高清视频在线播放平台解决方案

Fourshortwordssumupwhathasliftedmostsuccessfulindividualsabovethecrowd:alittlebitmore.------------------------------------------author------------------------------------------date高清视频在线播放平台解决33----------------------------------------------------------------------------------------------------3--------------------------------------------------高清在线播放平台解决方案——局域网目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc277090054"第一章高清在线播放平台PAGEREF_Toc277090054\h3HYPERLINK\l"_Toc277090055"1.1高清在线播放平台PAGEREF_Toc277090055\h3HYPERLINK\l"_Toc277090056"第二章高清在线播放平台模块PAGEREF_Toc277090056\h3HYPERLINK\l"_Toc277090057"2.1高清在线点播系统PAGEREF_Toc277090057\h3HYPERLINK\l"_Toc277090058"2.1.1高清在线点播系统概述PAGEREF_Toc277090058\h3HYPERLINK\l"_Toc277090059"2.1.2高清在线点播系统业务流程PAGEREF_Toc277090059\h3HYPERLINK\l"_Toc277090060"2.1.3高清在线点播系统主要功能PAGEREF_Toc277090060\h5HYPERLINK\l"_Toc277090061"2.1.4高清在线点播系统特点PAGEREF_Toc277090061\h6HYPERLINK\l"_Toc277090062"2.2高清直播模块PAGEREF_Toc277090062\h6HYPERLINK\l"_Toc277090063"2.2.1高清视频直播系统概述PAGEREF_Toc277090063\h6HYPERLINK\l"_Toc277090064"2.2.2业务模型与流程PAGEREF_Toc277090064\h6HYPERLINK\l"_Toc277090065"2.2.3高清直播系统主要功能PAGEREF_Toc277090065\h8HYPERLINK\l"_Toc277090066"2.2.4高清直播系统特点PAGEREF_Toc277090066\h9HYPERLINK\l"_Toc277090067"第三章高清流媒体系统支撑环境概述PAGEREF_Toc277090067\h10HYPERLINK\l"_Toc277090068"3.1高清点播系统PAGEREF_Toc277090068\h10HYPERLINK\l"_Toc277090069"3.1.1点播系统软件要求PAGEREF_Toc277090069\h10HYPERLINK\l"_Toc277090070"3.1.2外部硬件及片源PAGEREF_Toc277090070\h10HYPERLINK\l"_Toc277090071"3.1.3高清点播系统配置清单PAGEREF_Toc277090071\h11HYPERLINK\l"_Toc277090072"3.2高清直播系统PAGEREF_Toc277090072\h12HYPERLINK\l"_Toc277090073"3.2.1高清直播系统软件要求PAGEREF_Toc277090073\h12HYPERLINK\l"_Toc277090074"3.2.2外部硬件选择PAGEREF_Toc277090074\h13HYPERLINK\l"_Toc277090075"3.2.3高清直播服务端配置清单PAGEREF_Toc277090075\h14HYPERLINK\l"_Toc277090076"3.2.3部分摄像机及采集卡PAGEREF_Toc277090076\h15HYPERLINK\l"_Toc277