1、大規(guī)模視頻傳輸?shù)奶魬?zhàn)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對于高質(zhì)量視頻傳輸?shù)男枨笠膊粩嘣鲩L。而視聯(lián)網(wǎng)作為一種新型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形式，正逐漸嶄露頭角。視聯(lián)網(wǎng)通過使用互聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)，將多媒體視頻和音頻數(shù)據(jù)進行傳輸，并且可以實現(xiàn)高清視頻直播、回放等多種應用場景，解決大規(guī)模視頻傳輸面臨的一些挑戰(zhàn)：

1.帶寬成本高，大規(guī)模視頻聯(lián)網(wǎng)后，數(shù)據(jù)量大，對帶寬的要求也相應較高。在大規(guī)模視頻聯(lián)網(wǎng)的情況下，傳輸帶寬的成本也隨之增加。傳統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)可能無法滿足視聯(lián)網(wǎng)所需的大帶寬傳輸，需要進行技術(shù)上的升級，提高傳輸效率，降低帶寬成本。

2.互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸中遇到的問題比傳統(tǒng)的企業(yè)專線網(wǎng)絡(luò)要復雜，比如傳輸大規(guī)模、高清、高實時性視頻時，互聯(lián)網(wǎng)比專線更容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)抖動、質(zhì)量下降等問題，進而影響用戶的體驗。因此，需要通過一些技術(shù)手段來提高數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)下傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。例如，可以使用編解碼技術(shù)來提高視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性，使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，以及使用負載均衡技術(shù)來分散網(wǎng)絡(luò)負載，提高整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

3.高清視頻通信質(zhì)量體驗不高，隨著人們對視頻質(zhì)量的要求不斷提高，高清視頻已經(jīng)成為用戶的主要需求之一，高清視頻通信質(zhì)量直接影響用戶體驗。然而高清視頻通信中容易出現(xiàn)卡頓、重連緩沖等待長等問題，導致高清視頻用戶體驗下降。因此，需要通過優(yōu)化傳輸算法和網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，提高視頻通信質(zhì)量，提升用戶體驗。

綜上所述，大規(guī)模視頻傳輸面臨著帶寬成本高、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)下情況復雜和高清視頻通信質(zhì)量體驗不高等挑戰(zhàn)。針對這些挑戰(zhàn)，需要通過技術(shù)手段進行升級和優(yōu)化，以提高視頻傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量，推動視頻、物聯(lián)領(lǐng)域的技術(shù)和應用發(fā)展。

2、視聯(lián)網(wǎng)傳輸關(guān)鍵技術(shù)之：改進的SHVC多層編碼

SHVC（Scalable High Efficiency Video Coding）多層編碼技術(shù)是一種適用于視頻編碼領(lǐng)域的先進技術(shù)。SHVC技術(shù)主要基于HEVC（High Efficiency Video Coding）標準，可以提供更高的視頻質(zhì)量和更強的容錯能力。SHVC技術(shù)的目標是將多清晰度、多碼率和多功能視頻流在一個統(tǒng)一的視頻碼流中實現(xiàn)，并能夠在多種設(shè)備上進行實時播放和切換。SHVC多層編碼技術(shù)包含兩個重要概念：基本層和增強層。基本層是指視頻的基礎(chǔ)編碼層，采用低幀率序列，可以在所有接收終端上進行解碼。增強層是在基本層的基礎(chǔ)上，額外增加一些子流，可以提供更高的分辨率、碼率和幀率等高級功能，但需要更高的傳輸帶寬和解碼能力來支持。

圖1所示為標準SHVC編碼，即對圖像組（GOP）進行編碼時，先對圖像組其中一幀圖像的基本層進行編碼，然后對該幀的增強層進行編碼，再對下一幀圖像的基本層進行編碼，如此交替。

圖1 標準SHVC編碼

標準SHVC的基本層和增強層采用交叉編碼，圖像間殘差較大，不適用于多屏同播場景。圖2所示為改進型SHVC編碼，先對GOP內(nèi)所有圖像的基本層進行編碼，再對圖像組內(nèi)所有圖像的增強層進行編碼。這種方案下，基本層、增強層未出現(xiàn)交叉，圖像間殘差小，P幀相對于交替編碼的方案會明顯減小。適用于多屏播放場景。

圖2 改進型SHVC編碼

在泛視頻監(jiān)控場景中，多路同播占用大量本地帶寬，且云平臺的帶寬成本壓力較大，改進的SHVC編碼有效降低了視頻碼率，取得體驗、成本上的最佳平衡。以平安鄉(xiāng)村多路集中監(jiān)控的直播場景為例，采用分層碼流機制和改進的SHVC編碼，可降低20%以上帶寬消耗。

3、視聯(lián)網(wǎng)傳輸關(guān)鍵技術(shù)之：智能視頻傳輸

面對家庭、互聯(lián)網(wǎng)等非專線網(wǎng)絡(luò)存在的網(wǎng)絡(luò)抖動和帶寬不穩(wěn)定等問題，提出智能視頻傳輸技術(shù)體系，包括智能編碼、碼流復用和雙通道直播等關(guān)鍵技術(shù)，通過降低碼率、減少帶寬占用和優(yōu)化傳輸時延為用戶提供高清、流暢、可靠的視頻體驗。

