田立新

（畢節(jié)市廣播電視臺(tái)，貴州 畢節(jié) 551700）

OVP在線視頻平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

田立新

（畢節(jié)市廣播電視臺(tái)，貴州 畢節(jié) 551700）

針對新媒體平臺(tái)的視頻管理系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，結(jié)合在線視頻管理系統(tǒng)（Video Manage System，VMS）的局限性，從架構(gòu)、流程、部署、功能等方面討論設(shè)計(jì)在線視頻平臺(tái)（Online Video Platform，OVP），并借以實(shí)踐總結(jié)OVP平臺(tái)優(yōu)勢，對廣播電視臺(tái)創(chuàng)建新媒體平臺(tái)提供實(shí)踐參考。

新媒體；VMS；網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)；云技術(shù)

1 OVP在線視頻平臺(tái)

隨著新媒體的影響越來越大，目前無論是電視臺(tái)、媒體、政府、教育、企業(yè)、集團(tuán)還是公益機(jī)構(gòu)，都開始應(yīng)用新媒體平臺(tái)進(jìn)行新聞宣傳、媒體服務(wù)、教育服務(wù)等工作，并取得了巨大收益。

新媒體平臺(tái)的核心為視頻管理，主要提供媒資管理、轉(zhuǎn)碼管理、音頻管理、點(diǎn)播管理、直播管理、在線編輯等服務(wù)，而目前新媒體平臺(tái)的視頻管理大多基于VMS（視頻管理系統(tǒng)）[1]架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。隨著云技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用，基于VMS架構(gòu)的新媒體平臺(tái)的局限性逐漸暴露。

視頻管理系統(tǒng)（Video Manage System，VMS）是由一些相互聯(lián)系、相互制約的若干模塊結(jié)合而成，模塊間通過定制接口實(shí)現(xiàn)相對穩(wěn)定的互聯(lián)，當(dāng)需要新增模塊時(shí)，需要進(jìn)行大幅度的接口修改，因此擴(kuò)展性及開放性較差。

針對VMS的局限性，本文討論設(shè)計(jì)在線視頻平臺(tái)（On?line Video Platform，OVP）[2]，該平臺(tái)由一些獨(dú)立的若干模塊通過應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface， API）結(jié)合而成，模塊間通過API實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，當(dāng)需要新增模塊時(shí)，不需要訪問源代碼及理解模塊的內(nèi)部工作機(jī)制細(xì)節(jié)，便于擴(kuò)展，開放性較好?；凇霸诰€”理念設(shè)計(jì)的OVP在線視頻平臺(tái)，將平臺(tái)的各種服務(wù)通過Web暴露在互聯(lián)網(wǎng)上，可方便用戶在任何有互聯(lián)網(wǎng)的地方使用該平臺(tái)的各種服務(wù)。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

OVP平臺(tái)分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、Web服務(wù)層、API層、管理界面和系統(tǒng)監(jiān)控層，核心平臺(tái)架構(gòu)運(yùn)行在具有工業(yè)強(qiáng)度的Java EE系統(tǒng)上，如圖1所示。

1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層提供物理文件及其相應(yīng)元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，物理文件存儲(chǔ)采用可支持?jǐn)U展的NAS系統(tǒng)存儲(chǔ)，方便容量可擴(kuò)展至PB級別，充分滿足千萬級海量視頻文件的需求。元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基于穩(wěn)定可靠的MySQL數(shù)據(jù)庫集群，通過Master-Slave雙節(jié)點(diǎn)（獨(dú)立雙物理機(jī)）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)熱備份，保證數(shù)據(jù)極高的可靠性和可用性。另外，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層還設(shè)計(jì)定時(shí)定期遠(yuǎn)程備份，保證數(shù)據(jù)能快速進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)。