090077"第四章高清流媒体系统技术实现PAGEREF_Toc277090077\h16HYPERLINK\l"_Toc277090078"4.1客户端展示方式PAGEREF_Toc277090078\h16HYPERLINK\l"_Toc277090079"4.2高清播放实现PAGEREF_Toc277090079\h17HYPERLINK\l"_Toc277090080"第五章高清流媒体系统特点PAGEREF_Toc277090080\h18第一章高清在线播放平台1.1高清在线播放平台高清视频、影片的片源数据容量非常大、码流大，早期10M/100M局域网无法满足在线播放需求，然而随着企业内部IT网络、终端设备不断升级以及越来越多的高清片源不断发展的今天，使得局域网高清播放条件日渐成熟。高清播放平台在技术上与普通流媒体平台不同的是，由于视频/直播频道清晰度的提高，相应的高清在线播放系统需要传输数据庞大，所以对服务器、客户端配置、局域网速度以及在线播放软件等方面要求非常高，那么目前企业内部如何以经济可行的方式实现高清视频点播以及高清在线直播平台，成为企业关注的焦点。第二章高清在线播放平台模块2.1高清在线点播系统2.1.1高清在线点播系统概述VIEWGOOD高清在线点播系统是在原WEBVOD互联网视频点播系统的基础上对服务端传输机制、编解码技术、视频管理、支持等方面进行系统的调整，可独立运行。整个模块依然基于B/S架构，采用VIEWGOOD自主知识产权的VConnect服务内核，除支持MPEG-1（mpg、dat、mp3）、MPEG-4（avi、asf、wmv）、REAL（rm、rmvb）、REAL10、3GP、MP4等众多传统主流媒体外，增加了H.264、MPEG-2、VC-1等高清编码的支持。同时采用NoDelay独创技术，支持局域网、广域网任意拖拽，响应时间极短。PC客户端端采用HTTP/P2P，全面实现对多网卡、跨网段、跨路由、跨防火墙的支持。2.1.2高清在线点播系统业务流程图2-1视频点播业务模型图点播模型包括上传流程、做种流程、播放流程和系统内节目分发四个流程；上传：管理用户端的媒体文件通过上传客户端上传到流服务器的内容应用节点服务（上传功能）；做种：监控服务检测到有媒体文件需要制作种子，生成种子文件；播放：播放器通过流服务得到媒体文件数据和种子文件，进行播放；节目分发：内容应用节点之间完成，实现多台服务器负载均衡功能。图2-2视频点播播放流程图2.1.3高清在线点播系统主要功能视频分类管理：对视频进行分类管理，支持多级分类。通过视频分类简介对视频分类进行描述，可对视频分类进行维护，包括添加、删除、修改等。视频内容管理：完全B/S架构，WEB后台可对视频进行添加、删除、修改等。并允许对部分视频暂停点播或下载。视频检索：用户可对视频名称、简介通过关键字模糊检索；按视频类型、格式、发布日期等组合检索。视频点播：用户在线选择播放视频，允许控制播放进度（暂停、播放、快进、快退、停止等），允许调节音量，允许全屏播放，允许点击播放画面暂停或继续播放。视频下载：可支持用户将视频下载到本地。点播统计：对视频点播情况进行统计，统计指标包括点播次数、平均流量、总流量等。支持将统计结果形成报表，允许导出打印。支持以饼图、柱状图等图形化方式直观显示统计结果。支持按时间段进行统计。用户点播统计。对用户点播视频的情况进行统计，统计指标包括点播视频数、在线时长、点播视频名称、点播开始时间、点播结束时间等。支持将统计结果形成报表，允许导出打印。支持以饼图、柱状图等图形化方式直观显示统计结果。支持按时间段进行统计。视频排行：根据视频点播次数，对视频进行排行，以便了解各视频受欢迎程度。用户认证：可选通过用户名/密码对用户进行认证，也可免登录观看，为确保安全和服务范围，系统可对指导IP区域用户提供认证观看，其他区域不与认证。防盗链：通过用户认证、IP限制等技术，防止视频链接非法盗用。分级控制：根据ID进行分级控制。将视频和用户均划分等级，每个用户只能收看不高于其等级的节目。对于最低等级的节目，允许用户不登陆情况下收看。根据IP进行分级控制。根据用户IP，限制其收看范围。支持视频、用户分组，针对不同分组设置不同的收看权限。虚拟运营功能：同一平台支持多个内容管理员或者内容提供商同时上传影片，系统具备完善的虚拟运营多内容管理员的权限划分和前台显示对应策略。