基于网络电视的视频通话方案设计

文章编号：１００２—８６９２（２０１０）０８—００６０—０２　基于网络电视的视频通话方案设计　・实用设计・　荣　玮，仪海波，罗少锋，张木森　（康佳集团，广东深圳５１８０５３）　【摘　要】介绍了利用网络传输和网络电视实现视频通话的技术方案。该方案基于Ｃ／Ｓ结构搭建了系统的硬件平台，包括ＳＩＰ服务　器、ＳＴＵＮ／ＴＵＲＮ服务器以及ＢＯＳＳ服务器；软件平台采用了高效的编解码技术以最大眼度减少带宽占用，设计了可依据传输数据　时网络带宽变化自动调整的编码参数技术，采用了声音优先的策略以适应带宽的剧烈变化，从而保障了通话质量。　【关键词】网络电视；视频通话；网络传输；会话发起协议　【中图分类号】ＴＮ９４９．２８　【文献标识码】Ｂ　Ｓｃｈｅｍｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃａｌｌｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｗｅｂ　ＴＶ　ＲＯＮＧ　Ｗｅｉ，ＹＩ　Ｈａｉ—ｂｏ，ＬＵＯ　Ｓｈａｏ—ｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｍｕ—ｓｅｌｌ　（Ｋｏｎｋａ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｓｈｅｎｚｈｅｎ　５１８０５３，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】，Ｉ’ｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｉｄｅｏ　ｃａｌｌｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｗｅｂ　ＴＶ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｒＩ＇ｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｔａｋｅｓ　ｔｈｅ　Ｃ／Ｓ　ｆｒａｍｅｗｏｒｋ　ａｓ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　Ｓ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ，　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ＳＩＰ　ｓｅｒｖｅｒ，　ＳＴＵＮ／ＴＵＲＮ　ｓｅｒｖｅｒ　ａｎｄ　ＢＯＳＳ　ｓｅｒｖｅｒ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｌａｔｆｏｒｍ，　ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　ｃｏｄｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｍｉｎｉｍｉｚｅ　ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｂａｎｄｗｉｄｔｈ．Ｔｈｅ　ａｄａｐｔｉｖｅ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ｃｏｄｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｂａｎｄｗｉｄｔｈ．　１１ｈｅ　ｖｏｉｃｅ—ｐｒｉｏｒｉｔｙ　ｓｔｒａｔｅｙｇ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｄａｐｔ　ｄｒａｍａｔｉｃ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｂａｎｄｗｉｄｔｈ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】Ｗｅｂ　ＴＶ；ｖｉｄｅｏ　ｃａｌｌ；ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ＳＩＰ　１　引言　随着国内“三网融合”的日益推进，网络电视ｌｌｌ的增　值应用也将成为新的业务增涨点。根据中国互联网络信　撑　Ｎ　息中心（ＣＮＮＩＣ）２０１０年１月发布的《第２５次中国互联　网络发展状况统计报告》显示翻，网络利用率达到７０．