视易技术支持工程师培训教程(初级)

视易星云KTV系统培训教材

（初级）

V1.0

音视频原理介绍

音视频节目的数字化过程

�一部电影是由很多独立的照片底片组成的，由于人眼的视觉暂留效应，放映时一般每秒放映24幅画面，才能看到正常连续的动作。

�由于胶片底片是以模拟方式记录图像信息的，通过一定的处理方式，可以把电影中每幅画面生成对应的数字化的位图文件。这每一个位图文件术语叫做”帧”。

�一部电影对应的所有位图文件大小总和非常大，不方便存储。国际上使用标准的MPEG音视频压缩算法把对应的位图和声音压缩成一个文件。

根据MPEG压缩标准压缩成对应的歌曲、

电影节目。

压缩前，必需指定要采用的MPEG压缩

标准、图像的大小、节目的制式

MPEG的编码原理

�MPEG编码原理可理解为对比压缩技术，根据视频位图序

列，屏蔽前后位图中相同部分，只记录变化的部分。

�MPEG机制一般把不同的位图按照一定要求，编码成为I

帧、P帧、B帧。

�I帧，为帧内编码帧（intra coded frame），基本由原始的位

图组成，压缩率是几种编码类型中最低的；

�P帧，为预测编码帧（predictive coded frame），采用前向

运动补偿预测和误差的编码机制，由其前面的I或P帧进行

预测 ;是预测的图像，记录活动的部分；

�B帧，为双向预测编码帧（bi-directionally predictive coded

frame），采用双向运动补偿预测和误差的编码机制，由前

面和后面的I或P帧进行预测，所以B帧的压缩效率最高;是

插补图像，由原始的和预测的图象插补得到的图象；

�快进快退的实现原理：

由于I帧是记录了全部的场景信息，而B、P帧都是只记录与I帧不同的部分，快进快退其实就是只播放I帧，忽略B、P帧；2倍、4倍、8倍快进快退其实就是按比例抽取I帧播放；

I帧因包含完整的画面信息，故信息量最大。当进行快进快退时，因为只传送I帧，信息传送量是正常播放时的2-3倍。

码率的概念

�码率定义：保证正常播放每秒需要传送的数据，包括音频和视频数据。单位为bit/S。请注意是位，而不是字节（Byte)。有时简写为bps（bit per second）,1 Byte=8 bit

�码率还有动态码率、恒定码率两种。动态码率是节目场景快速变化时，码率变高，比如追车场面。恒定码率不管节目场景变化情况，固定用恒定的码率编码。

�网络速度单位：100Mbit/s 1000Mbit/s指的是每秒传输多少位，不是字节。

�VCD码流一般为：<1.5Mbit/s；SVCD码流一般为：约为2.5Mbit/s；

�标准清晰度DVD码流一般为：4~10Mbit/s，有恒定码流和动态码流两种；高清晰度DVD码流为15~22Mbit/s

码率的概念

�1首DVD卡拉OK歌曲长度一般为150M左右；1首VCD卡拉OK歌曲长度一般为45M左右。计算方法：(码率4Mbps

4Mbps**60秒*5分钟)=1200Mbit/8=150M 字节

�1G硬盘容量大约可以放置：7首DVD歌曲；或者21首VCD歌曲。200G硬盘大约可以存放1400首DVD歌曲，或者4200首VCD歌曲。

�视易机顶盒目前支持的歌曲格式有3种：.dat（vcd格式）.vob（DVD格式）.mpg （vcd/svcd/dvd 格式），暂不支持rm、rmvb、mp3等其他格式。

音视频节目码率和并发流概念

�机顶盒播放节目时，根据MPEG标准解压缩还原出每帧对应的位图文件，同样也必需每秒播放24帧画面，才能保证音视频播放的连贯性。

�通过网络点播时，服务器通过网络把节目文件传输给机顶盒，为了保证播放正常，就必需保证每秒传给机顶盒包含24帧图片信息的数据量，这就要求服务器传送数据不能低于某个速度。这个速度就时影音节目的码率，单位是bit/秒

�服务器传输节目给机顶盒时，不可能无限制利用网络带宽传数据给机顶盒。而是基本只占用节目码率大小对应的网络带宽，持续不断的发送数据给机顶盒。就像通过一个固定管径(码率)的管道，把数据像流水一样传给机顶盒，这就是数据流的概念。每个点播过程都是一个数据流传输过程，叫做点播流。

�一个服务器同时并发负载的点播流数量，就叫做并发流。KTV行业一般有多少个包厢就对应需要服务器具备提供多少个并发流的能力。

�服务器硬件配置高低、视频点播系统的效率大小、节目码率的大小等综合因素，决定了一台服务器的并发流能力。

视频点播系统服务端：

硬件上：一般由一台到多台服务器组成。根据实际需要，多台服务器会有不同的分工：

视频点播服务器：运行视频点播服务软件，提供点播服务。(一到多台，必需）

收银服务器：实现收银计费功能。（一台,非必需）

数据库服务器：存储计费、系统设置、曲库信息。（一台,可和视频点播服务器共用同一台，必需）

在负载不重的点播环境中，可使用一台高性能服务器提供所有功能。

软件上：视频点播服务器上运行视频点播系统服务器端软件，主要完成以下功能：

监听验证新的点播请求，根据点播协议进行点播交互，发送视频节目数据。通常还负责管理节目库、提供点播交互界

面。

视频点播系统客户端点播播放设备

硬件上：可以采用PC、机顶盒。机顶盒一般采用嵌入式操作系统、专用嵌入式CPU、硬解码芯片。由于机顶盒的高稳定、零维护特点，正逐步取代PC成为主流。

软件上：运行视频点播系统的客户端软件，提供点播交互界面，维护点播列表、发送点播请求，解码视频数据，显示

视频图像、响应播放控制。

信息传输设备:

硬件上：传送点播交互信息、视频数据等信息。一般采用新兴的IP网络交互技术。网络形式一般采用星形结构，网络设备采用100M/1000M网络交换机（Switch Hub），采用UTP五类线做为传送介质，统称为以太网。

视频点播协议：

服务器端和机顶盒端发送数据时需要按照约定的格式封装要发送的信息，并按照此格式解读接收到的数据包中的内容。双方通信时还需要按照一定的步骤进行，这种信息封装格式和交互步骤就是视频点播协议。分为服务器端部分、客户端部分，不同的视频点播系统会采用标准的视频点播协议或者自定义。

点播系统的软硬件组成