火凤网网络电视台的设计和实现

1、火凤网网络电视台的设计和实现1 绪 论INTERNET时代的来临，给广播电视事业提供了新的契机：电视台节目所具有的信息快、时效性强、声情并茂的特色是其他大众媒体所不能比拟的，但信号的稍纵即逝成为与其他媒体竞争中不可克服的弱点。而Internet因可汇集文字、图像、视频、音频，凭借Internet实现文字、图像、视频、音频的传输，为电视台的发展创造新的经济增长点。使用Internet的最佳方式就是建立具有广播电视台特色的内容运营平台。电视台由于具有自己丰富的媒体信息资源，同时，也具备了大量的有线宽带用户，为了进一步实现电视台信息化的建设，同时将充足的电视媒体资源和当前的有线宽带用户结合，为宽带用

2、户提供超值的服务，进一步发掘当前的资源的价值，获取更多的利益，并使现有的资源更多更好的为用户服务，既可以吸引有线宽带用户，实现用户数目的增加，也可以解决的资源闲置的现实问题。同时，建设基于互联网的内容运营系统，能够实现对各类internet业务平台的有效支持，优化了对视频为核心的内容的播放；跨媒体双向传播； 智能互动新媒体平台能找到人与人、人与内容、内容和终端最佳的适配和组合，最终在受众-内容-服务-终端之间形成一个立体化互动纽带，并通过种智能消息处理引擎，简化交流创造值得回头光顾的新媒体在线体验，可有效地提高用户黏度，为实现增值运营赢得坚实基础Error! Reference source

3、not found.。随着多媒体技术的不断沉淀、信息技术的飞速发展、其客户受众面不断提升，传统的基于网络发布的单一多媒体技术及发布渠道，已不能完全满足电视台媒体受众的需求，网络电视、手机电视等等新媒体消费方式，作为极具互动性的媒体内容消费类型，拓宽了媒体发布渠道；因此内容运营平台及发布渠道的创新化、多样化、扁平化等需求越来越明显，基于互联网的新媒体技术规划与实施已成为新的关注焦点之一，新媒体内容也必将为运营商和节目提供商注入新的活力。通过新媒体内容集成及运营分发平台为用户提供丰富的、个性化的节目内容，对于用户的内容资源增值运营具有重大意义。2 网络电视台的发展概况2.1 行业发展随着宽带网络的

4、发展，由传统的拨号上网到如今的光纤宽带，网络电视最低512K的传输带宽已经不再是限制发展的瓶颈，新媒体环境下网络电视的兴起已改变了原有通过网络PC观看视频的方式，网络结合传统电视媒体良好的制作能力，专业性，信息的权威性，进行整合和改革，形成了如今的网络电视台，随着央视的CNTV，湖南台整合出来的“芒果TV”，上海文广集团以上海台为核心组建的“上海网络电视台”，凤凰卫视成立的“凤凰宽频”等各省市网络电视台的出现，HBTV以湖北电视台为依托，在火凤网为基础上创办的网络电视传媒机构，以视听互动为核心、结合了传统电视用户和网络在线用户的更大更新的用户群，并在未来成为我省乃至全国各民众的互动交流平台。2

5、.2 技术发展随着网络技术和音视频技术快速发展，网络电视台的结合了二者最新的技术特点，湖北台整体的设计架构是基础支撑平台加在线业务平台为主，分成了内容收录系统，内容生产系统，内容智能管理系统和内容分发系统四大块。基础业务平台就是火凤网，多业务平台是网络电视台、手机电视、IPTV等，整个Cybervision系统采用的是先进的面向服务的体系架构（SOA），开放、可扩展的数字内容管理服务，提供统一的访问接口，并可以进行二次开发。数据库、媒体转码服务器、视音频分配器、收录服务器、网络设备在线存储、编辑工作站、媒体资料编辑、审查工作站等项目的发展都着实的为网络电视台的发展提供更宽的道路，为了满足发布平

