鄭 翔,邱 黎
(武漢廣播電視臺 總工辦,湖北 武漢 430022)
流媒體技術(shù)在地鐵電視中的應(yīng)用
鄭 翔,邱 黎
(武漢廣播電視臺 總工辦,湖北 武漢 430022)
以地鐵電視制播系統(tǒng)為研究對象,重點分析了使用傳統(tǒng)技術(shù)和流媒體技術(shù)實現(xiàn)地鐵電視制播系統(tǒng)系統(tǒng)的區(qū)別,并且針對基于流媒體技術(shù)的地鐵制播系統(tǒng)的缺點提出相應(yīng)的彌補措施。在此基礎(chǔ)上介紹了全國首例基于流媒體播出框架設(shè)計的武漢地鐵電視制播系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理。
流媒體;地鐵電視;制播系統(tǒng)
地鐵電視是地面數(shù)字電視傳輸技術(shù)應(yīng)用業(yè)務(wù)之一,能夠為乘客提供動態(tài)視頻的列車運營信息、消費資訊及各種廣告信息,滿足廣大人民群眾乘坐地鐵時可以收看實時的電視節(jié)目,及時獲得重大的新聞信息的需求。
目前武漢地鐵已建成軌道交通1號線、2號線一期和4號線一期工程[1],地鐵電視作為一種媒體服務(wù)平臺,除了具備提供基本地鐵系統(tǒng)實時客乘運行信息之外,還是面向城市流動人群的地域性信息告知門戶,其傳統(tǒng)商業(yè)價值體現(xiàn)在區(qū)域性信息的告知能力、廣告指向產(chǎn)品品牌及形象的“瞬間”強化能力等方面,是粘合產(chǎn)業(yè)價值鏈中消費者和生產(chǎn)者的重要一環(huán),能最大程度地滿足觀眾對信息多樣化和及時性的需求,成為大眾生活形態(tài)鏈中重要組成部分。
目前,我國地鐵電視制播系統(tǒng)[2]主流仍然是基于傳統(tǒng)廣電播出技術(shù),這種模式既具有傳統(tǒng)播出安全性等優(yōu)點,也存在投資大、靈活度低等缺陷。隨著流媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用,利用流媒體技術(shù)來建設(shè)地鐵電視制播系統(tǒng)的技術(shù)趨于成熟。本文重點研究了地鐵電視制播系統(tǒng)的兩種實現(xiàn)途徑,并在此基礎(chǔ)上介紹了全國首例基于流媒體播出框架的武漢地鐵電視制播系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理。
1.1 基于傳統(tǒng)廣電播出技術(shù)的地鐵電視制播系統(tǒng)
傳統(tǒng)的地鐵電視播出系統(tǒng)主要采用編播軟件,首先制作乘客信息,然后傳輸?shù)礁鱾€終端顯示設(shè)備并播放。傳統(tǒng)地鐵電視的多媒體資源編播系統(tǒng)主要利用傳統(tǒng)非編輯系統(tǒng)進行節(jié)目編輯。例如使用InfoTV等軟件[3]通過對屏幕分屏大小、位置、內(nèi)容、播放時間進行編輯、制作成播表,中心媒體播放器將所獲得的播表與各個車站進行校對,發(fā)現(xiàn)不同則下發(fā)最新的播表,車站根據(jù)最新的播表進行播放。視頻信息下發(fā)則是在每天的閑時下發(fā),從而實現(xiàn)了全自動、實時的多路資訊同屏播出,具有獨立完成信息頻道播出的能力。相應(yīng)地,傳統(tǒng)的地鐵電視多媒體資源播出發(fā)布過程實際上就是在控制中心將多媒體信息和運營信息合成并發(fā)送給車站、車載終端設(shè)備,由客戶端進行播放的過程。將媒體服務(wù)器上的各類文件事先合成為完整的視頻文件傳輸?shù)礁鱾€終端,終端播放器循環(huán)播放該視頻文件。
隨著我國軌道交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展,軌道交通線路不斷增多,在一些較早開展軌道交通建設(shè)事業(yè)的城市,如北京、上海和廣州,軌道交通線網(wǎng)都已經(jīng)初步成形,軌道交通的線網(wǎng)化發(fā)展使得基于傳統(tǒng)廣電播出技術(shù)的地鐵電視制播系統(tǒng)原有的架構(gòu)變得不再合時宜。原因主要有以下5點:
