3G视频直播（通用10篇）
3G视频直播 篇1
随着3G网络技术在全球范围内的不断推广，国内几大3G网络运营商的数据传输平台日趋成熟，其业务主要面向移动数据和移动多媒体提供高速数据业务，与前两代通信技术相比较，其数据传输速度得到了大幅度的提升。在三网融合、相互渗透的宏观形势以及新媒体技术手段与广电行业不断交融的微观背景下，3G网络对新闻节目制作和直播产生了深远影响，也为广电行业提供了全新的节目信号传输方式，实现了节目现场直拍直播，通过3G信号传输音频或视频数据。
1 主要技术特点和优势
3G，全称为第三代移动通信技术，是移动通信与互联网等多媒体通信结合的通信系统，能够满足高速数据传输的移动通信技术。3G信号可以同时传送音频视频或数据信息，凭借3G移动数据通信平台，采用H.264编码，利用3G网络构建新闻直播系统，相比较传统媒介播报新闻的模式、领域、理念都实现了跨越式的发展和创新。随着媒体和观众对突发新闻事件的报道时效性要求的提高，广电行业以往的卫星信号输送、地面微波传输有着区域性和及时性的限制越发明显，3G网络弥补了传统传输模式的先天不足。3G网络技术提供了全新的现场直播方式，成为传统信号输送的补充部分，可进行直播，也可存储拍摄录像并转发，更可远程控制，实时获取新闻消息。
3G网络技术具有以下几方面优势：
1)多渠道实时双向互动;
2)移动方便，操控简单;
3)低延时，高清画面;
4)多制式，多运营商;
5)安全性强。
2 直播解决方案
3G新闻直播系统由3G传输终端、3G媒体服务器和3G录/播服务器三大部分组成。
3G新闻直播系统的直播解决方案应用于重大新闻事件或社会话题、民生问题的直播报道，导播将最新消息的视频或者音频文件解码，转换为SDI信号进行新闻直播。
直播系统基本流程包括手机视频拍摄、压缩编码、RTP封装和数据传送;接收端接收数据、解封装、数据储存、视频信号以及电视和互联网的视频直播。
3G直播系统按功能划分为4个部分：
1)手机端视频采集和传输;
2)视频数据接收、保存和视频信号的生成;
3)视频直播;
4)系统管理。
系统关键因素：
1)网络选择;
2)编码格式;
3)视频直播协议。
3 3G直播系统设计
3.1 手机端设计
常用的操作系统有安卓、微软、苹果OS等，这些系统都提供了软件开发工具和开发包，但用不同的程序语言会有所区别。例如微软手机系统Windows Mobile，微软将视频开发称之为DireclShow的框架，其中包括Graph的对象管理器和Filter接口。视音频功能通过这些代码链路实现的。
手机端的功能是视频的生成和发送，主要包括：压缩封装、传输。
其中的视频采集模块提供视频数据信息，手机会采集视频信息;编码压缩模块利用H.264进行编码，实现压缩编码。RTP封装模块进行封装;传输模块进行数据传输和RTP控制。
3.2 接收端设计
接收端将RTP数据解包组装、储存、解码和视频信号生成。采用标准传输协议，接收来自手机端的3G数据信号，也可接收其他采用RTP协议的数据信号。
其中的数据接收模块接收网络UDP数据包;RTP解包组装模块拆封RTP包和视频数据;解码模块对视频数据进行解码。
4 3G直播系统实现和调试
以微软Windows Mobile操作系统为例，采用H.264视频压缩编码，采用DeckLink的视频卡，DeckLink支持SDI输出，采用Media Server视频服务器。传输速度为300kbit/s，传输帧率为20帧/s，能够应用于网络直播的配置要求。
5 3G直播系统主要设备
5.1 3G流媒体直播终端
索贝DEAWA4000-WO/GPS具有多卡绑定，4卡方式高带宽、高画质，2+2方式多卡互备，高质量H。264编码，码率可调;支持全球卫星定位，提供新闻报道的准确地理信息;支持SD卡录制，提供原始信号的素材文件。将现场获取的实时画面通过3G网络传输到演播室的流媒体直播设备。
5.2 3G流媒体直播服务器
戴尔Power Edge R170型号NVE2000，搭载基于45nm架构的Intel四核E5620,4M三级缓存，频率2.4GHz,4条1GB内存，最大支持584GB容量。
5.3 MSV555EX视频服务器
MSV555EX设备实现2路SDI入，1路SDI出，支持录音播放同步进行，录制的素材可立刻编辑;存储量90h，支持主备同步播出。
6 3G直播系统运行不足及应对办法
6.1 信道带宽不稳定影响传输信号
3G直播的实现，关键在于3G网络的覆盖，没有覆盖3G网络，一切都无从谈起。为了保证上行带宽的平稳运行，需租用专线接入，在节目播出的的过程中用4张卡的信道带宽。但在实际的操作中带宽没有达到预期的标准，这是因为3G信号会受到基站覆盖范围的影响。
寻找靠近3G基站的位置，避开基站周围影响接收信号的障碍物，信号会保持稳定。
6.2 3G传输图像对拍摄技巧有一定的要求
在使用3G信号直播时，固定画面传输信号质量相对稳定，但对于浮动的画面或快镜头会造成画质下降或者静帧。这也意味着拍摄的画面必须要稳定，镜头挪动要缓慢。3G直播对镜头的运动和照明条件要求比较高。
7 结论
使用3G直播技术增加了新闻节目的实效性，满足了节目播出的需求，节约了开支，简化了直播流程，提高了工作效率。但3G直播技术受到网络带宽和设备稳定性的制约，以及码率问题、数据延时等等这些问题，进而影响到信号质量，其广泛性和普及性会受到制约。随着3G直播技术的不断发展和完善，会有越来越多的应用到新闻节目当中，手机直播系统将在传统媒体和互联网上的使用率会越来越高。
摘要：直播,是最能体现电视特性的报道方式,也是当下电视媒体竞争最激烈的领域。传统的转播方式因维护和运营成本较高,跨地区、跨部门协调调度不便,已经无法适应快速发展的同步多点直播业务的需求。在电信网、广播电视网、互联网不断向三网融合的时代背景下,如何运用网络融合时代高速、双向的传输带宽节目信号,近年来一直是业内研讨的命题,稳定可靠的3G手机新闻直播系统为有效改善新闻转播过程当中出现的一些问题提供了常态化的解决方案。
关键词：网络融合,3G直播,解决方案
参考文献
[1]殷世红.3G直播技术在新闻直播节目中应用探讨[J].中国有线电视,2013(3).
[2]张振华.3G新闻直播系统实际运用概述[J].媒介与技术,2012(3).
[3]王琳.3G新闻直播系统分析[J].现代电视技术,2012.
3G视频直播 篇2
第1章
系统概述
中小学生及儿童是社会特殊的弱势群体，其交通安全倍受社会关注，特别是前段时间11·16甘肃正宁县特大校车交通事故造成19名幼儿死亡，44幼儿受伤，在社会上造成了恶劣影响，引起党中央、国务院的高度重视和关注。
学生是祖国的未来，必须对校车进行一个全方面的监管，这是孩子的需要，是学校的需要，是家长的需要，更是教育主管部门乃至整个社会的需要。为此，详细掌握辖区内校车数量、车辆所有人、驾驶人、运行时间、行驶线路，监控画面等基本情况，并逐一建立档案。督促学校对校车集中进行一次检验，检验的结果记入校车档案，发现安全隐患，立即整改。要解决这些问题，改善校车管理落后的现状，把3G视频监控技术成功应用于车辆管理显得尤为重要。
1.1 校车问题分析 1.1.1校车潜在问题
1、校车超速；
2、未按规定路线行驶、绕路；
3、未按时到达、开出等情况。1.1.2家长不放心
孩子没什么心机，更没什么社会经验，又不是天天在家里；而父母每天上班下班，还要去接送。各种潜在危险让父母担心受怕，却又深感无奈：孩子坐车安不安全；现在到底在什么地方？到哪里了？
1.1.3学校方面
作为学校，学生大部分的时间都在这里生活，学校是否应该帮助父母省心，认真照顾好学生的点点滴滴，给众多父母亲交上一份满意的答卷呢？ 3G视频监控可以帮父母和学校对孩子关心真正做到无微不至。父母和学校可以上网轻松查询查看校车的实时状态。3G视频监控车载终端，让父母和学校对孩子的爱无处不在！
1.2 校车需求分析
校车是学校接送学生的专用车辆。在校车用车时，往往是一个司机一辆车，驾驶员在外，接送学生较多，容易疲劳；校方想知道车辆运作状态管理难度大，而且目前校车事故频频发生。车内人员较多可能遗留，车内安装了报警及摄像头监控制止遗留情况发生。学校采用每个月对校车的用车里程进行公示、蹲点等方法稽查，稽查人员辛苦、费用高、效果受人员责任心影响较大。
校车目前社会影响较大的主要问题是： ●校车私用现象频繁，车队管理难度大； ●校车费用成本越来越高，车辆开支加大； ●校车严重超载、超负、车辆没定时检查；
●校车滥用，影响学校形象，给学校带来不良社会影响； ●校车违章，超速、疲劳驾驶等容易引发交通安全事故。
采用3G监控管理体系，只要一台电脑就能了解本单位几百辆车的运行情况。利用3G监控系统的实时监控与GPS功能，可方便地了解车内外发生的情况与速度位置；利用主机的报警功能，还可以预防校车私用过程中超速行车、疲劳驾驶行为引发的安全事故。
1.3 3G车载终端功能实现
配置四路海螺摄像机和车载拾音器，实现对学生上下车门、车厢内通道以及学生行为进行实时监控录像，保障师生安全；对司乘人员实行监控，保证安全驾驶，规范服务行为；对车外道路监控，明晰纠纷和事故责任； 方向盘的右方安装7寸TFT屏幕，屏幕上显示车内情况，方便老师查看学生情况，防止小孩乱动发生危险