6、台的接口我们采用的也是SOAP协议加XML指令文档的方式，由于网络漏洞和不安全因素的存在，网络电视台采取了防毒攻击，建立防火墙和强大的Web后台管理系统，并备有健全的监控系统和应急预案Error! Reference source not found.。总局科技司组织工作组编制的电视台数字化网络化建设白皮书，对网络电视台台内网多层级、多元的总体框架和系统架构模型进行了探讨和研究，对网台内容集成运营平台的建设起到了很好的指导规范作用。3 设计与实现3.1 内容收录系统收录系统支持60路卫星信号7×24小时，无人值守的自动收录任务。收录系统通过集中控制工作站查看网络中所有MSV收录媒体服

7、务器的状态和所有任务的状态（等待采集，正在采集，采集完成），可以选择对某一台MSV收录媒体服务器进行收录操作和相关MSV的配置修改。集中控制可以对编单任务进行提交，对正在采集的编单任务的结束时间和就绪的任务进行修改，对所有的任务都可以进行删除操作，可以随意对正在采集的任务和就绪任务进行重新调度的操作Error! Reference source not found.。同时，收录系统支持多种收录任务：手动实时任务、自动定时任务等。3.1.1 业务特点1. 时效性信号收录系统支持 “边采边编”，针对时效性高的新闻、体育赛事能够给编辑系统提供最快时间地节目制作、节目发布支撑Error! Refere

8、nce source not found.。2. 汇聚内容多样性采集的信号源具有多样性，主要有SDH光纤网络、卫星、有线电视、互联网、演播室线路信号、录像机、光碟等，能够满足大多数新媒体行业用户的实际需求。3. 高效稳定性所有服务器都具有主备功能，能够保证7×24小时稳定不间断工作，支持自动任务，做到无人值守汇聚。3.1.2 技术组成和实现1. 视音频分配器和多画面分割器视音分能够把输入的SDI信号分为2路相同的SDI信号输出，每一路信号用于不同的设备，以达到电视墙监看与收录系统任务同时进行的目的。我们提供的视音分设备每一个设备支持两路输入，每路4个输出，以满足用户现在的需求，以及将

9、来的可扩展性。多画面分割器能够把大屏幕的电视机分割成很多的小窗口，再把接入分割器的SDI信号输出到指定的窗口位置上，达到一个电视监看多路电视信号的目的，大量节约成本。我们提供的多画面分割器支持最多16路SDI信号的输入。2. 高稳定性、可靠性的收录服务器MSV系列视音频媒体服务器是一种集采集、播出于一体的具有设备化、智能化的广播级、专业多格式视音频上下载设备，每台服务器支持两路信号收录。本产品采用高性能硬件平台，稳定可靠，具有很强的安全性和运算能力；采用专业多接口视音频板卡，可支持与目前绝大多数常用的视音频设备连接；具备强大的文件管理系统，能够对自身收录的文件进行统一管理，避免文件丢失；强大的

10、软件功能，简化工作环节，实现高效低成本。3. 界面直观、操作便捷的收录监控收录监控能够实时监控多路收录服务器的工作状态，手动任务和自动任务的执行状态等；能够布置自动收录任务，及时没有工作人员值守也能自动执行收录动作；能够执行手动收录任务，实时采集指定信号源的节目Error! Reference source not found.。收录监控还能够监看视频矩阵的连接状态，能够手动修改输入端口与输出端口的对应关系，灵活调节矩阵。4. 功能强大、智能化的收录控制服务器能够智能监控任务执行状态，在任务异常后能立即调节到其它收录通道继续采集，保证收录任务的正确执行。收录系统的入库方式是通过策略进行配置，只

11、要制定了相应的策略模板，就能对不同用户配置不同入库策略，实现灵活的入库方式，能够对非编库、精编库、媒资库等各种后续功能模块库进行选择性入库，灵活方便。能够支持国内外主流矩阵生产商的矩阵路由控制，提供直观的路由监控界面，能够实时查看当前矩阵输入信号与输出端口的具体连接情况，以辅助判断收录信号是否正确。3.2 内容生产系统内容制作系统主要完成各业务系统的业务所需要的各种内容生产工作，如网络电视台、手机电视等业务系统所需要的综艺、专题、电视剧等节目的制作或再生产任务。不同于电视台的传统制作系统，网络电视台的内容制作系统主要针对已有的成品内容进行再加工制作，并且通常会因为业务需求的不同，对同一内容进行

