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    5G远程视频直播方案

    “目前直播技术广泛应用在各行各业。受限于带宽和硬件设备等要素,4K移动视频直播尚未广泛应用。随着5G技术的发展,移动全景视频直播可以成为现实。本文提出一种可实现的基于5G传输技术的视频直播系统设计,提出了各模块之间的实现方式。在该系统中,采用集成式移动全景摄像机或手机作为前端视频采集硬件模块,通过5G直播编码器推流至云直播服务中端,在后端播放端采用基于Web的全景渲染技术进行视频播放。”

    一、项目背景

    2019年11月1日,随着国内三大运营商正式上线5G商用套餐,中国5G商用时代正式开启。根据国际电信联盟(ITU)的定义,5G网络具有大宽带、超低时延等七大特征。根据国际电信联盟5G报告,3D视频/超高清视频、AR/VR、及云游戏等增强型移动宽带场景相关应用将成为5G发展中最先应用落地的场景。由此可见,5G时代将引领人们在社交方式、通讯方式、生活方式、娱乐方式等方面的颠覆性改变。

    传统的电视节目和互联网直播视频传输,由于4G及宽带网络速率限制等原因,实际像素只能达到1080P,也就是高清画质。有了5G网络的Gbps级速率,可以实现4K超高清视频传输,清晰度可达1080P全高清视频的4倍,而现在的电影院大银幕分辨率也只有2K。5G的高带宽和低时延为超高清视频的传输提供了网络和展示基础。可以说,4K超高清视频已经成为当前5G技术应用。如果在各地拍摄现场,只需要将摄像机、4K编码器、解码器和视频播放等多种设备相互连接,就可轻松实现4K超高清视频的直播拍摄。5G+4K直播具备高速传输、低延迟的特性,有效支撑大屏高清信号编码回传和新媒体手机实时直播的需要。

    二、方案设计

    5G+4K是开展基于5G网络的4K超高清视频传输的结合全新技术。5G+4K应用场景如广播电视制作、游戏娱乐赛事等网络直播、教育医疗直播、监视项目、企业营销等都可以全面在5G网路环境下,利用4K超高清设备进行多路传输工作。融合5G+4K技术可以清晰看到画面中的每个细节。5G+4K技术将和大数据、云计算、人工智能等紧密结合,推动信息传播方式的加速变化,视频将成为主要的信息表达方式,短视频和直播将成为常态。

    讯维全新5G直播系统是基于多链路聚合技术和H.265编码技术的实时视频传输终端。它配备三个内置4G/5G模块和一个USB扩展接口,同时支持WiFi和有线网络接入。高可靠性的链路聚合技术能最大限度地汇聚所有网络链路带宽来实时传输高清视频。图传系统专有的云服务器可同时接收和分发多路视频流,为移动新闻采集、户外直播和应急指挥提供了设备基础。约600克的重量、小巧的设计、简洁的触控屏用户界面使它在拥有高可靠性的同时能适应各种场景的便携性要求。因此。讯维5G图传系统一经推出就被广泛应用于应急通信、各类会议活动、展会及酒店的即时网络接入和直播服务领域。

    三、系统特点

    1、H.265/264编码

    H.265/264编码,多链路聚合技术将所有网络链路整合为一个高带宽信道,传输高质量视频信号;

    2、画面调整

    前向纠错以及动态码率调整技术保障传输画面的流畅和稳定;

    3、多种网络接入

    内置3张4G/5G模块,支持多种网络接入:3G/4G、WIFI、LAN;

    4、高清分辨率

    支持多种分辨率:3840*2160、1920*1080、1280*720、720*576、720*480;

    5、体积小巧

    机身仅重600克,携带方便,内置电池续航2小时,可在不影响业务的情况下更换外置电池,满足长时间室外工作需求;

    6、高清接口

    可同时支持通用的HDMI视频接口和专业的SDI视频接口,支持独立音频输入。

    四、系统介绍

    1.视频采集

    动前端推流子系统需要解决移动性、全景视频流、视频分辨率、推流方式、推流带宽等核心问题,主要由集成式移动全景摄像机、手机构成。

    2.视频编码传输

    通过5G直播系统,采用高可靠性的链路聚合技术能最大限度地汇聚所有网络链路带宽来实时传输高清视频。

    3.直播云服务

    直播云服务系统作为中端服务系统,接受视频上传端的推流和视频播放端的拉流。直播云服务系统的搭建包括两种方式,一是采用自建私有云服务,结合RTMP协议插件,实现视频流的中转;二是采用公有云的视频云服务,通过SDK接入公有云,借助公有云完成直播云服务系统。在二者的选择上,应当考虑实际应用场景的需求。公有云提供了CDN等更多的支撑服务,有助于实现更快更稳定的推拉流服务。

    4、全景渲染

    后端全景渲染子系统用于全景视频画面的还原与动态渲染。全景视频画面的构成方式主要包括三种:(1)单目全景画面;(2)上下式双目立体画面;(3)左右式双目立体画面。其中,上下式和左右式双目立体画面均会将整个全景画面划分为两个可视区域,通过可视区域的组合形成双目视觉形成立体感。单目全景画面是将360°采集到的画面信息按一定规则放在同一个画面上,画面左右两侧、上下两侧可无缝对接构成画面的拼接。画面经过还原操作,可以构成以相机为中心视角的球状平面,即整个平面可以投影至球体,达到全景画面的效果。动态渲染基于视频流的解析,实时投影至该渲染球体,从而达到全景视频直播的效果。

    5G视频直播在不同的行业的应用前景非常明确、宽泛,教育行业的多媒体教学、远程教育、校园电视台、考场监控等,军队行业的远程军事教育、军事演习的网络直播等,医疗行业的临床教学、专家会诊、手术直播等,政府、企业的会议活动、内部培训、产品展示、在线招聘、视频监控等,还有在线路演、拍卖、竞标等等。

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