加载GPS模块，实现普通的车辆信息管理功能。通过与车上的行车记录、GPS设备等联动，防止超速驾驶，保障安全。实现视频监控平台与车辆调度管理平台的整合，构造完整的车辆视频调度指挥综合监控系统; 可配置8路报警，实现驾驶员的报警和记录，记录车辆的位置、速度、转向等多种状态信息,车辆的轨迹查询回放等；
车速限制，超速即报警等设置。为学生的安全保驾护航； 手机客户端观看，实现在外也能及时处理突发事件；
为学生家长减轻压力；提高学校的形象;
第2章
系统总体设计
2.1 校车监控系统由车载终端、服务器、监控中心三大部分组成。
2.1.1 3G校车监控系统设备分布图
2.1.2 车载系统设备介绍
前视摄像头：监控前方路况；
前门摄像头：监控上下车门与司机老师状况； 前车厢摄像头：监控前段车厢学生状况； 后车厢摄像头：监控后段车厢学生状况；
司机报警按钮：司机紧急情况报警上传至平台；
显示器：显示单路或者多路监控图像供司机老师查看； 刷卡机：司机老师考勤，学生上车记录等； 2.2 车载终端技术优势
2个SD卡插口，最大支持64GB容量
主机体积小巧，安装方便，抗震耐高温散热好
录像数据采用专用格式，无法篡改数据，保证数据安全 支持双码流（独立的录像码流和网传码流）
支持远程实时监视及录像文件网络查询及下载
支持双向音视频传输，可通过网络进行双向语音对讲
断电保护：针对天然气公交车特别设计，天然气公交车在车辆启动或者紧急刹车时，瞬间电压非常不稳定，甚至会低于2V，此时如果没有8秒断电保护，设备会重新启动，导致录像数据丢失，3G信号不在线，造成管理盲区；
宽电压输入：采用车载专业电源模块，可适应宽电压范围＋8V～＋36V； 高低温特性：采用汽车电子工业级元器件，实现-20℃-+80℃无故障工作；
3G视频直播 篇3
关键词：3G视频通信H.264／AVC容错技术
0引言
传统的视频编码标准都是围绕比特流的概念组织的。实际上用于传送数字视频的大多数网络体系结构并不适合直接传输比特流。在许多网络体系结构中，比特流需要拆分为数据分组。这些分组的特性，如最小／最大尺寸、相关开销和差错属性等在网络体系结构间、甚至在某个给定的网络体系结构内也是很不相同的。假如视频编码器自身能和网络特性很好的匹配，将能够获得更好的视频QoS。问题是如何容错地支持易差错的无线移动网络?为了解决无线移动信道视频的容错传输，我们将采用如前向纠错编码及支持差错复原的视频压缩编码技术来解决。H.264编解码器可以很好的解决易差错信道的视频容错传输。在3GPP／3GPP2的传输环境下通过选择适当的条带长度使H.264编解码器和无线移动信道的网络特性得到很好的匹配，实现无线移动信道视频的容错传输。H.264标准适用于无线网络传输的主要原因之一就是在概念上分为两层；视频编码层VCL(video Coding Lay-en和网络抽象层NAL(Net work Abstraction Layen，其中VCL负责高效的视频内容表示，它被设计成尽可能独立的网络，NAL负责对编码信息进行打包封装并通过指定网络进行传输。H.264中还定义了两种新的帧编码类型，即SP帧和SI帧来完成不同流的切换，可以根据传输网络和用户终端的具体情况自适应地在不同码率的视频流之间切换，这大大改善了视频流对3G网络的适应性。
13G视频通信中容错技术的应用
3G通信技术的出现使对话式无线视频业务成为可能，虽然3G网络在移动环境下的带宽可达384kbps，在静止环境下的带宽可以达到2Mbps，但是由于信道衰减、建筑物遮挡、终端移动、多用户干涉等原因影响，使得信道是时变且高误码的，因此，在3G网络上传输视频流时，仅仅追求高的压缩效率是不够的，必须有一定的容错和错误掩盖措施。最新的3GPP／3GPP2标准要求3G终端支持H.264／AVC视频编解码技术，同时由于硬件的限制，3G终端只支持部分H.264／AVC的容错工具。H.264中虽然提供了一些容错工具，但是它们有各自不同的用途和目的，即在不同的场合需要选择不同的组合来使用。
1.1错误隐藏技术由于错误隐藏技术能够利用接收到的数据来恢复丢失的数据，因此一般都应用在解码器端。在无线网络环境中，解码器的这种能力尤其重要，因为无线网络环境中误码率高，很多RTP包在传输中被网关或者路由器丢弃，而这些丢失的数据又必须在解码器端根据空间和时间上的相关性来恢复。错误隐藏技术的实现方法也很多，在JVT参考软件中，就使用了一种空间相关性的方法，即使用被丢失宏块周围的4个宏块来恢复被丢失的数据，其选用的标准是使恢复后边缘数据的SAD(sum ofabsoIute dlffer-ence)差最小。这种方法的效果虽不是最好，但是计算简单有效。
1.2 2Slice结构为了满足MTU大小的要求，在3G网络视频传输中对视频进行分片压缩显得尤其重要。经过分片压缩后的视频中每个RTP包中包含一个片，一般每个slice中包含一个或者几个宏块，并以RTP包的大小满足MTU的要求为准。
1.3帧内编码块刷新由于帧内编码不依赖时间上相邻帧的数据，所以帧内编码块能有效地阻止由于包丢失甚至帧丢失而引起的错误传播。对于对话式视频业务来说，由于实时性要求高，而且I帧刷新的频率较低，因此可以用帧内编码块来部分代替I帧的作用。H.264／AVC提供了两种帧内编码块刷新(intrablockrefreshing)模式：其中，一种是随机模式，即用户可以选择帧内编码块的数目，而由编码器随机决定哪些哪些位置上的宏块实行帧内编码；另一种是行刷新模式，即编码器在图像中依次选择一行进行帧内编码，但图像分辨率大小不同，每次需要帧内编码块的数目也不同，例如在QC JF格式图像中，每次需要选择一行，即11个宏块进行帧内编码，而在CIF格式图像中，这个数字变成22。
1.4参数集(Parameter Sets)H_264标准中，取消了序列层和图像层，将原本属于序列和图像头部的大部分句法元素分离出来形成序列参数集SPS(Sequence Parameter Set)和图像参数集PPS(Picture Parame2ter Set)。序列参数集包括了与一个图像序列有关的所有信息，如编码所用的档次和级别、图像大小等，应用于视频序列。图像参数集包含了属于一个图像的所有片的信息，如编编码方法、FMO，宏块到片组的映射方式等，应用视频序列中的一个或多个独立的图像。多个不同序列参数集和图像参数集被解码器正确接收后，被存储于不同的己编码位置，解码器依据每个己编码片的片头的存储位置选择合适的图像参数集来使用。
1.5冗余片(Redundant SIice)H.264编码器除了对片内的宏块进行一次编码外，还可以采用不同的编码参数对同一个宏块进行一次或多次编码，生成冗余片，冗余片的信息也被编码进同一个视频流中。解码器在能够使用主片的情况下会抛弃冗余片，反之如果主片丢失，也可以通过冗余片来重构质量。
1.6灵活的宏块排序(FMO)FMO技术通过片组(slicegroup)技术来实现。片组是由一个或者多个片组成，而每个片中通常包括一系列的宏块。采用FMO进行视频编码的好处在于，可以使因信道传输而引起的错误分散。具体实施方法是：帧图中的宏块可以组成一个或几个片组，每一个片组单独传输，当一个片组发生丢失时，可以利用与之临近的已经正确接收到的另一片组中的宏块进行有效的错误掩盖。片组组成方式可以是矩形方式或有规则的分散方式(例如，棋盘状)，也可以是完全随机的分散方式。采用FMO提高了码流的容错能力，却使编码效率有所降低，同时也会增加编码延迟时间。
2结论
通信技术的飞速发展，第三代数字无线移动通信网络以及多媒体信息服务(MMS)的兴起为无线移动环境下的多媒体通信业务(特别是视频)提供了应用和发展的需求.多媒体业务是3G的基本业务之一，然而视频通信业务对3G网络还是一种挑战，这是由于无线网络是一种易错网络，容易受到多径干扰、阴影衰落等多种条件的影响，致使视频传输流中的RTP包会大量丢失，因此对于3G无线网络中的视频通信业务，容错技术是不容忽视的。H.264／AVC视频编码标准本身提供了许多容错工具，可以很好的解决易差错信道的视频容错传输，提高3G视频通信的可用性。
参考文献：
[1]潘全卫DHCP服务器容错方案[J]网管员世界2009.(5)：55-56
[2]柳林，张引，张三元，叶修梓.3G对话式视频业务中H.264／AVC的容错策略[J].中国图象图形学报2006(9)：1223-1229
3G视频直播 篇4
1 3G新闻直播系统概述及其特点
系统通过3G技术平台提供的无线数据传输服务,构建适合电视新闻直播的传输平台,为直播连线提供了更为高效、便捷、经济的方式。本文以时代华睿的TVU3G系统为例,简单概述其系统结构及其特点。
1.1 系统整体结构
系统整体分为传输端和接收端两个部分,都采用TVU系统实现。其中传输端
通过连接摄像机,把其输入的视频信号编码后,基于TVU特有的Inverse StateMux技术通过3G网络传输一路视频信号。在接收端,通过接入专有的Internet网络,把数据合并解码后,输出到演播室系统及其他设备。图1为TVU-3G直播传输系统整体框架图。
1.2 系统关键技术
由于3G新闻移动直播系统传输路径的特殊性,其编码系统必须能有效地使用有限的带宽、能适应传输网络带宽大小波动的实际情况,将传输网络的扰动对信号传输的影响降至合理的范围。因此,该系统通过以下几个关键技术以尽量提高传输信号的质量和稳定性.