1)信息時效性不強
圖1 基于流媒體技術(shù)的地鐵電視制播系統(tǒng)端到端邏輯拓撲
多媒體視頻需要先通過非實時的非編輯系統(tǒng)進行節(jié)目制作,然后將多媒體文件整理并傳輸?shù)絺鬏數(shù)牟シ趴蛻舳?,缺乏信息的實效性?/p>
2)信息維護復(fù)雜
所有的播放終端設(shè)備都是播放本地媒體文件,由于多媒體視頻文件較大,因此信息的更新時間慢,而且維護較復(fù)雜。
3)管理困難
不同的編播軟件對于多媒體資源的管理標準亦不相同,每條地鐵線網(wǎng)系統(tǒng)獨立管理會增大運營管理統(tǒng)一的難度,增加管理中出現(xiàn)的問題。
4)數(shù)據(jù)傳輸問題
傳統(tǒng)地鐵電視只有播出系統(tǒng)。節(jié)目生產(chǎn)需要利用原有的非編輯系統(tǒng),解決地鐵電視節(jié)目生產(chǎn)問題和節(jié)目從生產(chǎn)網(wǎng)到播出網(wǎng)傳輸?shù)膯栴}。
5)資源浪費
線網(wǎng)內(nèi)的每條線路都需要單獨配置一套獨立的媒體編輯設(shè)備和一批具有專業(yè)技能的媒體編輯技術(shù)人員,這樣使得硬件資源配置冗余和技術(shù)人員配備重復(fù)。
1.2 基于流媒體播出技術(shù)的地鐵電視制播系統(tǒng)
流媒體的概念起源于互聯(lián)網(wǎng),流媒體是指在Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)中使用流式傳輸技術(shù)傳送的連續(xù)媒體數(shù)據(jù),與傳統(tǒng)的播放方式相比,流式傳輸系統(tǒng)中對多媒體數(shù)據(jù)的處理是邊下載邊播放的。該方式的優(yōu)點包括:
1)不需要將多媒體數(shù)據(jù)全部下載到本地后再播放,這樣節(jié)省了下載時間和存儲空間,使延時大大減少。
2)對系統(tǒng)緩存容量的需求大大降低。播放的流媒體文件不需要在客戶端保存,減少了對緩存容量的需求和對客戶端存儲空間的要求。
3)采用RTPS[4]等實時傳輸協(xié)議,更加適合音視頻在網(wǎng)上的流式實時傳輸。
隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的發(fā)展,地鐵電視實時地展現(xiàn)乘客信息成為可能。在基于流媒體技術(shù)的地鐵電視制播系統(tǒng)中,視頻信息是通過流媒體服務(wù)器發(fā)送給終端播放設(shè)備的;而運營信息和普通資訊則是通過網(wǎng)絡(luò)從編播與發(fā)布系統(tǒng)傳輸給終端播放設(shè)備。在信息處理過程中,由服務(wù)器端通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給終端播放設(shè)備,并通過編播與發(fā)布管理系統(tǒng)來管理各個時段播放的內(nèi)容,這樣可以快速地更新信息并處理突發(fā)事件,從而有效地解決時效性和更新維護等問題。
系統(tǒng)端到端邏輯拓撲如圖1所示。
2.1 采用流媒體技術(shù)與采用傳統(tǒng)制播技術(shù)的對比
從運行維護成本與節(jié)目生產(chǎn)兩方面對地鐵電視制播系統(tǒng)的兩種實現(xiàn)途徑進行技術(shù)對比,見表1。
2.2 采用流媒體技術(shù)彌補措施
目前國內(nèi)尚未見到地鐵電視播出采用流媒體技術(shù)。但因地鐵PIS系統(tǒng)的整體架構(gòu)采用IP組網(wǎng)方式完成內(nèi)容的傳輸,采用流媒體技術(shù)后系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、播控環(huán)節(jié)、管理方式、人員操作方式較有優(yōu)勢?;诹髅襟w技術(shù)的播出相對于傳統(tǒng)基帶播出還存在一定的不足,主要表現(xiàn)在幀精確問題、延時問題、信號質(zhì)量問題和可靠性和安全性問題等。結(jié)合實際情況,針對采用流媒體技術(shù)的制播方式提出了相應(yīng)的解決建議:
