新媒体技术在电视直播中的应用

商丘学院 张婧

随着新媒体技术的诞生和不断进步，媒介融合已然成为传统媒体行业发展的必然趋势，电视媒体要想在日益激烈的市场竞争环境下谋得一席之地就必须借助新媒体技术应用手段，不断深化电视直播的创新转型发展。基于此，本文以就新媒体技术的电视直播系统架构描述作为切入点，从技术角度，对新媒体技术在电视直播中的应用进行全面探讨，从主要技术和技术基础分析出发，深入探讨基于网络传输的电视新媒体直播一体化生产流程设计，以期为推动电视新媒体直播的创新发展提供参考性依据。

传统电视直播一直是我国媒体产业的核心组成部分，具有权威性高且直观性强的信息传播优势，特别是针对一些重要会议或重大比赛项目，电视直播始终是核心报道方式。随着新媒体技术的诞生和广泛应用，传统电视直播行业受到了极大的冲击，其场地限制性强、光纤基础铺设成本高、观看时间和地点受限的劣势逐步显现出来，传统的电视直播模式已经不能够满足新媒体时代背景下观众的观看习惯与观看需求，传统电视媒体亟需与时俱进，紧随新媒体时代发展步伐，积极引进新媒体技术来拓宽传统电视直播的创新发展路径，实现主流媒体的融媒体转型升级，为现代广播电视优化发展创造出更加广阔的发展空间。

1 基于新媒体技术的电视直播系统架构描述

1.1 电视新媒体直播架构描述

电视新媒体直播是传统电视直播应用新媒体技术而诞生的全新直播技术方式，其直播技术保障方案和生产流程设计依然沿用了多机位直播这种传统广播电视导播切换技术，但是在具体操作过程中引入了更加多样化和更具便捷性的新媒体移动采编直播设备，基于相应的网络技术，将传统视频信号转换成为IP流号信号，再结合流媒体传输技术，将直播视频画面传输至移动用户端，实现新媒体直播模式。电视新媒体直播系统架构及业务流程图如图1所示。

图1 电视新媒体直播系统架构及业务流程图Fig.1 Architecture and business flow chart of TV new media live broadcasting system

电视新媒体直播架构大大提升了传统电视直播的移动性和适应性，在存在网络的环境下，节目组就可以随时随地的开展专业的电视直播活动，不仅有效降低了电视直播铺设专用传输光纤的投资费用，还能够为观众提供更高质量的直播和回看服务，帮助传统电视媒介实现了信息传播的多样化、有效化和广泛化，产生了强化主流媒体影响力和生产力的效果。

1.2 不同类型信息源描述

电视新媒体直播系统的形成需要在传统的电视导播切换技术基础上，对视频信号采集设备和直播系统进行创新拓展，需要融入多路IP流信号源，实现多种信号源前端拍摄设备的融合使用，不同的信号源选取应用于不同电视新媒体直播内容需求。（1）高质量画面拍摄传输需采用“专业摄像机+移动直播推流编码器背包采集”的信息源模式，并传输IP流信号；（2）本地媒资进行切换和输入时，可采用针对直播内容需求提前录制短视频或资料片的方式，在直播中进行适当的切换插播；（3）在多场景调度或多机位移动跟拍的直播时，可采用多路带IP流信号传输的移动端设备完成视频信息的采集与传输，如：小型航拍无人机、手机、数字化摄影机或相机等；（4）在5G网络技术传输环境下，电视新媒体直播可采用4k或8k高清设备，通过网络专线，实现超高清直播。同时，与VR专用设备融合使用还可以借助全景式镜头实现沉浸式直播和体验式直播，提升直播观感。

1.3 媒体媒介形式描述

电视新媒体直播在基本架构设计过程中也依然保留了传统电视直播中的导播切换技术，因为现场导播切换是电视直播系统的关键核心。在新媒体技术的加持下，现场导播切换运用各种各样新型音视频技术实现对现场各类信源的调度和组合，能够对直播现场实现多维度和多角度的诠释，丰富观众的视觉体验。电视新媒体直播结合新媒体技术和数字化智能媒体设备打造出集内置操控台、液晶显示器、特技库和字幕库于一身的融合媒体导播一体化操作平台，具备便携性强和集成度高的优势，在开展网络直播的过程中，分为直播的“拉流”（流接收）和“推流”（流发布）两个传输链路，CAM1和CAM2等信源在流接收环节被统一接收到导播机当中[1]，融合媒体导播一体化操作平台结合节目直播内容需求对其进行切换或重组，经过编码压缩，在流发布环节以PGM形式的画面推送至服务平台，经后台处理后进入网络端发布渠道。

