?

三網(wǎng)融合下傳輸教育視頻資源的質(zhì)量分析

郭 孝 存,王 文 忠

(包頭師范學(xué)院 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,內(nèi)蒙古 包頭 014030)

摘要：從視頻畫(huà)面尺寸、視頻格式和視頻比特率等方面進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)，確定各個(gè)因素的配置，保證三網(wǎng)融合下教育視頻資源傳輸?shù)馁|(zhì)量。

關(guān)鍵詞：三網(wǎng)融合；信息傳輸；視頻比特率；視頻質(zhì)量

1引言

為了實(shí)現(xiàn)教育信息化，十幾年前，很多學(xué)校等教育機(jī)構(gòu)投資建設(shè)了閉路電視系統(tǒng)、校園廣播系統(tǒng)和校園計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目的是促進(jìn)教育資源的傳播。目前隨著技術(shù)的成熟，電視系統(tǒng)、廣播通訊系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)始融合，即三網(wǎng)融合。隨著智能手機(jī)的普及，視頻資源在無(wú)線網(wǎng)上的傳輸應(yīng)用得到普及。除了電視系統(tǒng)中的傳播方式外，視頻資源的傳播方式增多，使得視頻資源在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線手機(jī)通訊網(wǎng)中得以傳送。但是視頻文件存儲(chǔ)空間較大，在網(wǎng)絡(luò)中傳播受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的制約，于是對(duì)視頻資源文件先進(jìn)行壓縮，然后再投放于網(wǎng)絡(luò)中傳輸，這樣一來(lái)，視頻質(zhì)量損失較大。

但是在我國(guó)教育領(lǐng)域中，為提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)資源的建設(shè)越來(lái)越受到重視，其中教學(xué)視頻的制作與傳輸在教育領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，從原來(lái)的整堂課程的教學(xué)錄像到現(xiàn)在的微課視頻，從原來(lái)的視頻電子制作系統(tǒng)到現(xiàn)在的智能錄播系統(tǒng)，從精品課程建設(shè)到講課大賽等都需要教學(xué)視頻資源。各種教學(xué)活動(dòng)所產(chǎn)生的視頻資源越來(lái)越多，要想在三網(wǎng)融合環(huán)境下使這些視頻資源得以傳播并保證其質(zhì)量，需要對(duì)這些視頻資源的攝制、存儲(chǔ)格式等進(jìn)行研究，以便保證視頻資源在三網(wǎng)融合下傳輸?shù)馁|(zhì)量。本研究選取一堂課實(shí)錄視頻的攝制與處理為例進(jìn)行探討。

2視頻的拍攝與采集階段質(zhì)量保證措施

2.1　拍攝設(shè)備的選取

眾所周知，視頻的前期拍攝質(zhì)量，在很大成程度上決定了視頻節(jié)目的質(zhì)量，如果前期拍攝的視頻質(zhì)量不高，那么后期是無(wú)法提高其質(zhì)量的，所以攝像機(jī)的選擇與使用非常重要。目前很多教師去“錄播教室”或“微格教室”里進(jìn)行拍攝課堂實(shí)錄?！颁洸ソ淌摇被颉拔⒏窠淌摇崩锸褂玫耐潜O(jiān)控視頻攝像機(jī)，這種攝像機(jī)所拍攝的視頻質(zhì)量不高，而且實(shí)時(shí)存儲(chǔ)時(shí)對(duì)視頻進(jìn)行壓縮編碼，視頻質(zhì)量有所損失，嚴(yán)重影響到了視頻質(zhì)量。除了緊急需要外不建議使用此法進(jìn)行錄制。

課堂實(shí)錄應(yīng)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)視頻攝像師拍攝錄制，因?yàn)檎n堂拍攝對(duì)象活動(dòng)的劇烈程度較少，活動(dòng)范圍不大，因此所選用的攝像機(jī)至少應(yīng)達(dá)到攝像領(lǐng)域準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)級(jí)水平，以保證所拍攝視頻的質(zhì)量。本次拍攝使用的攝像機(jī)為SONY DSR-250P 3CCD數(shù)碼專(zhuān)業(yè)攝像機(jī)。

