單臺編碼器實現(xiàn)兩路視頻信號壓縮編碼的方法

趙向前，張 潔

（貴州廣播電視信息網(wǎng)絡股份有限公司 播控傳輸部，貴州 貴陽550003）

1 編碼器機體過大及單路視頻壓縮模式工作效率低帶來的問題

隨著貴陽市城鎮(zhèn)社區(qū)和縣鄉(xiāng)農村遠程教育站點數(shù)量的不斷增多，不少的社區(qū)站點希望貴陽市黨員干部遠程教育平臺考慮站點的黨員干部及社區(qū)群眾的文化生活需要，增加相應的電視節(jié)目。特別對于大多數(shù)沒有配置數(shù)字電視機頂盒的社區(qū)，如果平臺能播出一定數(shù)量的電視節(jié)目，將具有非常實際的作用。貴陽市遠教辦與貴州廣電經過多次協(xié)商，計劃播出18套電視節(jié)目。

然而在電視節(jié)目播出的前期設備準備工作中，發(fā)現(xiàn)平臺系統(tǒng)的研發(fā)單位所研發(fā)的流媒體編碼器采用的是惠普ML370 G5服務器，機體過大。按目前機房的標準機柜容納放置，最多只能容納2臺該型編碼器（2臺不能并排擺放，只能上下擺放），而機房的空間最多也只能容納5個標準機柜。更麻煩的是，這種服務器只能完成單路視頻信號壓縮，工作效率較低。如果要實施18套電視節(jié)目的播出，需要對應配置18臺這種大機體的編碼器，用10個標準機柜來放置，然而這些條件機房都難以滿足。所以當務之急就是要把這些問題盡快解決掉，否則18套電視節(jié)目播出計劃將無法實施。

2 單臺編碼器壓縮兩路視頻的改進思路及實現(xiàn)方法

2.1 編碼器兩路視頻壓縮方式的分析及實現(xiàn)

平臺系統(tǒng)的研發(fā)單位在研發(fā)流媒體視頻編碼器時，僅從專用服務器性能穩(wěn)定、確保視頻信號壓縮的角度和采集卡配置插槽匹配等方面考慮，選用了惠普ML370 G5服務器，而忽視了這種服務器存在的機體過大、只能進行單路視頻信號壓縮等問題。目前用于視頻直播的這種編碼器尚有7臺，如果更換體積較小的服務器解決問題，那么這些大機體的服務器更換后只能閑置。為避免更換設備造成的不必要設備閑置及雙重資金浪費，最好通過技術改進的方法來解決問題。

經過分析，最好的辦法就是將單機單路視頻信號壓縮技術改進為單機2路視頻信號壓縮，這樣只要9臺編碼器即可完成18路電視信號的播出。

原來的2路視頻信號壓縮方式如圖1所示，改進后的2路視頻壓縮方式如圖2所示。

圖1 原來兩路視頻信號壓縮方式

圖2 技術改進后的2路視頻壓縮方式

實現(xiàn)這種解決辦法的前提條件是惠普ML370 G5服務器必須有足夠的插槽滿足第二塊視頻編碼卡、音頻壓縮卡和網(wǎng)卡插裝。HP ML370 G5服務器主板上有嵌入式雙NC373i多功能千兆網(wǎng)卡，能滿足雙網(wǎng)卡數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?個PCI-X 64位/133 MHz插槽，僅使用了其中1個插Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡，剩余插槽空閑可以再插入1塊Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡進行第二路視頻壓縮實驗，硬件條件基本具備。

2.2 兩路視頻編碼器的設備系統(tǒng)配置

編碼器硬件準備工作就位后，進入軟件配置。通電開機后，加裝了2塊DRC-500/550流媒體采集卡的惠普ML370 G5服務器，顯示發(fā)現(xiàn)新硬件，這里需要說明的是，2塊卡的驅動程序完全相同，第二塊卡的設備驅動只須點擊自動安裝即完成新硬件驅動安裝配置。打開硬件設備管理器觀察安裝的第二塊Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡的工作狀態(tài)基本正常。

原來的Windows Media編碼器改命名為1號編碼器。1號編碼器視頻配置選項中選的原來的Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 VIDEO項；音頻配置選項中也選原來的Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 AUDIO項。

HP ML370 G5服務器的2塊板載NC373i網(wǎng)卡IP地址需要修改，網(wǎng)卡的IP地址分別是192.168.11.12和198.168.11.13，確保壓縮后的IP視頻數(shù)據(jù)包能通過不同IP地址的網(wǎng)卡進入平臺系統(tǒng)由播控服務器自動安排流發(fā)送服務器的發(fā)布點自動發(fā)送。

編碼器源面板選項中，1號、2號編碼器視、音頻硬件配置圖如圖3所示。

圖3 1號、2號編碼器視、音頻硬件配置圖

為區(qū)別2個編碼程序，新的Windows Media編碼器命名為2號編碼器；2號編碼器視頻配置選項中選Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 VIDEO（1）項；音頻配置選項中也選Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550 AUDIO（1）項。

運行1號、2號編碼器，1號編碼器能工作正常，但2號編碼器出現(xiàn)“信源名稱”重復的故障提示，不能運行。經過分析，1號編碼器的源名稱為“實況”，2號編碼器名稱是“實況”，顯然這是導致故障的原因，把2號編碼器的源名稱為“實況1”后，再次運行2號編碼器，還是有故障依舊。2號編碼器調試過程中出現(xiàn)故障提示如圖4所示。

