本篇论文目录导航:
【题目】
新型数字视频业务方案探究
【第一章】基于新媒体技术的数字视频业务发展探析绪论
【第二章】
数字视频编码与新媒体技术基础
【3.1 - 3.3】
DVB架构的技术特点和原理
【3.4】
本文提出的DVB视频交互平台解决方案
【第四章】
融合互联网技术的视频解决方案
【结语/参考文献】
数字视频业务构建研究结语与参考文献
第一章绪论
随着通信和信息技术的迅猛发展和普及,数字视频编码技术和新媒体技术的结合已成为当前主流的业务发展模式,无论在个人通信、广播电视、网络电视、手机电视/视频、智能家居和安防监控,基于新媒体技术的数字视频应用几乎无所不在;从传统的广播电视到IPTV、OTT电视,安防监控到智能家居,从手机视频直播到嫦娥号登月拍摄超高清影像,无论是我们的日常生活还是工作,从简单的生活娱乐到高、精、尖领域的应用,数字视频技术在时刻影响着人们的日常生活和推动这整个社会的巨大进步。
在新媒体技术下数字视频业务支持多用户之间的互连互通、多种网络技术条件下的业务和谐共存是未来数字视频业务的发展趋势。在多网络、多用户、多业务类型共存的条件下,数字视频业在宽带传输资源约束和业务的平滑对接和切换上面临着巨大的技术挑战。如何在多网络间平滑切换、提高网络带宽利用率、合理配置传输资源、优化系统处理性能、多终端接入适配等问题的解决就显得尤为重要。因此,研究在新媒体技术发展条件下数字视频业务的整体解决方案和系统设计具有很好的现实意义。本章首先介绍论文的相关研究背景、目的和意义;然后综述了新媒体技术和数字视频技术发展的历程和技术趋势。指出在新媒体技术发展的现状下,如何将新媒体技术和数字视频技术进行有机的融合,对数字视频业务的创新和发展具有重要的理论和现实意义;最后总结了论文的主要创新点和篇章结构安排。[37][40][25].
1.1课题背景及研究的目的和意义
早期的视频业务主要是模拟彩色电视业务,世界上主要使用的模拟彩色电视广播制式有PAL制式(正交平衡调幅逐行倒相制Phase-Alternative Line)、NTSC制式(正交平衡调幅制National Television Systems Committee)、SECAM制式(行轮换调频制Sequential Coleur Avec Memoire)三种。中国和欧洲主要使用PAL制式;日本、韩国与美国等主要使用NTSC制式;俄罗斯、东欧和法国等国家使用SECAM制式。三种电视广播制式各有优缺点,但是由于制式的不统一给电视节目的交换和内容共享带来额外的技术投资。由于科技的发展和社会的进步,人们已经不再满足于原有的模拟电视的清晰度水平,希望能够提供更加清晰画质和更好声学效果的电视广播技术,这样就诞生了数字电视技术标准体系。[23][26][33].
1.1.1高清晰度数字电视
数字电视技术的研究起始于20世纪80年代初期,在20世纪90年代有多个数字电视标准陆续发布,并且由于数字视频编码技术标准的发展和完善,数字电视标准不仅支持标准清晰度格式的普通数字视频业务(720I-720*576像素隔行扫描),而且支持高清晰度的数字视频业务(1080P-1920*1080像素逐行扫描)。根据数字电视信号传输的信道区分,主要分为卫星、有线和地面三大类标准,其中卫星信道主要应用于节目的传输和电视直播业务,主要是采用欧洲广播联盟的DVB-S(数字视频卫星广播Digital Video Broadcasting- Satellite标准);地面数字电视主要应用于偏远地区的信号覆盖和公共电视节目的发射,有美国的ATSC(Advanced Television System Committee,先进电视制式委员会)、日本的ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting,综合业务数字广播)标准、欧洲的DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrial,地面数字电视广播)三大标准,同时中国也提出了自己的地面数字电视标准DTMB(Digital Television TerrestrialMultimedia Broadcasting,地面数字电视多媒体广播)。而有线电视业务是应用最为广泛和用户群体最多的技术体制,主要采用的是欧广联的DVB-C标准(数字视频有线广播Digital Video Broadcasting- Cabel标准)。[1][2][3].