多站点展示功能：同一套系统支持统一后台管理多个域名或者多个前台页面站点，以满足企业内部不同专题内容的展示。2.1.4高清在线点播系统特点国内先进的流媒体播放技术；自主研发服务内核，不依赖于操作系统的MEDIASERVER组件，支持核心业务按需扩展定制，且无法律风险；播放器无插件设计，支持嵌入式播放，同时也支持独立客户端（按需定制）方式，操作简单；支持图片文字、视频广告的插播功能；完全WEB方式管理功能；完全支持720p、1080I、1080P各种格式/码流高清、宽屏视频；强大运营支撑管理功能，友好的资源调度管理功能。2.2高清直播模块2.2.1高清视频直播系统概述高清视频直播系统（WebLIVE）是VIEWGOOD高清流媒体系统的重要模块之一，可以独立运营。整个模块基于B/S架构，它综合了计算机网络技术和视频技术的优点，采用VIEWGOOD自主知识产权VConnect服务内核，支持720P、1080i、1080P等高清晰分辨率在线直播，系统采用MPEG-4/H.264/VC-1等编解码技术，独创的KeyBuffer技术使得音视频完全同步，系统时延极短。2.2.2业务模型与流程图2-3视频直播业务模型图直播模型包括采集流程、播放流程、录制流程和系统内节目分发（级联）四个流程；采集：采集端从采集源得到直播数据，进行高清编码（H.264/MPEG-4/VC-1），推送到流服务；播放：播放器从流服务拉直播流数据进行播放；录制：录制端通过流服拉直播流数据录制成文件，还可以加入到点播系统供用户点播；级联：流服务在接收到采集端推来的直播流数据后，自动向其它流服务器转发，增强其整体并发能力。图2-4直播采集业务流程图图2-5视频直播播放（HTTP）业务流程图2.2.3高清直播系统主要功能直播视频信号采集：采集工作站通过采集设备（采集卡、电视卡、DV摄像机、USB摄像头等）将采集到的各类音视频信号，通过软件编码压缩成MPEG4/H.264/VC-1格式的媒体流，并将媒体流发送到发布服务器上。视频直播发布：直播发布服务器从采集工作站上接收媒体流，通过单播（每个用户占用一路带宽）或者组播（每个频道的所有用户只占用一路带宽）方式提供给已授权的客户端收看。频道分类管理：对频道进行分类管理，通过频道分类简介对频道分类进行描述，可对频道及其分类进行添加、删除、修改、启动等操作。直播文字互动：会议直播或者领导访谈，参加人员可通过文字进行交流；支持信息自动过滤；设置管理员对与会人员言行进行管理（如信息审核、禁止发言、请出会议室等）。节目录制功能：节目录制系统将直播节目录制为MPEG－4格式的媒体文件，并且可以将此文件自动添加到视频点播服务器的节目库中供用户点播。虚拟文件直播功能：虚拟文件直播系统可将媒体文件（包括本系统节目的录制文件），通过直播发布服务器进行直播、轮播。直播频道管理功能：管理员可以对直播频道进行新建、删除、修改，也可以随时开启、关闭直播频道。视频直播观看：用户可通过WEB页面选择想要观看的节目频道接收直播，此时用户只能按照媒体服务器发布的节目进行收看，不能对节目进行控制，但是可以任意选择频道进行观看。分级控制：可将频道和用户均划分等级，每个用户只能收看不高于其等级的频道，对于最低等级的频道，允许用户不登陆情况下收看。可根据IP进行分级控制。根据用户IP，限制其收看范围。支持频道、用户分组，针对不同分组设置不同的收看权限。2.2.4高清直播系统特点标准服务器环境单机支撑能力比其他系统高出1倍。服务器集群、级联支持功能；远程化的后台管理功能（远程调台、EPG等等）；对客户的分级管理，多级权限设置功能；采用最先进的MPEG-4/H.264编解码技术，既保证了图像的质量，又大大缩减了视频所占的带宽，不影响网络的其它使用；采用多级线程池、动态IP绑定、同步侦听等先进技术，服务器端进行实时编码压缩，客户端进行实时解码、实时播放，充分保证系统拥有最短的延时性；采用独创的组播技术，支持无限的级联，全面实现局域网高清直播支持；支持在直播的同时将采集到的信号实时录制成H.264/MPEG-4格式的文件；支持虚拟文件直播；支持客户端多频道选择；支持文字及图像字幕。第三章高清流媒体系统支撑环境概述3.1高清点播系统3.1.1点播系统软件要求服务端软件：必须支持MKV、AVI、RMVB格式的720P、1080I、1080P等大容量片源的添加、管理；播放端软件：必须具备常见流媒体编码格式以及MPEG-4/H.264/VC-1高清解码能力。