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        基于網(wǎng)絡(luò)電視的視頻通話方案設(shè)計(jì)

        2010-04-17 03:34:22儀海波羅少鋒張木森
        電視技術(shù) 2010年8期
        關(guān)鍵詞:通話好友音頻

        榮 瑋,儀海波,羅少鋒,張木森

        (康佳集團(tuán),廣東 深圳 518053)

        1 引言

        隨著國內(nèi)“三網(wǎng)融合”的日益推進(jìn),網(wǎng)絡(luò)電視[1]的增值應(yīng)用也將成為新的業(yè)務(wù)增漲點(diǎn)。根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心(CNNIC)2010年1月發(fā)布的《第25次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示[2],網(wǎng)絡(luò)利用率達(dá)到70.9%,排在第4位,用戶規(guī)模更是達(dá)到了2.7億人,而其中相當(dāng)比例是使用視頻通話[3]方式來進(jìn)行溝通。當(dāng)電視上網(wǎng)之后,由于電視屏幕大、視頻編解碼能力強(qiáng)、操作簡易等特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)電視與電視、電視與計(jì)算機(jī)之間的點(diǎn)對點(diǎn)視頻通話功能,必將成為網(wǎng)絡(luò)電視殺手級應(yīng)用之一。筆者將介紹利用網(wǎng)絡(luò)傳輸和網(wǎng)絡(luò)電視實(shí)現(xiàn)視頻通話的技術(shù)方案。

        2 硬件平臺搭建

        系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu),服務(wù)器端由會話發(fā)起協(xié)議(SIP)服務(wù)器、業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐系統(tǒng)(BOSS)服務(wù)器等組成;客戶端由攝像頭(含傳聲器)、視頻編碼、音頻解碼、數(shù)據(jù)傳輸、顯示等功能模塊組成。

        2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        如圖1所示,服務(wù)器端由SIP[4]代理和重定向(Proxy/Redirect)服務(wù)器、STUN/TURN NAT 穿越服務(wù)器[5]、注冊(Register)和BOSS服務(wù)器等組成。其中,SIP和STUN/TURN NAT為使用到的關(guān)鍵技術(shù)。

        視頻通話代理和重定向服務(wù)器負(fù)責(zé)注冊位置信息、狀態(tài)通知、呼叫路由等基本視頻通話業(yè)務(wù)功能。STUN/TURN服務(wù)器協(xié)助用戶端之間建立媒體傳輸流。注冊和運(yùn)營支撐服務(wù)器負(fù)責(zé)用戶注冊等運(yùn)營支撐系統(tǒng)。

        2.2 客戶端結(jié)構(gòu)

        網(wǎng)絡(luò)電視客戶端系統(tǒng)框圖如圖2所示。

        視頻通話后臺隨客戶端系統(tǒng)啟動,視頻通話界面由主界面調(diào)用進(jìn)入。視頻通話后臺進(jìn)程包括:SIP服務(wù)器交互和服務(wù)器注冊;與運(yùn)營服務(wù)器交互;與電視系統(tǒng)的交互(網(wǎng)絡(luò)信息獲取、來電提醒通知);與界面的交互(發(fā)送來電提醒、呼叫用戶和通話回應(yīng)交互)等。界面進(jìn)程則包括:用戶撥打、接聽電話、通訊錄等各項(xiàng)基本人機(jī)交互操作;和用戶管理模塊交互,獲取用戶列表以及定時(shí)獲取用戶狀態(tài);設(shè)定聲音等信息;和后臺交互,實(shí)現(xiàn)通話呼叫、獲取通話通知消息等。

        2.3 系統(tǒng)工作原理

        視頻信號的流向:攝像頭采集的視頻數(shù)據(jù),經(jīng)過USB接口傳到網(wǎng)絡(luò)電視的視頻編碼模塊,經(jīng)過編碼、壓縮后,再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳給服務(wù)器,由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到好友的網(wǎng)絡(luò)電視端;好友的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò),被網(wǎng)絡(luò)電視的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊接收后,被送到視頻解碼模塊,經(jīng)過解碼等處理后,在電視上顯示。

        音頻信號的流向:傳聲器采集的音頻數(shù)據(jù),經(jīng)過USB接口傳到網(wǎng)絡(luò)電視的音頻編碼模塊,經(jīng)過編碼、壓縮后,再經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳給服務(wù)器,由服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到好友的網(wǎng)絡(luò)電視端;好友的音頻數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò),被網(wǎng)絡(luò)電視的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊接收后,被送到音頻解碼模塊,經(jīng)過解碼等處理后,通過揚(yáng)聲器播放出來。

