流媒體直播信號監(jiān)測技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)

魯海輝

【摘要】隨著網(wǎng)絡(luò)WEB2.0與媒體融合技術(shù)的發(fā)展，各級廣播電視臺都推出了自己的流媒體直播。直播安全是廣電的基本要求，借用短信或語音電話等通訊技術(shù)提升流媒體直播信號的監(jiān)測水平，已成為廣播電視新媒體行業(yè)常用的技術(shù)手段，本文將介紹如何利用程序代碼實現(xiàn)流媒體直播、信號中斷、報警、故障處理的全過程。為地市級廣電、特別是縣級融媒體中心流媒體直播的安全保障提供最快速度、最便捷的技術(shù)保障手段。

【關(guān)鍵詞】流媒體;直播;監(jiān)測

1. 流媒體概念：

所謂流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet播放的媒體格式。流媒體又叫流式媒體，它是指商家用一個視頻傳送服務(wù)器把節(jié)目當成數(shù)據(jù)包發(fā)出，傳送到網(wǎng)絡(luò)上。用戶通過解壓設(shè)備對這些數(shù)據(jù)進行解壓后，節(jié)目就會像發(fā)送前那樣顯示出來。流媒體（Streaming Media）的出現(xiàn)極大地方便了人們的工作和生活。流媒體在視頻點播、網(wǎng)絡(luò)電臺、網(wǎng)絡(luò)視頻等方面也有著廣泛的應(yīng)用。于是，網(wǎng)絡(luò)電視臺開始出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上，從早期的視頻點播開始，慢慢隨著流媒體的普及，各大電視臺紛紛在網(wǎng)絡(luò)上推出了頻道直播，從早期的Realpaly和ASF（高級串流格式）的直播，到現(xiàn)在的RTMP協(xié)議為主流的直播，都是隨著寬帶的發(fā)展而發(fā)展，清晰度越來越高，從當初的4：3的畫面，到現(xiàn)在的16：9，從當初電腦端才能觀看流媒體直播，到現(xiàn)在的移動端的直播，流媒體技術(shù)直接影響了現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻生態(tài)。

2. 流媒體技術(shù)

流媒體技術(shù)從傳輸形式上可以分為：順序流式傳輸和實時流式傳輸。

順序式傳輸是介于下載本地播放與實時流媒體之間的一種播放方式，下載本地播放必須全部將文件下載完成后才能播放，而順序式傳輸不必等到全部下載完成后再播放，也就是說用戶在下載文件的同時用戶可以觀看，但是用戶只能觀看已下載的那部分，而不能要求跳到還未下載的部分。因此，這種方式也被稱之為“偽流媒體傳輸”。常應(yīng)用于視頻網(wǎng)站的點播。

實時流式傳輸才是真正意義上的流媒體傳輸。用戶可以一邊接收數(shù)據(jù)包一邊播放，數(shù)據(jù)總是實時傳送，可以實現(xiàn)實況轉(zhuǎn)播（就像如今的視頻直播一樣）。實時流媒體傳輸必須保證數(shù)據(jù)包的傳輸速度大于文件的播放速度，否則用戶看到的視屏就會暫停。主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)視頻直播。

為了彌補網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的影響，保障數(shù)據(jù)包的順序傳輸，使流媒體數(shù)據(jù)連續(xù)輸出，流媒體傳輸采用了緩存系統(tǒng)。通常高速緩存所需容量并不大，因為高速緩存使用環(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)來存儲數(shù)據(jù)：通過丟棄已經(jīng)播放的內(nèi)容，流可以重新利用空出的高速緩存空間來緩存后續(xù)尚未播放的內(nèi)容。

3. 直播中使用的流媒體協(xié)議

RTMP是Real Time Messaging Protocol（實時消息傳輸協(xié)議）的首字母縮寫。該協(xié)議基于TCP，是一個協(xié)議族，包括RTMP基本協(xié)議及RTMPT/RTMPS/RTMPE等多種變種。RTMP是一種設(shè)計用來進行實時數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要用來在Flash/AIR平臺和支持RTMP協(xié)議的流媒體/交互服務(wù)器之間進行音視頻和數(shù)據(jù)通信。支持該協(xié)議的軟件包括Adobe Media Server/Ultrant Media Server/red5等。RTMP是目前主流的流媒體傳輸協(xié)議，廣泛用于直播領(lǐng)域，可以說市面上絕大多數(shù)的直播產(chǎn)品都采用了這個協(xié)議。

HLS，HTTP Live Streaming（HTTP直播流技術(shù)），Apple的動態(tài)碼率自適應(yīng)技術(shù)。主要用于PC和Apple終端的音視頻服務(wù)。包括一個m3u（8）的索引文件，TS媒體分片文件和key加密串文件。

4. 流媒體信號報警（采集、處理、程序代碼）

FFmpeg是一個集錄制、轉(zhuǎn)換、音/視頻編碼解碼功能為一體的完整的開源解決方案。FFmpeg的開發(fā)是基于Linux操作系統(tǒng)，但是可以在大多數(shù)操作系統(tǒng)中編譯和使用。FFmpeg支持MPEG、DivX、MPEG4、AC3、DV、FLV等40多種編碼，AVI、MPEG、OGG、Matroska、ASF等90多種解碼.TCPMP， VLC，MPlayer等開源播放器都用到了FFmpeg。

FFmpeg可以將視音頻文件的信息顯示到控制臺或者打印輸出到一個文本文件，F(xiàn)Fmpeg的Bin包里面還帶了一個強大的工具ffprobe，這個工具可以獲取視音頻文件里的詳細信息，并將信息輸出為JSON格式。我們可以通過解析ffprobe輸出的JSON來獲得文件的格式信息。

獲得了JSON數(shù)據(jù)后，我們就可以對直播流的音視頻進行參數(shù)化，用程序來調(diào)用獲取到的數(shù)據(jù)，進行判斷，我們抽樣10-30秒的流媒體數(shù)據(jù)，具體的流程如圖2所示：

下面，我們開始對獲得到的流媒體數(shù)據(jù)進行判斷，由程序完成判斷后，進行調(diào)用短信或語音報警接口，綁定對應(yīng)的工作人員，做到有問題后，立即解決，盡量減少直播斷流造成的直播停播事故。

通過運行這段程序后，我們可以立即獲取實時流媒體的指定的參數(shù)（圖4所示），我們再把RTMP推流中斷，我們再次獲取流媒體的參數(shù)（圖4所示）通過這些參數(shù)，我們可以直觀的看到現(xiàn)在視頻流的狀態(tài)。從而可以讓程序進行判斷，如果獲取不到這些參數(shù)，我們就立即啟動推送短信程序給技術(shù)人員，部分程序截?。ㄈ鐖D5）。

通過以上的操作，我們就完成了流媒體信號的在線監(jiān)測，可以實時發(fā)現(xiàn)故障進行短信報警，讓技術(shù)人員第一時間處理故障。

5. 結(jié)語

2018年以來，我臺已經(jīng)承接各類大型的直播活動近百場，通過流媒體直播監(jiān)測技術(shù)，未發(fā)生直播安全責任事故，節(jié)省了大量的人力成本，提高了直播快速反應(yīng)能力，為媒體融合打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]百度百科：流媒體技術(shù)

[2]CSDN：zhoubotong2012Java/PHP/C#等語言如何調(diào)用ffmpeg/ffprobe獲取音視頻文件的信息并輸出為JSON格式