3.1.2外部硬件及片源高清流媒体服务器的建议选用主流配置服务器,CPUXeon5506/内存8G/硬盘2×146GB/2×1000M网卡及以上配置，外加15块10K/15K转SAS磁盘阵列。局域网组网建议建议千兆局域网络，使用企业级核心交换机；点播流服务器直连核心千兆交换机，建议使用多块千兆网卡绑定，以便支撑更大并发。MKV片源方面的建议各文件封装支持的视频编码大致是这样的:AVI:可用MPEG-2,DIVX,XVID,WMV3,WMV4,WMV9,H.264等编码方案WMV:可用WMV3,WMV4,WMV9编码格式RM/RMVB:可用RV40,RV50,RV60,RM8,RM9,RM10编码方案MOV:可用MPEG-2,MPEG4-ASP(XVID),H.264编码方案MKV:可用所有视频编码方案；同时也是部分蓝光影片习惯采用的格式，以上MKV只是一种容器，里面可以封装所有编码格式。对片源压缩建议采用H.264等高清编码，通常压缩码流如下：320x240分辨率,200-384kbps;1个小时88MB-168MB640x480,768-1024kbps;1个小时338MB-450MB1280x720(720p)2048-3072kbps;1个小时900MB-1.3GB1920x1080(1080p)5120-10240kbps1个小时2.2GB-4.4GB对于终端机器配置的建议CPU方面：IntelE6550以上的CPUAMD5000+以上的CPU内存方面：2G以上显卡方面：电脑看高清还是软解好，第一解码格式不拘泥现有模式；第二操作方便，效果也好于硬解，所以配置一个512M左右的普通显卡即可（不需要硬解压的）显示器：显示器分辨率必须达到1920*1080，1080P影片才能看出他的效果来，否则观看效果和720P，甚至480P相差不大。网络带宽：取决于片源的选择。耳麦：5.1声道、独立声卡、至少六个发声单元，能够完全还原影片音效。操作系统：Windows/vista/win7操作系统3.1.3高清点播系统配置清单高清点播系统配置列表（平均8Mbps200并发为例）系统用途及配置价格（元）网站+数据库角色服务器（1台）数据库角色负责服务器信息、节目信息、用户信息以及点播记录等的存储、查询、更新等；网站服务角色是视频服务平台的门户，以WEB的方式为用户提供各类信息，例如：新闻公告、节目分类、节目名称、节目介绍、收费信息以及提供播放器及工具下载等等。￥20,000.00DELLR710：IntelXeonE5620，8G内存，SAS300G硬盘×3RAID5，1000M网卡。流媒体服务器（1套）为用户提供点播节目视频流，一般配合大容量高速硬盘阵列来存储管理节目。￥65,000.00DELLR710：IntelXeonE5506，4G内存，SAS146G硬盘×2RAID1，多块(至少2块)1000M网卡绑定；外接15块10K以上SAS硬盘且基于RAID5的外部存储。（譬如：外接MD1000）总计(元)￥85,000.003.2高清直播系统本高清直播系统采用分布式设计、集中管理方式，由软硬件组成。软件方面：高清直播软件包括直播系统服务端、直播系统采集端、直播系统录制端、直播系统客户端硬件方面：由高清摄像机/网络摄像机、高清采集卡、采集工作站、服务器、网络设备、播放终端等组成。3.2.1高清直播系统软件要求采集端软件：必须支持主流高清采集卡、高清网络摄像机或具备二次开发支持的能力。服务端软件：必须可以接收H.264/VC-1等高清编码格式的媒体流；服务端支持单播、组播，支持服务器的级联和负载均衡等功能。录制端软件：必须支持高清编码媒体流的实时录制功能，并可自动添加到点播系统，供用户点播。播放端软件：必须具备常见流媒体编码格式以及MPEG-4/H.264/VC-1高清解码能力。3.2.2外部硬件选择摄像机的选择国际的高清标准是指影像的分辨率达到720P或是1080P这两种格式称之为高清，720P指1280X720分辨率，1080P指1920X1080分辨率。高清摄像机可以拍摄高质量、高清晰影像，拍摄出来的画面可以达到720线逐行扫描方式、分辨率1280＊720，或到达1080线隔行扫描方式、分辨率1920＊1080的数码摄像机，而1080P则是1920*1080，其中后缀“P”代表的是逐行扫描。对于移动目标的图像采集，相对隔行扫描，逐行扫描可以获得更好的动态图像，对于快速移动的目标，隔行扫描将产生拖尾现象。