羅玉盤

隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的快速發(fā)展和移動(dòng)智能手機(jī)的普及，移動(dòng)視頻的需求呈爆炸式增長，人們對(duì)于隨時(shí)隨地的多媒體訪問需求日益迫切[1]。本文基于Live555 和Androidpn 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了視頻實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)。其中Live555 是一個(gè)為流媒體提供解決方案的跨平臺(tái)的C++開源項(xiàng)目，Androidpn 實(shí)現(xiàn)了從服務(wù)器到Android 移動(dòng)平臺(tái)的文本消息推送，是基于XMPP 協(xié)議的Java 實(shí)現(xiàn)。通過流媒體控制傳輸，軟硬件編解碼，在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)Android 設(shè)備之間流暢視頻傳輸功能[2]。文章具體討論分析系統(tǒng)服務(wù)器端的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，考慮到移動(dòng)設(shè)備的性能限制，通過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)視頻流后，可實(shí)現(xiàn)多終端播放。目前Live555 工程無法自定義視頻文件存放目錄和服務(wù)監(jiān)聽端口號(hào)，通過優(yōu)化Live555 開源工程，加入啟動(dòng)參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了多用戶同時(shí)進(jìn)行視頻傳輸。

1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

本系統(tǒng)主要包含兩個(gè)子系統(tǒng)，分別是客戶端和服務(wù)器端。客戶端可同時(shí)發(fā)送和播放視頻數(shù)據(jù)，服務(wù)器端則集成了Live555 和Androidpn 兩個(gè)開源框架，其中Live555 負(fù)責(zé)視頻流處理，Androidpn 負(fù)責(zé)消息推送。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖1 所示，業(yè)務(wù)流程如圖2 所示。

系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)功能詳細(xì)介紹如下：

1）采集客戶端主要負(fù)責(zé)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的采集、編碼和發(fā)送。采集客戶端的視頻發(fā)送過程是與服務(wù)器建立RTSP 連接[1]，從攝像頭提取視頻數(shù)據(jù)，使用H.264 進(jìn)行編碼[3]，打包成 RTP 數(shù)據(jù)包，發(fā)送至服務(wù)器端。

2）流媒體服務(wù)器端主要負(fù)責(zé)收集客戶端發(fā)送的視頻數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)并轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)提供對(duì)視頻數(shù)據(jù)以及客戶端用戶進(jìn)行管理控制的功能。流媒體服務(wù)器集成了Live555 和Androidpn 兩個(gè)開源框架，其中Live555 負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)視頻直播、點(diǎn)播以及錄制等功能，Androidpn 負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)客戶端在線管理以及服務(wù)端到客戶端的消息推送。

3）播放客戶端主要負(fù)責(zé)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的接收、解碼和播放。客戶端的視頻播放過程是與服務(wù)器建立RTSP 連接，接收并解析RTP 數(shù)據(jù)包，解碼出視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行播放。

圖1 視頻實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

圖2 視頻實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

2 服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)

2.1 Live555 優(yōu)化

為了支持多用戶同時(shí)在線進(jìn)行傳輸，需要對(duì)Live555 進(jìn)行功能擴(kuò)展，使其能夠自定義監(jiān)聽端口號(hào)，不同用戶監(jiān)聽不同端口，同時(shí)能夠自定義視頻文件存放目錄，在點(diǎn)播視頻時(shí)可方便快捷地定位到視頻文件。

首先，優(yōu)化mediaServer 項(xiàng)目，此項(xiàng)目用于實(shí)現(xiàn)視頻文件點(diǎn)播功能。在DynamicRTSPServer.hh 中添加變量，用于記錄視頻文件存放目錄。在live555MediaServer.cpp中的main函數(shù)中，添加從命令行讀取端口號(hào)和視頻文件存放目錄參數(shù)的代碼。在RTSPServer 的初始化代碼行中，將原來的默認(rèn)端口號(hào)554 改為接收到的參數(shù)值。對(duì)DynamicRTSPServer 的視頻文件存放目錄變量進(jìn)行初始化。在DynamicRTSPServer.cpp 的lookupServerMediaSession 函 數(shù) 中，將目錄路徑和文件名進(jìn)行拼接形成完整路徑，作為ServerMediaSession 的鍵值。這樣，將項(xiàng)目編譯后可生成mediaServer.exe 文件，通過命令行執(zhí)行mediaServer.exe-p port-d fileDir 命令即可實(shí)現(xiàn)視頻文件點(diǎn)播功能。