1)針對幀精確問題,根據(jù)地鐵電視播出特點,該系統(tǒng)在多數(shù)情況下無需考慮幀精確問題。
2)針對延時問題,由于地鐵PIS系統(tǒng)傳輸技術(shù)特性,對延時問題不十分敏感,要求相對較低。
3)針對信號質(zhì)量問題,采用先進的H.264編碼系統(tǒng),提高壓縮編碼效率,在較低的帶寬實現(xiàn)質(zhì)量的提升。
4)針對可靠性和安全性問題,采用重點系統(tǒng)全冗余方式,提高系統(tǒng)可靠性,并且采用安全一體設(shè)備。
表1 采用流媒體技術(shù)與采用傳統(tǒng)制播技術(shù)的對比
對比項流媒體技術(shù)傳統(tǒng)技術(shù)運行維護成本人力成本流媒體播出4個頻道需要6人1個電視頻道的監(jiān)控需要3人次,監(jiān)控4個頻道則需要12人次維修成本服務(wù)器為通用服務(wù)器,便于維修;同時服務(wù)器和周邊設(shè)備數(shù)量相對較少核心服務(wù)器為各廠家專用設(shè)備,后續(xù)維修成本較高;同時服務(wù)器和周邊設(shè)備數(shù)量較多,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜用電負荷等成本由于設(shè)備較少,占用場地少,空調(diào)和制播系統(tǒng)等用電設(shè)備負荷相對較少用電設(shè)備較多,負荷相對比較大節(jié)目生產(chǎn)制播系統(tǒng)由節(jié)目非編制作和播出兩部分組成,便于解決地鐵電視節(jié)目生產(chǎn)問題和節(jié)目從生產(chǎn)網(wǎng)到播出網(wǎng)傳輸問題只有播出系統(tǒng)。節(jié)目生產(chǎn)需利用傳統(tǒng)廣電非編輯系統(tǒng);同時需要解決節(jié)目從生產(chǎn)網(wǎng)到播出網(wǎng)傳輸問題
3.1 系統(tǒng)的構(gòu)成
圖2為武漢地鐵電視流媒體制播系統(tǒng)的構(gòu)成框架。
圖2 武漢地鐵電視流媒體制播系統(tǒng)的構(gòu)成
武漢地鐵電視流媒體制播系統(tǒng)是基于流媒體播出設(shè)計框架的集電視節(jié)目采集與編輯、多媒體數(shù)據(jù)廣播和播出功能于一體的綜合性電視前端服務(wù)系統(tǒng)。它由素材采集平臺、節(jié)目編輯平臺、內(nèi)容管理平臺、后臺轉(zhuǎn)碼平臺、發(fā)布系統(tǒng)平臺、播控管理平臺等主要功能模塊組成,系統(tǒng)流程如圖3所示。
1)素材采集平臺
素材采集平臺對磁帶、光盤、U盤等介質(zhì)通過簡單編輯工作站上部署的采集導(dǎo)入軟件進行數(shù)字化或文件導(dǎo)入;對于AV信號和IP流信號通過編碼器進行統(tǒng)一編碼后,由收錄服務(wù)器進行定時收錄采集。所有采集導(dǎo)入或收錄的素材統(tǒng)一進入內(nèi)容管理系統(tǒng)。
圖3 武漢地鐵電視制播系統(tǒng)平臺流程圖
2)節(jié)目編輯平臺
節(jié)目編輯平臺對入庫的媒體文件進行自動技審,實現(xiàn)對視頻的質(zhì)量(例如音頻文件的靜音、破音、音量超標,視頻的黑場、彩條、單色、靜幀)的閾值設(shè)定和檢查報告。節(jié)目編輯系統(tǒng)采用BS和CS兩種架構(gòu)方式,快編模塊采用BS,精編模塊采用CS。
3)內(nèi)容管理平臺
內(nèi)容管理平臺,主要是對內(nèi)容的分類、檢索、存儲、全線、日志等方面進行管理,方便瀏覽查看,包括內(nèi)容包管理、素材庫管理、成品庫管理等。
4)后臺轉(zhuǎn)碼平臺
基于轉(zhuǎn)碼功能構(gòu)建的轉(zhuǎn)碼平臺用來滿足視頻的播出需求,由于節(jié)目來源差異,要求所有節(jié)目統(tǒng)一分辨率、碼率及視頻編碼格式等,系統(tǒng)提供轉(zhuǎn)碼服務(wù)器及軟件完成轉(zhuǎn)碼功能。所有轉(zhuǎn)碼目標格式為:H.264編碼,標清720×576,高清 1 920×1 080。