        3 軟件平臺搭建

        3.1 軟件系統(tǒng)概述

        網(wǎng)絡(luò)電視連上網(wǎng)絡(luò)后,視頻通話的守護(hù)進(jìn)程就可以在后臺運(yùn)行并登陸服務(wù)器,用戶在電視節(jié)目觀看過程中如有人來電,在電視屏幕上會有提示,用戶只需輕觸遙控器,便可選擇接通或掛斷視頻通話。

        3.2 軟件流程

        圖3所示是單一網(wǎng)絡(luò)電視用戶啟動視頻通話功能時(shí)的軟件流程圖。用戶啟動視頻通話功能后,軟件會自動啟動登陸服務(wù)器流程,從服務(wù)器獲取到用戶的個(gè)人信息、好友信息、好友在線情況等資料。

        在成功登陸服務(wù)器并獲取到好友在線狀態(tài)后,可針對在線的好友發(fā)起視頻通話請求。服務(wù)器將指令轉(zhuǎn)發(fā)至好友的網(wǎng)絡(luò)電視,好友的網(wǎng)絡(luò)電視在接收到視頻通話請求后,可選擇接通或掛斷,如選擇接通,則兩臺網(wǎng)絡(luò)電視已建立握手,便可直接進(jìn)行視頻通話業(yè)務(wù)。

        圖3 視頻通話啟動流程

        3.3 關(guān)鍵技術(shù)

        軟件平臺搭建中使用的關(guān)鍵技術(shù)包括:1)采用高效編解碼技術(shù)(視頻采用H.264[6],音頻采用G.729A),最大限度減少了帶寬占用。傳輸時(shí)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬自動調(diào)整編碼參數(shù);采用聲音優(yōu)先的策略,以適應(yīng)帶寬的劇烈變化,保障通話質(zhì)量;2)系統(tǒng)內(nèi)置NAT穿越客戶端,配合服務(wù)器進(jìn)行NAT穿越,提高了穿越有效性;使用公共VoIP通話端口,以減少防火墻的干擾;3)簡單、易學(xué)的用戶操控界面,使沒有接觸過計(jì)算機(jī)的用戶依靠電視遙控器的使用經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻通話;4)封裝標(biāo)準(zhǔn)的底層開發(fā)接口,便于在不同硬件平臺、不同視頻運(yùn)營服務(wù)器上,以最少的開發(fā)、不變的用戶操控界面,快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)。

        4 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)

        4.1 人機(jī)交互界面

        用戶在使用視頻通話功能時(shí),使用電視遙控器的數(shù)字按鍵就可以完成對方的號碼輸入,或者直接從通訊錄或呼叫記錄中找到所要撥打的號碼進(jìn)行呼叫即可進(jìn)行視頻通話(見圖4)。

        4.2 視頻通話界面

        當(dāng)對方同意接聽視頻通話后,在網(wǎng)絡(luò)電視的主要位置顯示了對方的視頻畫面(見圖5),并有當(dāng)前通話的持續(xù)時(shí)間顯示、聲音調(diào)節(jié)、全屏顯示、截屏抓圖等功能,界面簡潔、方便、實(shí)用。基于視頻通話功能的網(wǎng)絡(luò)電視一旦進(jìn)入家庭客廳,用戶在電視節(jié)目觀看過程中如有人來電,只需輕觸遙控器,遠(yuǎn)在異鄉(xiāng)的親友的清晰圖像和流暢的語音便將通過電視呈現(xiàn),實(shí)現(xiàn)雙方的輕松通話和感情交流。

        [1] 安永成,李興春,范躍軍.交互式網(wǎng)絡(luò)電視的技術(shù)發(fā)展[J].電視技術(shù),2001,25(9):6-11.

        [2] 中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心.第25次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告[R].北京:中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心,2010.

        [3] 石碩,李久仲,郭庚麒,等.基于DSP的二網(wǎng)融合的可視電話系統(tǒng)[J].電視技術(shù),2009,33(8):57-60.

        [4]ROSENBERG J,SCHULZRINNE H,CAMARILLO G,et a1.SIP:session initiation protocol[EB/OL].[2010-06-10].http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt.

        [5] 高揚(yáng),糜正琨.SIP協(xié)議的NAT穿越研究[J].重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2006,18(4):503-506.

        [6] 曹文明,彭蔓蔓.基于H.264的可視電話軟件設(shè)計(jì)[J].電視技術(shù),2005,29(10):83-85.

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