长时间的直播回放，用户就可以实时多次重复收看重要内容，而不会错过任何精彩的片段，而现有技术不支持直播回放功能。

2、是采用流切片技术进行缓存，即对流媒体直播文件的每个关键帧建立索引，根据索引就可以直接从关键帧位置开始播放数据，实现了流媒体播放的精确定位，用户不需要花时间等待前面内容的传输和播放，就可以直接从视频中任一时间点开始回放和观看。

3、对流媒体压缩编码的处理进行了优化，在网络带宽过低或网络带宽不明确且不稳定的情况下，通过在编码过程中增加流媒体直播文件中关键帧出现的概率，解决图像画面不流畅的问题。而且，还可以在向网络播放器传输流媒体数据的过程中增加关键帧的发送概率，也可以保证用户浏览的流畅度和视频图像的质量。

4、可以对每个节目信号源并发启动多路编码，其中每路对应一种码率。这样，同一视频就有多种码率可供用户选择，用户可以在网络带宽资源较少的情况下选择低码率，而在带宽资源充足的情况下选择高码率，实现多码率的切换，从而保证视频播放的流畅度。

5、针对同一节目信号源提供了多路信号，每路信号为一个镜头拍摄的画面，播出时选择其中一路信号播出，而将其余几路信号进行缓存。网络视频播放器提供了画面切换功能，用户可以根据自己的需要进行画面切换，从而在同一时间观看到不同拍摄角度的多个画面，满足了不同用户对视频播放的不同需求。

6、在向网络播放器发送网络传输包形式的流媒体数据时，可以打破传统TCP/IP协议每次读取64K数据包的规定，一次读取和传输多个包，即每次读取和传输的数据量大于64K，从而减少数据读写次数，减少整个***和网络的开销。

7、通过对编码后的图像帧进行标记，可以在视频剪辑过程中根据所述标记进行自动剪辑，不需要人工手动操作剪辑。因此，实现了视频剪辑的自动化，大大提高了工作效率，也减轻了剪辑人员的工作负担。

基于上述网络电视直播***，本发明实施例还提供了一种网络电视直播方法。

参照图3，是本发明实施例所述一种网络电视直播方法的流程图。

以采用流媒体技术进行某足球赛事现场实况直播为例，现场四路摄像机分别从四个机位采集赛事现场不同位置的画面图像。

每次直播可分为直播准备、现场监控、后期收录、节目入库等几个步骤：

步骤301，直播准备步骤：

准备期进行现场环境勘察，做信号源、网络接入的准备，直播环节的设计，播放器的定制和直播采集上传测试，制作直播预告片。

步骤302，现场监控步骤：

现场直播开始前播放预告片，待直播信号准备好，将预告片信号切换至直播信号，同时开始持续效果监测，观察直播延迟是否正常，信号源编码效果是否能够持续稳定并且保证画面质量；直播当时还可以实时进行视频剪辑，给用户提供精彩片段的推荐；直播结束切回预告片信号。

步骤303，后期收录步骤：

由于直播***的时移特性，后期收录可以在直播结束后进行，选择任意时间段进行收录，可以将视频直接上传至点播***或者下载视频片段至非编工作站作为素材使用。

步骤304，节目入库步骤：

节目收录完成后可对其进行编辑，整理元数据信息后录入媒资管理***，之后可发布到点播***提供给互联网用户观看。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的一种网络电视直播***，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种网络电视直播***，其特征在于，包括：

流媒体信号采集服务器，用于从节目信号源实时采集原始流媒体信号，并编码生成流媒体直播文件；

流媒体信号收录服务器，用于从节目信号源实时获取流媒体直播文件，并进行流切片缓存；所述流切片缓存是对流媒体直播文件的每个关键帧建立索引；

流媒体内容传输服务器，用于从流媒体信号收录服务器获取流媒体直播文件，并实时传输给网络播放器播放；

所述流媒体信号采集服务器包括：

信号采集模块，用于从节目信号源实时采集原始流媒体信号；

编码器，用于将所述原始流媒体信号编码生成流媒体直播文件，并提供给通讯服务模块，编码过程中根据网络带宽实时调整流媒体直播文件中关键帧出现的概率；所述根据网络带宽实时调整流媒体直播文件中关键帧出现的概率包括：当网络带宽较少时增加关键帧出现的概率；

所述编码器为多路编码器，用于对每个节目信号源并发启动多路编码，每路编码对应一种码率，网络带宽资源较少选择低码率，带宽资源充足选择高码率；

通讯服务模块，用于将所述流媒体直播文件拆分成网络传输包的形式分发给流媒体信号收录服务器；所述通讯服务模块每次将多个网络传输包分发给流媒体信号收录服务器。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于：

所述信号采集模块针对每个节目信号源，同时采集多路原始流媒体信号。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述流媒体信号采集服务器还包括：

自动剪辑模块，用于对编码生成的流媒体直播文件中的图像帧进行标记，然后根据所述标记自动选择图像帧进行剪辑处理，剪辑处理后的流媒体直播文件再提供给通讯服务模块。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于：

所述流媒体内容传输服务器还用于根据直播回放请求，从流媒体信号收录服务器获取缓存的流媒体直播文件，并根据所述索引从请求的时间点对应的关键帧位置开始获取。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于：

所述流媒体内容传输服务器从流媒体信号收录服务器以网络传输包的形式获取流媒体直播文件，并且一次获取多个网络传输包。

6.根据权利要求1所述的***，其特征在于：

所述流媒体内容传输服务器在传输过程中实时调整流媒体直播文件中关键帧的发送概率。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于：

所述流媒体信号收录服务器在直播开始之前，提前一段时间从节目信号源实时获取流媒体直播文件。

Images