5)發(fā)布系統(tǒng)平臺
針對地鐵電視制播系統(tǒng)的需要,發(fā)布系統(tǒng)將編輯碼率的成品節(jié)目轉(zhuǎn)碼為H.264的播出碼率推送給播出系統(tǒng),也可以直接將已經(jīng)是播出碼率的成品節(jié)目推送給播出系統(tǒng),由播出系統(tǒng)進行節(jié)目編單后,按照輪播方式進行實時播出。
6)播控管理平臺
播控管理平臺是對所有播出文件進行管理與監(jiān)控,可以實時對播出內(nèi)容進行控制操作,無縫地對直播信號進行切換、插入墊片等操作,嚴格控制,保證播出安全。
3.2 武漢地鐵電視制播系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
1)不同媒體數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化與交換技術(shù)
系統(tǒng)具有把各種常見視頻格式轉(zhuǎn)換成標準的流媒體格式的功能,同時支持同一文件轉(zhuǎn)換生成多種不同碼率的文件輸出。集群碎片化轉(zhuǎn)碼方式實現(xiàn)了基于B/S架構(gòu)集群式自動轉(zhuǎn)碼,服務(wù)器可開啟多個轉(zhuǎn)碼線程和任務(wù),大文件自動切成碎片化文件,同時分配到轉(zhuǎn)碼服務(wù)器進行統(tǒng)一的轉(zhuǎn)碼,轉(zhuǎn)碼完成自動合成全新的文件。
2)直播控制技術(shù)
系統(tǒng)直播控制包括傳統(tǒng)信號的接入、數(shù)字化以及流媒體發(fā)布,重點是穩(wěn)定性以及可控性。系統(tǒng)直播控制支持多路直播信號和內(nèi)容進行播出控制管理;支持流轉(zhuǎn)發(fā)和直播內(nèi)容的無縫切換,直播業(yè)務(wù)服務(wù)的部署監(jiān)控管理;現(xiàn)場直播軟件編碼器可以實現(xiàn)將多路攝像機信號、本地文件、遠程流進行切換和推流播出,播出的同時支持實時錄制;支持畫中畫、LOGO、字幕管理,支持高、低碼流輸出和場景切換特效等。
3)實時的音視頻在線編輯技術(shù)
實時的音視頻在線編輯能夠滿足對現(xiàn)有直播流的實時在線編輯,編輯精確度到幀。自動場景轉(zhuǎn)換捕捉和節(jié)目串聯(lián)單導(dǎo)入便于編輯人員對內(nèi)容快速拆條,單段與多段輸出、多段合成輸出可實現(xiàn)直播節(jié)目在線拆條及多條合并等功能。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu),所有操作基于瀏覽器實現(xiàn),支持編輯發(fā)布一體的操作流程,處理完的音視頻可以直接進行發(fā)布,實現(xiàn)實時直播節(jié)目的3 min內(nèi)編輯及實時發(fā)布。
武漢地鐵電視制播系統(tǒng)建設(shè)首次采用流媒體技術(shù),在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、播控環(huán)節(jié)、管理方式、人員操作方式等方面較傳統(tǒng)廣播電視播出機制具有很強的優(yōu)勢。目前,武漢地鐵電視依托武漢廣電強大的節(jié)目內(nèi)容生產(chǎn)能力,結(jié)合武漢地鐵運行特點,通過流媒體技術(shù),將廣播電視節(jié)目內(nèi)容集成優(yōu)勢與軌道交通的渠道優(yōu)勢靈活地結(jié)合起來,滾動播放新聞資訊、影視娛樂、生活休閑、地鐵運行提示、出行安全知識、城市形象宣傳、文明出行和應(yīng)急信息等內(nèi)容,起到視頻化廣播、大客流疏導(dǎo)等應(yīng)急信息告知的作用,逐步打造一個集武漢市公共信息平臺、城市應(yīng)急服務(wù)平臺、百姓生活資訊平臺為一體的綜合資訊服務(wù)平臺。
[1] 武漢交通院. 武漢市城市軌道交通近期建設(shè)規(guī)劃(2010—2017年)[EB/OL].[2014-11-20].http://www.wpl.gov.cn/pc-35170-253-0.html.