1.2.1 VBR编码技术
TVU利用VBR技术可以根据实时带宽自动地动态调节编码吗流,从而能够充分地利用带宽,保证实时传输最佳的稳定图像。
1.2.2 前向纠错技术
能够把一个不稳定的移动传输环境变成了一个稳定的高传真传输通道,保证图像信号的稳定,即使在快速移动的车厢里也能传回清晰稳定的画面。
1.2.3 Inverse StateMux技术
TVU专有的Inverse StateMux技术不同于一般同类型产品的普通多通道绑定技术。Inverse StateMux可以有效地把视频信号分成若干个小的数据包进行传送,经过最佳算法优化,使所有的无线网络带宽都能被充分利用。
1.3 系统特点
相比于SNG、微波及海事卫星,3G直播具备有以下的特点。
1.3.1 设备简易
传输端就是把传送背包连接摄像机,接收端服务器连接到INTERNET网络并安装在演播室机房。只需要一位摄像和一位记者就可以进行连线直播。能够随时深入到地形或环境复杂区域进行现场报道,如拥挤的街道、山区、灾难现场等。
1.3.2无需现场技术,使用方便快捷
设备一键式开机操作后即可自动连接进入信号实时传输状态,无需前期各项技术准备和技术保障工作。在应对突发事件报道中该优势尤其明显,3G设备随时待发,一旦有突发新闻事件,立马就可以传输实时画面。
1.3.3使用时间灵活,随时都可以进行直播
以往的卫星直播,一般都需要提前预订卫星的频道与频段,且无法在高速行进中无法传输实时信号。
1.3.4 直播费用极低
3G直播系统相较于传统的方式,其本身设备价格低廉,传输费用远远低于卫星传输,且其人力成本及维护成本也远远低于传统传输方式。
由于3G直播系统的信号传输是基于3G无线网络,也有其不足的地方。一是信号强度不稳定。由于基站覆盖面有限,会出现有些地方信号弱或者没有信号的情况,导致无法直播或画面卡壳。二是带宽不够,画面质量不够好。相对于卫星传输,其实际使用的速度较低,当镜头摇得太快或者图像的变化过快就会导致画面停滞或马赛克。
2 3G新闻直播系统在突发事件现场直播中的应用
2.1 系统实际应用情况
2012年2月,在不同类型的新闻现场成功进行了直播连线。两年来,利用3G新闻直播系统进行了各类新闻现场连线报道,包括上下高峰期的交通路况、节假日的出行、春节回家特别节目、长沙地铁元年直播报道、各类时政及社会活动等现场报道。特别是在突发事件中,如马航事件、长沙女孩掉下水道失踪等各类突发或自然灾害事件中,都能利用3G直播系统在火车上、汽车上、地铁上、活动现场甚至于在马来西亚、在洪水火灾地震第一线,第一时间把画面实时传送到新闻演播室,实现了演播室主播与现场记者的连线直播。在这些直播过程中,3G直播充分发挥其高效便捷的优势,受到新闻部门的一致好评。
2.2 系统使用过程中遇到的问题及建议
在3G直播系统的使用过程中,也不断发现问题、解决问题,并提出了以下几点建议:
第一,由于单位使用的共享光纤上网,网络用户多,网络时好时坏。因此,接收端服务器最好使用网络专线接入,保证INTERNET网关与接收机之间的网络畅通。
第二,3G直播系统严重依赖3G网络覆盖,而3G网络由于使用的工作频段频率较高,信号绕射能力较差,所以在直播现场要尽量选取更高、更空旷的地方传输信号。
第三,在大型活动或者突发事件现场,由于人多或地理环境复杂,导致现场3G网络可使用的带宽不足及稳定性差,需提前进行直播点选址,保证信号足够完成直播连线。
第四,由于目前3G带宽的限制,其对画面的数据量的传输也有限制,现场摄像不要大幅快速地推拉摇移镜头,以保证直播信号的稳定传输。
第五,为了保证图像信号质量传输的稳定性,在3G直播系统信号不够好的情况下,根据信号的强弱,适当调整其信号传输的延时,但同时要求新闻主播、导播及现场记者要默契配合。
3 结语
3 G移动通信技术已然成熟,其经济高效、便捷灵活等优势越来越受到电视台新闻报道的欢迎。随着4G时代的来临,新的直播技术将层出不穷,必须紧跟技术发展的步伐,探索新技术、新方法,将突发新闻的视频直播常态化,助力新闻工作者在第一时间和第一现场将新闻传递到受众眼前,在传统媒体和新媒体的竞争中占据有利位置。
摘要：目前,3G通信技术已经发展得相当成熟,通过其无线数据网络,给电视新闻现场报道特别是突发新闻事件的现场直播提供了一个更高效、便捷的技术平台。本文概述了3G新闻直播系统及其特点,并简单阐述了3G新闻直播系统的应用及发展前景。
3G视频直播 篇5
关键词：3G无线网络；视频远程监控；输电线路
作者简介：蒋文明（1981-），男，四川广安人，广东电网公司茂名供电局生产技术部，工程师；郑忠仁（1984-），男，广东茂名人，广东电网公司茂名供电局输电管理所，助理工程师。（广东茂名525000）
中图分类号：TN99 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）09-0149-02
随着国民经济的快速发展，各行各业对电力的需求量越来越大，对供电部门提供的电力质量的要求越来越高。因此，远距离输电线路的电网运行安全性显得尤为重要。目前电网运行单位所采取的定期人工巡视很难保障对输电线路及杆塔等远距离、分散的电力设施采取有效的监控，而且人工巡视周期长，巡视期间的输电线路运行状况及周边环境难以及时反馈给监控中心，从而为线路的安全运行埋下了隐患。近年来事故逐年上升，说明了传统的巡视手段已不能满足现有的安全需求。
针对输电线路传统的人工巡视方法以及有线式监控带来的传输线路建设及运营成本高的不足，本文所设计的系统采用先进的数字视频压缩技术、电磁兼容技术、低功耗技术、3G无线通讯技术，将输电线路运行状况的图像信息通过3G无线网络传输到监控中心。监控中心通过带有云台调节功能的高速球机可实现远程单张拍照、连续视频摄像，同时也可通过系统主站远程调整高速球机焦距、预置位等参数。系统能够实时采集现场的图像和视频信息，从而对输电线路及杆塔等电力设施及其周边环境进行有效的监控，大大减轻了巡视人员的劳动强度，提高了线路安全运行水平，为线路运行单位提供直观可靠的线路安全信息。
一、系统总体方案
本系统由高速球机、监测终端和监控中心三部分组成。系统总体方案框图如图1所示。高速球机对输电线路及其周边环境进行拍摄。监测终端由监测主板、视频服务器以及3G模块组成。视频服务器由一个或多个模拟视频输入口、图像数字处理器、压缩芯片和一个具有网络连接功能的服务器所构成。视频服务器将高速球机输入的模拟视频信号数字化处理后，以数字信号的模式传送至3G无线网络上，从而实现监控中心远程实时监控输电线路的目的。监控中心通过3G无线网络与监测终端通讯，监控终端接收到命令后，即可通过自身的RS-485通讯接口实现对高速球机的远程变焦、聚焦、方位调整和预制位等参数的设置。监控中心可预置一个或多个拍摄位置、高速球机焦距与分辨率信息，高速球机内置大功率红外发射灯，可实现夜视及加热功能，保证在夜晚及冰雪天气仍然正常工作。
二、系统硬件方案
系统硬件原理框图如图2所示。监测主板、视频服务器和3G模块放置在一个机箱中构成监测终端。监测主板以ATmega128微处理器为核心，包括电源管理、实时时钟、数据存储、复位电路、485接口以及以太网接口等基本部分。系统安装在高压输电线路铁塔上，由于在高压线路上取电的技术不成熟以及取电不方便，因而系统采用风光互补供电方式，户外太阳能和风能在时间上的互补性使得系统能够全天候进行监控。
监测终端电源管理模块可以对高速球机的红外灯、云台进行控制，大大减少蓄电池的损耗。高速球机与监测主板之间通过485接口连接，监测主板通过RS-485实现对高速球机的远程变焦、聚焦、方位调整和预制位等参数的设置。监测主板和3G模块之间通过以太网连接。
1.高速球机
高速球机是3G无线视频远程监控系统的前端传感部分，起着重要作用。采用日本进口SONY机芯，最高分辨率达到704×576，支持多种格式和分辨率。高速球机可实现水平0～360°、垂直90°、无限制、连续旋转，最大景深达到400m，内置大功率红外发射灯，可实现夜视及加热功能。其工作电压为DC12V，通讯方式采用RS-485。
2.视频服务器
视频服务器与高速球机通过视频线连接，实现对现场图像信息的处理、传输。基于独有的视频压缩算法，最高分辨率704×576，采用多种专有快速、低失真视频压缩算法，编码效率高、图像质量好，对低码率信道适应性强。视频服务器通过系统的电源管理模块供电，其工作电压为DC12V。
3.风光互补控制系统
太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源，而且两者在时间变化分布上有很强的互补性。白天太阳光最强时风很小，到了晚上光照很弱，但由于地表温差变化大而风能有所加强；夏季太阳光强度大而风小，冬季太阳光强度小而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源分布上具有很好的匹配性。此外，由于系统在户外高压输电线路铁塔上运行，取电不方便以及技术不成熟等因素使得风光互补发电系统就资源条件而言是很好的独立供电系统。
