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VR 视频直播/点播平台解决方案

VR 视频业务平台的总体目标是以 VR 视频业务为中心,在 5G、有线电视网络、IPTV、互联网等网络条件下,以直播/点播平台为基础,依托视频处理算法和云计算服务以及专业的直播技术,面向用户提供高质量、优质体验的 VR 视频服务。

(1 ) VR 视频直播/点播平台基本架构

VR 视频直播/点播平台基本架构以云计算的三层架构来表示。VR 视频直播/点播平台方案涉及对前端采集制作设备的支持、直播、点播、转码、存储、分发和播放等具体功能,如图 所示:

VR 视频直播/点播平台基本架构
IaaS 层主要包含服务器集群、云存储、云数据库、CDN 与数据管理,实现 VR视频直播/点播业务存储、网络、服务器以及相应处理能力的自动部署,具备高度的动态可扩展性。

PaaS 层主要包含视频能力、网络、播控和大数据组件,其中视频能力组件包括在线转码、直播录播等功能;网络组件包括多 CDN 支持、DNS 智能调度等功能;播控组件包括图像鉴定、视频比对等功能;大数据组件包括播放数据分析反馈、CDN分析等功能。
SaaS 层主要包含内容管理、PGC 直播管理、UGC 内容管理、内容加工等组件,其中内容管理包括上传管理、编目管理等;PGC 直播管理包括频道管理、编码管理等功能;UGC 内容管理包括实时监控、内容检测等功能;内容加工组件包括逻辑打点、在线快编、云剪辑等功能。

(2 ) VR 视频直播/点播平台提供服务

VR 视频直播/点播平台提供 VR 视频直播、VR 视频点播等具体服务。

a.VR 视频直播

VR 视频直播/点播平台将在 VR 视频直播场景下提供下述功能:
 VR 视频直播源接收
 多格式在线转码
 用于直播内容的多协议输出播出
 直播推流
 提供 RTMP 直播推流地址
 对 VR 视频直播进行实时监看
 支持多分辨率录制并存储直播视频流

b.VR 视频点播

VR 视频直播/点播平台将在 VR 视频点播场景下提供下述功能:
 VR 视频文件上传
 多格式在线转码
 自定义编码格式和编码参数
 选择 VR 视频回看
 VR 视频内容标注

 VR 视频直播/ 点播平台技术指标

VR 视频直播/点播平台技术指标包括 VR 视频节目制作与交换中的视频参数指标、VR 视频编码指标、传输协议与播放控制等,各模块具体参数指标如下:
(1 ) VR 视频节目制作与交换中的视频参数
高标准、高质量的 VR 视频节目内容将带给用户更真实、更舒畅的观看体验,映射后图像有效像素数至少为7680×3840(8K×4K),比特深度至少为 10bit。
(2 ) VR 视频编码
码率是影响 VR 视频在终端接收观看清晰度的重要指标。VR 视频直播码流支持AVS2、H.265、H.264 等主流视频编码格式。对于 8K/50P/10bit 的 VR 视频,当采用 H.265 或 AVS2 编码时,码率为 80~100Mbps。
(3)传输协议
VR 视频直播/点播平台支持 HTTP、HTTP-HLS、HTTPS、RTMP 等网络传输协议。在 VR 视频直播场景下,还需支持 VR 视频直播流透传功能,可实现 RTMP 格式码流和 HLS 格式码流的相互透传。
(4 )播放控制
VR 视频直播/点播平台在视频播放控制方面,需支持通过陀螺仪控制播放角度、通过手指滑动选择观看角度、支持视频平铺/双目显示/单屏显示多种 VR 视频显示方式、支持多码率 HLS 流清晰度切换,以及支持观看焦距调整。

 VR 视频直播/ 点播平台部署

(1)高性能服务器
VR 视频直播/点播系统需要部署不同的子系统来配合实现 VR 视频的接入、转码、发布、存储以及媒资运营等功能。平台侧需要能提供多个子系统相应的物理机或虚拟机资源,包括:CPU、内存、硬盘、网卡等,以 8 核 CPU 主频 2.5GHz 及以上、内存 32GB 或以上配置进行各子系统的安装部署。

其中 VR 视频直播系统由于对直播流做实时转码,需要配置更高性能服务器,如采用 16 核 CPU、内存 64GB 或以上配置,以及配备专业显卡如 Nvidia Tesla P4,硬盘方案推荐使用 RAID0+1 或 RAID0 等。
(2)松耦合、可扩展的架构
VR 视频直播/点播系统采用松耦合、可扩展的架构,各子系统模块均可扩展,当其中某一模块成为性能瓶颈时,只需增加运行该模块的服务器数量,而不会影响其他模块。
(3)系统可靠性
VR 视频直播/点播系统采用冗余容错的架构,将所有模块都冗余部署,使得某一服务器故障不会导致系统服务中断。并部署完善的系统监控功能,无论是硬件还是软件故障,都能够及时告警。

 

(文章内容摘自:5G 高新视频 — VR 视频技术白皮书( 2020))