DVB-C标 准 的 主 要 特 点 是 采 用MPEG-2(Moving Pictures ExpertsGroup/Motion Pictures Experts Group-2,动态图像专家组-2)为视频压缩编码标准,封装格式为TS格式,信道编码采用的是QAM调制技术(QuadratureAmplitude Modulation,正交振幅调制),可以支持条件接收、电子节目指南、高速数据广播等。进入21世纪后,由于各类新业务的急速增长和新技术的应用,例如全高清数字逐行、互联网视频、三维(3D)、4K清晰度等业务形态的出现对原有的技术标准和体制提出了巨大的挑战,传统DVB-C标准已经不能满足业务发展和技术升级的要求。欧广联又进一步制定了DVB-C2标准作为DVB-C标准的升级版本,以满足业务增长和技术性能改进的需求。DVB-C2标准主要特点是支持最新的数字视频压缩编码标准,减少由于节目质量提高造成的带宽消耗,同时将原有的QAM调制数提高到1024和4096,至少提高了30%以上的基带带宽,并且支持基于IP技术的码流传输和转发,确保了对新兴数字视频业务的完善支持[11][12][24].
对于现在的主流应用而言,主要有标准清晰度和高清晰度两种主要数字视频格式。清晰度指影像上各细部影纹及其边界的清晰程度,从观看者的角度出发,通过看重放图像的清晰程度来比较图像质量。而视频一般使用分解力一词来衡量它“分解被摄景物细节”的能力,通常使用的单位是“电视行(TV Line)”也称线。那么下表中所列出的就是主要的电视显示格式的参数,其中 D1、D2、576i 是属于标准清晰度的数字视频显示格式,而D3、D4、D5是属于高清晰度的数字视频显示格式,4K属于超高清晰度的数字视频显示格式。常见的数字视频显示参数详见表1.1所列内容。
高清晰度数字电视广播(HDTV):是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1构成的二进制数字码流来传播的电视信号传播类型,相对于模拟电视而言。因此数字电视从录制到播出全程采用了不同数字视频格式进行处理和传输,从而达到全程数字化制作、播出的要求。典型的应用模式就是基于DVB-C/C2标准的有线数字电视服务和基于DVB-S/S2标准的卫星电视传输服务。
此外,在航空航天、遥感测控、视频会议、安防监控、智能家居等不同的应用领域,对数字视频编码也不断地提出了新的要求和挑战,这些领域需要的图像清晰度要求不同,但是共同的要求是在提高视频信号质量的同时降低传输视频所需的带宽和存储空间,因此数字视频压缩编码标准也在不断的改进和更新,以适应各类业务应用的技术需求[22][31][27].
1.1.2数字视频压缩编码
数字视频压缩编码技术是数字视频业务发展的关键技术,针对不同的业务需求类型,我们可以采用同一数字视频压缩编码标准的不同格式进行传输,也可以采用不同的数字视频压缩编码标准去适配不同的业务应用场景。这里核心的问题在于视频压缩编码标准和信道编码的适配,对于无线传输或者远距离的微波信号传输数字视频信号就必须采用较高的压缩效率和容错性能,这是由于这类信道属于随参信道,信道质量不稳定,而且信道参数变化较大,信道调制方式必须采用类似于QPSK(Quadrature Phase Shift Keying,正交相移键控)和COFDM(codedorthogonal frequency division multiplexing,编码正交频分复用,)的信道编码技术,确保信道传输内容的质量。而对于有线电视或者IPTV(Internet ProtocolTele Vision,交互式网络电视)而言,都是通过同轴电缆或者有线网络进行视频的传输,那么对于这类信道我们认为是恒参信道,其信道特点是信道本身性能稳定,基本信道参数不变,那么我们一般采用较高调制数的信道编码方式以充分利用信道的带宽,主要包括高阶的QAM调制、IP组播等方式进行传输,同时由于恒参信道的固有带宽限制,我们必须选择合适的视频压缩编码技术以确保视频业务的传输质量[22][31].