风光互补控制系统采用17.2V/60W太阳能电池板，12V/100AH免维护硅能蓄电池，蓄电池使用寿命大于10年，持续冰雨、无光照天气20天，能保持设备电源供应和设备正常工作。
三、系统软件方案
根据功能要求，整个无线视频远程监控系统的软件主要包括两部分：用于实现系统现场图像信息采集、处理、传输和控制的监测终端程序；完成系统分析现场信息、远程监控的监控中心程序。
1.监测终端软件设计
监测终端程序采用模块化设计思想，主要分为视频采集模块、图像数据压缩模块、无线网络传输模块以及云台控制模块。视频采集模块完成对输电线路视频信号的采集，并将采集的数据以文件的形式保存。图像数据压缩模块对视频采集模块采集的图像数据进行压缩处理。无线数据传输模块完成对压缩处理后的视频数据的网络传输，内部存放有3G的网络连接端口协议，并嵌入式地实现了TCP/IP协议、POP3 /SMTP协议，同时支持动态IP，完成与3G基站的无线连接与数据交换。云台控制模块主要接收监控中心发送的远程控制命令，实现对高速球机变焦、聚焦、方位调整及预制位设置功能。
2.监控中心软件设计
监控中心是整个远程监控系统的神经中枢，它负责指挥控制整个系统的运转，完成监控和管理等功能。监控中心提供高速球机的参数配置/查询、拍照间隔、预制位设置、IP地址设置，对历史图像数据进行查询与分析等。由于图像视频数据传输消耗的电源能量比较大，当监测终端电源电压低于设定值时，进行报警，监控中心不发送图像请求命令。
（1）通讯功能，包括：参数下发、参数查询、升级管理、实时数据入库、告警处理功能以及对时功能。监测终端上报心跳数据包时，根据上报心跳包时的时间与监控中心当前时间对比，如果相差大于10秒（可配置）以上，即在回应的数据包中附加对监测终端对时命令。
（2）对现场监测终端设置档案和相关电力设备档案的管理，包括线路、杆塔、监测终端、升级文件等档案管理。升级文件管理是把升级文件保存到服务器中，当监测终端要查询升级版本时，将保存在服务器的升级文件下载到监测终端中即可实现升级。
（3）系统监控，包括：在线设备查询——显示当前在线的设备，最近一段时间（1到5分钟）内有通讯的设备表示为该设备在线；设备运行记录查询——可查询设备的上线时间、电压、电池充电状态及工作温度等信息。
监控中心软件采用B/S模式，服务器采用J2EE平台开发，运行环境采用TOMCAT或JBOSS等，客户端通过标准的WEB浏览器访问。系统通过JDBC访问数据库，提供HTTP方式供监测用户通过IE等主流浏览器访问，进行对现场监测终端的维护和监测操作。WEB服务器安装在供电局内的计算机服务器上，具有对线路、杆塔、设备等档案进行管理、高速球机参数配置、实时数据抄读、历史数据查询分析及报警等功能。数据库服务器采用ORACOLE 10G数据库，提供数据的存储和查询。系统人机界面如图3所示。监控中心可以实时监控输电线路的运行状况。当有人为外力、自然外力等入侵时，前端传感器采集信息，立即触发报警。监控中心接收到报警信息后，自动启动视频监控，工作人员在界面上可以看到告警的监测点位置，从而快速采取措施。当工作人员需要了解输电线路状况时，可以手动打开视频监控，通过调整云台预置位，实现对线路上的各个部分实时监控拍照，及时发现隐患，以防患于未然。
四、结束语
利用3G技术的视频传输功能，实现电网运行信息的实时传输，能满足电网监测的要求。将3G移动视频业务与电力系统已有的监控系统结合，可以在有线宽带不能覆盖的区域安装监测装置，实现视频监控。同时，维护人员在监控中心可以实时了解输电线路运行状况，对故障做出快速反应，实现了维护水平先进，使巡检工作的效率得到了较大提高。系统经过在输电线路实地安装运行，效果良好。基于3G无线网络的视频监控系统具有实时、快速、准确的特点，在未来必将有极大的推广价值。
参考文献：
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（责任编辑：刘辉）
3G无线视频服务器系统浅析 篇6
1关于3G无线远程终端系统的应用
1.1关于3G系统的模块介绍
在3G无线远程终端系统中, 是由3G系统的三大模块组成。在这三大模块之间, 各自发挥着自己的功能, 其中服务器, 是系统三大模块之一, 它可以对数据库的信息实施监控, 当它的服务器接到操作指令时, 就会立即通过服务器模块, 将收到的指令传递到客户端和手机端;对于收到的这些指令, 通过系统传递到WAP网站, 这样就可以运用手机对WAP浏览器进行访问, 在用户利用手机进行访问时, 要首先需要登录, 登陆完成后, 就能够进入系统, 利用系统设置的功能来进行;同时, 对于3G系统的计算机客户端, 也会在手机接到客户指令以后, 也会立即做出反应, 也会将传输到的数据自动地记录到数据库中, 方便手机用户的查询。
1.2关于3G系统功能的介绍
3G系统服务器启动后, 手机用户就可以接到客户端的连接请求。对于服务器程序模块, 可以利用进行用户信息的监听功能, 这种功能可以进行事务请求操作, 这种操作功能可以表明系统在线的用户数量和用户的操作命令是否已经成功, 确定以后把信息传递给服务器。如果要选择系统的“隐藏”功能, 3G系统功能的程序也会自动地将信息隐藏到后台运行, 使显示器的界面上看不到运行的痕迹。如果用户选择“修改密码”的程序, 管理员就可以进到系统中, 对系统的信息进行修改或删除。当手机用户登录3G的软件系统。显示器的界面就会显示所有模块具备的功能, 这些功能都存放在操作菜单的栏目之中, 使用户可以在功能列表中选择, 实施操作的有关界面和用户状态以及时间。
3G系统的功能能够由用户任意选择, 它们主要包括三个方面:第一, 当发出关机或开机指令时, 这时指令就立即被保存在系统的数据库中。第二, 当计算机的客户端接受到操作指令, 就可以自动的进行分析处理。第三, 当Mb Pc Work Station将收到的结果存在MSSQL后。然后就可以在显示器上把结果告知用户, 完成整个的工作流程。
2关于3G无线视频监控系统
2.1关于3G系统的功能
对于手机3G系统的应用功能, 主要有用户常用的录像功能与画面捕捉功能, 还具有清晰地视频监视功能, 系统的告警功能及监视系统管理的多方面功能。这些功能已经完全可以满足用户的需求, 而且可以为用户提供随机的确定, 并可以立即得到回应, 在3G系统的功能监视内容中, 主要是具备了无线视屏设备的功能等。
2.2关于3G系统的构成
对于3G系统的功能, 取决于系统的构成。系统的构成主要有视频采集端、传输网络等。这些系统主要包括视频采集单元、视频编码器、无线传输单元等。下面分别对它们的构成给与论述:
视频采集单元:实际上是一台彩色监视摄像机, 在这台彩色摄像机的系统里, 系统合理的运用了CCD成像原理, 这样通过系统处理就把现场的画面变为视频信号, 利用系统进行传输, 就完成了视频采集单元的作用;
视频信号传输单元:它是一种利用视频信号传输单元, 利用这一视频信号传输单元, 可以将视频信号传输至视频编码模块, 在视频编码模块中, 可以实施压缩编码, 压缩后的编码就可以与互联网连接, 然后通过Internet就可以传输到世界的任何角落;
视频编码单元:通过这种视屏编码单元, 可以将模拟视频信号与数字压缩视频流相互转换。然后可以将数字压缩视频流变换为云台控制指令进行传输, 这样就可以利用云台控制将其送至云台解码器;系统就会按照这些指令, 采取对应的控制程序, 产生对应的动作;
视频服务器:这种视频服务器的功能强大, 它可以对远程监视系统实施控制, 并可以完成在线远程管理及维护的工作。利用视频服务器可以对用户、站点以及摄像机进行管理, 它可以实现系统维护的功能, 因此, 称作是重要的指挥系统;
视频远程监视终端:它的功能可以实现视频的回放。为了实现这一功能, 要将网络传输转变为视频流, 这一方法是为保证视频回放功能的正常应用, 因此, 在3G系统中一定要有视频解码功能。这对于视频远程监视终端的视频解码, 能够应运用硬件解码。这对于视频终端软件和视频监视系统影响较大, 尤其对于系统的人机交互界面, 操作人员对监视终端摄像机的选择, 都会受到较大的影响。
3结语
为了确保3G手机对计算机系统的远程控制, 发挥3G无线视频服务端系统的特点, 在使用过程中, 可以利用3G的远程控制功能, 使用户在使用时, 完全不受到时间和地域的影响, 非常方便的利用这个系统。这种方式不仅可以打破传统视频监控的局限性, 还能够表现出移动灵活的优点, 使手机可以随时随地实施监控, 方便用户的使用。
参考文献
[1]曾凡荣.浅议无线远程终端系统及3G无线视频监控系统[J].信息化建设, 2012 (3) :137-136.