 智能編碼

通過對視頻畫面的前后景進行分離（如圖3），采用不同的編碼策略對其進行壓縮，從而達到降低碼率的目的。具體來說，前端AI掃描視頻畫面，無運動的背景圖像采用較低分辨率進行編碼，人眼敏感的前景圖像采用高分辨率編碼，并結(jié)合智能P幀設(shè)計，升級傳統(tǒng)長GOP方案，間斷性插入智能P幀，降低冗余信息，達到降碼率的目的。

圖3 前后景分離編碼

碼流復用

在終端實時上傳視頻時，傳統(tǒng)做法是預覽流與存儲流分開傳輸，設(shè)計簡單但是存在帶寬浪費。通過多路復用技術(shù)，合并預覽流和存儲流，預覽時，存儲流合入預覽流（如圖4），起到省寬帶的作用，峰值帶寬占用較傳統(tǒng)方案降低1倍。這種技術(shù)能夠有效降低視頻在傳輸、存儲和計算上的開銷，實現(xiàn)降本增效。

圖4 多路碼流復用

雙通道直播

通過智能探測網(wǎng)絡(luò)性能，從P2P和轉(zhuǎn)發(fā)雙通道中選擇優(yōu)質(zhì)通道，動態(tài)無感切換，保障可靠預覽，并結(jié)合預加流技術(shù)，降低首屏加載時延，實現(xiàn)視頻秒開的效果。這種技術(shù)能夠極大提升視頻的用戶體驗，保證視頻傳輸?shù)母咔?、流暢和可靠性?/span>

智能視頻傳輸技術(shù)使視頻主觀質(zhì)量可明顯提升，同時視頻傳輸碼率平均節(jié)省50%以上、壓縮復雜度降低60 %。通過視頻智能傳輸技術(shù)，在保證圖像質(zhì)量前提下，降低視頻在傳輸、存儲和計算上的開銷，有效進行降本增效。

4、視聯(lián)網(wǎng)傳輸未來展望：統(tǒng)一多媒體實時傳輸與分發(fā)

統(tǒng)一多媒體實時傳輸與分發(fā)是一種在網(wǎng)絡(luò)資源受限環(huán)境中實現(xiàn)高質(zhì)量傳輸?shù)男滦图夹g(shù)（如圖5）。該技術(shù)利用單一技術(shù)?？赏瑫r支持低時延直播、實時雙向通信、高速云回放等核心能力，通過覆蓋全國的多節(jié)點專線接力傳輸，逐級指數(shù)分發(fā)，構(gòu)建全域毫秒級時延體驗及百萬路并發(fā)性能。

1??多節(jié)點接力：統(tǒng)一多媒體實時傳輸與分發(fā)利用多個節(jié)點協(xié)同工作，形成一個節(jié)點間相互接力的傳輸鏈路。當一個節(jié)點的傳輸鏈路不穩(wěn)定或出現(xiàn)問題時，其他節(jié)點可以接替繼續(xù)傳輸，從而保障傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。同時，多節(jié)點接力還可以實現(xiàn)就近推流和邊緣分發(fā)，將媒體資源盡可能地推送到離用戶較近的節(jié)點，從而減少傳輸時延。

2??多路徑可靠閃傳：基于SRT bonding技術(shù)，將多種物理傳輸方式聚合使用，形成多條傳輸路徑，并根據(jù)實時的網(wǎng)絡(luò)狀況動態(tài)選擇最優(yōu)路徑進行傳輸。當某條路徑出現(xiàn)傳輸問題時，可以快速切換到其他可用路徑，從而保障傳輸?shù)目煽啃?。同時，多路徑傳輸可以充分利用多個網(wǎng)絡(luò)資源，提高傳輸效率和質(zhì)量。

3??雙向推流：支持流媒體同時發(fā)送和接收，在傳輸過程中同時處理推流和拉流兩個方向的數(shù)據(jù)。在雙向推流中，對帶寬進行調(diào)度，以保證推流和拉流的順暢進行。通過雙向推流減少傳輸時延，提高傳輸?shù)膶崟r性和用戶體驗。 

4??多協(xié)議適配：統(tǒng)一多媒體實時傳輸與分發(fā)可以支持各種主流媒體協(xié)議，如RTMP、HLS、SRT等，并能夠根據(jù)用戶終端的特性進行多協(xié)議適配。例如，對于大屏幕終端，可以使用高清視頻傳輸協(xié)議；對于小屏幕終端，可以使用低帶寬協(xié)議，從而保障在不同終端上的傳輸效果和用戶體驗。

圖5 多媒體實時傳輸分發(fā)網(wǎng)絡(luò)

總體而言，統(tǒng)一多媒體實時傳輸與分發(fā)通過多節(jié)點接力、多路徑可靠閃傳、雙向推流、多協(xié)議適配等技術(shù)實現(xiàn)了高效的多媒體實時傳輸，極大地提升了用戶的觀看體驗。

5、總結(jié)

本文介紹了改進的SHVC多層編碼和智能視頻傳輸技術(shù)兩種關(guān)鍵技術(shù)，以提高視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。通過這些技術(shù)的組合使用，有效地提高了帶寬和傳輸效率，并保證了高清視頻的質(zhì)量。未來，通過統(tǒng)一多媒體實時傳輸與分發(fā)技術(shù)的進一步優(yōu)化，可望進一步提高視聯(lián)網(wǎng)傳輸效率和質(zhì)量，使用戶體驗得到翻倍。