目前,数字视频压缩编码技术的主流国际标准是MPEG系列压缩编码标准和H.26x系列压缩编码标准,由于ITU-T与ISO/IEC是制定视频编码标准的两大组织,ITU-T的标准包括H.263、H.264、H.265等视频压缩编码标准,主要应用于实时视频通信领域;而MPEG系列标准则由ISO/IEC标准组织制定,主要应用于视频存储(DVD)、广播电视、网络流媒体等。两个组织的部分标准也是等同的,比如H.262标准和MPEG-2的视频编码标准是完全相同的,而最新的H.264标准则被纳入MPEG-4的第10部分。在标准清晰度情况下,基于不同视频压缩编码标准的码率是不同的,比如MPEG-2标准的标清视频码率为4-6Mbps、高清视频码率为17-22 Mbps,而H.264标准的标清视频码率为1-2Mbps、高清视频码率为6-8Mbps,H.265标准则可以实现利用1~2Mbps的传输速度传送720P(分辨率1280*720)普通高清视频。2003年我国自主研发的AVS编码标准(Audio Videocoding Standard,音视频编码标准)颁布,视频压缩性能大约在MPEG-2的基础上提高了一倍,标清视频码率为2-3Mbps,由于AVS标准为我国自有知识产权的国家标准,因此从经济性和产业发展的角度而言,具有广泛的应用前景,而且更高编码效率的AVS+标准也已经发布,并且根据工信部和新闻出版广电总局的要求在2014年7月1日后开始逐步将我们国家的各类视频系统都必须支持AVS+编码标准[46][47][49].
1.1.3新兴视频业务
由于视频技术的广泛应用和蓬勃发展,为人们的日常生活、娱乐、工作等带来了巨大的方便,拓展了人类的交流方式,对社会传播而言无疑是一场产业革命,无论在广播电视领域,还是新媒体业务,或者智能家居,安防监控、远程医疗,个人健康监测等等诸多层面,不断的改变这个社会的每个行业的发展模式。比较典型的案例像谷歌眼镜(Google Project Glass)是由谷歌公司于2012年4月发布的一款“拓展现实”眼镜,它具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照、视频通话和辨明方向,以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等,谷歌眼镜实现了人们通过可穿戴设备享受新媒体技术下各类视频业务应用。
另外一个典型的案例就是微软推出的Xbox ONE的主要目标是“创造一个生动的娱乐体验”.基于这个创意,微软推出了Xbox ONE平台,提供给用户独特的娱乐体验,将用户做为整个娱乐体验的中心,一切的设计和服务都是以他们为本。Xbox ONE同时不仅支持多种视频解码方式和视频播放,还可以通过摄像头进行肢体动作识别完成游戏和各类娱乐应用的控制。最让人惊奇的是配备了专门的红外摄像头同其他两个摄像头结合使用,可以对人体的体温、心跳、血流速度等健康数据进行实时监控记录,还可以同医疗机构联网进行诊断分析,为用户提供个性化的定制的随身健康服务。
综上所述,数字视频技术已经深入到社会生活的每个领域和行业,不断的改变着人们的生活方式,对社会进步产生了巨大的推动作用,如何在新媒体技术下实现数字视频业务的融合发展不仅具有学术上的创新性和理论研究价值,而且能够应用于蓬勃发展的各类新媒体业务,并且在工程技术领域具有广泛的实用价值和应用前景[25,26,53].
1.2基于新媒体技术的数字视频业务
1.2.1数字视频标准演进
数字视频的发展历史,现代通信技术的发展密不可分,最早的数字视频需求就是美苏在冷战期间发展航天事业需要将大量的图像和视频信息回传,但是当时的通信技术无法传输海量的视频内容,为了确保视频的传输质量,主要从信源编码和信道编码两个方面进行研究。通过信源编码技术的理论研究和算法改进,压缩视频数据大小,减少信源的数据冗余,提升视频编码的效率;通过信道编码主要是提升调制效率,提高信道编码的抗干扰能力和纠错能力,通过调制技术的改进提升信道的传输容量。