采集卡的选择为了真正传输高清信号，所以采集卡必须能接收摄像机过来的720、1080信号。所以采集卡的选择也是根据采集分辨率来界定。采集工作站的选择采集编码一路高清采集工作站的建议配置：CPU采用主流双核甚至更高,内存2G以上，512M显卡、集成声卡、网卡。流媒体服务器的选择选用主流配置服务器,CPUXeon5620/内存8G/硬盘2×146GB/2×1000M网卡及以上配置。局域网组网技术要求：建议千兆局域网络，使用企业级核心交换机；直播服务器直连核心千兆交换机，建议使用多块千兆网卡绑定，以便支撑更大并发。对于终端机器配置的建议CPU方面：IntelE6550以上的CPUAMD5000+以上的CPU内存方面：2G以上显卡方面：电脑看高清还是软解好，第一解码格式不拘泥现有模式；第二操作方便，效果也好于硬解，所以配置一个512M左右的普通显卡即可（不需要硬解压的）显示器：显示器分辨率必须达到1920*1080，1080P影片才能看出他的效果来，否则观看效果和720P，甚至480P相差不大。网络带宽：取决于第片源的选择。耳麦：5.1声道、独立声卡、至少六个发声单元，能够完全还原影片音效。操作系统：Windows/vista/win7操作系统3.2.3高清直播服务端配置清单高清直播系统配置列表（1路OSPREY高清直播频道平均码流8Mbps200并发为例）服务器清单系统用途及配置价格（元）网站+数据库角色服务器（1台）数据库角色负责服务器信息、节目信息、用户信息网站服务角色是视频服务平台的门户，以WEB的方式为用户提供各类信息，例如：新闻公告、直播频道列表、直播频道名称、节目介绍、以及提供播放器及工具下载等等。￥20，000.00DELLR710：IntelXeonE5620，8G内存，SAS300G硬盘×3RAID5，1000M网卡。直播发布服务器（1台）用于接收视频采集工作站发送过来的经过高清压缩编码后的音视频流，并向终端用户发送所需的视频节目媒体流。￥17，000.00DELLR710：IntelXeonE5506，4G内存，SAS146G硬盘×2RAID1，多块(至少2块)1000M网卡绑定。前端采集设备清单高清摄像机用于捕获音视频信号，并连接采集卡。￥30，000.00索尼PMWEX1R（支持1920×1080,1280×720分辨率，具备S-Video,HD-SDI,SD-SDI,AV输出接口）采集卡（1块）用于插在会议采集工作站上，负责1路现场直播信号采集。￥18，000.00Osprey700hd(支持1080i,720P分辨率，支持HD-SDI/SD-SDI信号输入)采集工作站/工控机/(1台)用于对采集卡过来的信号进行编解码处理，并发布到直播发布服务器。￥15，000.00IntelXeonE5504，4GB内存，具PCI-E插槽，集成声卡、网卡，160GB硬盘，512MB及以上独立显卡总计(元)￥100，000.003.2.3部分摄像机及采集卡高清摄像机列表品牌型号分辨率等参数输出接口（匹配采集卡）价格（元）索尼PMWEX1R720P/1080I1920×1080,1280×720,1440×1080S-Video,HD-SDI,SD-SDIAV￥30，000.00佳能XLH1S最大1080I（1920×1080）HD-SDI,SD-SDI等接口输出（可配合osprey700hd使用）￥36，000.00松下HYPERLINK"http://www.hobiho.com/digital/dv/800999/parameters.html"AG-AF100最大1080I（1920×1080）视频接口:HDMI输出、分量输出、复合输出;音频接口:XLR输出、麦克风、线路输出、HDMI输出、耳机、内部麦克风即将上市海康威视HYPERLINK"http://www.hikvision.com/Cn/products.asp?cid=302"300万像素枪型网络摄像机DS-2CD876BF(1080p/60帧)最高分辨率可达2M(1600×1200)，输出实时图像1080P,60fps1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS-485接口￥10，780.00海康威视HYPERLINK"http://www.hikvision.com/Cn/products.asp?cid=303"300万像素半球型网络摄像机DS-2CD862mf-e(720p/25帧)最高分辨率可达2048×1536,可输出FullHD1080P实时图像1路麦克风输入，3.5mm音频接口1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS-485接口￥4，050.00特别说明备注摄像机选择标准依然是动态摄像分辨率可达720P/1080I/1080P。