3G新闻移动直播系统及应用初探 篇7
3G是3rd Generation的缩写, 即为第三代移动通信技术, 是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。2000年5月, 国际电信联盟正式公布第三代移动通信技术标准, 我国提交的TD-SCDMA, 与欧洲WCDMA、美国CDMA2000一起成为3G时代最主流的三大技术标准。2009年1月, 国家工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放了3张3G经营牌照, 标志着我国正式开始进入3G运营阶段。如今国内3G网络趋于成熟, 城市基本实现信号全面覆盖。中国移动采用的是TD-SCDMA技术, 中国联通采用的是WCDMA技术, 中国电信采用的是CDMA2000 (EVDO) 技术。
3G主要面向移动数据和移动多媒体业务, 提供高速数据业务, 与前两代通信技术比较, 数据传输速度得到了大幅提升。3G移动通信技术的发展, 也为广播电视行业提供了一种崭新的信号传输手段, 实现节目现场直播、连线互动及视音频数据高效传输等。本文介绍了3G新闻移动直播系统工作原理、结构及应用实践等方面, 对系统的关键技术也作了初步的探讨。
1 3G新闻移动直播系统介绍
3G新闻移动直播系统利用了3G技术平台提供的高速、宽带无线数据传输服务, 构建适合电视新闻节目现场直播的高效传输平台, 为电视信号移动直播提供了比卫星、微波传输手段更为经济便捷的传输系统。
1.1 系统结构
直播系统主要由三部分构成, 即信号编码传输终端、传输网络、信号接收解码服务器等, 在整个系统中, 各组成部分所负责的工作如下:
1.信号编码传输终端:对输入的视频信号进行编码并发送到电信运营商的3G数据网络。
2.传输网络:本系统的传输网络经由电信运营商的3G数据网络到公众互联网络, 负责将编码后的视音频数据从传输终端发送到接收解码服务器。
3.接收解码服务器:负责将接收到的视音频编码数据解码还原为SDI视频信号输出。
1.2 系统工作原理
通过摄像机的信号输出接口将摄像机摄录内容输出至信号编码传输终端, 信号编码传输终端使用低延时、高效率的H.264压缩编码技术对信号进行压缩编码。压缩编码后的数据实时分解成多路, 利用多路3G、Wi Fi传输网络的连接进行数据传送。接收服务器把多路的信号合并在一起, 通过前端纠错技术, 把一个不稳定的移动传输环境变成了一个高保真的稳定的传输通道。可输出满帧率 (PAL25fps) 的标准清晰度D1 (720×576) 的视频信号。
系统工作原理示意图如图1。
在整个工作流程中, 整个传输网络实际上可以分为两个传输网络部分:
1.传输终端到电信运营商的3G网络基站的无线传输网络部分, 由于电信运营商的基站通讯容量的限制, 在传输终端所使用的基站范围内如果有过多的3G数据终端使用, 是很容易干扰到传输终端的信号传输带宽的。
2.3G网络到接收解码服务器所使用的ISP公网传输网络部分, 该部分使用的是公众互联网, 不具备Qo S保证, 有可能存在外部攻击。
由上分析可见, 3G新闻移动直播系统要解决的最大问题就是传输网络容易出现扰动。3G新闻移动直播系统与传统的卫星、微波电视直播系统最大的区别就在于3G新闻移动直播系统所使用的传输网络不是专网、不具备专门的Qo S保证 (服务质量保证) , 节目传输所能使用的传输网络带宽大小有可能产生较大的波动。这就决定了采用3G数据网络进行数据传输的新闻直播系统的编码系统必须能有效的使用有限的带宽、能适应传输网络带宽大小波动的实际情况;同时, 3G新闻也需要在传输网络方面通过复用多个传输通道、甚至是不同电信运营商的多个3G数据通道, 将传输网络的扰动对信号传输的影响降至合理的范围。
为了解决这个问题, 系统所采用的关键技术分析如下:
1.H.264压缩编码技术
H.264是一种高性能的视频编解码技术。目前国际上制定视频编解码技术的组织有两个, 一个是“国际电联 (ITU-T) ”, 它制定的标准有H.261、H.263、H.263+等;另一个是“国际标准化组织 (ISO) ”, 它制定的标准有MPEG1、MPEG2、MPEG4等。而H.264则是由以上两个组织联合组建的联合视频组 (JVT) 共同制定的新数字视频编码标准。
H.264最大的优势是具有很高的数据压缩率。H.264在结构上还是基于DCT域的运动补偿架构, 不过相比以往的视频编码标准, 它采用了更先进的技术, 比如具有方向性的帧内预测、基于可变块的运动分割、基于上下文的二进制算术编码、环内滤波、基于4×4块的整数变换、1/4像素精度的运动补偿、分层的编码语法等, 这些技术使得H.264具有很高的数据压缩效率。在同等图像质量下, 采用H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上, 是MPEG-4的1.5〜2倍。
而且H.264对网络传输具有更好的支持功能。H.264提供了网络抽取层, 使得H.264的文件能容易地在不同网络中进行传输, 网络适应性强;它引入了面向IP包的编码机制, 有利于网络中的分组传输, 支持网络中视频的流媒体传输;H.264还具有较强的抗误码特性, 可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输;H.264支持不同网络资源下的分级编码传输, 特别是在采用了可变编码率之后的H.264编码更是可以根据传输网络的可用带宽来自动调节编码后的H.264节目的码流大小, 从而使得3G新闻移动直播系统获得平稳的图像质量。
值得注意的是, H.264标准只定义了码流的格式, 而H.264的编码器实现是各公司自己的事, 只要形成的码流格式符合H.264标准即可;解码器也必须按照这个格式来, 这样任何符合标准的码流都可以解出来。也就是说, 由于H.264编码器的不同实现方式, 即使是同样采用了H.264编码技术标准, 不同公司的信号编码传输终端所传送的视频信号质量, 在相同码率下也可能存在很大的差别。这点, 在我们的系统选型过程中是得到了验证的。
2.多路网络复用技术
H.264视频编码技术使得在丢包率高、扰动严重的无线信道中的视频传输成为可能, 但是归根到底, 新闻直播系统需要的还是一个稳定的传输网络, 这是新闻直播的根本要求。3G新闻移动直播系统使用的是电信运营商的3G数据网络, 目前可供我们选择使用的是中国联通的WCDMA网络、中国电信的CDMA2000网络、中国移动的TD-SCDMA网络, 这三个网络所提供的理论上行及下行速率比较见表1。
3G新闻移动直播系统使用的带宽主要为3G网络的上行带宽, 由表1可见, 除了中国移动的TD-SCDMA网络之外, 其他两个3G网络运营商所提供的单张3G网卡所提供的理论上行带宽就能满足采用H.264编码的视音频信号传输要求。而在实际的使用中, 3G网络的无线网络部分受环境影响较大, 实际带宽与理论带宽有差别, 而且不同的电信运营商在同一块地区的覆盖效果也不可能是一样的, 单纯依靠1个运营商的单个3G网卡传输链路是很不可靠的且带宽有限, 不能满足现场新闻直播对稳定性及节目传输质量的要求。为了解决这个问题, 3G新闻移动直播系统引入了多路网络复用系统, 可以根据每个可用的3G网络传输通道与信号接收解码服务器之间的传输质量, 动态地将编码后的H.264编码数据分割成多个部分通过不同的3G网络通道分发出去, 在接收解码服务器端再重新组合解码还原为原始的视音频信号。通过这个多路网络复用系统, 3G新闻移动直播系统就可以使用不同电信运营商的多块3G网卡, 将之绑定为一个相对稳定的传输通道, 满足了现场新闻直播对传输通道的可靠性要求。
总而言之, 3G新闻移动直播系统就是通过以上这两个关键技术实现了在相对不稳定、带宽有限的3G传输网络中传输接近广播级质量的视音频信号的工作需求。与之相应的, 在3G新闻移动直播系统的选型上所要考察的主要技术点也就是这两项关键技术的实现水平。
1.3 系统的优点
与传统的卫星、微波直播系统相比, 3G新闻移动直播系统具备有以下的优势:
1.传输终端设计轻巧灵便, 操作便捷。可随时深入到转播车、卫星车无法到达的地形或环境复杂区域进行现场报道, 如拥挤的街道、海上、山区、灾难现场等。在今年“厦金海峡横渡“活动的现场报道和抗击台风系列报道中等新闻直播中, 3G设备转战沙滩上、海岸边、环岛路及岛外台风破坏严重的海堤等处, 而在今年“九、八”投洽会系列活动现场报道中, 在一个晚上2个多小时3档新闻直播节目中, 利用2套3G设备分别在活动现场的不同区域进行了8次连线报道, 充分体现了其灵活高效的特点。
2.使用方便快捷, 设备一键式开机操作后即可自动连接进入信号实时传输状态, 无需象使用卫星、微波等设备那样做前期各项准备工作, 更好地保证了新闻报道的时效性。特别是在对突发事件报道中该优势尤其明显。比如我们在抗击台风现场报道中, 3G设备随时待发, 一旦台风警报达到相应级别, 在每小时一次的整点新闻直播中, 利用3G系统进行的连线报道便将厦门岛内外各处台风情形和防台抗台情况实时展现。
3.比较卫星、微波设备, 3G传输设备极大降低了投入成本和使用维护的人力物力。利用卫星、微波设备进行信号传输, 除了前期设备投入远远大于3G传输系统外, 在日常使用中, 需投入多名技术保障人员分工合作。而3G报道小组可两人 (摄像和记者) 一组带传输终端外出, 技术保障人员只需1人在台内接收端监测网络状况及信号情况。
4.3G传输设备易于实现移动信号传输, 比如在高速行驶的车上拍摄信号的实时传送。而一般的卫星传输设备和点对点微波设备无法实现。要利用卫星、微波设备搭建移动直播系统, 需要高昂的资金投入和复杂的技术支持。
但是由于3G传输系统的信号传输带宽远低于卫星、微波传输系统, 所以信号质量相对较差, 信号延时也较大;且由于3G网络覆盖和网络实际使用带宽还在不断完善中, 所以, 目前3G传输系统信号传输的稳定性相对卫星、微波传输还差些。
2 3G新闻移动直播系统实际应用
自2010年6月起, 我台对3G新闻移动直播系统进行了相关的测试, 并在不同类型的新闻现场直播报道中进行了成功的运用。在3个多月的时间里, 我们利用3G新闻移动直播系统进行了各类新闻现场连线报道:厦金横渡活动现场报道、厦门中国国际投资贸易洽谈会 (“九、八”投洽会) 系列活动、抗击台风系列报道、直击交通路况、西安卫星测控中心厦门站嫦娥二号卫星测控现场报道、国庆花车巡游现场报道等现场新闻连线直播。记者现场报道的画面通过3G传输系统实时传送回新闻演播室, 实现演播室新闻主播与现场记者连线直播。在这些直播报道中, 沙滩上、海岸边、会场、宴会厅、活动广场、人行天桥、环岛路、海堤、岛内外各交通路口、岛内外各城区等这些现场连线的地点, 分布于厦门岛内外众多区域。3G新闻移动直播系统充分显现了其机动灵活、便捷、高效、经济的优势, 为新闻现场连线直播提供了新的手段, 受到了新闻部门的热烈欢迎。