国际上数字视频编码标准主要有两大系列:一个系列由国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)制定,包含有JPEG、JPEG2000、MPEG-1、2、4;另一个系列由国际电信联盟电信标准部(ITU-T)制定,包含H.261、2、3、4、5.另外中国于2002年启动了自有知识产权的视频压缩标准AVS的研发和制定工作,于2004年成为国家标准,并且在2012年颁布了AVS的升级标准AVS+,同时开始下一代的AVS2视频编码技术标准研究和制定工作。数字视频压缩编码标准演进图详见图1.1.从这些视频压缩标准可以看出数字视频编码历经了三十年的研究和发展,基本上十年编码的效率和技术都会有一个质的飞跃。两个主要的国际视频编码标准组织在研究和发布标准的初衷是不同的,ITU-T最初主要是希望在语音电话的基础上发展视频电话和视频会议系统,因此更多的考虑是如何在标准的电信运营带宽范围内完成满足传输要求和业务需求的视频传输;而MPEG组织主要的目的是希望能够实现广播级视频压缩编码的传输,主要目的是为了完成模拟视频传输向数字视频广播的转换。
H.261标准是1990年由ITU-T制定的一个视频压缩编码标准,其设计的准则是在带宽为64kbps速率的整数倍的综合业务数字网(ISDN Integrated ServicesDigital Network)上传输肉眼可接受的视频信号。实际压缩的视频码率是40kbps到2Mbps之间,可以对CIF和QCIF分辨率的视频进行压缩编码。1994年,H.261采用向后兼容的技术,加入一个能够发送分辨率为704x576的静止图像的技术。H.261是第一个应用于通信网络的数字视频编码标准。H.261标准使用混合编码框架,包括基于运动补偿的帧间预测、基于离散余弦变换的空域变换编码、量化、zig-zag扫描和熵编码等。H.261编码时基本处理单元称为宏块。H.261采用Ycb Cr的颜色空间,4:2:0色度抽样,每个宏块包括16x16的亮度采样值和两个相应的8x8的色度采样值。
MPEG-2视频压缩编码标准于1994年正式发布,包括四个部分,分别是:系统部分(编号为13818-1)、视频部分(编号为13818-2)、音频部分(编号为13818-3)、符合性测试部分(编号为13818-4)。MPEG-2编码标准希望囊括数字电视、视频通信、视频存储等多个领域的视频压缩编码标准,MPEG-2按压缩比大小分成五个档次(profile),每一个档次又按图像清晰度分成四种图像格式,或称为级别(level)。五个档次四种级别共有20种视频编码组合,但实际应用中较常用的只有11种组合。MPEG-4在1995年开始立项研究,1998年11月由ISO/IEC批准为正式国际标准,编号是ISO/IEC14496,MPEG-4标准不仅针对一定码率下的视音频编码,更加注重基于多媒体系统中的交互性和灵活性。这个标准主要应用于视频通信领域,对传输速率和网络带宽要求较低,在4800-6400bits/s之间,分辨率为176*144.MPEG-4利用较低的网络带宽,通过帧重建技术、数据压缩等技术领域的研究成果,用最少的数据传输获得最佳的视频质量。利用MPEG-4的高压缩率和高视频还原质量,可以通过重编码将MPEG-2视频文件转换为存储容量更小的视频文件。
H.263是由ITU-T制定的视频通信使用的低码率视频编码标准。H.263是基于H.324的系统进行传输而设计的。后来发现H.263也可以应用于H.323(基于RTP/IP网络协议的视频会议通信系统),H.320(基于综合业务数字网的视频通信系统),RTSP(流媒体通信传输系统)和SIP(基于国际互联网的视频通信系统)。H.264也是MPEG-4第十部分,是由ITU-T组织的视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组(MPEG)联合组成的联合视频专家组(JVT,Joint Video Team)提出的高压缩度数字视频编解码标准。通常我们把这个标准称为H.264/AVC(或者AVC/H.264、H.264/MPEG-4 AVC、MPEG-4/H.264 AVC等)。H.265是ITU-T VCEG继H.264之后所制定的新一代视频压缩编码标准。H.265标准在H.264视频编码标准基础之上,对一些相关的技术加以改进。包括使用先进的算法改善码流、延时、编码质量和算法复杂度之间的关系,使编码达到最优化的设置。具体的研究内容包括:提高视频数据的压缩效率、提高数据的鲁棒性和发生误码的恢复能力、减少编解码的时延、信道随机接入时延和获取时间、降低算法的复杂度。H264通过算法的改进,可以在低于1Mbps的网络带宽上实现标清数字视频的传输;H265则可以在小于2Mbps的网络带宽上传输720P(逐行1280*720)的高清音视频节目的传输[48][50][51].