上述列表考虑到单位使用所以选择高清专业级别摄像机，如选择民用摄像机只需参考动态分辨率标准即可。摄像机的选择要考虑到与采集卡的接口匹配。海康网络摄像机配合采集工作站直接使用，无需采集卡。高清采集卡品牌型号分辨率等参数输入接口（匹配摄像机）价格（元）OSPREY700HD(PCI-E)720P/1080I1920×1080,1280×720HD-SDI，SD-SDI接口(可配合HD/SD-SDI输出摄像机使用)￥30，000.00圆刚H727(PCI-E)720P/1080I1920×1080,1280×720复合、S-Video、、HDMI等(可配合HDMI输出摄像机使用)￥2，000.00同三维T100E高清1080PDVI采集卡支持DVI/VGA￥6，800.00凌华科技HDV62FullHD1080p全高清图像采集卡HDV62分辨率高达1920×1080p，60fps支持HDMI已咨询等待回电话美如画HC737(PCI-E)720P，1080i多种分辨率视频源支持HDMI、色差、AV、S端子等输入即将上市特别说明备注采集卡选择标准也是采集分辨率率可达720P、1080I、1080P。上述列表为常见采集卡型号，符合高清标准的并且实测效果很好的均可使用。采集卡的选择要考虑到与摄像机的接口匹配。海康网络摄像机配合采集工作站直接使用，无需采集卡。第四章高清流媒体系统技术实现4.1客户端展示方式独立客户端播放器界面独立的客户端播放器界面如下:4.2高清播放实现播放器SDK采用自主研发的KeyBuffer、NoDelay专利技术，完美解决流媒体传输中的关键帧和非关键帧跳转延时问题，采用专用解码和通用解码双核技术，配合Intel，AMD的CPU多媒体指令集进行优化，能使解码速度提高10%-20%，显示效率提高25%左右，大大提高了视听效果。支持H264，MPEG2的高清解码，同时也支持VC-1的高清解码，针对1080P的高清节目进行过系统优化，CPU占用更低，更加清晰流畅。采用高效率CheckKey组包和分包算法，即能保证传输的数据准确性和安全性又大大提高了传输效率，保证1080P、1080i、720P、480P高码流高清资源点播时，画面清晰流畅，另外结合hp2p技术减低服务器的负担，同时能更大提高用户量。流服务器采用缓存复用技术直接读写IO，提高读写速度，使用CPU指令集的CheckKey技术优化数据组包，提高处理和传输速度。系统优化了CDN和动态负载均衡，使高清点播时能够更加合理分发资源和利用各个服务器资源，保证高清点播清晰流畅，拖动延时小。系统采用http和P2P结合的HP2P技术，完美解决P2P不能快速播放和Http占用服务器资源过多的问题。播放器采用自主解码和通用解码双核技术，播放H.264、VC-1、TS、MKV等高清格式时系统资源占用率更低，兼容性更好。同时可以使用主流显卡的硬解码能力，彻底解放CPU。第五章高清流媒体系统特点技术成熟，性能稳定，安全可靠高清在线播放平台是在VIEWGOOD流媒体平台基础上增加了对高清格式的支持，原系统广泛运用于各大运营商、文化共享工程、教育城域网，经过了长时间的检验，足以证明其稳定可靠。高清晰度播放系统采用业界最先进的高压缩视频编解码技术H.264/MPEG-2/VC-1，可在系统资源占用极小的情况下实现蓝光DVD级的播放效果，真正实现较低环境要求的高清晰度播放。300Kbps～700Kbps，达到1.5Mbps的VCD节目质量；1Mbps～1.5Mbps，达到4～6Mbps的DVD节目质量2Mbps～10Mbps，达到15Mbps～30Mbps的标清/高清节目质量灵活的适应性和扩展性系统从设计到实施都是根据用户规模、投资规模、网络环境等因素来选择最适合的架构，能够保证系统具有的最优性能价格比；系统的可扩展性使得系统在增加很少投资的前提下能够支持不断增加的潜在用户和以及新的功能需求。可为用户定制开发系统所有组件全部为自主研发，没有任何法律风险，所以可为用户开放程序业务接口，也可为用户量身定制一些特色服务功能。