5G遠程視頻直播方案

2019年11月1日，隨著(zhù)國內三大運營(yíng)商正式上線(xiàn)5G商用套餐，中國5G商用時(shí)代正式開(kāi)啟。根據國際電信聯(lián)盟（ITU）的定義，5G網(wǎng)絡(luò )具有大寬帶、超低時(shí)延等七大特征。根據國際電信聯(lián)盟5G報告，3D視頻/超高清視頻、AR/VR、及云游戲等增強型移動(dòng)寬帶場(chǎng)景相關(guān)應用將成為5G發(fā)展中最先應用落地的場(chǎng)景。由此可見(jiàn)，5G時(shí)代將引領(lǐng)人們在社交方式、通訊方式、生活方式、娛樂(lè )方式等方面的顛覆性改變。

傳統的電視節目和互聯(lián)網(wǎng)直播視頻傳輸，由于4G及寬帶網(wǎng)絡(luò )速率限制等原因，實(shí)際像素只能達到1080P，也就是高清畫(huà)質(zhì)。有了5G網(wǎng)絡(luò )的Gbps級速率，可以實(shí)現4K超高清視頻傳輸，清晰度可達1080P全高清視頻的4倍，而現在的電影院大銀幕分辨率也只有2K。5G的高帶寬和低時(shí)延為超高清視頻的傳輸提供了網(wǎng)絡(luò )和展示基礎?？梢哉f(shuō)，4K超高清視頻已經(jīng)成為當前5G技術(shù)應用。如果在各地拍攝現場(chǎng)，只需要將攝像機、4K編碼器、解碼器和視頻播放等多種設備相互連接，就可輕松實(shí)現4K超高清視頻的直播拍攝。5G+4K直播具備高速傳輸、低延遲的特性，有效支撐大屏高清信號編碼回傳和新媒體手機實(shí)時(shí)直播的需要。

二、方案設計

5G+4K是開(kāi)展基于5G網(wǎng)絡(luò )的4K超高清視頻傳輸的結合全新技術(shù)。5G+4K應用場(chǎng)景如廣播電視制作、游戲娛樂(lè )賽事等網(wǎng)絡(luò )直播、教育醫療直播、監視項目、企業(yè)營(yíng)銷(xiāo)等都可以全面在5G網(wǎng)路環(huán)境下，利用4K超高清設備進(jìn)行多路傳輸工作。融合5G+4K技術(shù)可以清晰看到畫(huà)面中的每個(gè)細節。5G+4K技術(shù)將和大數據、云計算、人工智能等緊密結合，推動(dòng)信息傳播方式的加速變化，視頻將成為主要的信息表達方式，短視頻和直播將成為常態(tài)。

訊維全新5G直播系統是基于多鏈路聚合技術(shù)和H.265編碼技術(shù)的實(shí)時(shí)視頻傳輸終端。它配備三個(gè)內置4G/5G模塊和一個(gè)USB擴展接口，同時(shí)支持WiFi和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接入。高可靠性的鏈路聚合技術(shù)能最大限度地匯聚所有網(wǎng)絡(luò )鏈路帶寬來(lái)實(shí)時(shí)傳輸高清視頻。圖傳系統專(zhuān)有的云服務(wù)器可同時(shí)接收和分發(fā)多路視頻流，為移動(dòng)新聞采集、戶(hù)外直播和應急指揮提供了設備基礎。約600克的重量、小巧的設計、簡(jiǎn)潔的觸控屏用戶(hù)界面使它在擁有高可靠性的同時(shí)能適應各種場(chǎng)景的便攜性要求。因此。訊維5G圖傳系統一經(jīng)推出就被廣泛應用于應急通信、各類(lèi)會(huì )議活動(dòng)、展會(huì )及酒店的即時(shí)網(wǎng)絡(luò )接入和直播服務(wù)領(lǐng)域。

三、系統特點(diǎn)