９％，　排在第４位．用户规模更是达到了２．７亿人，而其中相当　比例是使用视频通话［３１方式来进行沟通。当电视上网之　后．由于电视屏幕大、视频编解码能力强、操作简易等特　点。实现电视与电视、电视与计算机之间的点对点视频通　话功能．必将成为网络电视杀手级应用之一。笔者将介绍　客户端　客户端　…　客户端　利用网络传输和网络电视实现视频通话的技术方案。　网络电视１　网络电视２　网络电视Ⅳ　图１　Ｃ／Ｓ结构网络拓扑图　２硬件平台搭建　视频通话代理和重定向服务器负责注册位置信息、　系统采用Ｃ，ｓ结构．服务器端由会话发起协议（ＳＩＰ）　状态通知、呼叫路由等基本视频通话业务功能。ＳＴＵＮ／　服务器、业务运营支撑系统（ＢＯＳＳ）服务器等组成；客户　ＴＵＲＮ服务器协助用户端之间建立媒体传输流。注册和　端由摄像头（含传声器）、视频编码、音频解码、数据传　运营支撑服务器负责用户注册等运营支撑系统。　输、显示等功能模块组成。　２．２客户端结构　２．１系统结构　网络电视客户端系统框图如图２所示。　如图ｌ所示，服务器端由ＳＩＰｔ４￣代理和重定向（Ｐｒｏｘｙ／　视频通话后台随客户端系统启动．视频通话界面由　Ｒｅｄｉｒｅｃｔ）服务器、ＳＴＵＮ／ＴＵＲＮ　ＮＡＴ穿越服务器［５１、注册　主界面调用进入。视频通话后台进程包括：ＳＩＰ服务器交　（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）和ＢＯＳＳ服务器等组成。其中，ＳＩＰ和ＳＴＵＮ／　互和服务器注册：与运营服务器交互：与电视系统的交互　ＴＵＲＮ　ＮＡＴ为使用到的关键技术。　（网络信息获取、来电提醒通知）；与界面的交互（发送来　ｌ　堕塑筮鲞　而　ｈｆｆｍ＇ｍａｔｉｏｎ　ｔｅｒｍｈｍｌ＆ｄｉｓｐｌａｙ＿■　ｌＩ、　传输网络７　、　网络数据　数据１　ｌ数据　西丽　显示屏一模块ｎ．——～　网络解码Ｕ一　ｉ　１　模块　　＠　ｕｓＢｌ　摄像头、传声器　一——网络电视一　图２　网络电视客户端系统框图　电提醒、呼叫用户和通话回应交互）等。界面进程则包　括：用户拨打、接听电话、通讯录等各项基本人机交互操　作；和用户管理模块交互，获取用户列表以及定时获取　用户状态；设定声音等信息；和后台交互，实现通话呼　叫、获取通话通知消息等。　２．３系统工作原理　视频信号的流向：摄像头采集的视频数据，经过　ＵＳＢ接口传到网络电视的视频编码模块，经过编码、压　缩后，再经网络传输模块传给服务器，由服务器转发到　好友的网络电视端；好友的视频数据经传输网络，被网　络电视的网络传输模块接收后，被送到视频解码模块，　经过解码等处理后，在电视上显示。　音频信号的流向：传声器采集的音频数据，经过　ＵＳＢ接口传到网络电视的音频编码模块，经过编码、压　缩后，再经网络传输模块传给服务器，由服务器转发到　好友的网络电视端：好友的音频数据经传输网络，被网　络电视的网络传输模块接收后，被送到音频解码模块，　经过解码等处理后．通过扬声器播放出来。　３软件平台搭建　３．１软件系统概述　网络电视连上网络后．视频通话的守护进程就可以　在后台运行并登陆服务器．用户在电视节目观看过程中　如有人来电，在电视屏幕上会有提示，用户只需轻触遥　控器，便可选择接通或挂断视频通话。　３．２软件流程　图３所示是单一网络电视用户启动视频通话功能　时的软件流程图。用户启动视频通话功能后，软件会自　动启动登陆服务器流程，从服务器获取到用户的个人信　息、好友信息、好友在线情况等资料。　在成功登陆服务器并获取到好友在线状态后，可针　对在线的好友发起视频通话请求。服务器将指令转发至　好友的网络电视．好友的网络电视在接收到视频通话请　求后，可选择接通或挂断，如选择接通。则两台网络电视　已建立握手．便可直接进行视频通话业务。　～～　……——　—　＝　—＝　．　．—．＝：■－■－＿；　视频电话启动　ｆ启动登陆流程ｆ　＿ｌ二二［二　获取视频服务器、１　个人账户　　Ｉ————　——一　陆视频服务器成功￡＞一　±　通知系统登陆　发送登陆成功通知　失败　获取通讯录等信息　————　＿ｌ—一　视频电话退出　视频电话运行开始　图３　视频通话启动流程　３．３关键技术　软件平台搭建中使用的关键技术包括：１）采用高效　编解码技术（视频采用Ｈ．２６４　Ｌ６￣，音频采用Ｇ．７２９Ａ），最大　限度减少了带宽占用。