5G圖傳系統(tǒng)遠(yuǎn)程視頻直播方案

“目前直播技術(shù)廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)。受限于帶寬和硬件設(shè)備等要素，4K移動(dòng)視頻直播尚未廣泛應(yīng)用。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)全景視頻直播可以成為現(xiàn)實(shí)。本文提出一種可實(shí)現(xiàn)的基于5G傳輸技術(shù)的視頻直播系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出了各模塊之間的實(shí)現(xiàn)方式。在該系統(tǒng)中，采用集成式移動(dòng)全景攝像機(jī)或手機(jī)作為前端視頻采集硬件模塊，通過5G直播編碼器推流至云直播服務(wù)中端，在后端播放端采用基于Web的全景渲染技術(shù)進(jìn)行視頻播放?！?/p>

一、項(xiàng)目背景

2019年11月1日，隨著國內(nèi)三大運(yùn)營商正式上線5G商用套餐，中國5G商用時(shí)代正式開啟。根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的定義，5G網(wǎng)絡(luò)具有大寬帶、超低時(shí)延等七大特征。根據(jù)國際電信聯(lián)盟5G報(bào)告，3D視頻/超高清視頻、AR/VR、及云游戲等增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶場景相關(guān)應(yīng)用將成為5G發(fā)展中最先應(yīng)用落地的場景。由此可見，5G時(shí)代將引領(lǐng)人們?cè)谏缃环绞?、通訊方式、生活方式、娛樂方式等方面的顛覆性改變?/p>

傳統(tǒng)的電視節(jié)目和互聯(lián)網(wǎng)直播視頻傳輸，由于4G及寬帶網(wǎng)絡(luò)速率限制等原因，實(shí)際像素只能達(dá)到1080P，也就是高清畫質(zhì)。有了5G網(wǎng)絡(luò)的Gbps級(jí)速率，可以實(shí)現(xiàn)4K超高清視頻傳輸，清晰度可達(dá)1080P全高清視頻的4倍，而現(xiàn)在的電影院大銀幕分辨率也只有2K。5G的高帶寬和低時(shí)延為超高清視頻的傳輸提供了網(wǎng)絡(luò)和展示基礎(chǔ)?？梢哉f，4K超高清視頻已經(jīng)成為當(dāng)前5G技術(shù)應(yīng)用。如果在各地拍攝現(xiàn)場，只需要將攝像機(jī)、4K編碼器、解碼器和視頻播放等多種設(shè)備相互連接，就可輕松實(shí)現(xiàn)4K超高清視頻的直播拍攝。5G+4K直播具備高速傳輸、低延遲的特性，有效支撐大屏高清信號(hào)編碼回傳和新媒體手機(jī)實(shí)時(shí)直播的需要。

二、方案設(shè)計(jì)

5G+4K是開展基于5G網(wǎng)絡(luò)的4K超高清視頻傳輸?shù)慕Y(jié)合全新技術(shù)。5G+4K應(yīng)用場景如廣播電視制作、游戲娛樂賽事等網(wǎng)絡(luò)直播、教育醫(yī)療直播、監(jiān)視項(xiàng)目、企業(yè)營銷等都可以全面在5G網(wǎng)路環(huán)境下，利用4K超高清設(shè)備進(jìn)行多路傳輸工作。融合5G+4K技術(shù)可以清晰看到畫面中的每個(gè)細(xì)節(jié)。5G+4K技術(shù)將和大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等緊密結(jié)合，推動(dòng)信息傳播方式的加速變化，視頻將成為主要的信息表達(dá)方式，短視頻和直播將成為常態(tài)。

訊維全新5G直播系統(tǒng)是基于多鏈路聚合技術(shù)和H.265編碼技術(shù)的實(shí)時(shí)視頻傳輸終端。它配備三個(gè)內(nèi)置4G/5G模塊和一個(gè)USB擴(kuò)展接口，同時(shí)支持WiFi和有線網(wǎng)絡(luò)接入。高可靠性的鏈路聚合技術(shù)能最大限度地匯聚所有網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬來實(shí)時(shí)傳輸高清視頻。圖傳系統(tǒng)專有的云服務(wù)器可同時(shí)接收和分發(fā)多路視頻流，為移動(dòng)新聞采集、戶外直播和應(yīng)急指揮提供了設(shè)備基礎(chǔ)。約600克的重量、小巧的設(shè)計(jì)、簡潔的觸控屏用戶界面使它在擁有高可靠性的同時(shí)能適應(yīng)各種場景的便攜性要求。因此。訊維5G圖傳系統(tǒng)一經(jīng)推出就被廣泛應(yīng)用于應(yīng)急通信、各類會(huì)議活動(dòng)、展會(huì)及酒店的即時(shí)網(wǎng)絡(luò)接入和直播服務(wù)領(lǐng)域。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