2 新媒体技术在电视直播应用的主要技术

新媒体技术的不断创新发展和应用为电视直播与新媒体直播融合发展提供了强力的技术支撑，新媒体直播技术的应用极大的拓展了电视直播在融媒体时代的参与性，将电视直播推向了更加广阔的受众群体，目前电视新媒体直播中主要应用以下几项新媒体技术。

2.1 5G直播技术

在融媒体语境下，5G直播技术是一种十分重要的新媒体直播技术，它以5G回传技术为基础，结合无线电技术、多输入技术以及多输出技术，以各类自媒体平台为传输媒介，能够将高清直播画面内容流畅的在移动终端上以多样化的形式展现给观众，智能手机、IPAD等智能设备能够实现IP回传，提升了5G直播技术的时效性，相比于4G技术，5G直播技术传输速率更快，画面清晰度更高，稳定性更强，电视直播依托5G直播技术能够借助智能终端设施实现多角度和多方位的直播，推动电视直播从有线直播变为无线数据传输直播模式。

2.2 P2P直播技术

P2P直播技术是一种对等互联技术，也被称之为点对点技术，其在电视直播应用过程中主要借助分布式网络技术以实现网络中各个阶段关系的对等性，电视直播中的“节点”主要包含服务器、主机、客户端等通信设施，通过P2P的全面应用，这些“节点”能够实现在平等、无差别的分享分布式网络中相互传输和相互通信，简而言之，电视直播通过应用P2P直播技术能够更加方便的将自身环境位置、直播内容传递给观众，观众也能够借助P2P在直播进行中给予相应的信息回应。

2.3 流媒体技术

流媒体技术是一种特殊的新媒体直播技术，其利用流式传输技术借助网站门户进行实时性的连续直播，电视直播应用流媒体技术开展网络直播需要运行多个流媒体直播传输协议，如：HTTP协议、RSTP协议、RTMP协议以及HLS协议等实时流传输协议，也包含实时传输控制协议以及循序流传输协议等。同时，流媒体技术还能够与P2P直播技术进行技术融合，推动传统媒体与移动媒体的加速融合[2]。

3 新媒体技术在电视直播应用的技术基础

新媒体技术应用在电视直播当中诞生了电视新媒体直播模式，在数字视频业务发展背景下，也诞生出新型的数字视频信源编码技术，它与新媒体技术相互促进、相互依存，是新媒体技术应用在电视直播中的重要技术基础。

3.1 常见的数字视频文件格式

当前，依照电视新媒体直播对数字视频技术不同应用场景的需求特点，诞生出5种常见的数字视频文件格式。（1）AVI格式，是目前视频处理系统中应用最为广泛的视音频格式，AVI格式没有限定的压缩标准，视频文件大多采用硬件压缩处理；（2）TGA格式，是一种位图文件格式，一个TGA格式静态图片序列可看成视频文件，每个文件对应影片中的每一帧；（3）FLC/FLI格式，是一种尺寸偏小的8bit动画文件，是2D或者3D动画制作软件中常用的文件格式；（4）MQ格式，是苹果公司推出的一种视频文件格式，被绝大多数主流计算机系统平台支持，具有存储空间小且实现跨平台发展的优势特点；（5）MPEG格式，是目前被所有PC机平台接受支持的视频格式，是运动图像压缩算法的国际标准，国内的电视新媒体直播主要使用MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等在内的多种视频格式。

3.2 通用的数字视频编码标准

“信源”是电视直播信息的“源头”，而信源编码技术是电视新媒体直播解决海量数字视频原始数据的重要环节，因此，视频压缩编码技术是新媒体技术在电视直播进行有效应用，解决数字视频传输、播放和存储的重要技术基础。当前，我国为了推动数字产业发展，打破国际专业壁垒，成立了自有标准制定机构，称之AVS（数字音频编解码技术标准），比当前音频产业通用的MPEG—2编码标准高2～3倍，且经过升级后的AVS+编码标准与H.264 标准的编码效率相比也毫不逊色[3]，如表1所示。

表1 AVS+引入的增强技术Tab.1 Enhancements introduced by AVS+

目前我国广泛应用的AVS+标准可以有效解决电视新媒体直播所面临的频道资源问题，较高的编码效率以及超高的算法性能为数字电视、互联网电视以及IPTV等提供强力有的技术支撑。

4 基于网络传输的电视新媒体直播技术应用设计分析

4.1 系统架构

基于网络传输的电视新媒体直播一体化互动业务平台采用三级结构的系统架构设计模式，即：总前端（中心节点）、分发传输网络（分中心节点）以及用户接入终端（边缘节点），在架构层次上分为前端—网络—终端，如图2所示。

图2 高清电视新媒体直播交互系统逻辑图Fig.2 Logic diagram of interactive system of new media live broadcast of HDTV