图2、图3分别为“九、八”投洽会大型焰火文艺晚会连线报道和“直击交通路况”新闻连线画面。
在实际应用过程中, 我们总结了一些使用经验:
1.接收解码服务器所使用的传输网络接入最好是使用联通的专线接入, 这一是由我国目前的互联网络接入的现状所决定的:中国联通与中国电信网络之间的互联互通是一个很大的问题。
2.由于3G直播系统的传输网络严重依赖于电信运营商的3G网络覆盖, 而3G网络由于运行频率较高的特点, 对建筑物室内的覆盖部署更为复杂。所以3G网络在建筑物室内的信号往往不如室外的好, 而且信号覆盖强度分布往往很不均匀。与之相适应的就是建筑物室内的直播点的选址问题往往较室外直播来得复杂, 这就要求在建筑物室内的直播点经测试确定下来后就不能随意变更。
3.在大型活动现场, 由于网络用户多, 网络使用环境复杂, 会给3G网络状况带来影响, 导致3G网络可使用的带宽不足及稳定性差。在“九、八”投洽会大型焰火文艺晚会活动现场报道中, 就有个别区域3G网络提供的可使用的带宽无法满足电视直播信号传输要求, 而在靠近电信应急通信车的区域, 信号传输效果很好。
4.由于H.264编码采用运动补偿、变换编码等压缩方式, 对运动画面编码需要更大的运算量、较高的传输码率, 也就需要更大的网络传输带宽。与之相适应的就是, 现场新闻摄像在直播现场尽量不要大幅度较快速地推拉摇移摄像机镜头, 保证现场镜头画面不会变化太大, 以保证直播信号的高质量稳定传输。
5.编码传输终端一定要采用可变编码率模式 (VBR模式) 。由于3G网络传输通道不稳定的特点, 编码传输终端与接收解码服务器之间可用的带宽是可能存在较大的波动的。我们在地下车库、隧道等3G网络覆盖较不稳定的区域, 仅用同一家公司的3G上网卡2张, 进行了移动传输测试。采用固定编码率模式 (CBR模式) , 在个别地点, 出现画面较大范围的马赛克甚至整幅花屏的情况;而采用了VBR模式, 同样的地点, 出现画面清晰度下降的情况, 或画面仅较小的局部范围出现马赛克, 很快即恢复, 同时, 声音信号一直连续不中断。
6.为了保证图像信号质量传输的稳定性, 3G直播系统信号传输会带来2秒以上的延时, 这就要求新闻节目的主持人和现场记者有更多的默契和磨合。
7.目前, 3G直播系统的信号传输终端提供的接口较单一, 接收解码服务器在同时接收多个信号传输终端传送信号的软硬件设计方面还有待增强;另外, 系统应能利用数据双向传输实现现场记者与演播室之间的实时双向通话功能, 以及实现将接收服务器端的相关参数上传给传输终端, 让摄像师了解实时网络状态等。系统在这些方面都有待改进。
3 3G新闻移动直播系统的应用前景
随着3G移动通信技术的成熟发展, 3G传输设备因其经济高效、便捷灵活等优势越来越受到电视台新闻报道的欢迎, 3G技术在国内外广电行业中的应用也在不断增加。3G新闻直播系统已成功地应用在2010年世界杯、2010年上海世博会等重大事件实况报道中, 以及国内外一些新闻事件直播报道中。2010年7月台湾TVBS也正式使用3G新闻直播系统, 这也为两岸新闻连线报道、节目传输等合作提供了新的途径。
利用3G技术, 不仅能实现各类新闻的直播报道, 而且能实现异地节目的高质量快速传输。且由于系统使用灵活、机动、成本低廉等特点, 3G新闻移动直播系统为电视新闻现场报道常态化提供了一个高效便捷的技术平台, 成为卫星和微波等传统电视无线传输手段的有力补充。可以说, 3G技术的发展给广播电视节目带来了新的思路、新的机遇。
摘要：随着3G通讯技术的发展运用, 电信运营商的无线数据网络已经成为电视新闻直播信号传输手段之一。由于3G新闻移动直播系统简单、灵活、机动、使用成本低廉的特点, 3G新闻移动直播系统为电视新闻现场报道常态化提供了一个高效便捷的技术平台, 成为卫星和微波等传统电视无线传输手段的有力补充。
3G新闻直播系统介绍及使用体会 篇8
正在起步和发展的3G网络具有足够的信道传输带宽, 成熟、可靠的网络技术, 如联通的WCDMA上行速率可达5.76 Mbit/s, 网络能确保2 Mbit/s速率正常传输, 随着现代视频压缩技术的进一步发展, 使得3G网络完全适合作为专业的视频实时传输平台, 从而为电视新闻直播提供一种全新的技术手段。下面就以福建新闻频道前段时间试用的几种3G新闻直播系统为基础, 谈谈试用体会, 供大家参考。文中提到的各厂家设备均在台里进行过测试和试用, 因篇幅关系仅挑选几家设备进行阐述。
1 3G直播系统的优势
第三代移动通信 (3G) 技术一般是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统, 它能够方便、快捷地处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为移动终端融入多媒体元素提供强大的支持。为了提供这种服务, 无线网络必须能够支持不同的数据传输速度, 也就是说在室内、室外和移动的环境中能够分别支持2 Mbit/s, 384 kbit/s以及144 kbit/s的传输速度[1]。在广播电视领域, 也可以利用3G网络平台提供的无线带宽来进行前方记者的现场画面回传, 实现以往需要转播车才能实现的现场直播。
随着3G技术的成熟, 福建新闻频道也已经测试和使用了多家设备厂家提供的3G新闻直播设备, 涉及3种不同的3G平台。相比大型转播设备, 3G有它自身的明显优势:
1) 灵活, 机动。新闻报道的现场遍及每一个角落, 很多现场的交通、配电和通信可能有问题。这样系统就要有很强的适应能力。比如, 有一次报道扑灭山林大火, 卫星车只能开到山脚下, 这样摄像机就只能在山脚附近拍摄无法深入现场, 就算是城市中的普通火灾, 现场一般也是有消防车等各种车辆, 媒体车辆不可能进入现场, 这样拍摄的画面就大大受到局限。还有不久以前福建海峡卫视落地澳门, 为了将相关画面传回福州, 即便有便携式卫星上行设备, 但要在高楼林立的都市中找到一片可以对上卫星的天空也是非常不容易的事情。这种3G直播系统自带电池, 体积小巧, 通过广泛覆盖的3G网络, 可以非常灵活机动地进行现场报道, 这是它最大的优点。
2) 配置简洁, 反应快捷。不管是卫星车还是数字微波车, 在进行直播报道前都需要技术人员进行踩点、准备等工作, 而3G系统几乎是一到现场就可投入使用。同时由于3G系统配置简单, 预制好后不需要技术人员参与, 现场报道人员可以减至1~2人。
3) 使用费用低廉。不管是卫星车还是数字微波车, 其造价都远超3G系统, 同时卫星链路的租用费也是不小的开支。而3G系统的人工费用较少。举个例子, 对于SNG报道, 包括领队、导播、出镜记者各1人, 摄像、摄助、技术人员各2人, 此外还有司机、保卫等人工费用以及卫星租用费用, 1次报道下来都得7~8万元, 因此对于较大规模的直播报道尚可, 对于日常民生新闻的常态化直播无疑投入过大, 而3G系统每次几百元的投入无疑优势明显。
综上可以得出, 与传统的电视直播相比, 3G直播系统有它自身的明显优势, 可以不受时间和地点的限制, 实现实时报道, 具有成本低、方便、灵活、机动、高效、现场使用维护便捷等优点, 是一种很好的民生新闻现场报道的手段, 是其他直播系统的有力补充。
2 3G直播设备举例与比较
2.1 前端设备部分
随着3G技术的不断成熟, 国内外的多家企业推出了基于3G网络的视频直播设备, 比如大洋的3G Live[2], 时代华睿的TVU Pack, 成都优联华胜的M-Live, 索贝、北京采立播和上海精视等公司也都有自己的3G设备提供试用。经过试用, 总的来说有两种形式的设备, 利用的3G网络路由也有两种形式, 下面分别加以介绍。
3G新闻直播时强调机动灵活, 因此, 这批测试的设备都是适合2人外采的形式 (1名摄像, 1名前方出镜记者) , 对于安装在车上的形式没有试用。3G系统总的可以分成前端采集发送部分和后端接收解码部分。对于前端采集发送部分, 机器形式大体可以分成两种形式, 一种是直接将编码发射单元做成可挂载在专业摄像机上的方式, 例如大洋的3G Live (如图1所示) 和成都优联华胜的M-Live (如图2所示) 。这种方式可直接挂载在专业摄像机后部使用并采用专业摄像机的电池进行供电, 但对于采用专业DV级别的外采设备时就需要另外的背包携带单元及电池, 同时采用连接线进行连接。
另一种方式是采用便携式PC的方式, 将编码传输放在便携式PC上完成, 通过3G上网卡接入3G网络。这种方式摄像机可以通过1394线跟便携式PC进行连接, 如图3所示。
两种方式各有优缺点, 第一种方式体积较小, 可挂载于大的专业摄像机背后并共用电池, 这样拍摄时移动比较方便。第二种方式采用便携式PC, 虽然体积较大, 携带较不方便, 同时摄像机与便携式PC通过1394线连接, 存在接触不良的风险, 也有定制I/O板后可采用BNC接头, 稍微影响移动拍摄, 但是PC运算能力强大, 调整灵活, 适用于小型带1394口的专业DV摄像机、目前各种网络环境、方案还需经常调整等情况。目前, 也有前端采用苹果手机的方式, 这种方式更加适应于突发事件, 可以实现全天候、全方位的直播, 但是经过试用发现, 手机摄像头的成像效果不理想, 目前只能应急使用。
这里要着重讲一下时代华睿的TVU Pack (如图4所示) , 类似于便携式PC方式, 厂家把整套设备做成一个背包的形式, 采用两块专业摄像机Gold-Mount标准接口的锂电池供电并采用热切换设计, 可以随时拿掉一个电池进行充电, 保证了电源的不间断交替有效使用。本机自带小液晶屏进行图像监看和信息显示。支持SDI、1394、HDMI、模拟分量 (复合) 等多种接口, 支持多张不同制式的3G卡及Wi Fi、以太网等各种通信链路自适应, 自带内嵌系统的方式, 一键开机即可使用, 同时具备了以上两种方式的优点。
2.2 后端接收及数据传输部分
在数据传输路由的使用上也存在两种不同的方案。第一种方案是设置3G接收网关, 自带3G上网卡, 如图5中标1的3G接收网关。这种方案的工作流程如图6所示。
高速数据信号接收处理平台由接收端3G外接天线式路由接收下行, 而后通过网线将接收到的IP数据传输至解码器端 (图5中标3的解码服务器) , 在接收端运用与发送端相反的速率同步合成技术, 解压解码还原出嵌入音频的SDI视频信号或独立的音视频信号, 最后送到编辑直播平台进行编辑播出。