12、多次再加工制作；另外，由于生产节目量巨大和时效性要求高，基于互联网的分布式协同制作也不可或缺，并且海量节目的的快速制作上线也将是内容生产的主要手段Error! Reference source not found.。为确保内容对终端的可盈利能力，生产系统仍然要求具备专业节目制作手段，如素材上载、协同编辑、特技包装、图文字幕、音频合成、审片等功能，并另需要考虑标清制作、高清制作、节目包装等业务的需求。3.2.1 业务特点内容生产系统具有以下业务特点：1.丰富性具备图文、字幕、特技、配音、音效合成、包装合成等多种制作手段。2. 开放性在生产过程中需要与外部广泛交换图片、视音频素材等文件资料数据。3

13、. 时效性生产系统需要考虑大量的时效性生产，支持对同一频道的大规模并发边采边编。对于业务中大量使用的快编方式，后台合成具备快速合成能力，实测合成时效比为10：1。4. 泛编辑（Pan-edit）模式用户基于web方式的快速编辑软件，在任何地点和时间，甚至可以利用互联网进行编辑工作。3.2.2 系统组成要素图4-1 内容制作系统组成要素如上图4-1所示，系统由B/S非编、粗/精编、合成工作站组成，其中B/S非编XCut为内容制作系统的主要功能模块，能够支持多格式混编、多种音频特技、丰富的字幕特技和滤镜，真正实现音视频素材和字幕混编、支持、边采边编，实现收录完毕，编辑完成，大大提高节目制作效率，并

14、可以对多样化的素材进行搜索、过滤。3.2.3 在湖北台的技术实现节目内容的生产在湖北台主要是由28台编码器组成，将不同信源进行MPEG-2或H.264压缩编码和转码，形成2M的码率通过主备4台H3C的交换机输出传输给集成播控平台。在节目内容处理过程中可以通过简单编辑和复杂编辑两种方式来进行编辑加工处理：简单编辑：对于采用MJPEG，MPEG2编码等帧内压缩的不同码率的码流节目进行混合编辑，实现帧精确编辑并不是什么困难的事情。但是对于流媒体而言，相对于普通的视频文件来说，码流通常必须相对较小，一般情况下采用复杂的帧间压缩方式，增大帧内压缩的关键帧间距等方法实现Error! Reference s

15、ource not found.。复杂编辑：复杂编辑除完成简单编辑和快速串编的功能外，可以对节目进行复杂特技处理，适用于自办节目、片花和专题节目的制作。系统编辑软件支持GPU 特效加速，后台渲染，采用AC-3 编码的杜比5.1 环绕立体声，支持对DV, MPEG-2I- 帧, MPEG-2 IBP, 无压缩, DIVX 和 MPEG-4、DVD、VCD、MPEG-1/2/4、WMV、RM、MOV 等通用文件的视频编辑制作和输出。1. H.264压缩编码在湖北台的应用视频编码压缩技术是网络电视的关键技术，H.264是一种新的高效压缩数字编码国际标准，高效的数据压缩率是它最大的特点，H.264的压

16、缩率可以达到103:1；能够在低码率的传输情况下高质量而且连续很流畅的视频图像；具有很强的网络适应性，能够在不同的网络间传输，同时它可以工作在有延时的状态下，也可以工作在无延时的视频流服务器中；能够提供并解决在不同不稳定的网际中容易产生丢包和误码等现象的工具，得到很好的控制，并适用于高误码率传输的无线网络中的视频数据传输；采用的混合编码，这是近年来出现的一种新编码形式，它将以前的参量编码和波形编码的长处结合到一起，可以一直保持为515bit/s的低速率。混合编码结合了运动补偿，差分编码和分块变换等视频编码方法，因此在H.264的算法框架中，运动补偿，差分编码和分块变换这三者也是相互影响的，不同