传输时依据网络带宽自动调整编　码参数；采用声音优先的策略，以适应带宽的剧烈变化，　保障通话质量；２）系统内置ＮＡＴ穿越客户端，配合服务器　进行ＮＡＴ穿越，提高了穿越有效性：使用公共ＶｏｌＰ通话　端口，以减少防火墙的干扰；３）简单、易学的用户操控界　面，使没有接触过计算机的用户依靠电视遥控器的使用经　验实现网络视频通话；４）封装标准的底层开发接口，便　于在不同硬件平台、不同视频运营服务器上，以最少的开　发、不变的用户操控界面，快速实现产品的开发。　４　系统界面设计　４．１人机交互界面　用户在使用视频通话功能时．使用电视遥控器的数　字按键就可以完成对方的号码输入，或者直接从通讯录　或呼叫记录中找到所要拨打的号码进行呼叫即可进行视　频通话（见图４）。　图４拨号菜单界面　４．２视频通话界面　当对方同意接听视频通话后，在网络电视的主要位　置显示了对方的视频画面（见图５），并有当前通话的持续　时间显示、声音调节、全屏显示、截屏抓图等功能，界面简　洁、方便、实用。基于视频通话功能的网络电视一旦进入　家庭客厅，用户在电视节目观看过程中如有人来电，只需　（下转第８４页）　Ｎ０．０８Ｖｏ１．３４２０１０（Ｓｕｍ　Ｎｏ．３４５）、ⅥＤＥＯ尉翻旧酮№　６１　ｆ｛；；ｉ　｝；ｌｌＬ　……　潮　～随冈　再　９２１６８．０．６　…一　…一…　卜　！技术Ｉ０办．１磐０．蜜１￣计，１算｜０巍　ｌ　～；一１　器套　…ＲＳ－２３２　。　１　Ｆ　。０２｛　口服务　ｆＲＳ一２３２转ＩＵ—４５　螬日４ｌ。８　黼Ｊ　蔓．　Ⅲ．６　Ｍ　广一　一　．．．．　．，．　厂　ＲＳ　２　一　…ｉ　盏　Ｉ　Ｉ６８ｎ８　¨　ｉ‘　　．９２　…一｝－１　！行ｔ１舟０．１盛０．１塞￣６计．１算１６机　ｉ　Ｊ　口服务器（Ｒｓ一２３２转砌一４５　ｃＩ　∞Ｃ　ｖ出９５ｏ矗据空换机　一　７６２　：　端ｕ　４１０３　；行ｔ￣１０舟．叠１０．１耋￣６计．算１１７靠　！　ｃＨ　线　挽控制器　致　一　监控　缱分　ｊ￡　啦据库Ⅲ务器　箱　∞～　虽兰～　ＲＳ－２３２　端口４１１３　集ｌ９２１６８０ｌ２７　９５．５　ＭＨｚ　ｔ农村台　线倒换控　务器ｌ　２ｌ６８ｎ４７　一　！　１０　．１０．　’ｌ　．：　ｌ　●　斑宦客　机　嚣翟　争　慝　｝—　蔓　啮：蔓　龋ｒＩＴＳ－４　８　—ｓ　５０　２５ＣＨ　线倒换控制　傅班室客　机２　ＤＡＢ增值一务鲁　！一一｛…９　３７．５６ｒＭＨｚ……　…　８９　５　ＭＨｚ安徽音乐音　线倒换拉　数据采集糖　麟　ｔ　９３，５　惠　９３　５　ＭＨｚ中　一套　线倒换控制器　教据采羹箱　ｊ　Ｒ　Ｓ－４８　５　Ｌ　一　图３　改造后的系统结构图　（１２）：６４—６６．　参考文献：　【１】沈晓峰，蒋麟，秦飞，等．广播电视发射机的远程遥控遥测系统【ＪＪ．广　播与电视技术，２００３（５）：１０３－１０５．　一　勰　ｌ厂０。蠢　　责任编辑：丁作者简介：　雾　—弛　◇　聂广才（１９６３一），安徽广播电视传输发射总台大蜀山发射台台长，　【２】王麟．广电发射台总控系统设计『Ｊ１ｌ电视技术，２００８，１１（３２）：７２—７４．　［３】　边倩．虚拟专用网（ＶＰＮ）的实现方法［Ｊ］．现代电子技术，２００６　从事广播电视传输工作。　雪　（上接第６１页）　术，２００１，２５（９）：６—１１．　［２］中国互联网络信息中心．第２５次中国互联网络发展状况统计报告　［Ｒ】．北京：中国互联网络信息中心，２０１０．　【３】石硕，李久仲，郭庚麒，等．基于ＤＳＰ的二网融合的可视电话系统　ｌＪ】．电视技术，２００９，３３（８）：５７－６０．　［４］ＲＯＳＥＮＢＥＲＧ　Ｊ，ＳＣＨＵＬＺＲＩＮＮＥ　Ｈ，ＣＡＭＡＲＩＬＬＯ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．ＳＩＰ：ｓｅｓｓｉｏｎ　‘ｉｎｉｔｉａｔ‘ｉｏｎ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ［ＥＢ／ＯＬ］．［２０１０—０６—１０］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇｌｆｆｃｌ　ｒｆｃ３２６１．ｔｘｔ．　图５视频通话界面　［５］高扬，糜正琨．ＳＩＰ协议的ＮＡＴ穿越研究【ＪＪ．重庆邮电学院学报：自　然科学版，２００６，１８（４）：５０３—５０６．　轻触遥控器．远在异乡的亲友的清晰图像和流畅的语音　便将通过电视呈现。实现双方的轻松通话和感情交流。　参考文献：　【１】安永成，李兴春，范跃军．交互式网络电视的技术发展［　电视技　［６］　曹文明，彭蔓蔓．基于Ｈ＿２６４的可视电话软件设计叨．电视技术，　２００５，２９（１０）：８３—８５．　◇　责任编辑：许盈　收稿日期：２０１ｏ一　－１５　电视投　０８期（总第３４５期）