[2] 楊秀波. 數(shù)字電視播控系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)研究[J].西部廣播電視,2013(13):135-136.
[3] 慧聰網(wǎng)廣電行業(yè)頻道. 高清晰度Info-TV電視資訊制播系統(tǒng)[EB/OL].[2014-11-20].http://info.broadcast.hc360.com/2005/10/08141783614.shtml.
[4] IEC PAS 62030,Real-time publish-subscribe (RTPS) wire protocol specification,version 1.0[S].2004.
蘋果將于秋季推電視流媒體服務(wù)
據(jù)《華盛頓郵報》網(wǎng)絡(luò)版消息稱,蘋果將會在今年秋季晚些時候推出全新的電視流媒體服務(wù)。據(jù)稱,蘋果與ABC、CBS、NBC和FOX等電視臺的談判正在順利進行。
談判的主要問題在于蘋果的三七分成方案。根據(jù)該公司一直以來的分成方案,蘋果將會分走服務(wù)營收的30%。不過報道稱,談判正在迅速取得進展,因為蘋果希望能在今年深秋推出該服務(wù)。
迪斯尼和CBS電視臺將會是首批簽約的公司,并將會與蘋果簽訂合作協(xié)議。同時蘋果希望能獲得迪斯尼旗下的ESPN和Discovery頻道的內(nèi)容,還希望能將一些地區(qū)性在線電視臺納入?yún)f(xié)議中。據(jù)稱,蘋果正在尋求方法能夠快速與遍布全國的地區(qū)性電視臺達成協(xié)議,而不用其一家一家地去談判。
業(yè)內(nèi)預(yù)計,蘋果的電視流媒體服務(wù)將會在今年秋季與全新的Apple TV硬件產(chǎn)品一起推出。據(jù)稱新的Apple TV將支持App Store應(yīng)用商店,采用更強大的內(nèi)部構(gòu)件和改進的遙控技術(shù)。
Research on Application of Streaming Media Technology in Metro TV
ZHENG Xiang, QIU Li
(GeneralEngineer’sOffice,WuhanRadioandTelevisonStation,Wuhan430022,China)
Taking the production and broadcasting systems of metro television as research subject, the key technology used in the systemis discussed.Two kinds of the systems based on traditional technology and based on streaming media technology are compared,and some improving measures to the flaws of the system are put forward based on streaming media technology. In the end, the structure and working principle of the production and broadcasting system are presented, which is first used streaming media technology in Wuhan metro.
streaming media technology;metro television;production and broadcasting system
TN948
B
10.16280/j.videoe.2015.16.008
2014-12-18
【本文獻信息】鄭翔,邱黎.流媒體技術(shù)在地鐵電視中的應(yīng)用[J].電視技術(shù),2015,39(16).
鄭 翔,博士后,武漢廣播電視臺總工辦副主任;
邱 黎,助理工程師。
責(zé)任編輯:任健男