河南鶴壁電視臺(tái) 尹建成 王曉東

利用寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸電視現(xiàn)場(chǎng)直播信號(hào)的嘗試

河南鶴壁電視臺(tái) 尹建成 王曉東

隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，尤其是網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高，使得利用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中傳輸高質(zhì)量視頻信號(hào)成為可能。本文立足寬帶網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了電視直播信號(hào)的傳輸，既靈活方便，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，尤其對(duì)地市臺(tái)來(lái)說，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

網(wǎng)絡(luò)；傳輸；視頻；流媒體

一、問題的提出

電視節(jié)目要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)直播有許多技術(shù)手段，比如衛(wèi)星、光纜、微波、專用的3G傳輸系統(tǒng)等。這些傳輸手段，有的需要大量專業(yè)設(shè)備，且需要配備專門的技術(shù)人員，有的受地理等因素限制，不能隨便移動(dòng)，且這些設(shè)備少則幾十萬(wàn)，多則幾百萬(wàn)，價(jià)格昂貴，對(duì)眾多地市級(jí)電視臺(tái)來(lái)講，要實(shí)現(xiàn)困難重重。隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起，寬帶信號(hào)越來(lái)越普及，如果能利用有線或者無(wú)線的寬帶網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸現(xiàn)場(chǎng)視頻到播出、發(fā)射機(jī)房，然后再播出，幾乎不受時(shí)間、空間的制約，甚至可以在全國(guó)范圍內(nèi)不同地區(qū)、不同城市同時(shí)回傳電視信號(hào)到播控機(jī)房，實(shí)時(shí)直播全國(guó)各地的事件現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。如果將相應(yīng)設(shè)備裝車，利用3G網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)事件的現(xiàn)場(chǎng)直播。相比衛(wèi)星、光纜、微波、專用的3G傳輸系統(tǒng)來(lái)說，這不啻為一種廉價(jià)、高效、便利的實(shí)現(xiàn)手段。

二、實(shí)現(xiàn)思路

利用視頻采集卡和編碼軟件將音視頻信號(hào)采集編碼，然后作為流媒體通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至播出或發(fā)射機(jī)房等接收端，再經(jīng)過VGA轉(zhuǎn)AVI（或DVI轉(zhuǎn)SDI、HD SDI等）轉(zhuǎn)換，接至播出機(jī)房的相應(yīng)輸入端即可。

作為信號(hào)源的視頻可以是單個(gè)攝象機(jī)的信號(hào)，也可以是多部攝象機(jī)經(jīng)切換臺(tái)輸出的信號(hào)，也可以是轉(zhuǎn)播車的信號(hào)。

考慮到通用性和易用性，我們選擇編碼器Windows Media Encoder作為編碼器，它是一套免費(fèi)的軟件，系統(tǒng)資源占用相對(duì)較小，低比特率下音視頻質(zhì)量較高，不僅容易使用，而且功能強(qiáng)大，可以從影像捕捉設(shè)備或桌面畫面錄制，亦提供文件格式轉(zhuǎn)換的功能。主要的特色在于容易使用、高品質(zhì)編碼、增強(qiáng)的可程序化與管理，具有使用者界面和向?qū)?，更容易設(shè)定與制作影片，用來(lái)提供網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)播放或需求播放，并支持多重來(lái)源，可以立即切換來(lái)源，并可監(jiān)視編碼程序進(jìn)行時(shí)的資料，如影像大小、資料流量等等。

接收端的播放軟件更是每一臺(tái)安裝有windows的PC都有的windows media player，不需要安裝任何另外的軟件。

傳輸框圖如下圖。

三、實(shí)施步驟

1、需要的主要設(shè)備及軟件

（1）采集、編碼電腦：臺(tái)式機(jī)一臺(tái)，奔D以上CPU，1G以上內(nèi)存，大機(jī)箱（便于安裝采集卡），Windows XP Professional或Windows server 2003操作系統(tǒng)，Windows Media Encoder軟件。

