智能化VOD视频点播系统规划方案.doc

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1、智能化VOD视频点播系统规划方案1.1 VOD的基础知识     VOD的全称是Video on Demand，意即按需要的视频流播放。当您打开电视，您可以不看广告，不为某个节目赶时间，随时直接点播希望收看的内容，就好像播放刚刚放进自己家里录像机或VCD中的一部新片子，但是您又不需要购买录像带或者VCD盘，也不需要录像机或者VCD。信息技术的梦想就是通过多媒体网络将视频流按照个人的意愿送到千家万户。    放眼宽带网络的应用，VOD最贴近百姓生活，它的技术难度也最大。拿中国电信的话来说，就是高速公路有了，就要有车跑

2、，vod应用就是宽带多媒体网络上最醒目的车。    VOD技术不仅可以应用在电信的宽带网络中，同时也可以应用在小区局域网及有线电视的宽带网络中。如今在建设智能小区过程中，计算机网络布线已成为必不可少的一环，小区用户可以通过电脑、电视机（配机顶盒）等方式实现VOD视频点播应用，丰富了人们的文化生活；有线电视经过双向改造，可以让广大的电视用户通过有线电视网络点播视频节目。 VOD系统的结构及组成分三个部分： 1.1.1前端系统     前端系统一般由视频服务器、各种档案管理服务器以及控制网络部分组成。各种档案管理服务器

3、主要完成一些用户信息管理和计费工作，以及影视材料的整理工作和安全保密等。控制网络部分主要完成各种服务器中的各种信息传递的工作，后台的影视材料和数据的交换。视频服务器主要由存储系统和建立其上的各种控制器管理系统组成，其目标是实现压缩媒体数据的存储，以及按请求进行媒体信息的检索和传输。视频服务器与传统的数据服务器在很多方面有显著不同，需要解决许多问题，以求能够支持新功能，例如：媒体数据检索、信息流的实时传输以及信息的加密和解密工作。对于交互式的vod系统来说，前端系统还需要完成诸如用户实时请求处理、允许控制（admission control）、支持VCR服务等功能。1.1.2网络系统  

4、;   网络系统包含主干网络和本地网络系统两部分，是影响连续媒体网络服务系统性能的关键部件。由于媒体服务系统的网络部分投资巨大，所以在设计时不仅需要考虑当前的媒体应用需要，而且还要考虑将来发展需要和兼容性。当前，用于建立这种服务系统的网络物理介质主要是：CATV的同轴电缆、光纤、双绞线和无线网。而采用的网络技术主要是：以太网、FDDI和ATM技术。这些网络实现技术都有各自具体的服务对象、带宽范围和环境特征。 1.1.3客户端系统     只有利用终端设备，使用者才能与某种服务或服务提供者进行互操作。实际上，在计算机系统中，它

5、是由带有显示设备的PC终端完成；在电视系统中，它是由电视机加机顶盒（SettopBox）完成；而在未改造的电话系统中，它是由电话预约完成。 在客户终端系统中，除了处理硬件问题外，还需要处理与之相关的各种软件技术问题。例如，为了满足用户的多媒体交互需求，客户系统的界面必须加以改造。此外，在进行连续媒体演播时，媒体流的缓冲管理、声频与视频数据的同步、网络中断与演播中断的协调等问题都需要进行充分的考虑。1.2 MADER MEDISMART VOD系统特点 1.2.1 Mader MediaSmart VOD支持业界最先进的MPEG4标准，同时完全兼容MPEG1、MPEG2等标准的视频文件，可在系统

6、资源占用极小的情况下实现DVD级的播放效果，真正实现高清晰度播放。1.2.2 Mader MediaSmart VOD系统 Web Base的平台结构决定了该系统可与Internet接入功能平滑结合，用户在点播的同时，可随时对Internet进行访问。1.2.3系统中自带 Mader Video Editor视频编辑软件，用户可通过该软件对影音资料进行编辑、添加、删除等各种操作，方便快捷，易于使用。1.2.4 Mader MediaSmart VOD系统以极高的性能价格比，可广泛应用于智能小区、宾馆酒店、学校多媒体教学系统等领域。1.3 MADER MEDISMART VOD系统优势 1.3.