2.2　注意視頻畫(huà)面寬高比的確定

拍攝時(shí)要注意根據(jù)拍攝需要來(lái)選擇畫(huà)面的寬高比，標(biāo)清視頻的畫(huà)面寬高比有4:3和16:9格式。如果拍攝時(shí)沒(méi)有注意畫(huà)面的寬高比，那么后期根據(jù)需要制作視頻時(shí)就可能調(diào)整寬高比，有可能導(dǎo)致畫(huà)面構(gòu)成元素變形，影響畫(huà)面質(zhì)量。在本次拍攝過(guò)程中，對(duì)攝像機(jī)的調(diào)整為PAL制式，DVCOM記錄模式，畫(huà)面比例為4:3。

2.3　注意視頻制式的選擇

以磁帶為記錄介質(zhì)的攝像機(jī)，還需進(jìn)行采集才能形成視頻文件，以便后期加工處理。采集時(shí)要注意電視制式的選擇，我國(guó)彩色電視制式為PAL制式，幀率25fps，壓縮格式可以選擇高質(zhì)量的AVI格式，如果質(zhì)量要求不高，可以選擇MPEG格式。本次實(shí)例中采集為AVI格式文件，5分鐘視頻占1GB的存儲(chǔ)空間。

3視頻后期制作應(yīng)注意的問(wèn)題

3.1　建立視頻處理工程文件

視頻后期制作需要借助影視編輯軟件進(jìn)行，首先應(yīng)建立視頻處理的項(xiàng)目工程文件，在建立工程文件時(shí)應(yīng)注意電視制式和電視畫(huà)面寬高比的選擇。

前期拍攝的畫(huà)面寬高比是4:3，則后期處理是建立4:3格式、幀率為25fps的視頻處理工程文件。前期拍攝的是16:9的格式，可以選擇建立標(biāo)清電視寬高比為16:9的視頻處理工程文件，也可以建立高清電視的1920×1080、1440×1080，1820×720的畫(huà)幅、幀率為25fps的視頻處理工程文件。音頻采樣頻率選用48KHz。這樣可以保證視頻畫(huà)面寬高不變形，音頻達(dá)到高保真的音頻質(zhì)量。

實(shí)例使用的軟件是CONPUS EDIUS，建立的視頻項(xiàng)目工程文件預(yù)設(shè)為：標(biāo)清系列工程，幀尺寸：720×576；幀速率為：25fps；像素長(zhǎng)寬比為：1.0667。音頻速率為：48000Hz，音頻采樣大小為16位。

3.2　視頻的輸出設(shè)置

對(duì)視頻加工處理完畢后，輸出視頻文件時(shí)，應(yīng)注意輸出視頻格式的選擇。為了保證視頻質(zhì)量，一般輸出為AVI格式。

3.3　視頻格式處理

高質(zhì)量的AVI格式視頻文件占用的存儲(chǔ)空間較大，不利于視頻傳輸。為了便于使視頻在三網(wǎng)融合環(huán)境下能有效傳輸，需要將視頻轉(zhuǎn)換為便于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和移動(dòng)設(shè)備上傳輸?shù)牧髅襟w格式。

對(duì)視頻格式處理時(shí)，可以通過(guò)對(duì)視頻比特率(Kbps)、畫(huà)面尺寸(寬高比)進(jìn)行設(shè)置。視頻文件的大小與視頻的比特率和畫(huà)面尺寸有關(guān)。