（2）視音頻采集卡1塊，選千元以上的產(chǎn)品，最好有抗鋸齒功能。

（3）專業(yè)聲卡一塊。

（4）接收電腦一臺(tái)，臺(tái)式機(jī)、筆記本均可。P4以上CPU，512M內(nèi)存以上，Windows操作系統(tǒng)。

（5）VGA轉(zhuǎn)AVI（或DVI轉(zhuǎn)SDI）轉(zhuǎn)換器兩個(gè)（其中一個(gè)為備用）。

（6）交換機(jī)兩個(gè)，根據(jù)需要而定。

（7）視頻監(jiān)視器一臺(tái)。

（8）網(wǎng)線若干。

2、系統(tǒng)組建

（1）采集、編碼電腦。

安裝好Windows XP Professional或Windows server 2003操作系統(tǒng)，安裝Windows Media Encoder軟件。將視頻采集卡、聲卡安裝到電腦內(nèi)并安裝好驅(qū)動(dòng)程序。

（2）連接好音視頻信號(hào)，連接好網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。

（3）接收電腦連接好網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，連接好VGA轉(zhuǎn)AVI轉(zhuǎn)換器、視頻監(jiān)視器等。

3、系統(tǒng)調(diào)試和應(yīng)用

以下內(nèi)容以電視臺(tái)外某場(chǎng)所（IP地址為222.88.186.X）傳輸至電視臺(tái)內(nèi)為例。

（1）打開采集、編碼電腦上的Windows Media編碼器軟件。

軟件自動(dòng)彈出設(shè)置向?qū)?。選擇“廣播實(shí)況事件”，點(diǎn)擊確定。

在設(shè)備選項(xiàng)目中勾選“視頻”。

選則安裝的視頻采集卡，如果安裝有專業(yè)聲卡，選擇它。

廣播方法選“自編碼器拉傳遞（服務(wù)器或播放機(jī)初始化連接）”。拉傳遞和推傳遞的區(qū)別請(qǐng)自行參考相關(guān)資料，本文不作描述。

選擇要使用的HTTP端口，可以使用默認(rèn)值。192.168.0.67為本機(jī)的IP地址，test為本機(jī)的計(jì)算機(jī)名稱。

選擇編碼參數(shù)。編碼越是復(fù)雜，CPU占用越高，具體參數(shù)的選擇可根據(jù)機(jī)器的性能、實(shí)際需求和能使用網(wǎng)絡(luò)帶寬等因素確定。

選擇是否將廣播的副本存檔。如果選中“將廣播的副本存檔到文件”，然后選擇一個(gè)目錄（請(qǐng)保證目錄所在的硬盤分區(qū)有足夠的空間存儲(chǔ)音視頻文件）就可以了。這里不選。

選擇是否要包括視頻文件。我們選不。

在顯示信息可以自行輸入相應(yīng)內(nèi)容。

如果勾選“單擊“完成”后開始廣播”，點(diǎn)確定后將開始廣播。如果不勾選，則需要點(diǎn)“開始編碼”才開始廣播。

根據(jù)需要設(shè)置訪問限制。

點(diǎn)“確定”即開始了編碼和傳輸。在“顯示”對(duì)話框內(nèi)選擇“二者”，可同時(shí)看到輸入的信號(hào)和編碼輸出的信號(hào)。

如果看不到視頻信號(hào)或者沒有聲音，請(qǐng)檢查視頻采集卡和聲卡的相應(yīng)設(shè)置。

在同局域網(wǎng)的其他電腦上，用IE打開mms://192.168.0.67:8080，經(jīng)過幾秒的緩沖，就可以看到音視頻信號(hào)了。也就是可是直播了。切換至全屏方式，可隱藏播放器的邊框。

結(jié)束時(shí)，點(diǎn)“停止”，出現(xiàn)如下編碼結(jié)果信息。

一般情況下，不同場(chǎng)所使用不同的網(wǎng)絡(luò)公司的網(wǎng)絡(luò)，然后通過路由器共享上網(wǎng)。要在電視臺(tái)訪問編碼電腦，需要在路由器上設(shè)置相應(yīng)的端口映射。方法是進(jìn)入該路由器，在相應(yīng)界面設(shè)置即可。

如下圖所示。不同路由器設(shè)置大同小異。

設(shè)置完以后，在接收端，用IE打開mms://222.88.186.X:8080，經(jīng)過幾秒的緩沖，就可以看到音視頻信號(hào)了。也就是可以直播了。至此，我們的目的基本達(dá)到了。222.88.186.X為該路由器的對(duì)外公網(wǎng)IP地址。

經(jīng)過試驗(yàn)，一般在500Kbps左右，即可滿足一般播出需求。如網(wǎng)速許可，2Mbps以上可達(dá)到標(biāo)清效果，5Mbps可達(dá)到高清效果。具體參數(shù)可在“屬性”里設(shè)置。

