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移動視頻直播尚未廣泛應(yīng)用。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，移動全景視頻直播可以成為現(xiàn)實。本文提出一種可實現(xiàn)的基于5G傳輸技術(shù)的視頻直播系統(tǒng)設(shè)計，提出了各模塊之間的實現(xiàn)方式。在該系統(tǒng)中，采用集成式移動全景攝像機(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、項目背景

2019年11月1日，隨著國內(nèi)三大運營商正式上線5G商用套餐，中國5G商用時代正式開啟。根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的定義，5G網(wǎng)絡(luò)具有大寬帶、超低時延等七大特征。根據(jù)國際電信聯(lián)盟5G報告，3D視頻/超高清視頻、AR/VR、及云游戲等增強型移動寬帶場景相關(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時代將引領(lǐng)人們在社交方式、通訊方式、生活方式、娛樂方式等方面的顛覆性改變。

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級速率，可以實現(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編碼回傳和新媒體手機(jī)實時直播的需要。

二、方案設(shè)計

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細(xì)節(jié)。5G+4K技術(shù)將和大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等緊密結(jié)合，推動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)的實時視頻傳輸終端。它配備三個內(nèi)置4G/5G模塊和一個USB擴(kuò)展接口，同時支持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)鏈路帶寬來實時傳輸高清視頻。圖傳系統(tǒng)專有的云服務(wù)器可同時接收和分發(fā)多路視頻流，為移動新聞采集、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、簡潔的觸控屏用戶界面使它在擁有高可靠性的同時能適應(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、各類會議活動、展會及酒店的即時網(wǎng)絡(luò)接入和直播服務(wù)領(lǐng)域。

三、系統(tǒng)特點

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)鏈路整合為一個高帶寬信道，傳輸高質(zhì)量視頻信號；

2、畫面調(diào)整

前向糾錯以及動態(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，可在不影響業(yè)務(wù)的情況下更換外置電池，滿足長時間室外工作需求；

6、高清接口

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

四、系統(tǒng)介紹

1.視頻采集

動前端推流子系統(tǒng)需要解決移動性、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)鏈路帶寬來實時傳輸高清視頻。

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將整個全景畫面劃分為兩個可視區(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)則放在同一個畫面上，畫面左右兩側(cè)、上下兩側(cè)可無縫對接構(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，即整個平面可以投影至球體，達(dá)到全景畫面的效果。動態(tài)渲染基于視頻流的解析，實時投影至該渲染球體，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、考場監(jiān)控等，軍隊行業(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)、專家會診、手術(shù)直播等，政府、企業(yè)的會議活動、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