4.2 网络规划

电视新媒体直播模式最大的转变就是将有限数字视频传输变成无线流文件推送方式，这种移动性的直播方式能够最大化满足融媒体时代背景下观众的收视喜好，因此，新媒体技术在电视直播中的具体应用需要做好网络规划技术，而选择什么样的网络传输协议就成为重中之重。目前，互联网流媒体服务主要分为两种，即：实时流传输和顺序流传输，实时流传输主要采用的网络传输协议有RSTP协议、HLS协议、MMS协议以及RTMP协议，而顺序流传输主要采用的网络传输协议有HTTP协议，而不同网络协议具备差异性的传输特性。目前我国电视直播主流媒体采用RTMP协议和HLS协议，能够在带宽不稳定的条件下降低数据包传输的丢失几率，且延迟较低，能够兼容几乎所有的主流直播系统，因此，电视新媒体直播在采用手机直播流或传输摄像机背包媒体流时，可选用RTMP协议。而在高宽带条件支撑下，电视新媒体直播可采用UDP协议，以便为新媒体直播系统的信源生产、切换、包装和推送创造出稳定的专用网络环境。

4.3 推流软件的选取

图3 电视新媒体直播集控平台总体架构图Fig.3 Overall architecture of TV new media live broadcast centralized control platform

推流是电视新媒体直播的关键环节，PGM信号在导播切换后通过编码器输入到转码服务器进行转码，并最终流入到各类新媒体平台，不同的推流软件具有不同的特点，因此需要遵照实际需求进行选取[4]。本文推荐电视新媒体直播选用vMix推流软件，这是一款高性能的商业软件，能够实现多种类型信号的实时编辑与处理，对SDI、HDMI、S-视频、符合视频、分量、4K视频等进行更加专业化的处理，并与当前我国广播电视的通用信号源具有高度的匹配性，同时兼具良好的实用性和契合度。在实际操作过程中，电视新媒体直播可以采用UYVV的视频信号编码格式设置方式，码率设置为8Mb/s，分辨率设置为1920×1080/25p，比特率设置为128kb/s，将音频信号编码格式设置为HEAACv2，就能够获得良好的兼容性听觉体验。

4.4 融媒体导播一体化平台

首先，新媒体技术在电视直播中进行广泛应用诞生了新一代融媒体导播一体化工作平台，借助融媒体导播一体机能够实现字幕机、NDI技术、HD/SD录像、视频编单播出、信号转换、网络直播的一体化处理，非常适合广播电视做新媒体小型直播活动，这种具备高度集成化的智能直播设备配合物理切换台能够实现特效的自动切换，并实现手动推杆控速切换或一键输出功能。同时，融媒体导播一体机还能够提供多路专业解码系统、总控制台、编辑系统以及制作系统等，从而结合5G直播技术，形成完备的新媒体直播应用体系。

4.5 直播联动主备安播机制

电视新媒体直播不仅对直播网络、设备以及模式上具有一定的需求，还对直播内容具有相关要求，安全播出工作是电视新媒体直播的重中之重，因此，为了确保电视新媒体直播的网络安全、设备安全以及播出环境安全，广播媒介需要构建直播联动主备安播机制，为融媒体导播一体机提供主备镜像操作和主备双机模式，主备机同时接入同一网络交换机，并通过专用的网络端口在主备核心设备之间构建其网络心跳连接，实时同步镜像，更新主备机间的数据资源和操作指令信息。同时，为了提升直播网络系统的安全性，还可以通过IP地址过滤访问控制、外部系统接入通信服务器和防火墙等技术手段，必要时可采用支持ACE口令认证或Radius 授权的安全保障方式[5]。

4.6 集控平台系统架构

集控平台系统是广播电视应用新媒体技术建立直播内容管理、运营支撑、业务管理的重要功能系统，通过开发外部内容和业务接入的各种接口，电视新媒体直播系统可以有效接入除中央CNTV、中央CP/SP、百视通以外的全部节目内容，对外部的可为多种终端服务的CP/SP开放对接接口，实现电视新媒体直播的全媒体业务播控管理平台搭建，能够为各个运营商提供高清互动服务、IPTV服务、手机电视直播服务、互联网电视直播服务以及多媒体直播服务，如图3所示。

5 结语

新媒体技术的诞生和广泛应用给广播电视直播行业带来了更宽广的创新发展可能性，电视直播可充分利用新媒体直播技术来提升自身发展的水平和质量。特别是在5G网络时代，5G直播技术为电视新媒体直播发展创造了更坚实的无线网络环境基础，为电视新媒体直播的数据传输奠定了坚实的技术基础，传统电视直播必须紧随新媒体时代发展的脚步，充分应用新媒体技术的创新优势，让传统电视直播焕发生机，在融媒体时代中获取可持续发展的生命力。