7、1造价低：     使用普通PC服务器充当视频点播服务器，Mader MediaSmart VOD系统以纯软件方式实现Mader Video Stream进行处理，大大节约了VOD视频点播系统中最大的一笔投资。 1.3.2后台软件无用户数量限制：     Mader MediaSmart VOD后台软件无用户数量限制，100用户的小区与1000用户的大型小区所使用的软件是一样的，最终用户无需购买昂贵的Lisence许可。 1.3.3客户端免维护：     Mader Medi

8、aSmart VOD系统完全基于Web开发，客户端使用IE浏览器即可实现点播，无需安装其它任何软件，做到了客户端的免维护。 1.3.4模块化：     Mader MediaSmart VOD系统模块化设计特色可使VOD点播服务随工程竣工时间表分阶段同步完成，快速、及时地为发展商及物业管理公司创造效益。 1.3.5与Internet接入"无缝"结合：     由于Mader MediaSmart VOD系统完全基于Web开发，其Internet接入模块又采用了业界先进的Internet共享接入技

9、术，使得视频点播服务器以可充当Internet接入服务器，一机多用，节约投资；用户在使用VOD点播服务的同时，可随时对Internet进行访问，真正实"VOD+Internet接入"的"无缝"结合。 1.3.6使用成本低：     Mader MediaSmart VOD系统使用成本极低，每月除视频服务器及网络设备电费支出外，无需其它开销。 1.3.7全面解决方案：     Mader MediaSmart VOD系统不仅提供软件，还提供专门为VOD环境设计的视频服务器及机顶

10、盒设备，以性能价格比极高的软、硬件为用户提供全面的解决方案。     1.4 VOD视频处理技术    和一般的业务不同，视频是流特性业务，数据量很大。例如，数字电视图像中的SIF格式、NTSC制式、彩色、444采样，每帧的数据量为2028Kb，每秒的数据流量可达60.8Mb；CCIR格式、PAL制式、444采样的彩色视频的数据流量可达141.8Mbps。实验表明，176×144的YUV原始视频在10Mbps的LAN上传送速率是3帧/秒左右。可见，未压缩的视频在Internet上传输的效果是无法容忍的，而

11、且会很容易地将Internet资源吞没，造成网络拥塞甚至崩溃。因此，IP视频通信的第一步就是视频压缩。    视频压缩编码的理论基础是信息论。压缩就是从时域、空域两方面去除冗余信息，即将可推知的确定信息去掉。编码方法大致可分为三类：    1.考虑到图像信源的统计特性采用的预测编码方法、变换编码方法、矢量量化编码方法、子带-小波编码方法及神经网络编码方法等；     2.考虑到视觉特性采用的基于方向滤波的图像编码方法、基于图像轮廓/纹理的编码方法；   &

12、#160; 3.考虑到图像传递的景物特征，采用的分形编码、基于模块的编码方法。    在IP视频通信应用中，编码方法的选择不但要考虑到压缩比、信噪比，还要考虑到算法的复杂性。太复杂的编码算法可能会产生较高的压缩比，但也会带来较大的计算开销，软件实现时会影响通信的实时性。目前，在众多视频编码算法中，影响最大并被广泛应用的算法是MPEG和H.26x。 MPEG编码     MPEG是国际标准化组织ISO/IEC下的一个制定动态视频压缩编码标准的组织，它为视频压缩编码技术的标准化、实用化做出了巨大贡献。如针对C

13、D-ROM的1.5Mbps传输率的MPEG-1、针对HDTV的6Mbps以上传输速率的MPEG-2都已成功地得到应用，并创造了巨大的商业价值。MPEG-4是针对视频会议、可视电话的甚低速率编码标准，它融入了基于内容的检索与编码，可对压缩数据内容直接访问；即将于2001年制定完毕的MPEG-7标准被称为"多媒体内容描述接口"，这种标准化的描述可以加到任何类型的媒体信息上。不管视频信息的表达形式或压缩形式如何，具有这种标准化描述的多媒体数据均可被检索。因此，MPEG-7的应用领域主要是数字化图书馆和广播式媒体。H.263编码     H.

14、261编码是一种帧间预测减少时域冗余、变换编码减少空域冗余的混合编码方法，具有压缩比高、算法复杂度低等优点，得到较为广泛的应用。Mbone的重要应用工具之一IVS的视频编码采用的就是H.261编码算法。在H.261的基础上，1996年ITU-T推出了H.263编码标准。H.263在许多方面对H.261进行了改进和扩充，如在编码算法复杂度增加很少的基础上，H.263能提供更好的图像质量、更低的速率，十分适合于IP视频会议、可视电话应用。目前，H.263编码是IP视频通信采用最多的一种编码方法，并已被许多多媒体通信终端标准所吸收, 如：ITU-TH.310（B-ISDN）、H.320（ISDN）、

15、H.324（PSTN）、H.323（LAN、 WAN、Internet）。    随着计算机性能的快速提高，对于可视电话和视频会议等应用（一般使用QCIF图像），纯软件编码器（codec）即可以满足应用要求。我们实现的H.263纯软件编码器在主频为166MHz的主机上编码帧率可达60帧/秒以上，平均图像质量（用信噪比表示）大于38dB。     1998年ITU-T推出的H.263是H.263建议的第二版，它提供了12个新的可协商模式和其他特征，进一步提高了压缩编码性能。如H.263只有5种视频源格式，H.263允