AVS(Audio Video coding Standard,音视频编码标准)是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准,是《信息技术先进音视频编码》系列视频压缩编码标准的简称,主要包括四个主要技术标准(视频、音频、系统、数字版权管理)和符合性测试等相关支撑标准。2012年7月10日,国家广播电影电视总局正式颁布了《广播电视先进音视频编解码第1部分:视频》作为广电的行业标准,即GY/T257.1-2012,简称AVS+,在国标体系中,AVS+对应《信息技术先进音视频编码第16部分:广播电视视频》;在技术体系中,AVS+在AVS1-P2(即GB/T20090.2-2006)的基础上,增加了若干关键技术,编码效率得到了显着地提高,更适合广播电视应用。
1.2.2新型新媒体业务的兴起
新媒体技术的发展起步于20世纪90年代,最开始的应用就是基于互联网技术的发展和演进的,到了本世纪的第一个十年,移动互联网技术的快速普及极大的推动了新媒体技术和业务的发展。“新媒体”这一名字起源于人们为了区别传统媒体的新兴大众传播媒介,其定义是指新的技术支撑体系下出现的媒体形态,如数字杂志、数字报纸、数字广播、手机短信、网络、桌面视窗、数字电视、数字电影、触摸媒体等。相对于报纸、广播、电视、杂志四大传统意义上的媒体,新媒体被形象地称为“第五媒体”.基于本文研究内容,我们将新媒体狭义地定义为基于网络通信技术和新兴智能终端(包括数字电视机顶盒、IPTV、OTT电视、智能手机等)为技术支撑的信息传播平台。
较之于传统媒体,新媒体自然有它自己的技术和业务特点。主要特点包括:1、数字化,所有内容的制作、处理、存储和传播都是通过数字化的方式进行;2、海量信息,新媒体重要的一点就是具有海量的信息存储、发布和处理能力;3、交互性,新媒体有别于其他传播方式的核心特点就是交互性,能够让每个用户自主的选择需要的信息内容,并且对内容进行评论、分享;4、即时性,新媒体是业务使用者高度参与的媒体形式,所有必须能够做到信息内容的及时更新和发布;5、多媒体化,新媒体有别于其他媒体的一个重要特点就是不在仅仅是文字、图片、视频、数据等单一信息的发布,而是这些信息的综合发布,尤其是视频信息为主的综合传播。下表列出了有关新媒体业务需求、业务类型和对应的业务平台情况。在表格中对于交互电视系统包含有基于DVB架构的交互电视系统、基于互联网架构的IPTV和基于互联网的OTT电视等不同类型的交互电视系统。移动通信网络包括3G、4G等不同制式的移动通信网络。
基于以上表格所列出的业务需求、类型和平台情况,我们可以看出除去基本的看电视,任何一种基于新媒体的视频服务,包括视频点播、分享、视频电话等新兴业务都不可能基于单一的网络和平台完成其业务实现和运营,至少需要一个以上不同的业务应用平台才可以真正意义上实现业务需求。那么基于互联网技术为基础,结合多种业务和技术融合出现的新媒体具有先天的技术优势与作为媒体的信息服务功能,是网络经济与传媒产业实现对接的最佳选择,具有社会和经济双重属性的新媒体既负有传播先进文化的责任,又有盈利的需要。新媒体是相对于传统媒体而言,是报刊、广播、电视等传统媒体以后发展起来的新的媒体形态,是利用数字技术,网络技术,移动技术,通过互联网,无线通信网,有线网络等渠道以及电脑、手机、数字电视机等智能终端,向用户提供信息、视频和娱乐的传播形态和媒体形态[42-45].