17、的运动补偿方法，不同的差分编码方法和不同的量化系数构成了不同的编码模式，从而使H.264应用范围格外广泛，可以满足不同的传输速率，不同网络间的传输。以上关于H.264的编码压缩有点均符合于网络电视所要求的要有固定延时，为保证网络拥塞导致的数据包传送时延抖动的问题，接收设备需要在解码前进行数据缓存处理以保证播放出流畅的视频图像；降低丢包率；提高用户的交互性等优势。不可否认的是任何一个当前的技术都会存在缺点，没有缺点就没有其未来发展空间，由于H.264编解码后图像的完整率及其高效性都是建立在很复杂的运算基础之上的，高复杂度的运算会使其传输速率会进一步的降低，一些便携的用户终端设备达不到这么高的复杂

18、度从而升高其功耗，这就要求系统的整体构架在对于处理器的数据调度方面必须要有一定程度的改进，同时也增长了H.264编解码技术在市场上的活力周期长度，所以H.264必定在以后的网络电视市场上占有主流地位，网络电视的交互性和实时性是其改变的最重要参考因素Error! Reference source not found.。2. 新媒体行业的“边采边编”技术新媒体行业的业务制作特点可归结为“海量制作，快速发布”，而Sobey的边采边编技术无疑真正实现了快速发布这一特点。在采集任务开始后15s内即可对收录素材进行编辑制作，多个编辑站点可以同时对一个素材的不同时间片段进行编辑处理，并直接“分段提交”，当单

19、一采集任务结束时，多个所属节目片段已先后发布到终端业务平台上了，更快速的满足新媒体用户的“求新求快”要求。新媒体模式下的“边采边编”技术业已发展到了全内容生产周期内的多业务多进程并行节目制作，对同一个采集素材能够支持3路的边采边编制作，更加体现了业务的协同能力，如下图4-2所示。图4-2 多进程边采边编示意图本文EditPro7节目制作系统构筑在高性能的高标清非线性图文视频编辑引擎之上，采用基于第二代CPU+GUP+I/O技术的Nova非线性编辑软件为网络的核心编辑单元，具备完备的节目复杂制作能力。系统提供整套的时间线编辑工具，同时支持高低码率编辑，精确的轨道编辑技术，内置丰富特技效果库支持，

20、快速简便地实现单层特技效果。支持高标清节目编辑、配音、字幕、打包、上下载等关键业务环节Error! Reference source not found.。3. 高效的快速合成工作站鉴于新媒体行业的海量节目制作更多是仅仅采用视频剪切功能，对编辑视频文件的大部分区域并不需要特殊的处理。针对这一特点，我们专门研发出了快速合成的创新功能，合成工作站能够自动识别节目制作类型，满足条件则执行快速合成，时效比高达10：1，极大地提高了传统合成的速度，加快了节目发布速度，节约了用户成本。3.3 内容智能管理系统内容智能管理系统是cybervision的基础部分，为系统内其它功能子系统提供内容支持服务、存储管

21、理服务、并对基础支撑子系统的各功能模块进行流程驱动，协调、调度生产流程，确保内容生产的可控性与高效率。可支持异构系统下跨平台的应用和多种商用主流数据库支持。4.3.1 业务特点1. 大容量存储存储大量的历史资料、素材资料和成片节目，应采用分级存储架构以更好地满足存储和应用的需要。2. 服务多样性服务的范围广泛，功能多样。对于节目生产和播出业务，提供收集、存储、检索、调用等服务；对于系统外的节目再利用，提供检索、浏览、应用、交换等服务。1. 编目信息可建立、提供详细编目信息，从而全面揭示所存资料的内容特征，满足各种应用需求。2. 工作流程驱动制定业务工作流程，作为流程的驱动，实时协调、调度流程走

22、向，负责传递各个流程之间的交互信息，图表化统计出各个流程的工作信息，供人工决策。3.3.2 系统组成要素图4-3 内容管理系统组成要素1. 媒资管理主要是对文件内容和元数据进行存储、管理运营系统中的所有节目信息、对媒体内容进行增加、删除等操作、为系统内其它模块提供节目信息查询、检索服务、为外部系统提供检索、查询门户服务Error! Reference source not found.。2. 系统监控管理主要是监控任务执行情况并触发任务（是否执行，执行状态）、内容运营系统生产发布工作流程定义与设置、对系统内的各基础工作流程的驱动与信息记录、系统内各流程节点间关键数据的传递；3.3.3 在湖北台