16、许使用更多的源格式，图像形状和时钟频率也有多种选择，拓宽了应用范围；另一重要的改进是可扩展性，它允许多显示率、多速率及多分辨率，增强了视频信息在易误码、易丢包异构网络环境下的传输。另外，H.263的图像分段依赖性也可以是受限的，以减少差错传播。H.263对H.263中的不受限运动矢量模式进行了改进，加上12个新增的可选模式，不仅提高了编码性能，而且增强了应用的灵活性。1.5视频点播服务器客户端=PC机+机顶盒+电视机 视频服务器是Mader MediaSmart VOD系统的核心，主要负责视讯资源的储存播放，其工作能力极大地影响交互式数字电视系统的服务能力。Mader MediaSm

17、art VOD系统在选择视频服务器时充分考虑了服务器的并发输出能力、存储容量、资源的共享性、系统结构的开放性、系统的扩充性、稳定性、可靠性等因素对整个系统运行的影响。综合考虑以上几个方面的要求，Mader MediaSmart VOD系统的视频服务器建议选用带有高速磁盘阵列及支持Mader Video Stream进程处理MIPS的普通专用PC服务器。专用PC服务器的超级立方体结构及模块化设计保证了在系统扩容时内存容量、I/O、PCI总线及处理能力间的平衡增长。同时所有模块均可进行热拔插操作，系统具有良好的散热性，并有多个电源模块保证系统的可靠性。Mader MediaSmart VOD系统视

18、频服务器采用模块化设计方式，包括CIM、EIM、GIM 、SIM、AIM、电源六种模块。每个摸块为一个独立的处理节点组成，减少了数据的处理环节和总线的拥挤，可实现数据的内部交换处理，从而达到资源的共享。 Mader MediaSmart VOD系统视频服务器的处理能力、I/O、PCI总线、内存容量随模块的增加而线性增长，避免了系统在各个环节可能产生的瓶颈。Mader MediaSmart VOD系统视频服务器在运行过程中，当服务器中的任意硬盘拔除或者是出现坏区，机顶盒还是正常运行，当机顶盒访问到没有的节目会自动跳过，并播放下一节目，不会导致死机、白屏、不运行等；当机顶盒访问到坏区，同样也会自动

19、跳过该节目，自动运行下一节目；当服务器端因故关闭重启后，客户端能够自动的进行二次连接。l 对MPEG1/2/4视频标准的全面支持，实现高清晰度播放。（Mpeg4需产品升级）l 整合统一、功能灵活扩展的后台管理系统l 客户端免维护l 视频广播及直播（选配）：视频直播基于XT-POWER结合相应视频捕捉及转换设备来完成。l 易于维护，提供二次开发API接口：由于使用通用数据库，XT-POWER可提供API接口。l 提供多种计费管理功能，支持节目分类管理：XT-POWER支持按时长、流量、内容等各种方式的计费管理；可根据用户生成各种费用统计报表及节目点播率统计表；系统支持节目的增加、查询、删除和分级

20、管理；支持节目的多级分类管理。l 模块化升级：VOD系统建设经常是分阶段完成的，模块化设计特色可使VOD点播服务随系统扩容要求进行模块升级，及时地为营运商创造效益。 1.6视频点播软件Mader MediaSmart VOD系统工作原理如下：用户在客户端启动播放请求，这个请求通过网络发出，到达并由VOD主机的网卡接收，传送给VOD主机。经过请求验证后，VOD主机把存储系统中可访问的节目准备好，经特殊压缩处理后，通过网络传输到客户端，使用户可以浏览到所喜爱的节目。用户选择节目后，VOD主机从存储系统中取出节目内容，并传送到客户端播放。系统整体设计目的是：经过网络通道对视频传输，使用户边接收、边播

21、放，且播放平滑连续。通常，一个“回放连接”定义为一个“流”（称为“视频流”）。可支持流的数量是衡量VOD主机能力的一个重要指标。Mader MediaSmart VOD视频点播系统酒店版包含电影、服务指南、电视、消费查询等模块。l 客户端点播视频点播模块中的节目分为热门点播、动画片、喜剧片、动作片、恐怖片、爱情伦理片、演唱会等几大类。点击影片分类进入电影节目选择界面。选择节目名称进入电影节目播放界面。选择“确认”后，电影节目自动开始进行全屏播放。l 在线监控酒店VOD系统管理后台提供在线监控功能。如上图所示，“IP”显示的正在播放的网络播放器的ip地址；“电影名称”显示的是正在播放的电影名称；