1.2.3中国新媒体数字视频技术的主要平台
我们国家的新媒体数字视频技术应用发起于2003年的有线电视数字化工作,经历了单向直播系统、双向互动系统和高清数字交互系统等发展阶段,现在国内的数字有线电视用户已经超过2亿户,具备双向接入能力的数字有线电视用户约9000多万户,近3000万户为通过有线双向网络接入互联网或者交互电视系统的用户。我国的IPTV业务开始于2006年,现在已经发展用户超过3000万。而中国互联网视频网站在同年开始商业运营,现在优酷网、乐视、奇艺网、腾讯视频、搜狐视频等互联网视频网站已经覆盖了国内的主流互联网视频市场,并且发展迅猛,几乎覆盖了所有的互联网宽带用户,并且随着智能手机的普及开始向移动互联网市场大规模拓展。作为近两年兴起的OTT电视,在国内也是发展迅猛,根据网络公开资料的统计,已经有超过5000万个各类OTT电视终端用户。目前,我国的新媒体数字视频业务主要基于以下几类典型的应用平台:数字交互电视、IPTV、互联网视频、OTT电视、手机视频等。下面将逐一进行简要的介绍:
数字交互电视:主要是在DVB-C/C2的标准上的HFC网络为基础,通过基于同轴电缆的双向接入系统完成电视节目的传输和交互点播。主要采用的技术包括:压缩编码技术(MPEG-2和H.264)、信道编码技术(QAM调制)、以太网技术等。作为有线数字电视的主流技术主要是广电系统的有线电视网络运营商采用较多,现覆盖用户约9000万。
IPTV:基于以太网技术基础的互联网上采用组播技术将直播电视信号和用户点播数字视频进行传输和分发的系统平台。主要采用的技术包括以太网技术、大容量数字传输技术、ADSL或PON接入技术等。主要是中国电信和中国联通两大电信业务综合运营商采用,现覆盖用户超过3000万。
互联网视频:主要是基于网络技术完善的技术平台支持下,让互联网用户在线流畅发布、浏览和分享视频作品。国内主要的互联网视频网站包括优酷网、乐视、奇艺网、腾讯视频、搜狐视频等。
OTT电视:基于互联网技术下通过宽带接入方式提供视频点播和时移电视的数字视频服务平台。我国一共颁发了七张OTT电视运营牌照,主要集中在广电领域的电视内容服务提供商(中央电视台、上海文广集团等)。
手机视频:通过手机终端接收来自于网络的视频内容的服务,包括CMMB和3G/4G视频。主要通过智能手机终端实现视频服务,各个移动通信运营商都提供类似服务,根据我国工信部的数据超过5亿用户通过手机的网络接入使用相关视频服务[41][28][29].
随着经济的发展和科技的不断进步,在新媒体技术下数字视频的发展具有很大的增长空间和潜力。国家在推动网络技术的不断革新,各个视频服务领域也不断更新自己的服务模式,因此新媒体技术将推动数字视频从技术到服务的一场革新。2010年1月13日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,会议决定加快推进我国的“三网融合”工作进程,明确提出了“三网融合”的时间表。“三网融合”是指电信网络、计算机网和有线电视网络三大网络通过技术升级和改造,提供包括语音、信息、数据、图像、视频等综合多媒体的融合通信业务。“三网融合”的工作涉及技术融合、业务融合、网络融合、终端融合,是一项长期的系统工程,如何通过“三网融合”达到最终的目的,是我们通信和广电系统体制改革的必由之路。而新媒体技术将是实现“三网融合”这个最终目标的最佳业务发展和应用平台。因此,结合当前“三网融合”大背景,以新一代数字新媒体技术及相关平台发展为契机,研究基于数字视频新媒体技术的相关理论和实现技术,将为我国电视广播事业的进一步发展提供理论基础,有助于打破国际技术垄断,推动和促进三网融合的进程;进一步增强国家在相关国际标准制定过程中的话语权,从而有利于我国在数字电视广播产业化和先进应用方面占据有利地位[5,23,36].
综上所述,基于新媒体技术的数字视频业务在不断的进步和发展,基于技术发展和业务需求及三网融合等目标还需要一些关键问题需要解决。主要包含以下几个问题:
1、平台一致性:现在国内视频平台采用的视频编解码标准、接口、格式都不统一,从视频内容制作、编辑、传输等在不同的业务平台应用基本无法通用,造成了平台之间的业务交互无法同步并且缺乏统一的标准和要求。当然,国家已经开始在运营商的平台开始统一采用和支持国标的AVS+标准,有助于这个问题的解决,但是编解码标准的统一仅仅是整个业务技术平台统一的开端。
2、网络间互联互通:由于我国的主要互联网接口资源在电信、联通掌控,造成其他运营商的互联网接入和网络互通都存在很多制约,造成用户体验的下降。如果不能解决网络的互联互通和互联网接入资源的合理公平使用,对新媒体业务而言无疑是一场灾难。