其次，優(yōu)化proxyServer 項(xiàng)目，該項(xiàng)目用于實(shí)現(xiàn)視頻流轉(zhuǎn)發(fā)功能。在live555ProxyServer.cpp中同樣添加從命令行讀取端口號(hào)參數(shù)的代碼。在RTSPServer 的初始化代碼行中，將原來的默認(rèn)端口號(hào)554 改為接收到的參數(shù)值。這樣，將項(xiàng)目編譯后可生成proxyServer.exe 文件，通過命令行執(zhí)行proxyServer.exe-p port rtsp_url 命令即可實(shí)現(xiàn)對(duì)指定視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)功能。

最后，優(yōu)化openRTSP 項(xiàng)目，該項(xiàng)目用于實(shí)現(xiàn)視頻流錄制功能。在playCommon.cpp 的main 函數(shù)中，已經(jīng)有從命令行讀取視頻文件存放目錄參數(shù)的代碼。但是在setupStreams 函數(shù)中，原有代碼對(duì)保存的視頻文件名進(jìn)行了修改，需將其改為接收到的參數(shù)值。這樣，將項(xiàng)目編譯后可生成openRTSP.exe 文件，通過命令行執(zhí)行openRTSP.exe-F filePath rtsp_url 命令即可實(shí)現(xiàn)對(duì)指定視頻流的錄制功能。

2.2 Live555 與Androidpn 的集成

將Live555 優(yōu)化完畢并編譯好可執(zhí)行文件后，下一步，需要搭建服務(wù)器端程序。在Androidpn 項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，集成Live555 的功能。

首先，將所有可執(zhí)行文件拷貝至Androidpn 工程的WEB-INF/video 目錄下。

其次，定義MediaServerFacade 類，該類實(shí)現(xiàn)多個(gè)服務(wù)接口，包括getUserList，getVideoList，call，reply，stop 等。其中g(shù)etUserList 方法返回當(dāng)前在線用戶列表，通過遍歷ClientSession獲取每個(gè)會(huì)話的用戶名；getVideoList 方法返回歷史視頻列表，通過Runtime.getRuntime().exec()方法執(zhí)行上節(jié)中的命令行啟動(dòng)點(diǎn)播服務(wù)進(jìn)程，然后掃描視頻文件存放目錄獲取所有視頻文件名稱；call 方法實(shí)現(xiàn)呼叫指定用戶，通過NotificationManager 的sendNotifications 方 法將呼叫請(qǐng)求推送給指定用戶；reply 方法實(shí)現(xiàn)用戶呼叫應(yīng)答，若被呼叫的用戶選擇拒絕本次呼叫，通過NotificationManager 的sendNotifications 方法將拒絕信息推送給呼叫用戶，若被呼叫的用戶選擇接受本次呼叫，通過Runtime.getRuntime().exec()方法執(zhí)行上節(jié)中的命令行啟動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)和錄制服務(wù)進(jìn)程，并通過NotificationManager 的sendNotifications 方法將轉(zhuǎn)發(fā)視頻流的地址推送給雙方用戶；stop 方法實(shí)現(xiàn)停止視頻傳輸，通過Process.destroy()方法結(jié)束轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)和錄制服務(wù)進(jìn)程，并將停止信息推送給另一方用戶。

最后，修改WEB-INF/web.xml，添加servlet，對(duì)客戶端的服務(wù)調(diào)用進(jìn)行攔截。

3 系統(tǒng)測(cè)試

將集成完畢的服務(wù)端部署到中間件上，并啟動(dòng)中間件。這里以視頻實(shí)時(shí)傳輸功能為例，當(dāng)兩個(gè)移動(dòng)終端進(jìn)行視頻通信時(shí)，在PC 上打開VLC 播放器[2]，輸入其中一個(gè)終端的轉(zhuǎn)發(fā)視頻流地址，也能同時(shí)接收視頻，播放結(jié)果比較理想。

測(cè)試表明，在Android 移動(dòng)系統(tǒng)下，服務(wù)器對(duì)客戶端的視頻傳送非常流暢，可實(shí)現(xiàn)多終端接收，穩(wěn)定可靠。

4 結(jié)束語

當(dāng)今世界，隨著移動(dòng)終端的種類逐漸增多，功能逐漸增強(qiáng)，普及率逐漸升高，視頻通信的市場(chǎng)需求越來越強(qiáng)烈。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了Android 移動(dòng)終端之間的視頻通信，多終端接收視頻流，視頻錄制及點(diǎn)播功能，具有實(shí)際意義。