圖1 OVP平臺(tái)架構(gòu)圖

2）Web服務(wù)層

Web服務(wù)層可提供媒資管理、音頻管理、直播管理、點(diǎn)播管理、轉(zhuǎn)碼管理、在線編輯、版權(quán)管理等功能模塊服務(wù)，用戶基于Web在任何有互聯(lián)網(wǎng)的地方即可應(yīng)用這些功能模塊，平臺(tái)的易用性大大提高。

3）API層

API層將基于HTTP協(xié)議，采用JSON/XML API，因?yàn)檫@樣具有極大的擴(kuò)展性，同時(shí)也提供高級語言的SDK開發(fā)包，便于開發(fā)者使用自己熟悉的語言，直接通過SDK實(shí)現(xiàn)API調(diào)用。

4）管理界面

管理界面基于Web提供，方便用戶在有任何互聯(lián)網(wǎng)的地方使用該平臺(tái)所能提供的各種服務(wù)。

5）系統(tǒng)監(jiān)控層

系統(tǒng)監(jiān)控層可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)，包括設(shè)備、任務(wù)、流程等狀態(tài)。

2.2 流程設(shè)計(jì)

平臺(tái)流程較清晰，設(shè)計(jì)分為媒資管理、在線編輯、轉(zhuǎn)碼管理、音頻/直播/點(diǎn)播管理、API管理共4個(gè)流程，如圖2所示。

圖2 OVP平臺(tái)架構(gòu)圖

首先，媒資管理完成視頻上傳、視頻組織、視頻搜索、視頻廣告設(shè)置等功能；

其次，若需要進(jìn)行視頻在線編輯，則進(jìn)入基于Web的在線編輯模塊，若不進(jìn)行視頻編輯，則直接通過轉(zhuǎn)碼管理實(shí)現(xiàn)多格式多碼率的轉(zhuǎn)碼；

然后，進(jìn)入音頻/直播/點(diǎn)播等流程，通過其組織，再通過API管理的將內(nèi)容同步至第三方平臺(tái)，例如：同步至第三方CMS內(nèi)容庫，通過CMS內(nèi)容庫將視頻發(fā)布到手機(jī)、計(jì)算機(jī)、PAD等終端上。

2.3 部署設(shè)計(jì)

為提高平臺(tái)的穩(wěn)定性，并滿足互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的云平臺(tái)部署，設(shè)計(jì)平臺(tái)的軟件部署在穩(wěn)定可靠的Java服務(wù)器上，不在物理上部署數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、轉(zhuǎn)碼服務(wù)器等功能服務(wù)器，而是通過虛擬化軟件將功能服務(wù)器虛擬化多個(gè)虛機(jī)，各種軟件運(yùn)行在虛機(jī)上，單個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的可用性。

另外，OVP平臺(tái)為一款SaaS（軟件即服務(wù)產(chǎn)品），它可以部署在任何公有/私有云上。

3 功能設(shè)計(jì)

OVP平臺(tái)對外提供基于Web的服務(wù)，包括而不限于媒資管理、在線編輯、轉(zhuǎn)碼管理、音頻管理、點(diǎn)播管理、直播管理、版權(quán)管理等功能服務(wù)，也可通過API接口動(dòng)態(tài)增加其他功能服務(wù)模塊。

3.1 媒資管理

媒資管理提供基于Web的視頻上傳、視頻管理、播放列表管理、視頻搜索、視頻審核、視頻編輯、廣告管理等服務(wù)。視頻上傳可實(shí)現(xiàn)本地文件上傳、FTP批量上傳甚至媒資內(nèi)容同步；視頻組織以樹形結(jié)構(gòu)組織架構(gòu)，便于分類管理；視頻搜索基于Lucene全文搜索引擎[3]，可按照名稱、描述、標(biāo)簽等對任意內(nèi)容進(jìn)行全文搜索；提供基于Web的視頻審核功能，方便用戶在任何地方都可審核視頻；視頻編碼完成對視頻文件的標(biāo)題、描述、標(biāo)簽、封面、提示點(diǎn)等信息的增減；廣告管理提供圖片、swf、視頻等各種格式的視頻廣告功能，如圖3所示。

