三网融合下传输教育视频资源的质量分析



三网融合下传输教育视频资源的质量分析

郭 孝 存,王 文 忠

(包头师范学院 信息科学与技术学院,内蒙古 包头 014030)

摘要：从视频画面尺寸、视频格式和视频比特率等方面进行分析实验，确定各个因素的配置，保证三网融合下教育视频资源传输的质量。

关键词：三网融合；信息传输；视频比特率；视频质量

1引言

为了实现教育信息化，十几年前，很多学校等教育机构投资建设了闭路电视系统、校园广播系统和校园计算机网络系统，目的是促进教育资源的传播。目前随着技术的成熟，电视系统、广播通讯系统和计算机网络系统开始融合，即三网融合。随着智能手机的普及，视频资源在无线网上的传输应用得到普及。除了电视系统中的传播方式外，视频资源的传播方式增多，使得视频资源在计算机网络和无线手机通讯网中得以传送。但是视频文件存储空间较大，在网络中传播受到网络带宽的制约，于是对视频资源文件先进行压缩，然后再投放于网络中传输，这样一来，视频质量损失较大。

但是在我国教育领域中，为提高教学质量，教学资源的建设越来越受到重视，其中教学视频的制作与传输在教育领域应用越来越广泛，从原来的整堂课程的教学录像到现在的微课视频，从原来的视频电子制作系统到现在的智能录播系统，从精品课程建设到讲课大赛等都需要教学视频资源。各种教学活动所产生的视频资源越来越多，要想在三网融合环境下使这些视频资源得以传播并保证其质量，需要对这些视频资源的摄制、存储格式等进行研究，以便保证视频资源在三网融合下传输的质量。本研究选取一堂课实录视频的摄制与处理为例进行探讨。

2视频的拍摄与采集阶段质量保证措施

2.1　拍摄设备的选取

众所周知，视频的前期拍摄质量，在很大成程度上决定了视频节目的质量，如果前期拍摄的视频质量不高，那么后期是无法提高其质量的，所以摄像机的选择与使用非常重要。目前很多教师去“录播教室”或“微格教室”里进行拍摄课堂实录。“录播教室”或“微格教室”里使用的往往是监控视频摄像机，这种摄像机所拍摄的视频质量不高，而且实时存储时对视频进行压缩编码，视频质量有所损失，严重影响到了视频质量。除了紧急需要外不建议使用此法进行录制。

课堂实录应请专业视频摄像师拍摄录制，因为课堂拍摄对象活动的剧烈程度较少，活动范围不大，因此所选用的摄像机至少应达到摄像领域准专业级水平，以保证所拍摄视频的质量。本次拍摄使用的摄像机为SONY DSR-250P 3CCD数码专业摄像机。

2.2　注意视频画面宽高比的确定

拍摄时要注意根据拍摄需要来选择画面的宽高比，标清视频的画面宽高比有4:3和16:9格式。如果拍摄时没有注意画面的宽高比，那么后期根据需要制作视频时就可能调整宽高比，有可能导致画面构成元素变形，影响画面质量。在本次拍摄过程中，对摄像机的调整为PAL制式，DVCOM记录模式，画面比例为4:3。

2.3　注意视频制式的选择

以磁带为记录介质的摄像机，还需进行采集才能形成视频文件，以便后期加工处理。采集时要注意电视制式的选择，我国彩色电视制式为PAL制式，帧率25fps，压缩格式可以选择高质量的AVI格式，如果质量要求不高，可以选择MPEG格式。本次实例中采集为AVI格式文件，5分钟视频占1GB的存储空间。

3视频后期制作应注意的问题

3.1　建立视频处理工程文件

视频后期制作需要借助影视编辑软件进行，首先应建立视频处理的项目工程文件，在建立工程文件时应注意电视制式和电视画面宽高比的选择。

前期拍摄的画面宽高比是4:3，则后期处理是建立4:3格式、帧率为25fps的视频处理工程文件。前期拍摄的是16:9的格式，可以选择建立标清电视宽高比为16:9的视频处理工程文件，也可以建立高清电视的1920×1080、1440×1080，1820×720的画幅、帧率为25fps的视频处理工程文件。音频采样频率选用48KHz。这样可以保证视频画面宽高不变形，音频达到高保真的音频质量。

