视频节目远程编辑的实现

1、视频节目远程编辑的实现 视频节目远程编辑的实现 2004年度河南省广播电视优秀科技论文二等奖 摘 要：本文提出了综合使用远程访问技术、 vpn 技术以及视频索引技术来实现视频节目远程编辑的方法。并说明了使用最新的编码方式对提高完善某些技术环节的可能性。 关键字：远程编辑， ras ， vpn ，视频检索技术， h.264 ， wmv9 远程办公在 it 行业已不是什么新鲜事，甚至有些人已经习惯在下班后连入单位网络，使用单位的公用网络资源，如：文件共享、邮件服务等，继续白天没有完成的工作。随着远程访问技术等相关网络技术和视频检索技术的逐渐成熟，笔者大胆设想一种可以远程编辑节目的工作方式：编辑或记

2、者可以在家中通过网络接入单位服务器，获得与在单位相同的网络环境，进行节目的编辑工作。 由于要将用户远程的计算机当作和内部制作网环境中的工作站同等处理，给远程计算机提供资源共享和各种访问服务，仅仅连接是不够的，所以无法使用 ftp 或只是建立会话。使用远程访问服务可以达到此目的。在电视台服务器机房建立单独的一台远程访问服务器（ remote access server ），此服务器连接到制作网络环境，远程用户通过拨号或 vpn 的方式连接到远程访问服务器上，即如同连接到制作网服务器的一台无卡编辑站一样，获取低质量 mpeg4 素材进行编辑。 远程访问技术使得连接的简单实现成为现实，然而在视频行业

3、，由于视频文件传输码流较大，通常编辑环境视频码流为 25mbps, 在传输时即使采用新的编码方式，使用压缩，选择适合传输的码型 ( 如使用长 gop 的 mpeg 2), 最低码流在 2mbps 的情况下，目前除非单独租用线路，普通的网络仍然很难满足这样的要求。 但是我们知道，我们编辑节目通常只是将有用的片断剪辑出来，将一个个片断连接在一起，即按故事版的形式串联在一起。在我们通常使用的双网结构中，同时并存高质量 mpeg2 文件和低质量 mpeg4 文件。使用视频检索技术将低质量文件的关键帧或转场画面提取出来，只将这些片断的图标传输给用户，用户使用关键帧图标进行编辑，在编辑完成后生成 edl

4、表，通过网络将 edl 表传回，在节目下载或播出时，系统据此表对高质量视频进行相应操作。对于声音文件，在生成 mpeg4 时可以同时生成低码流高压缩比的文件格式，如 mp3 或 wma ，这些小码流的文件对网络要求不是很苛刻。使用这样编辑图标的制作方法，在避开网络瓶颈的同时，又实现了节目的编辑。 综上所述，连接使用远程访问技术，为了确保连接的安全性和普遍性，使用 vpn 对数据链路进行保护和加密，并在服务器端对访问加以限制；在客户端编辑的是低质量的图标文件和低码率的声音文件，在后面的叙述中可以看到，这将不是一种简陋和枯燥的编辑方法，因为图标索引的生成可以是互动和不均匀的，用户反馈回对某一段素材

5、进行更精确编辑的要求，服务器便将只含有此段素材的分段图标传输给用户，这样在对一些如口型或表情编辑时，甚至可以精确到逐帧的操作。此外，随着最新编码技术的发展，网络瓶颈逐渐得到缓解和突破。在最近举办的 2004 年国际消费者电子产品展（ ces ）上，许多超过现有 mpeg-2 2 倍数据压缩率的视频编码方式给人们带来了更多的惊喜，将代表未来发展方向的是 h.264/mpeg-4 avc 和微软的 windows media video （ wmv ） 9 编码技术。展会上有厂商给出的一段视频影像的分辨率为 528 486 像素，帧速率为 24 30 帧 / 秒，编码数据速率为 1mbit/ 秒，

6、这远小于同等质量 mpeg2 的编码码流。现在国内外一些视频公司已经使用 wmv9 编码进行远程的视频文件传输。 下面对实现远程编辑的相关技术环节进行具体的阐述： （一）使用远程访问技术将用户与服务器进行连接，为用户提供和单位相同的网络环境 远程访问就是计算机通过某种远程连接来访问本地的网络资源。这要在服务器端开启远程访问服务（ remote access service ， ras ），在客户端建立拨号连接。由于此技术已非常成熟，且关于服务器建立方面的资料有很多，这里不再重复。由于电视行业节目素材的敏感性，在此重点说明远程访问对访问安全性的支持。 身份验证 服务器可通过身份验证来确认远程访问