圖3 媒資管理界面圖（截圖）

3.2 在線編輯

在線編輯實(shí)現(xiàn)對視頻資源在線進(jìn)行快速的編輯，無須本地使用非編工具，可在基于Web的任何地方、在任何時(shí)間登錄該平臺(tái)就能夠快切、快編、快速生成視頻。在線編輯支持按關(guān)鍵幀瀏覽、拆分視頻，可基于時(shí)間線準(zhǔn)確地顯示視頻的長度、關(guān)鍵幀。在線編輯也可自由拖拽視頻到時(shí)間刻度任一位置與其他視頻合并，實(shí)現(xiàn)兩段視頻間無縫平滑接續(xù)，而且還可在兩段視頻間多種轉(zhuǎn)場過渡特效，如淡化、疊加、推進(jìn)、黑白等，如圖4所示。

圖4 在線編輯界面圖（截圖）

3.3 轉(zhuǎn)碼管理

轉(zhuǎn)碼管理服務(wù)完全支持Flash視頻、iOS視頻和Android視頻輸出，滿足用戶在不同設(shè)備、不同平臺(tái)和不同瀏覽器下播放。轉(zhuǎn)碼管理支持同一視頻輸出不同格式的多個(gè)版本，方便用戶在網(wǎng)絡(luò)及各種移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行發(fā)布。對于每一種格式，支持輸出不同碼率的版本，方便用戶根據(jù)自己的網(wǎng)速，在流暢、標(biāo)清、高清、超清等各個(gè)版本之間進(jìn)行切換，如圖5所示。

圖5 轉(zhuǎn)碼管理界面圖（截圖）

轉(zhuǎn)碼管理采用高效的隊(duì)列調(diào)度，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)視頻流同時(shí)轉(zhuǎn)碼。

轉(zhuǎn)碼管理還支持將一個(gè)完整的視頻轉(zhuǎn)碼成一組短視頻，通過在播放器端依次播放這組短視頻來達(dá)到觀看完整視頻的效果。視頻切片具備節(jié)省流量、防止下載的功能，解決了CDN下載大文件容易斷線的問題，同時(shí)與直播方案兼容。

同時(shí)，轉(zhuǎn)碼服務(wù)可動(dòng)態(tài)增減，以滿足高峰時(shí)期輸入視頻量大的壓力。

轉(zhuǎn)碼服務(wù)部署于虛擬云平臺(tái)之上，當(dāng)用戶需求量增大之后，可以通過增加服務(wù)的方式來實(shí)現(xiàn)橫向擴(kuò)展。對于單獨(dú)一個(gè)轉(zhuǎn)碼虛機(jī)的單個(gè)CPU的轉(zhuǎn)碼，其效率見表1。

表1 轉(zhuǎn)碼效率

3.4 音頻管理

音頻管理模塊提供對音頻文件進(jìn)行上傳、管理、發(fā)布、創(chuàng)建播放列表的功能，提供多種音頻文件上傳方式，基于標(biāo)簽、目錄等方便管理海量音頻文件，能夠快速簡單發(fā)布音頻到網(wǎng)站，同時(shí)播放列表支持靜態(tài)播放列表和動(dòng)態(tài)播放列表兩種。

3.5 點(diǎn)播管理

如圖6所示，點(diǎn)播管理主要提供點(diǎn)播相關(guān)服務(wù)，內(nèi)置多種不同風(fēng)格的播放器模板，用戶可根據(jù)網(wǎng)站的風(fēng)格選擇合適的播放器模板，并在此基礎(chǔ)上定制個(gè)性化播放器。播放器修改后無須用戶干預(yù)，網(wǎng)站內(nèi)嵌的播放器即可實(shí)時(shí)更新。