一般教育視頻資源一堂課程的時(shí)長(zhǎng)為50分鐘，為了便于在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，視頻文件大小要求一般在200MB以?xún)?nèi)。本例課堂實(shí)錄時(shí)間長(zhǎng)度為50分鐘，畫(huà)面尺寸為720×576的標(biāo)清視頻，在設(shè)置成各流媒體格式的視頻文件時(shí)，文件大小不超過(guò)200MB，對(duì)常見(jiàn)的流媒體格式的視頻比特率和畫(huà)面尺寸等參數(shù)的調(diào)整分別做了實(shí)驗(yàn)。各格式參數(shù)調(diào)整情況如下。

設(shè)置為MP4流媒體編碼格式，調(diào)整視頻比特率為428kbps，畫(huà)面尺寸設(shè)置為320×240，輸出視頻文件大小為200MB。降低視頻比特率，畫(huà)面尺寸為720×576，則輸出的MP4文件大小最小為405MB；畫(huà)面尺寸640×480，則輸出的MP4文件大小最小為311 MB；畫(huà)面尺寸480×360，則輸出的MP4文件大小，最小為227MB。如果視頻比特率設(shè)置過(guò)低，視頻質(zhì)量將嚴(yán)重下降，影響視覺(jué)效果。

設(shè)置為F4V流媒體編碼格式，調(diào)整視頻比特率為421kbps，畫(huà)面尺寸設(shè)置為640×480，輸出視頻文件大小為200MB。畫(huà)面尺寸為720×576，則輸出的F4V文件大小，最小為220MB。

設(shè)置為WMV流媒體編碼格式，調(diào)整視頻比特率為449kbps，畫(huà)面尺寸設(shè)置為720×576，輸出視頻文件大小為200MB。

設(shè)置為RMVB/RM流媒體編碼格式，調(diào)整視頻比特率為445kbps，畫(huà)面尺寸設(shè)置為720×576，輸出視頻文件大小為191MB。畫(huà)面尺寸不變的情況下，視頻比特率設(shè)為448kbps，則輸出的視頻文件大小為220MB，文件已大于200MB。

將視頻處理成各種流媒體格式過(guò)程中，耗時(shí)不同，WMV用時(shí)最長(zhǎng)，其次是RMVB，然后是MP4和F4V。

處理好的流媒體格式視頻文件，存放到視頻服務(wù)器中，借助網(wǎng)絡(luò)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的流媒體傳輸協(xié)議RTP(Real-Time Transport Protocol)、實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP(Real-Time Transport Control Protocol)和實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP(Real-Time Streaming Protocol)[1]來(lái)傳播視頻。

4小結(jié)

教育視頻資源的傳輸應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)出現(xiàn)不同的需求，應(yīng)根據(jù)視頻資源應(yīng)用的要求，對(duì)視頻進(jìn)行設(shè)置和處理，既要保證視頻符合傳輸要求，又要保證視頻質(zhì)量，這就需要從視頻的前期拍攝、后期處理和視頻文件格式的設(shè)置等方面進(jìn)行質(zhì)量把控，否則視頻質(zhì)量很容易下降，影響視覺(jué)效果。

〔參考文獻(xiàn)〕

[1]馬磊.移動(dòng)流媒體及視頻服務(wù)[D].成都：電子科技大學(xué)，2006，6：56-59.

The Quality Analysis of the Transmission of Education Video Resources In Triple Play

GUO Xiao-cun, WANG Wen-zhong

(Faculty of Information Science and Technology, Baotou Teachers College,Baotou 014030)

Abstract:From the video screen size, and video bit rate video format analysis experiment, determine the configuration of the various factors, guarantee the education under the triple play video transmission quality of resources.

Key words:Triple Play; Information Transmission; Videofrequenz Bit; Video Quality

中圖分類(lèi)號(hào)：G431

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-1869(2015)02-0067-02

作者簡(jiǎn)介：郭孝存(1977-)，山東省成武縣人，副教授，研究方向：信息技術(shù),教育電視應(yīng)用。

基金項(xiàng)目:包頭師范學(xué)院青年科研課題(BSYKJ2011-39，BSYKJ2012-31)

收稿日期：2014-11-17