1、H.265/264編碼

H.265/264編碼，多鏈路聚合技術(shù)將所有網(wǎng)絡(luò )鏈路整合為一個(gè)高帶寬信道，傳輸高質(zhì)量視頻信號；

2、畫(huà)面調整

前向糾錯以及動(dòng)態(tài)碼率調整技術(shù)保障傳輸畫(huà)面的流暢和穩定；

3、多種網(wǎng)絡(luò )接入

內置3張4G/5G模塊，支持多種網(wǎng)絡(luò )接入：3G/4G、WIFI、LAN；

4、高清分辨率

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

5、體積小巧

機身僅重600克，攜帶方便，內置電池續航2小時(shí)，可在不影響業(yè)務(wù)的情況下更換外置電池，滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間室外工作需求；

6、高清接口

可同時(shí)支持通用的HDMI視頻接口和專(zhuān)業(yè)的SDI視頻接口，支持獨立音頻輸入。

四、系統介紹

1.視頻采集

動(dòng)前端推流子系統需要解決移動(dòng)性、全景視頻流、視頻分辨率、推流方式、推流帶寬等核心問(wèn)題，主要由集成式移動(dòng)全景攝像機、手機構成。

2.視頻編碼傳輸

通過(guò)5G直播系統，采用高可靠性的鏈路聚合技術(shù)能最大限度地匯聚所有網(wǎng)絡(luò )鏈路帶寬來(lái)實(shí)時(shí)傳輸高清視頻。

3.直播云服務(wù)

直播云服務(wù)系統作為中端服務(wù)系統，接受視頻上傳端的推流和視頻播放端的拉流。直播云服務(wù)系統的搭建包括兩種方式，一是采用自建私有云服務(wù)，結合RTMP協(xié)議插件，實(shí)現視頻流的中轉；二是采用公有云的視頻云服務(wù)，通過(guò)SDK接入公有云，借助公有云完成直播云服務(wù)系統。在二者的選擇上，應當考慮實(shí)際應用場(chǎng)景的需求。公有云提供了CDN等更多的支撐服務(wù)，有助于實(shí)現更快更穩定的推拉流服務(wù)。

4、全景渲染

后端全景渲染子系統用于全景視頻畫(huà)面的還原與動(dòng)態(tài)渲染。全景視頻畫(huà)面的構成方式主要包括三種：（1）單目全景畫(huà)面；（2）上下式雙目立體畫(huà)面；（3）左右式雙目立體畫(huà)面。其中，上下式和左右式雙目立體畫(huà)面均會(huì )將整個(gè)全景畫(huà)面劃分為兩個(gè)可視區域，通過(guò)可視區域的組合形成雙目視覺(jué)形成立體感。單目全景畫(huà)面是將360°采集到的畫(huà)面信息按一定規則放在同一個(gè)畫(huà)面上，畫(huà)面左右兩側、上下兩側可無(wú)縫對接構成畫(huà)面的拼接。畫(huà)面經(jīng)過(guò)還原操作，可以構成以相機為中心視角的球狀平面，即整個(gè)平面可以投影至球體，達到全景畫(huà)面的效果。動(dòng)態(tài)渲染基于視頻流的解析，實(shí)時(shí)投影至該渲染球體，從而達到全景視頻直播的效果。

5G視頻直播在不同的行業(yè)的應用前景非常明確、寬泛，教育行業(yè)的多媒體教學(xué)、遠程教育、校園電視臺、考場(chǎng)監控等，軍隊行業(yè)的遠程軍事教育、軍事演習的網(wǎng)絡(luò )直播等，醫療行業(yè)的臨床教學(xué)、專(zhuān)家會(huì )診、手術(shù)直播等，單位、企業(yè)的會(huì )議活動(dòng)、內部培訓、產(chǎn)品展示、在線(xiàn)招聘、視頻監控等，還有在線(xiàn)路演、拍賣(mài)、競標等等。