圖6 點(diǎn)播管理界面圖（截圖）

為方便視頻點(diǎn)播的發(fā)布，提供3種在線發(fā)布視頻的方式：

1）JavaScript發(fā)布模式：通過將幾行簡單的JavaScript代碼嵌入HTML頁面實(shí)現(xiàn)視頻的自動(dòng)發(fā)布，該模式同時(shí)支持HTML 5標(biāo)準(zhǔn)，并能智能檢測用戶的平臺(tái)和瀏覽器，根據(jù)用戶所用設(shè)備為用戶智能推送正確格式和合適大小的視頻。

2）Flash發(fā)布模式：適用于Web網(wǎng)站的視頻發(fā)布，支持Flash視頻和PC平臺(tái)，但由于蘋果公司的限制，該模式無法支持iPhone／iPad設(shè)備。

3）URL發(fā)布模式：適用于外鏈或第三方網(wǎng)站的友情鏈接，可讓用戶從第三方網(wǎng)站跳轉(zhuǎn)至客戶的視頻頁面。

3.6 直播管理

直播管理可實(shí)現(xiàn)7×24 h多頻道直播流實(shí)時(shí)推送RTMP H264格式的音視頻流，并直接集成CDN加速，可支撐數(shù)千至數(shù)百萬不同規(guī)模的用戶同時(shí)在線觀看。直播管理具有直播錄制的功能，在相應(yīng)的直播節(jié)目完成后，系統(tǒng)自動(dòng)將直播節(jié)目收錄到媒資系統(tǒng)中，收錄可按照EPG電子節(jié)目單實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拆條。直播管理還具有智能檢測功能，可以根據(jù)用戶客戶端的類型，選擇相應(yīng)視頻進(jìn)行播出。直播管理的直播頻道可無限制地創(chuàng)建，而且同一個(gè)直播源可創(chuàng)建多個(gè)頻道，同一個(gè)頻道下的節(jié)目單可以有不同的直播源。

3.7 版權(quán)管理

為提高視頻版權(quán)意識，提供5種版權(quán)管理機(jī)制：

1）視頻LOGO水印：對視頻本身加上LOGO水印，以保護(hù)版權(quán)，防止非法傳播。

2）視頻加密：對于一些具有商業(yè)價(jià)值的視頻，采用對視頻內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)加密的方式，在動(dòng)態(tài)多碼流中，每個(gè)小視頻都可以被加密，只有使用系統(tǒng)自帶的播放器才能播放加密后的視頻。

3）域名限制：域名限制支持白名單、黑名單，啟用白名單時(shí)，只有保存后的域名才可以訪問視頻；啟用黑名單時(shí)，保存后的域名將不能訪問視頻。

4）播放器的第三方認(rèn)證：為了防止非法網(wǎng)站加載本系統(tǒng)的播放器來播放加密視頻，播放器會(huì)檢測自身是否被合法網(wǎng)站加載，保證了播放器只能在客戶的合法網(wǎng)站中播放加密視頻。

5）防錄屏：視頻播放的同時(shí)如果進(jìn)行視頻錄制，錄制后的視頻將會(huì)出現(xiàn)花屏，導(dǎo)致視頻不能正常觀看，保護(hù)視頻版權(quán)。

4 實(shí)踐總結(jié)

最近幾年國內(nèi)的電視臺(tái)逐漸采用了該OVP平臺(tái)，為手機(jī)APP、IPTV、網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)提供強(qiáng)大的后臺(tái)視頻支撐，經(jīng)過電視臺(tái)的實(shí)際應(yīng)用，在實(shí)踐中得以總結(jié)出該平臺(tái)的一些特色。

4.1 多終端支持

平臺(tái)可根據(jù)預(yù)設(shè)為不同終端提供相應(yīng)格式、碼流的視頻流或點(diǎn)播文件，用戶訪問的時(shí)候會(huì)根據(jù)手持的移動(dòng)設(shè)備提供相應(yīng)格式，并可以根據(jù)網(wǎng)速的情況提供不同清晰度的版本。