22、“状态”分三种情况：“无响应”、“联机”和“播放”，当网络播放器连上服务器而未播放的时候，显示“联机”状态。l 信息发布管理酒店信息生成工具用来更改在客户端显示的发布信息。在程序的左边选择预修改的项，如“资讯信息”，在右边就会显示响应的信息。直接在里面修改，修改后点击“更新”后，即可在客户端机顶盒上显示。如图：l 影片管理影片管理分为影库资料、电影录入两部分。影库资料包含影片名、主演、电影分类、级别、价格、内容简介等项目。选择“电影录入”，输入电影的基本信息。选择“影片的原位置”（DVD光驱所在的盘的VIDEO_TS文件夹），存放位置。最后点击“录入”进行电影的录入。如下图：l 点播计费进入点

23、播计费模块时，系统出现以下登录界面： 登录后进入客房状态显示界面，以下图：客房状态模块主要了解酒店客房是在使用中还是未使用，红色的房间表示开房状态，白色的房间表示未开房状态。费用查询统计模块界面如下：其中“开始日期”、“结束日期”、“房间号”“是否结帐”等为查询的条件，中间的表格将显示查询的结果，例如我们要查从2005年9月1日到2005年9月30日之间的全部房间的电影点播明细，我们只要把开始时间选择为2005-9-1，结束日期为2005-9-30，房间不填，是否结帐选“全部”，然后点击下面的“查询”按钮，即可查询出这段时间里的所有点播记录，然后可以通过“打印”按钮将其打印。1.7用户端机顶盒

24、（Set Top Box）GXT数字机顶盒相当于一台网络DVD播放机，保留了家用DVD的所有播放功能和特点、延续了其稳定性和可靠性，不同之处在于无需DVD盘片，从视频服务器上直接读取数字视频文件进行网络播放，并可支持断点续传，并可在电视屏幕上叠加字幕（OSD）。它的双网络接口提供了扩展网络应用，点播的同时，不影响通过电脑上网娱乐。显著优点如下：l 带导航系统，客户可以任意选择章节收看，也可以随时切换语种l 支持断点续传，无论什么原因造成播放终止，重启后都可以从终止的地方开始继续播放l 字幕叠加功能强大，随时可插播字幕，还可在TV信号上叠加l 一体化遥控器，可同时控制机顶盒和TV，方便操作 下图

25、展示了GXT数字机顶盒的外观：外观尺寸为： 24cm（长）* 14cm（宽）* 5cm（高）机顶盒、遥控器与可乐罐的大小比例机顶盒背板接口示意图如下：上图所示GXT数字机顶盒背板上双网络端口具有交换机功能，1个端口在连接视频服务器进行VOD点播的同时，另1个端口可以与酒店客人的笔记本电脑连接，进行上网、收发电子邮件。GXT数字机顶盒采用一体化遥控器，可同时对机顶盒及TV进行操作。酒店客人只要按下一体化遥控器上VOD、TV、信息等功能按钮，就可方便地进行视频点播、电视节目收看、酒店相关信息查询等操作。使用简单、方便快捷。下图展示了一体化遥控器的外观：GXT数字机顶盒配置如下表：系统操作系统1)

26、实时操作系统 Nucleus2) 图形处理，字形防闪烁处理3) On Screen Display(OSD)视频1) MPEG-2(CBR and VBR),up to 8 Mbps,MPML 2) 复合视频/S-VIDEO输出 3) 支持CCIR656 PAL/NTSC 720线 4)PAL/NTSC自动识别转换音频1) MPEG-1 Layer 1，2 and 3 Stereo 2) MP3网络协议TCP/IP硬件处理器1） 32位嵌入式CPU(90 MIPS) 2） 音频处理器（90MHZ） 3）数字信号处理： MPEG解码网络接口以太网接口后面板接口1） RJ-45以太网接口 2） 立

27、体声混合音频（左右声道） 3） 复合视频输出接口 4） S-Video 输出接口 5） 射频接入口 电源DC 12V 2A 软件软件升级客户端软件自动从服务器升级视频点播1） 支持MPEG-2，支持PS/TS流 2） 支持快进、快退、暂停、停止、断点续传 3） 支持电视屏幕字幕叠加1.8系统功能酒店VOD系统可实现如下功能：l 节目点播；l 实时信号源（现场摄像、电视AV或S端子输入）的直播；l 节目或实时信号源的广播；l 按频道多个节目自动循环的轮播；l 整合的后台管理系统（节目管理、用户管理、播放统计、费用管理、在线监控等）；l 基于IP或用户的、多种灵活方式的计费系统；l 大型并发需求的集群自动负载均衡；l 在客户端以“机顶盒+电视机”代替电脑；l 视频格式一般是MPEG1、2、4；l 视频编辑（如制作预告片段、加插广告等）；（选配）l 向其它系统提供开放式的系统调用或数据库接口视频点播VOD系统拓扑图