3、国家/行业标准制定延缓:虽然工信部和新闻出版广电总局已经发布了AVS+的视频编解码标准和技术应用实施指南,但是我国针对新媒体视频产业尚无系统的国家标准体系,只有在广电行业、电信行业的部分行业标准和企业标准在执行,加大了网络和平台间的对接成本,不利于新媒体视频产业的健康发展。
4、政策准备不足,缺乏监管:在手机视频和互联网视频领域的发展初期都出现了大量的盗版侵权行为,而且许多不符合国家法律要求的视频内容在网络上传播。OTT电视的发展同样面临着这些问题,而且从2013年开始大量的山寨OTT终端和非法传播内容出现,这样不利于新媒体数字视频产业的健康发展。这方面应当尽快制定相关法规政策,使用法律手段处置知识产权侵害行为。
5、技术更新缓慢:虽然从绝对数字看,我们国家的新媒体视频产业发展很快,用户增长迅猛,但是技术更新缓慢已经开始制约产业的发展了。双向接入用户覆盖率低、用户接入带宽不足、网络间接口速率受限、高清制播技术普及度不够等问题都在制约着整个产业的发展。
1.3研究成果及篇章结构
本本文重点研究基于新媒体技术的数字视频应用解决方案。基于现有广电DVB-C/C2架构的视频系统和IPTV视频业务平台系统,参考OTT电视、手机电视、互联网视频等新媒体业务所具有即时性、社交化、多屏一致等技术和业务特点,面向未来视频分享、智能家居、多屏互动、三网融合等业务需求和业务发展方向,深入地探索了基于三网融合技术大背景下新媒体数字视频的技术发展方向和应用前景;从而结合现有技术平台特点和新型业务需求,提出了两种基于新媒体技术平台的数字视频业务解决方案,分别是:基于DVB架构的高清互动电视系统解决方案,以及基于互联网接入的IPTV视频业务系统解决方案;最后,总结提出针对我国新媒体平台视频技术的发展方向和技术要点。本文的主要思路和创新点总结如下:
1)充分利用现有网络资源和业务平台资源,通过对原有的运营商网络和技术架构进行技术改造和业务融合,结合现在的新媒体业务需求和发展趋势制定技术和业务解决方案。
2)基于DVB架构的视频业务系统主要是通过HFC网络采用QAM调制将MPEG-2格式的数字视频信号传输到用户端,由于广电采用的HFC网络用户主要是通过同轴电缆接入,为了充分的利用同轴电缆的带宽,其互动业务的下发采用了骨干传输通过光传输网络,用户传输采用IPQAM下发的方式,这样就避免了由于增加互动视频业务对用户宽带接入带宽占用的问题,并且由于采用QAM调制进行下发,对用户视频业务的Qos也大为提高。对于系统的后台管理、用户认证、终端软硬件配置、网络规划等方面都给出了解决方案和技术要求。
3)基于互联网的视频技术主要是IPTV的视频系统,通过对现有IPTV系统的研究分析,提出了分三个阶段建设视频的集成播控系统,第一阶段主要是完成以视频业务为主的系统平台建设工作;第二阶段主要是完成视频业务同相关业务和应用的融合和平台管理的升级;第三阶段是完成整个业务平台的整合,实现基于视频的多业务融合,并且扩展到手机等多业务终端模式。整个方案采用分步实施的方式,完成基于新媒体业务的数字视频业务平台的统一和整合。
本文包括五个章节的内容,主要章节内容安排如下:
第一章介绍了数字视频在各种通信系统中的应用,包含数字视频技术和新媒体技术的发展、研究、应用现状;并分析了我国新媒体数字视频技术和业务平台发展的基本情况,对基于新媒体数字视频业务的需求特点和难点做了深入剖析;最后给出主要研究成果和论文篇章结构。
第二章主要分析归纳了基于新媒体数字视频发展的要求,包含数字视频主要技术标准的介绍和对比、技术和业务特点分析;新媒体业务的技术特点分析和业务介绍;最后,结合当前的业务和技术发展趋势给出小结。
第三章主要是讨论基于DVB架构下的视频解决方案,通过对DVB架构的技术特点的分析,讨论在DVB架构下如何解决数字视频的交互,最终给出基于DVB架构的视频交互平台方案,包括架构的设计、用户认证和计费、网络规划、终端软硬件需求等问题的研究和解决。
第四章主要是讨论基于互联网技术的视频解决方案,通过对互联网技术特点的分析,讨论在互联网环境下如何解决视频交互,并且结合新媒体业务的发展方向和技术趋势,分步建设系统,逐步实现全媒体平滑接入,全业务整体服务的视频融合业务系统建设的目标,不仅是互联网,还包括手机、PAD等多种终端的应用模式。
第五章是全文的总结,主要是通过针对现有新媒体环境下视频解决方案的分析,对未来网络融合环境下新媒体视频的全交互的技术发展趋势和业务要求进行了分析探讨。