針對不同用戶和終端設(shè)備，平臺(tái)支持以下3種視頻輸出格式：

1）FLV格式，支持Web用戶直接在瀏覽器中播放視頻；

2）iOS格式，支持iPhone／iPad用戶直接在iOS瀏覽器或iOS APP中播放視頻；

3）MP4格式，支持Android用戶直接在Android瀏覽器或Android APP中播放視頻。

4.2 視頻流切片

目前市場上多數(shù)的視頻播放軟件采用RTMP流播放，如Adobe FMS播放，但平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了HTTP切片播放，使前臺(tái)播放視頻時(shí)加載更快，播放更順暢，同時(shí)能夠?qū)σ曨l進(jìn)行更便捷的控制，更重要的是相比RTMP流播放同一大小的視頻時(shí)，能夠節(jié)省30%的帶寬使用費(fèi)用，這對具有大量點(diǎn)擊量的視頻網(wǎng)站節(jié)省資金非常有利。

4.3 動(dòng)態(tài)碼流技術(shù)

平臺(tái)可以動(dòng)態(tài)檢測終端用戶的網(wǎng)絡(luò)接入帶寬，在帶寬變化時(shí)，能自動(dòng)調(diào)整視頻碼流，使用戶獲得最流暢的觀看體驗(yàn)和最大限度的視頻質(zhì)量。通常，預(yù)設(shè)了高清、標(biāo)清和流暢這三種高、中、低的碼流，適應(yīng)高帶寬（光纖、10 Mbit/s ADSL）、普通帶寬（1 Mbit/s ADSL）和低帶寬（2G/3G網(wǎng)絡(luò)）終端用戶。

4.4 規(guī)模擴(kuò)展

平臺(tái)投入使用一段時(shí)間后，吸引了越來越多的用戶，初期搭建的系統(tǒng)性能必然影響用戶數(shù)增長，但平臺(tái)隨著在線用戶量的增加，可通過增加服務(wù)器數(shù)量和系統(tǒng)出口帶寬，來增加訪問用戶數(shù)量規(guī)模。

4.5 開放API

平臺(tái)API完全開放，可通過API擴(kuò)展平臺(tái)功能，連接第三方系統(tǒng)，從而和現(xiàn)有系統(tǒng)無縫集成，例如：電視臺(tái)的視頻管理采用OVP平臺(tái)、網(wǎng)站及手機(jī)APP各一套異構(gòu)廠商的CMS、各廠家的CMS，通過API可方便地對接OVP平臺(tái)。

同時(shí)，平臺(tái)提供高級語言的SDK開發(fā)包，包括常見的開發(fā)語言java，php，flash等，用戶可以選擇其熟悉的語言，直接通過SDK實(shí)現(xiàn)API調(diào)用。

[1] 劉曉曦，鐘雷.基于網(wǎng)絡(luò)集群的新媒體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)[J].廣播與電視技術(shù)，2013（11）：68-72.

[2] 劉國輝.在線視頻點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（2）：36-39.

[3]李永春，丁華福.Lucene的全文檢索的研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2010（2）：12-15.

Design and Practice of OVP Online Video Platform

TIAN Lixin
（Bijie Radio and TV Station,Guizhou Bijie 551700,China）

In view of the present situation of the construction of the new media video management system platform，combined with VMS（Video Manage System，online video management system）limitations，discussion on the design of OVP from the structure，process，function deployment，and to practice on OVP platform，on radio and television to create a new media platform to provide practical reference.

new media；VMS；network TV；cloud technology

TN948 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.16280/j.videoe.2015.06.018

【本文獻(xiàn)信息】田立新.OVP在線視頻平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].電視技術(shù)，2015，39（6）.

時(shí) 雯

2015-01-04