1、H.265/264編碼

H.265/264編碼，多鏈路聚合技術(shù)將所有網(wǎng)絡(luò)鏈路整合為一個(gè)高帶寬信道，傳輸高質(zhì)量視頻信號(hào)；

2、畫面調(diào)整

前向糾錯(cuò)以及動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整技術(shù)保障傳輸畫面的流暢和穩(wěn)定；

3、多種網(wǎng)絡(luò)接入

內(nèi)置3張4G/5G模塊，支持多種網(wǎng)絡(luò)接入：3G/4G、WIFI、LAN；

4、高清分辨率

支持多種分辨率：3840*2160、1920*1080、1280*720、720*576、720*480；

5、體積小巧

機(jī)身僅重600克，攜帶方便，內(nèi)置電池續(xù)航2小時(shí)，可在不影響業(yè)務(wù)的情況下更換外置電池，滿足長時(shí)間室外工作需求；

6、高清接口

可同時(shí)支持通用的HDMI視頻接口和專業(yè)的SDI視頻接口，支持獨(dú)立音頻輸入。

四、系統(tǒng)介紹

1.視頻采集

動(dòng)前端推流子系統(tǒng)需要解決移動(dòng)性、全景視頻流、視頻分辨率、推流方式、推流帶寬等核心問題，主要由集成式移動(dòng)全景攝像機(jī)、手機(jī)構(gòu)成。

2.視頻編碼傳輸

通過5G直播系統(tǒng)，采用高可靠性的鏈路聚合技術(shù)能最大限度地匯聚所有網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬來實(shí)時(shí)傳輸高清視頻。

3.直播云服務(wù)

直播云服務(wù)系統(tǒng)作為中端服務(wù)系統(tǒng)，接受視頻上傳端的推流和視頻播放端的拉流。直播云服務(wù)系統(tǒng)的搭建包括兩種方式，一是采用自建私有云服務(wù)，結(jié)合RTMP協(xié)議插件，實(shí)現(xiàn)視頻流的中轉(zhuǎn)；二是采用公有云的視頻云服務(wù)，通過SDK接入公有云，借助公有云完成直播云服務(wù)系統(tǒng)。在二者的選擇上，應(yīng)當(dāng)考慮實(shí)際應(yīng)用場景的需求。公有云提供了CDN等更多的支撐服務(wù)，有助于實(shí)現(xiàn)更快更穩(wěn)定的推拉流服務(wù)。

4、全景渲染

后端全景渲染子系統(tǒng)用于全景視頻畫面的還原與動(dòng)態(tài)渲染。全景視頻畫面的構(gòu)成方式主要包括三種：（1）單目全景畫面；（2）上下式雙目立體畫面；（3）左右式雙目立體畫面。其中，上下式和左右式雙目立體畫面均會(huì)將整個(gè)全景畫面劃分為兩個(gè)可視區(qū)域，通過可視區(qū)域的組合形成雙目視覺形成立體感。單目全景畫面是將360°采集到的畫面信息按一定規(guī)則放在同一個(gè)畫面上，畫面左右兩側(cè)、上下兩側(cè)可無縫對(duì)接構(gòu)成畫面的拼接。畫面經(jīng)過還原操作，可以構(gòu)成以相機(jī)為中心視角的球狀平面，即整個(gè)平面可以投影至球體，達(dá)到全景畫面的效果。動(dòng)態(tài)渲染基于視頻流的解析，實(shí)時(shí)投影至該渲染球體，從而達(dá)到全景視頻直播的效果。

5G視頻直播在不同的行業(yè)的應(yīng)用前景非常明確、寬泛，教育行業(yè)的多媒體教學(xué)、遠(yuǎn)程教育、校園電視臺(tái)、考場監(jiān)控等，軍隊(duì)行業(yè)的遠(yuǎn)程軍事教育、軍事演習(xí)的網(wǎng)絡(luò)直播等，醫(yī)療行業(yè)的臨床教學(xué)、專家會(huì)診、手術(shù)直播等，政府、企業(yè)的會(huì)議活動(dòng)、內(nèi)部培訓(xùn)、產(chǎn)品展示、在線招聘、視頻監(jiān)控等，還有在線路演、拍賣、競標(biāo)等等。

審核編輯 黃宇