这种形式采用3G网内的点对点绑定, 有效地减少了网络间的路由节点, 同时利用3G的信道编解码技术和HARQ差错控制方案来保证信号在传输过程中的正确性。利用RSVP协议实现绑定后的端到端带宽保护, 保证了视音频码流在通过3G网络传输过程中所需的最基本带宽。同时接收端3G外接天线式路由为天线与主机分离式3G路由设备, 内部支持3G加速功能和各种协议与设置, 为音视频传输提供保障。整个流程都在3G网络内完成, 同时避免了不同网络间传输可能出现的数据拥堵、延时差异、数据包丢失等造成的画面停顿或马赛克等现象。当然这种方式对接收端的3G网络覆盖有一定要求, 比如福建新闻频道目前在乌山山上和旁边都有电视发射塔、微波中继等强干扰源, 采用这种方式也容易出现3G信号不稳定的情况。对于接收机房内3G信号强度不足的问题, 也有厂家提出采用高增益的外置天线的方式来解决。
第二种方案是在接收端采用互联网接入的形式, 除了接收网关采用互联网接入外, 其他方面大同小异, 如图5中标2的接收网关, 第二种方案的网络接入示意如图7所示。这种方式采用互联网有线接入的方式避免了接收端无线信号的可能干扰问题, 但是存在3G无线网络与互联网之间数据转发的问题, 通过试用发现联通的3G网络到电信的互联网之间存在很大的瓶颈问题。活动视频对数据延时比较敏感, 由于直播信号一般要求尽可能短的延时, 不能进行大数据量的缓冲, 而且目前互联网的环境还不支持资源预留协议 (RSVP) , 所以最好采用专线接入, 保证8~10 Mbit/s的带宽, 并且不与其他设备共用, 尽量减少因为互联网不确定的因素导致的数据传输延迟。个人认为在发送端采用非电信3G卡接入并且接收机房可以采用3G接入的情况下, 以目前的互联网环境还是采用3G接入的方式效果较好, 或者前方采用联通3G卡时接收端就采用联通的宽带接入, 条件许可的话也可以在接收解码服务器上采用电信宽带、联通宽带双接入的方案, 可以有效避免这一问题。这可以在对时代华睿的TVU Pack进行试用时得到体现, 因为TVU Pack支持多路多制式3G上网卡自动绑定, 试用时同时使用了2张联通的卡、2张电信的卡、1张移动的卡, 接收端服务器上的实时流量显示如图8所示。
可以看出两张电信的上网卡承担了大部分的流量 (波形较高的2路对应的是2张电信3G卡) 。尽管联通的3G卡在3G网络上速度有优势, 但是由于在接收端采用的是电信互联网的接入方式, 使得电信的3G卡反而承担了大部分的流量。这说明了联通3G网络到电信宽带网络存在较大的瓶颈问题。
3 使用中存在的一些问题及体会
目前在使用中存在的一些问题及体会如下:
1) 尽管相对于电信和移动的3G网络, 联通的WCD-MA在传输速率上有优势, 成为3G直播系统首选的网络平台, 但是这种速率上的比较跟区域信号覆盖程度关系很大, 也就是说, 3G网络的数据传输速率的不稳定依然是3G视频直播系统的一大问题。同时, 传输速率还跟当时使用地点的3G网络繁忙情况有关, 经常发现在不同地区或者不同区域的使用效果也不一样。同时通过实际使用发现, 绑定2张以上的3G上网卡对图像传输的改善不是特别明显, 反而会在网络信号弱时导致图像质量下降 (这跟数据链路绑定算法有关, 后面还将提到) , 因此在采用单一制式3G网络时建议无须采用2张以上的上网卡进行绑定使用[3]。
2) 不管是挂载式的还是便携式PC式的前端, 通过AV线或者1394线跟摄像机进行连接的话, 在拍摄过程中比较不方便, 而且容易产生接触不良的问题。因此建议厂家做成SDI接口 (或者采用BNC接头的形式) 、无线方式或者直接将模块做到摄像机里面, 以摄像机选配件的方式提供。
3) 受到传输带宽的限制, 一般在编码的时候都采用了较大的压缩比, 尽管已提供了标清的分辨率, 但图像质量还不尽如人意。因此尽量选用支持多网络多制式3G卡自动绑定的机型, 可以较大程度地提高数据传输速度, 获得更好的图像质量和稳定性。这里提一下在多制式3G上网卡混用时碰到的一个特殊问题。上面提到的TVU Pack设备在进行这种混用时只是发现联通的上网卡速度较低, 并没有影响到最终的图像质量, 而对另一款3G设备进行类似的使用时却发现混用状态下, 图像运动部分马赛克严重, 后来将联通卡全部去除, 只用2张电信3G卡, 图像恢复了正常。分析认为出现这种短板现象是由于接收服务器端采用电信的有线宽带接入, 相比于电信的3G卡, 联通3G卡数据延时过大, 接收端将部分数据包丢弃, 从而产生图像运动部分马赛克的现象, 这反映出国产设备在底层数据链路绑定技术方面还有待加强。
4) 作为电视台的视频直播应用, 设备的安全性稳定性也很关键, 比如多电源热备份、多链路绑定、本地SSD硬盘收录缓冲等, 这方面TVU Pack也做得较好。
5) 在压缩算法上, 根据试用的主观评价, 在相近的传输码流下, H.264具有较好的图像质量和流畅度 (与VP6算法相比) 。VP6编码方式采用可变帧频技术, 最大的优点是画面不容易中断, 比较适合在网络环境较差的情况下使用, 但多数情况下不能保证帧率25 f/s, 画面有跳跃感[3]。
6) 在附加功能上, 目前有些厂家的前端可以做到语音通话、TALLY指示、笔记本参数配置、文件方式回传等, 只不过这些附加功能只能作为参考, 况且目前还不是很完善。
4 小结
随着通信技术日新月异的发展以及相关厂家的努力, 期待有更好的适用于3G网络的视频传输系统方案出现。在3G网络推广如火如荼的时候, 4G的酝酿也悄然进行, 届时多路、高清的视频传输将更加轻而易举。同时随着无线终端的发展, 使得每个人都可以在任何时间、任何地点通过视频传输平台向电视台传送节目, 电视台也可以通过这样一个平台向特定的人群进行广播。技术的发展将为电视新闻节目的采集传播提供越来越多的强有力的工具, 揭开电视新闻常态化直播的新篇章。
摘要：分类介绍目前市场上已开发的比较成熟的基于3G网络的移动视频直播系统, 通过使用与测试比较各厂家设备的使用环境以及优缺点。对设备使用及设备采购中会碰到的问题进行阐述, 并提出体会和建议。
关键词：3G,视频直播设备,视频无线传输
参考文献
[1]李艳.浅析3G网络技术[J].中国教育与社会科学, 2009 (7) :113-114.
[2]申剑.大洋新一代3G Live新闻直播系统应用介绍[J].电视技术, 2011, 35 (16) :6-7.
浅谈3G广播直播无线传输系统 篇9
关键词：广播现场直播,3G移动直播车,ACCESS设备
0 引言
随着目前私家车的日益普及, 广播又重新占领了传统媒体的主导地位, 广播现场直播作为一种广播形式深受广大群众的欢迎。广播有响应速度快、传播广、接收收听方便等诸多优点。目前全国各地电台还是普遍采用传统的电话线传输技术, 这种方式固然有其稳定性好和技术比较成熟等优点, 但其缺点也显而易见, 一是受场地限制, 现场必须有电话线;二是传输音质差。在目前广播收听人群日益扩大, 受众人群日益年轻化, 听众对广播现场直播的音质也提出了更高的要求, 已经不再满足于能听清楚的基本要求。在这种形势下作为广播现场直播迫切需要有一种既能克服场地限制又能十分便捷地传输高质量音频的传输技术, 同时又要节省传输费用, 操作使用方便, 便于主持人自己操作。
广播现场直播是电台节目中的一种常见形式, 目前采用主要传输技术是电话线传输方式和ISDN宽带传输两种方式。电话线传输方式由于带宽窄、抗干扰性差, 使节目传输质量不能达到调频广播的要求。ISDN传输技术尽管采用的是宽带传输方式, 有较高的带宽保证传输音质, 但其技术已逐渐被电信行业淘汰, 在实际使用中现场基本都不具备ISDN线路, 需要电信部门专门布线, 使用局限性非常大。同时, 频道为了顺应市场不断进行节目创新, 在一个固定的地点做现场直播不再能满足频道需求, 这也向我们技术部门提出了新的课题——能不能在运动的交通工具上也能实现直播, 也就是实现移动直播。在这种情况下, 急需一种技术上先进、传输质量好、使用相对灵活方便、能适合各类场合的现场直播传输系统。
随着计算机、网络、通讯技术的飞速发展, 网上广播、网上电视及网络电话等都已十分成熟, 其基本核心都采用了网络流媒体技术。该技术可实时将音、视频信号通过压缩编码后利用互联网来传送, 其传送的效果 (如音质、画质) 取决于采样率的大小, 采样率越大效果越好但数据流也越大, 对网络的带宽要求也更高。3G作为第三代移动通信技术, 是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统, 能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式, 提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。在2009年1月工业和信息化部正式向中国移动、中国电信、中国联通分别发放了第三代移动通信业务牌照 (即3G牌照) , 随着3G牌照的发放, 中国电信业正式进入了3G时代。
1 技术需求
根据频道对节目现场直播的需求, 结合现有技术我们将该项目的需求归纳概括为以下几点:
1.传输系统稳定、可靠, 能保证节目传输过程不中断;
2.有比较好的传输质量, 最好能实现音频的高保真传输;
3.对场地条件限制少, 可以在不同场合不同环境下进行传输;
4.技术上先进, 能结合当前先进的通讯技术, 并为以后技术发展预留扩展接口;
5.操作简便、可靠, 能让频道主持人经过简单培训即能掌握使用。
2 项目研发
在经过网络资料查询、生产厂家沟通等反复比较后, 我们认为ACCESS产品能够基本满足我们的需求。ACCESS音频编解码器采用了BRIC (Broadcast Reliable Internet Codec) 技术, 即广播电台高可靠互联网传输编码技术。采用该技术的ACCESS产品分成两个部分, 一部分为便携式音频编解码器, 用于现场传输, 另一部分为机架式安装的音频编解码器, 安装于电台直播室内。该系统运用Vo IP技术, 可以通过国际互联网十分方便地进行音频传输, 借助于公网不需要专门架设线路即可实现高可靠地节目传输。实际使用中可以根据网络带宽质量来调整传输质量, 在带宽允许的情况下可以传送达到调频立体声广播效果的音频。整个系统对网络要求相当低, 对网络没有特别要求, 可以在低码流的情况下传送高质量的音频信号。