23、的技术实现1. B/S模式媒体资源管理B/S模式的媒资管理门户给应用的部署和维护带来极大的便利，用户使用IE浏览器就可完成对媒资管理门户的访问；采用Portal技术，实现用户界面自定义、集成信息展示，一站式浏览为用户提高工作效率。该管理模式就相当于是网络电视台的一个门户系统，它的主要作用就是向用户提供菜单，在通过以上定制自己喜欢的点播，直播节目，喜欢的歌曲组合和教育信息，娱乐时尚信息，影讯等由网络电视台提供的各种信息，此外，用户在观看电影时若要下载字幕，节目内容的介绍和演员的介绍等附加信息也可以在页面上查询的到，在三网融合的今天，很多电信话费类的信息，查煤气，水电之类的信息也可以上进行查询和缴

24、费，或是在电子商务方面也可以进行一定的预定和操作，这么多种的基本业务和增值业务都需要网络电视台提供的简捷和快速的平台，通过电子节目导航让用户使用B/S模式的媒资管理能够在第一时间内找到自己中意的节目，当然，在用户享受B/S模式的媒资管理带来方便的同时也可以主动的发表各种感言和建议给节目提供商或是厂商，这些建议将会进一步改善B/S模式的媒资管理的功能和作用，也做到了交互性这一重要的特点，如图4-4所示。图4-4 媒资检索2. 图形化的设备管理B/S模式媒资管理门户的存储管理提供图形化的存储状态浏览、存储管理、存储任务定制、存储任务监控等功能，使存储器、部门（人员）使用状态一目了然。存储管理支持存

25、储水位线、预警等高级功能，如图4-5所示图4-5 设备管理3. 高效的全文检索媒体资产管理系统提便捷的B/S检索，随处可用IE登录访问。支持索贝高效的的全文检索引擎以及第三方全文检索引擎无缝嵌入，支持二次检索、参量检索、同音/反义词等高级检索功能，提供类似于“Google”的个性化检索（最新、热点、推荐）方式。检索方式包括：主题词、分类及全文检索。4. 量身打造的工作流程管理根据用户实际情况与需求，为客户量身打造一个系统工作量监控管理平台，能够实现一个业务流程的发起，并智能管理所有业务流程的进度，指定后台业务数据信息的走向，并对所有任务的情况进行适时监控和图表化统计。湖北台采取的是交互式实现方

26、案：顾名思义，交互式是IPTV的两大重要特色之一，此方案的实现更注重的是与用户的互动，首先是将前端子系统生成的业务信息存储在数据库中，然后服务器通过检索来从数据库中获取业务信息，在网络传输中以Web页面的形式提供给机顶盒，而后再由机顶盒进行解析以EPG页面的形式开启给用户使用，在开发过程中最后使用JavaScript进行数据处理。用户可以根据流程管理Web页面查询某个业务的执行情况和数据信息，能够根据规则指定其重做位置，并能根据后台服务生产的信息图表进行人工的管理决策Error! Reference source not found.。3.4 内容发布系统发布系统通过与内容管理系统及内容生产系

27、统相配合，以分发管理模块为核心，通过计算机网络传输控制和管理信息，实现对多个业务平台的复杂业务协调调度，以及内容智能分发功能。分发系统要考虑内容分发和业务实现的全部流程，实现与基础支撑系统其它功能子系统，以及在线业务系统的互联互通，确保安全和高可用。3.4.1 业务特点1. 协同性分发系统作为基础支撑系统内的子系统，需要与系统内其它功能模块形成统一流程；同时，还需要和在线业务系统形成良好匹配，以便针对终端用户的业务协调实现。2. 智能匹配因为需要支持对多个业务平台的内容分发，而这些业务平台所要求的内容是有极大差异性的，因此，分发系统需要智能匹配各业务平台的内容需求，并按需发放。3. 复杂业务调