7、用户的身份，如果用户身份得到确认，就可以连接到电视台内部网络，并得到相应的访问权限。目前是实现对身份验证的方法和协议有： pap 、 spap 、 chap 、 ms-chap 、 ms-chap v2 和 eap 。 数据加密 远程访问数据加密技术负责在远程访问客户端与远程访问服务器之间的通信链接上提供数据加密功能，它是建立在保密加密密钥基础之上。这种保密密钥在连接身份验证过程中生成。远程访问服务器可以被配置为使用数据加密技术。如果远程访问客户端无法执行所要求的加密功能，连接尝试将被拒绝。 针对远程访问连接的数据加密技术共有两种类型： microsoft 点到点加密（ mppe ）技术 数据

8、加密标准（ des ）与三重 des （ 3des ） 访问控制 使用远程访问策略实现对远程访问的控制和管理。远程访问策略是指一系列事先安排好的规则，这些规则定义了如何对连接进行许可授权操作。对于那些已经通过许可授权的连接，远程访问策略还可用于定义连接限制条件。系统将依次采用各种远程访问策略对连接尝试进行评估，并确定其是否满足所有策略中的条件。如果连接尝试无法与任意一种策略中的条件相匹配，则该连接尝试将被拒绝。 （二）数据链路采用 vpn 机制，通过公用网络进行访问，同时使用 vpn 对数据进行加密和封装，确保传输安全性 实现远程访问有两种连接方法，拨号和 vpn 。采用 vpn 基于以下两种

9、考虑： 1) 使用公共网络，节省费用 拨号可使用公共电话网或申请专线，但由于使用了单独的线路，价格较高。而 vp n 的连接实际上是通过互联网，对网络接入地点和途径没有明确的限制，用户可使用小区宽带， adsl ，甚至是拨号，只要能够连入因特网即可。 2) 数据安全保证 安全性在传输电视节目素材时显得尤为重要。目前 vpn 主要采用四项技术来保证安全， 这四项技术分别是隧道技术（ tunneling ）、加解密技术（ encryption & decryption ）、密钥管理技术（ key management ）、使用者与设备身份认证技术（ authentication ）。 隧道技术是

10、vpn 的最基本也是最重要的技术，类似于点对点连接技术，它在公用网建立一条数据通道（隧道），让数据包通过这条隧道传输。隧道是由隧道协议形成的，分为第二、三层隧道协议。第二层隧道协议是先把各种网络协议封装到 ppp 协议中，再把整个数据包装入隧道协议中。这种双层封装方法形成的数据包靠第二层协议进行传输。第二层隧道协议有 l2f 、 pptp 、 l2tp 等。第三层隧道协议是把各种网络协议直接装入隧道协议中，形成的数据包依靠第三层协议进行传输。第三层隧道协议有 vtp 、 ipsec 等。 隧道技术相当于给传输的数据穿了一层保险的外衣。现在普遍使用第三层隧道协议的 ipsec ，由于其严密的安全

11、算法以及使用密匙服务，使得它能在 ip 层提供安全可靠的保障。 （三）在客户端显示的是使用视频检索技术将关键帧或转场画面提取出来的视频片断的图标 视频检索技术这几年发展很快，有很多种方法将视频片断分析并抽取关键帧，或是对镜头分割，将场景转换后的首帧提取。下面这张图说明了对一段视频片断分析后提取出的场景转换画面： 典型的 关键帧抽取方法可分为 5 类， 即 基于镜头的方法 、 基于内容分析的方法 、 基于运动分析的方法 、 基于镜头活动性的方法 和 基于聚类 的方法。从 20 世纪 90 年代开始 , 基于内容的视频分析和检索技术一直成为研究的热点，这些年又有更大的发展。用户可以反馈查询的要求，

12、系统根据条件返回相关的视频描述数据。也就是说用户可以发出指令，获取不同级别的视频图标。这样在远程编辑时，可对某一段视频进行“缩放”，实现精确编辑。 （四）使用最新的 h.264 、 wmv9 技术优化编码，在低速网络上传输视频片断 h.264 标准是 itu-t 的 vceg （视频编码专家组）和 iso/iec 的 mpeg （活动图像专家组）的联合视频组（ jvt ， joint video team ）开发的标准 , 也称为 mpeg-4 part 10 ， “ 高级视频编码 ” 。 在相同的图像质量下， h.264 比 mpeg-2 节约 50 左右的码率。因其更高的压缩比、更好的 ip 和无线网络信道的适应性，在数字视频通信和存储领域得到越来越广泛的应用。但 h.264 获得优越性能的代价是计算复杂度增加， 因此，除了要求有强大的编解码器以外 ，还需要有更加强大的处理器，否则就无法处理音频及视频任务。 而 wmv 9 的解码复杂程度相对较低，其主层解码复杂性相当接近 mpeg-4 简单层编解码器，几乎是 h.264 解码器复杂性的一半。 由于编码技术的发展，欧洲正计划 将 mpeg