在数据传送方面我们考虑选用当前先进的3G技术, 问题是如何将有线网络和无线网络有机的结合在一起?ACCESS自带的3G无线网络卡经过测试只能支持中国联通的WCDMA, 在使用上具有很大的局限性。通过无线路由器在金融、安防等行业已有的成功应用案例分析, 采用国产工业级无线路由器的方式能够满足无线传输的需求又能适合国内各种无线网络, 实现广播节目的无线传输。厂家针对不同网络已经开发了多种无线路由器产品, 如可以适用于2.5代的GPRS、3G的TD-CDMA、WCDMA、EVDO、LTE等。在2008年底, 我们首先使用了2.5代的GPRS无线路由器进行测试, 基本实现了节目的无线传输, 但由于网络带宽等限制, 在音质和节目传输稳定性方面存在不足。随着3G牌照的发放和3G网络覆盖的完善, 经过大量的测试, 使用3G无线路由器与ACCESS编解码器相结合的传输方式能够完全满足无线传输的技术要求, 达到较好的效果, 无论是电信的EVDO还是联通的WCDMA都能很好支持, 相信随着LTE等4G网络的发展这种方式也能够适应并得到更好的效果。下面对整个系统工作方式做一个简单的介绍:直播现场调音台输出的音频信号首先进入ACCESS便携式音频编解码器进行压缩编码, 通过网络连接到3G无线路由器后在互联网上进行数据传输, 电台接收端通过连接于公网 (互联网) 的ACCESS机架式音频编解码器对现场传回的数据流进行解码解压缩后送入直播室的直播调音台上播出。传输效果达到调频广播的音质, 同时整个传输过程延时相对较小, 仅几十~几百毫秒。整个传输过程是双向的, 也就是说一旦传输链路建立, 直播室内的信号和直播现场的信号在同一个链路中双向实时传输, 便于直播室和现场主持人沟通, 共同主持节目, 掌握整个节目节奏。系统结构图如图1所示。
3 设备介绍
ACCESS是一款可双向传输单声道和立体声的数字音频编解码器, 主要用于广播电台进行音频节目的异地传输, 通常被用于现场直播、报道以及作为备用传输手段, 它可以通过有线和无线等多种数据链路进行高质量的数字音频信号的双向传输, 传输方式主要包括:
1.电缆Cable、数字用户电路DSL、普通老式电话服务POTS;
2.无线网络-802.11b (WI-FI) , Wi Max;
3.3G数据网络, 即1x EVDO, UMTS;
4.卫星终端;
5.公共互联网Internet。
同时ACCESS可以很好的兼容台内早期购买的POTS宽带电话, 包括Victor和Matrix, 使用普通电话线 (POTS) 可以传输15k Hz的单声道音频信号, 还能与另一台ACCESS通过Internet连接传送15k Hz的立体声音频信号 (图2) 。
ACCESS使用方法相当简单, 发送端使用触摸屏控制, 正常使用只需输入IP地址, 轻触<连接>按钮即可连通;接收端无需做任何控制。另外, 在连接中断后会自动恢复, 可以适合任何人员使用 (图3和图4) 。
4 系统测试报告
经多次上路测试, 对于固定点的无线传输可以达到非常好的效果, 传输地只要3G无线信号覆盖到的地方都可稳定传输, 与实际距离无关;在运动的车上测试, 当车速达到一定速度时延时会增加, 偶有短时中断, 但时间极短, 不影响实际播出效果, 分析原因估计为基站间的切换所致, 总体评价能够胜任日常节目的移动播出需要 (表1和表2) 。
5 结束语
目前, 集团下属频道“西湖之声”电台已经将该传输系统安装于汽车上, 首创了国内第一辆广播3G移动直播车, 将直播室搬上了汽车, 将电台直播室变成了流动的直播室, “西湖之声”电台也依托这一先进技术开辟了新的节目形式 (图5和图6) 。
3G直播车的投入使用, 标志着“西湖之声”电台的技术装备又进入了一个新水平。广播整体直播室从此不再固定, 而是被搬上了车轮, 可对突发新闻事件进行实时现场报道和跟踪报道, 主持人、记者、嘉宾可在车上进行直播、接受采访。3G直播车的启用, 凸显了广播人在移动直播技术逐渐成熟后, 对广播发展顺应时代的创新作用。
现在“西湖之声”电台已经有三档节目直接使用3G直播车系统进行直播活动:《奔驰的麦克风》、《金手指乐翻天》、《汽车百事通》。以《汽车百事通》为例:《汽车百事通》栏目的主持人在直播时乘坐这辆直播车赶赴《汽车百事通月月315》咨询投诉活动各地现场。节目联手杭州市消保委汽车专业委员会, 邀请汽修专家、车险专家、维权律师等专业人士, 现场解答车主们的疑问, 3G直播车的存在让栏目和听众几乎是零距离接触, 同时又大大降低了以往操作此类节目的时间、人力等等成本。
参考文献
[1]广播电视数字化网络化建设白皮书[R].国家广电总局.2008.
3G视频监控系统传输部分的设计 篇10
MPEG-4标准以其高压缩率、高质量成为目前和下一代网上多媒体传输的主要格式和标准。实时传输协议(Real-time Transport Protocol,RTP)是一种提供端到端传输服务的实时传输协议,以支持单目标和多目标广播网服务中传输实时数据,是针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议,与传统注重高可靠性数据传输的传输层协议相比,它更加侧重于数据传输的实时性[1,2,3]。随着3G无线传输技术的快速发展和应用,为视频监控系统的设计提供了更多有利条件。笔者研究了一个基于3G无线网络平台的视频监控系统的传输部分的设计与实现。
2 传输部分的设计与实现
2.1 MPEG-4编解码技术
MPEG-4编码标准更加注重多媒体系统的交互性和灵活性,同以前标准的差别在于它是采用基于对象的编码理念,并且MPEG-4具有基于内容的尺度可变性,对图像中的各个对象分配优先级,对重要的对象用较高的时间或空间分辨率来表示[4]。
MPEG-4容错性很强,在易发生严重错误的低比特应用中将提高抗误码能力。MPEG-4拥有一个开放的体系结构,并非一定要实现其完整的体系才可传输解码MPEG-4文件。针对不同的应用,可选择传输解码MPEG-4体系的子集。
2.2 RTP实时传输技术
RTP定义在RFC3550中,是一种提供点对点或点对多点传输服务的实时传输协议。它并不作为一个独立的网络层来实现,本身并不能为按顺序传送的数据包提供可靠的传输机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP(Real-time Transport Control Protocol)来提供这些服务。RTP和RTCP的配合使用使得它们能以有效的反馈和最小的开销达到传输效率最佳化[5]。
实现MPEG-4流媒体传输的关键是如何将其媒体数据封装成RTP包[6]。RFC3016描述了将MPEG-4的音频视频数据直接分片并映射到RTP包中的方法。使用会话描述协议(SDP)来指定音视频流的属性。对于视频,该封装规则以视频对象平面(VOP)为封装基本单元,认为最好将一完整的VOP封装到一个RTP包里,这样RTP包头部的时间戳就可很好地反映其载荷时间结构。但同时也允许将多个完整的小VOP封装到1个RTP包里以减少封装负载,也允许将大VOP分割到不同RTP包里。
由于MPEG-4对每个VOP单独编解码,因此以VOP为单位进行打包既高效又充分利用了MPEG-4的编码特性。为了不造成IP碎片,包长应不超过该网络路径的最大传输单元(Maxium Transit Unit,MTU)。考虑到传输的高效性和丢包的稳健性,取包长为当前VOP大小与路径MTU值中的较小值[7]。RTP包封装MPEG-4数据的伪码表述如下:
2.3 传输部分框架
传输部分的系统框图如图1所示。数据的发送采用开源代码JRTPLIB函数库提供的RTP协议栈来实现,最新的JRTPLIB对RFC3550(IETF对RTP的草案)的实现进行了封装。笔者选择RTP/RTCP来提供实时流服务。其中服务器端的任务是提供配置接口,完成音视频数据采集、事件监控等监控事务,并且与客户端通信,发送媒体数据和通知消息。从客户端应用程序来看,服务器端包括远程管理服务器和媒体服务器。前者负责接收控制命令,反馈服务器状态;后者负责传输媒体数据。客户端可以接收从媒体服务器传来的媒体数据,但是不可直接对媒体服务器进行配置。
服务器在接到请求后在客户机和服务器之间产生2个UDP通道,为RTP通道和RTCP通道。
该系统采用多线程机制,其中服务器有3个主要线程:第1个线程产生并传输RTP包,RTP包封装到UDP包内经过多路复用传到客户机;第2个线程周期性地发送RTCP包;第3个线程监听客户机发来的RTCP包。客户机有3个主要线程,第1个线程一直不断地接收RTP包,剥去UDP/IP包头得到RTP包,除去RTP包头得到最初的muxrtp包,这些muxrtp包经过MPEG-4流媒体文件解码器后被播放;第2个线程从服务器端接收RTCP包;第3个线程周期性地给服务器发送含有客户机统计信息的RTCP包。
2.4 实时传输
下面着重介绍基于RTP的MPEG-4视频实时传输的实现。发送端将音视频流封装到RTP包内通过3G无线网络传送给接收端;同时接收来自接收端的RTCP包对Qo S进行反馈控制。接收端主要是完成RTP包的解包。基于RTP的MPEG-4视频传输框图如图2所示。
当发送端收到已被正常编码压缩的.mp4格式码流后,按照RTP数据传输协议的报文格式装入RTP报文的数据负载段,并配置RTP报文头部的时间戳、同步信息、序列号等参数,此时数据报文已被“流”化了。
接收端收到IP包后先分析RTP包头,判断版本、长度、负载类型等信息的有效性,更新缓冲区的RTP信息,如收到的字节数、视频帧数、包数、序列号数等信息;按照RTP时间戳和包序列号等进行信源同步,整理RTP包顺序,重构视频帧;最后根据负载类型标识进行解码,将数据放入缓存供解码器解码输出。
本传输部分引入了Qo S信息反馈机制。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制,也不提供流量控制或拥塞控制,它依靠RTCP提供这些服务。传输开始后,接收端根据RTP包中的信息周期性回送包含Qo S反馈控制信息的RTCP包到数据发送端(RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料),以用来反馈监听服务质量和交换会话用户信息等功能,并可以检测发送端和接收端数据的一致性。发送端在发送RTP包的同时会周期性地接收RTCP包,发送端利用利用这些Qo S反馈控制信息动态地改变传输速率,甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用,能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化,因而特别适合传送实时数据。根据用户间的数据传输反馈信息,可以制定流量控制的策略,而会话用户信息的交互,可以制定会话控制的策略[8]。
3 小结
本系统用MPEG-4压缩编码技术和RTP实时传输技术结合3G无线网络实现了音视频的实时传输,并且利用Qo S反馈控制信息,使发送端有效地动态改变传输速率,使传输效果最佳化。经3G无线网络测试,该传输部分工作稳定,能够起到良好的传输作用。传输后的视频分辨力最大能达到VGA(640×480),最大帧频可达到25 f/s(帧/秒)。
参考文献
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