4、典型及拓展應(yīng)用

（1）活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)直播。對(duì)于固定場(chǎng)所的活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)直播，采用上述方法即可。

（2）如果現(xiàn)場(chǎng)沒有寬帶網(wǎng)絡(luò)，可采用無(wú)線路由器連接到附近的寬帶網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，然后再采用上述方法。

（3）對(duì)于突發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的新聞?lì)愔辈?，可采?G上網(wǎng)卡上網(wǎng)的方式。每次使用時(shí)查看一下獲取的IP地址，然后告知接收端即可。需要注意的是3G信號(hào)目前還不夠穩(wěn)定，帶寬比較窄，一般只能采用低碼率傳輸，可用于對(duì)畫面質(zhì)量要求不高的場(chǎng)合。有條件的話將采集電腦裝車，加上攝像機(jī)，就可以在移動(dòng)中、甚至可以在全國(guó)范圍內(nèi)不同地區(qū)、不同城市同時(shí)回傳電視信號(hào)到播控機(jī)房，可以實(shí)時(shí)直播全國(guó)各地的事件現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，廉價(jià)、方便、好用。

（4）相距較近的場(chǎng)所，可采用大功率無(wú)線AP點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，效果更好。

四、有關(guān)問題的思考

1、延遲問題。

采用Windows Media Encoder，在編碼、傳輸、緩沖、解碼的過程中，會(huì)有幾秒到十幾秒的傳輸延遲。對(duì)于一般的現(xiàn)場(chǎng)直播，影響不大，畢竟最終播出前還有經(jīng)過延時(shí)處理。對(duì)于新聞報(bào)道類節(jié)目，因需要演播室主持人和現(xiàn)場(chǎng)記者進(jìn)行對(duì)話溝通，這個(gè)時(shí)間是無(wú)法忍受的。對(duì)于這種情況，可以購(gòu)買其他軟件解決，能夠達(dá)到0秒或1秒內(nèi)的延遲。

2、VGA/DVI/HDMI轉(zhuǎn)換問題。

接收端接收到的音視頻信號(hào)，需要經(jīng)過VGA/DVI/HDMI到AVI或SDI、HD SDI轉(zhuǎn)換，多少會(huì)有信號(hào)質(zhì)量的損失，不過跟投入相比都是可以忍受的。

3、采用Windows Media Encoder編碼器，本身只能帶五個(gè)客戶端，所以為保證安全和信號(hào)的流暢，MMS地址不要輕易告訴無(wú)關(guān)人員。如果要同時(shí)進(jìn)行大范圍網(wǎng)絡(luò)直播的話，可采用Windows Media Services解決。

4、網(wǎng)絡(luò)帶寬問題。

在同一城市，往往有不同的電信公司經(jīng)營(yíng)寬帶網(wǎng)絡(luò)，如果現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)和本臺(tái)屬于網(wǎng)絡(luò)同一公司，傳輸速度不受影響，實(shí)際測(cè)試可達(dá)5Mbps以上。不同公司互相連接，

五、結(jié)束語(yǔ)

本文所述方法，在實(shí)際工作中已進(jìn)行多次應(yīng)用，即可以電視直播，也可以網(wǎng)絡(luò)直播，還可以和廣播電臺(tái)一起同步進(jìn)行廣播直播，非常靈活、方便，效果另人滿意。

現(xiàn)在，市場(chǎng)上已有適合網(wǎng)絡(luò)直播的一體化產(chǎn)品，也有專門的3G直播系統(tǒng)，但圖象質(zhì)量或價(jià)格及方便性都不容樂觀。象3G直播系統(tǒng)，最小系統(tǒng)也需要幾十萬(wàn)元，對(duì)地市臺(tái)來(lái)說還是較貴。基于此，才提出本文的實(shí)現(xiàn)方法。

鳴謝：在本文的形成過程中，得到了申廣峰先生的大力支持，在此表示特別感謝！

尹建成（1965—），男，河南鶴壁人，大學(xué)專科，鶴壁電視臺(tái)工程師，研究方向：廣播電影電視技術(shù)。

王曉東（1971—），男，河南鶴壁人，大學(xué)?？?，鶴壁電視臺(tái)助理工程師，研究方向：廣播電影電視技術(shù)。