圖4 2號編碼器調試過程中出現(xiàn)故障提示示意圖

設置“實況”時發(fā)生以下錯誤：試圖獲取網(wǎng)絡資源失?。?×C0000028）。這個問題似乎是網(wǎng)卡配置項出現(xiàn)問題，檢查第一塊網(wǎng)卡的IP（192.168.11.12）和第二塊網(wǎng)卡IP（192.168.11.13）配置，發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)網(wǎng)址沖突，然而分析0×C0000028代碼后，才發(fā)現(xiàn)故障是由數(shù)據(jù)端口地址不明確或相同沖突造成的。打開1號編碼器的輸出項，編碼器拉傳遞（由服務器或播放機初始化連接）的這項中端口號為8080；打開2號編碼器的輸出項，端口也是8080，端口相同，這就是出現(xiàn)問題的原因，壓縮后的IP視頻數(shù)據(jù)包無法找尋端口輸出。因此，把2號編碼器的端口修改為8081后，問題解決。

配置工作完成后，分別在1號、2號編碼器的Digital-Rapids DRC-Stream 500流媒體采集卡的視、音頻輸入接口中接入“中央教育2套”和“空中課堂”電視節(jié)目的視、音頻信號，并運行1號、2號編碼器，視頻編碼工作正常運行。配置完成后的1號、2號編碼器的運行工作圖如圖5所示。

圖5 配置完成后的1號、2號編碼器的運行工作圖

2.3 平臺播控服務器SQL數(shù)據(jù)庫配置

1號、2號Windows Media編碼器的實驗調試工作完成后，需對平臺播控服務器等控制播出設備相關的SQL Server[1]數(shù)據(jù)表項進行添加配置，否則電視節(jié)目信號壓縮后的IP數(shù)據(jù)包無法編排送入各遠教站點。

1）打開播控服務器的MYSQLCC程序[2-3]的控制面板，找到Database中的mcasticpparty數(shù)據(jù)欄目后，打開表TABLES在table_channels、tables_curriculum表 項 修改添加配置，CHANNELS_ID，CHANNELS_IP和CHANNELS_PORT項是播控服務器指令編碼器壓縮數(shù)據(jù)在固定IP組播發(fā)布點的具體位置。

表項中原來1號編碼器的CHANNELS_ID為143；發(fā)布點CHANNELS_IP為228.16.20.25；CHANNELS_PORT為3001保持不變。2號編碼器的CHANNESL_ID添加為144、發(fā)布點CHANNEL_IP添加為228.16.20.26、CHANNEL_PROT添加為3001。

播控服務器SQL Server組播IP地址及端口配置圖如圖6所示。

圖6 SQL Server組播IP地址及端口配置圖

2）打開播控服務器的MYSQLCC程序的控制面板，打開Databases中LIVECAST1表的tbl_channels，tbl_vidsvr兩項，表項中，1號編碼器的VIDSRC_ID為112，VIDSRC_TYPE為1，VIDSRC_NAME為編碼器2，VIDSRC_PATH為HTTP://192.168.11.12:8080。表明播控服務器指令1號編碼器IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w序號、名稱、類型及數(shù)據(jù)發(fā)送的IP地址和端口；2號編碼器參數(shù)配置隨1號編碼器參數(shù)添加，2號編碼器的VIDSRC_ID為113，VIDSRC_TYPE為1，VIDSRC_NAME為 編 碼 器3，VIDSRC_PATH為HTTP://192.168.11.13:80801。

播控服務器SQL Server編碼器IP地址和編碼器名稱配置圖如圖7所示。

圖7 SQL Server編碼器IP地址和編碼器名稱配置圖

3）完成播控服務器的SQL數(shù)據(jù)庫配置項添加后，需要修改視頻編碼器的播控軟件系統(tǒng)配置文件CONFIG.INI，否則編碼器壓縮編碼的IP數(shù)據(jù)包沒有IP地址的指向將無法被播控服務器調動，從而影響視頻播出。

打開編碼器播控軟件的CONFIG.SYS文件，代碼為：

[Interface]

LocalAddress=192.168.11.12//原來1號編碼器的IP地址

LocalAddress=192.168.11.13//新添加的2號編碼器IP地址

ZjzxServID=0305//流媒體播出的ID需要修改

添加完成編碼器視頻信號壓縮數(shù)據(jù)包的IP地址及站點接收軟件目錄的設備編號修改后，試運行播出，2個衛(wèi)星接收機的視音頻信號輸入到單臺視頻編碼器的2個Digital-Rapids DRC-Stream 500 DRC-500/550流媒體采集卡，經過編碼壓縮后，平臺播控服務器將IP數(shù)據(jù)包編排發(fā)出，在監(jiān)測電腦上運行客戶端接收軟件，接收到的電視圖像信號非常流暢和清晰。

技術改進后的電視節(jié)目視頻播出系統(tǒng)如圖8所示。方框中，如果編碼器按1臺單機單視頻編碼，需要18臺編碼器。技術改進后，采用的單機雙編碼方式，9臺編碼器即可完成18路音視頻信號的編碼。

圖8 技術改進后的電視節(jié)目視頻播出系統(tǒng)

3 小結

通過技術分析和實踐，實現(xiàn)了單臺視頻編碼器完成2路視頻信號壓縮的設想，原本需要2臺編碼器才能完成的2路視頻壓縮變成了1臺編碼器即可完成，這不僅解決了機體過大帶來的問題，更重要的是減少了編碼器數(shù)量和提高了編碼器的工作效率，避免了更換設備造成的設備閑置和資金浪費。

[1]鐘玉琢.流媒體和視頻服務器[M].北京：清華大學出版社，2003.

[2]白煜，辛向暉.Windows Media與Real網(wǎng)絡流媒體案例教程[M].北京：清華大學出版社，2004.

[3]MELONI J C.PHP、MySQL和Apache編程導學[M].李軍，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[4]KOFLER M.MySQL 5權威指南[M].楊曉云，譯.北京：人民郵電出版社，2006.