28、度作为实现基础支撑系统对业务平台总体支持功能的功能子系统，发布系统还需要作为业务信息的枢纽和中心控制节点，协调各业务平台的需求，保障对终端用户复杂业务的实现。4. 集群化的转码服务能够实现大规模的转码集群，支持多任务并行工作，智能选择空闲转码服务。转码软件支持新媒体行业中大多数常见音视频格式，并支持多通道、变码率的转码方式，能够满足视频网站等行业用户需求。3.4.2 系统组成要素1. 内容分发XPUSH主要是提供业务发起接口，接收业务执行请求，自动匹配需求信息与分发策略，发起相应任务、实时监控挂载到调度云上的服务状态，实时记录业务执行过程与进度，并提供接口给需要获得信息的服务调用查询。2. 集

29、群转码视频编码：支持MATROX, IMX, MPEG-4, H264/AVC, VP6, 3GP, WM9等新媒体格式及传统广播电视媒体格式；音频编码：AMR_NB,AMR_WB, AAC及MP3/2/1，wma等编码；支持多种类型的输入文件，包括AVI、MOV、MP4、3GP、WMV、FLV、TS流并提供多信道，可变码率，多分辨率优化的编码。3.4.3 在湖北台的技术实现1. 内容分发基于局域网和广域网的支持：在目前远程素材发布的业务流程中，单单依靠局域网内的业务调度根本不能满足要求，而对广域网的支持恰恰可以满足要求，Xpush服务器可以通过广域网将任务下发给素材发布服务器，通知其进行素材

30、内容或素材元数据的发布。大规模集群服务器的调度：目前的软件中，对于多业务的并发处理都没有很好的支持，当多业务同时提交时，如何提高每个业务的处理进度，减少业务系统的等待时间，是需要解决的问题之一，而Xpush调度能很好的解决这个问题，它支持大规模的集群服务器的调度，支持具有同种服务的多台服务器并行工作，这样有效的解决了每个业务等待处理的时间，加快了业务流程的处理进度，大大提高了整个系统的工作效率。主备服务器自动切换机制：主备服务器的自动切换机制是为了避免单点故障而采取的一种安全机制，目的是保障系统的稳定性和可靠性，以后可以演变为多服务器的同时调度，备服务器不是单一的作为一个备用的服务器，也可以不

31、只一个，可以几个同时工作，同时进行任务的调度。 高可用性：任务的智能调度，通过优先级设置和手动改变优先级来改变任务的调度方式；服务的智能监控，将服务的状态通过图标的状态形象的表达出来，使用户直观的了解到服务的工作状态。2. 集群转码转码服务稳定可靠：经过08青歌赛、欧洲杯、奥运会等大规模赛事的压力考验，能够保证7×24小时不间断多格式转码任务执行。支持网络分布式并行处理：基于集群设计，继承了分布式计算的优点，能够自动调配空闲服务执行任务，并行处理以获得更高的时效性。支持多种格式之间的互转：支持新媒体格式之间、传统格式到新媒体格式，以及新媒体格式到传统格式媒体文件的一次性互转，不需要任

32、何间接格式的过渡，更大可能地保证了视频质量。提供单机与网络转码功能，灵活配置：通过简单设置就能实现单机转码与网络转码两种功能，能够根据用户需要灵活配置。3.5 在线业务平台网络电视台3.5.1 火凤网网络电视台形态网络电视台通过业务系统接口从基础支撑平台获得需要的节目来源，并根据服务类型的不同采取不同的播出方式。所以网络电视台的实现分为前端子系统和接收端子系统。前端主要负责业务信息数据的组织，管理和生成，通常都是用码流发生器来发送合适的DVB SI的标准数据，可以通过与数字电视系统中的用户管理器，视频服务器，复用器和网关等在不同层次上进行通信，在所有的数字电视中有的会自身就带有业务信息，如果这些信息不加以管理和修改的就这样发送出去的话会引起接收端的混乱，所以一定要对所有的业务信息数据进行统一的管理，编排直至最后播出。接收端子系统主要是负责接收前端系统的业务信息并进行解析在机顶盒中生成页面信息系统，此系统一般内置于机顶盒中，机顶盒内的解码器会将前端送进的TS码流中解析出业务信息，并同