基于网络电视的视频通话方案设计

2010-04-17仪海波罗少锋张木森

电视技术 2010年8期

荣玮，仪海波，罗少锋，张木森

（康佳集团，广东深圳 518053）

1 引言

随着国内“三网融合”的日益推进，网络电视[1]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[2]，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[3]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。笔者将介绍利用网络传输和网络电视实现视频通话的技术方案。

2 硬件平台搭建

系统采用C/S结构，服务器端由会话发起协议（SIP）服务器、业务运营支撑系统（BOSS）服务器等组成；客户端由摄像头（含传声器）、视频编码、音频解码、数据传输、显示等功能模块组成。

2.1 系统结构

如图1所示，服务器端由SIP[4]代理和重定向（Proxy/Redirect）服务器、STUN/TURN NAT 穿越服务器[5]、注册（Register）和BOSS服务器等组成。其中，SIP和STUN/TURN NAT为使用到的关键技术。

视频通话代理和重定向服务器负责注册位置信息、状态通知、呼叫路由等基本视频通话业务功能。STUN/TURN服务器协助用户端之间建立媒体传输流。注册和运营支撑服务器负责用户注册等运营支撑系统。

2.2 客户端结构

网络电视客户端系统框图如图2所示。

视频通话后台随客户端系统启动，视频通话界面由主界面调用进入。视频通话后台进程包括：SIP服务器交互和服务器注册；与运营服务器交互；与电视系统的交互（网络信息获取、来电提醒通知）；与界面的交互（发送来电提醒、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。

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[6]，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VoIP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）。

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。