基于3G网络的节目审片系统的设计与实现

引言当今信息社会中，人们对信息的数量、质量、速率以及环境等要求的不断提高，随着三网融合的进程不断加快，手机电视，IPTV等与广电网内容相关的流媒体应用将会有更大的发展与市场空间。3G网络的出现为三网的融合提供了新的实现方式。与传统2G相比，3G网络覆盖更宽广，数据传输速度更快，内容应用更加丰富，通过3G网络在手机等终端上进行电视节目审片，成为三网业务融合的一个新应用。然而目前，通过3G网络开展视频传输与节目审片，尚存在以下难点：1.视音频编码格式的转换：目前广泛应用于电视节目制作的标清视频编码格式多为MPEG2-I或DVCPRO，分辨率为720X576，码率为25M/bps或50M/bps，这样的尺寸和码率无法通过3G网络进行实时传输。即使能够传输，在较弱处理能力的移动设备上也无法流畅观看。如何针对3G网络以及移动设备，高效实时的将传统的高码率电视节目向压缩效率更高的H.264编码格式的转换需要重点研究。2.视频无线传输质量问题：3G网络虽然提供了更高的数据传输速率，但与其他无线网络一样，但仍存在带宽有限，网络不稳定等问题，同时压缩视频对于传输中的丢包非常敏感。因此，如何高质量地进行视频的无线传输，是目前无线通信面临挑战性的问题，单单使用信道纠错编码方式根本无法保证无线视频数据的QoS，需要从视频传输层和图像内容编码层来加以考虑，以保障视频稳定的传输与流畅的观看。3.多用户并发访问问题：手机电视等多媒体应用不是针对单一用户，而是3G用户这一群体，3G无线网络对多路并发提出了更高的要求，传统的多用户视频传输方式如组播，多播等，但由于自身局限，无法应用于3G网络。因此必须探讨适于3G网络的多路并发与传输方式，以满足用户的访问和观看电视的需求。针对以上问题，我们设计并完成了一整套基于3G网络的电视节目审片系统，对于视频转码与视频传输控制过程中的关键技术进行了重点分析，并提出了适于3G网络的视频转方案与传输方案。同时为满足多个用户同时观看视频的需求，设计了多路并发流媒体服务器，以保障新闻节目观看的稳定性与流程。目前该系统已进入使用阶段。一.系统总体架构

系统工作流程：当有3G节目审片需求时，在制作网编辑软件中将成片合成后发送到3G审片平台；审片系统完成节目编码格式的转换；转换后的节目存放到审片系统的中心存储；移动终端的用户通过审片软件，在目录服务器上查询待审节目列表，并观看待审节目，最后在软件中将审片意见通过3G网络返回到制作网系统。考虑到审片流程的复杂性，采用多服务器的方式，以便进行管理，提高系统稳定性。整个系统包括目录服务器、流媒体服务器和视频转码服务器以及移动终端。系统框架如图1所示。具体过程如下：视频转码工作由转码服务器完成。转码服务器与制作网相连接，将节目合成的成片从MPEG2-I或DVCPRO编码的素材转码为适合3G网络传输，且适合移动终端观看的H.264格式的视频节目。当制作网有新的待审节目通知时，从制作网传输原始节目到本地缓冲，并对节目进行实时转码，转码完成后将文件迁移至审片中心存储，并通知目录服务器有新审片任务。目录服务器主要负责web方式的电视节目管理，节目审片与观看访问权限的验证，填写审片规则表单，提交审片任务业务，同时进行审片结果查询。流媒体服务器设计为多路并发服务器，完成多用户访问模式下的视频发布，为无线移动审片与观看提供稳定，可靠的视频传输。移动终端包括3G手机，3G上网笔记本等。审片时用户通过移动终端上的审片软件以Web方式登录目录服务器，通过验证后，目录服务器通过查询审片中心存储，返回待审片节目列表，用户选择节目后由流媒体服务器进行视频传输，审片完成后用户填写审片意见并传输至目录服务器，目录服务器进入下一次处理和操作流程。二.系统实现（1）视频转码服务器设计转码服务器主要目的在于降低原有节目的码率，以便能够在3G网络上稳定的传输。同时考虑到手持终端显示分辨率较低，处理能力弱，因此转码过程中，同时需要对电视节进行空间采用和时间采样。目前基于H.264的视频转码算法多样，但常用的主要分为两种：像素域转码（PDT）和变换域转码（DDT）。PDT是先完全解码，在像素域进行空间或时间的重采样，再重新编码。由于二次编码时对运动矢量和编码模式都进行了重新计算，因此输出图像质量高，实现

表1转码效率表2传输延时测试从测试结果可以看出，系统转码效率较高，网络传输延时较低。能够满足审片需求。手机和移动终端上安装相应的审片软件，完成3G审片工作。系统演示如图5，图6所示：本文提出的基于3G的新闻审片系统发布系统，已经成功应用我台教科频道节目审片系统中，工作于WCDMA网络环境下，工作人员可以通过3G手机进行无线审片，并在审片结束后提交审片意见。编辑根据审片意见对节目进行下一步处理和操作，同时其它用户可以通过手机在线观看新闻节目。本系统目前运行良好，客户端进行审片时的视频图像和字幕清晰、流畅，使用效果良好。

四.结论本文论述的南京广播电视集团3G节目审片与发布系统具有以下创新点：（1）针对3G网络设计转码平台，将传统新闻视频格式转码为H.264格式，在保证图像质量的前提下，大大节省了网络带宽，适合3G无线网络传输。（2）多路并发流媒体服务器解决了3G网络环境下多用户同时访问、观看视频节目的问题，同时对视频传输Q