实例使用的软件是CONPUS EDIUS，建立的视频项目工程文件预设为：标清系列工程，帧尺寸：720×576；帧速率为：25fps；像素长宽比为：1.0667。音频速率为：48000Hz，音频采样大小为16位。

3.2　视频的输出设置

对视频加工处理完毕后，输出视频文件时，应注意输出视频格式的选择。为了保证视频质量，一般输出为AVI格式。

3.3　视频格式处理

高质量的AVI格式视频文件占用的存储空间较大，不利于视频传输。为了便于使视频在三网融合环境下能有效传输，需要将视频转换为便于在网络环境和移动设备上传输的流媒体格式。

对视频格式处理时，可以通过对视频比特率(Kbps)、画面尺寸(宽高比)进行设置。视频文件的大小与视频的比特率和画面尺寸有关。

一般教育视频资源一堂课程的时长为50分钟，为了便于在网络中传输，视频文件大小要求一般在200MB以内。本例课堂实录时间长度为50分钟，画面尺寸为720×576的标清视频，在设置成各流媒体格式的视频文件时，文件大小不超过200MB，对常见的流媒体格式的视频比特率和画面尺寸等参数的调整分别做了实验。各格式参数调整情况如下。

设置为MP4流媒体编码格式，调整视频比特率为428kbps，画面尺寸设置为320×240，输出视频文件大小为200MB。降低视频比特率，画面尺寸为720×576，则输出的MP4文件大小最小为405MB；画面尺寸640×480，则输出的MP4文件大小最小为311 MB；画面尺寸480×360，则输出的MP4文件大小，最小为227MB。如果视频比特率设置过低，视频质量将严重下降，影响视觉效果。

设置为F4V流媒体编码格式，调整视频比特率为421kbps，画面尺寸设置为640×480，输出视频文件大小为200MB。画面尺寸为720×576，则输出的F4V文件大小，最小为220MB。

设置为WMV流媒体编码格式，调整视频比特率为449kbps，画面尺寸设置为720×576，输出视频文件大小为200MB。

设置为RMVB/RM流媒体编码格式，调整视频比特率为445kbps，画面尺寸设置为720×576，输出视频文件大小为191MB。画面尺寸不变的情况下，视频比特率设为448kbps，则输出的视频文件大小为220MB，文件已大于200MB。

将视频处理成各种流媒体格式过程中，耗时不同，WMV用时最长，其次是RMVB，然后是MP4和F4V。

处理好的流媒体格式视频文件，存放到视频服务器中，借助网络通过专门的流媒体传输协议RTP(Real-Time Transport Protocol)、实时传输控制协议RTCP(Real-Time Transport Control Protocol)和实时流协议RTSP(Real-Time Streaming Protocol)[1]来传播视频。

4小结

教育视频资源的传输应用领域会出现不同的需求，应根据视频资源应用的要求，对视频进行设置和处理，既要保证视频符合传输要求，又要保证视频质量，这就需要从视频的前期拍摄、后期处理和视频文件格式的设置等方面进行质量把控，否则视频质量很容易下降，影响视觉效果。

〔参考文献〕

[1]马磊.移动流媒体及视频服务[D].成都：电子科技大学，2006，6：56-59.

The Quality Analysis of the Transmission of Education Video Resources In Triple Play

GUO Xiao-cun, WANG Wen-zhong

(Faculty of Information Science and Technology, Baotou Teachers College,Baotou 014030)

Abstract:From the video screen size, and video bit rate video format analysis experiment, determine the configuration of the various factors, guarantee the education under the triple play video transmission quality of resources.

Key words:Triple Play; Information Transmission; Videofrequenz Bit; Video Quality

中图分类号：G431

文献标识码：A

文章编号：1004-1869(2015)02-0067-02

作者简介：郭孝存(1977-)，山东省成武县人，副教授，研究方向：信息技术,教育电视应用。

基金项目:包头师范学院青年科研课题(BSYKJ2011-39，BSYKJ2012-31)

收稿日期：2014-11-17