基于流媒体实现视频缩放播放

摘 要 本文介绍了在播放流媒体视频时，通过动态自动适配标清、高清等不同码率，按照用户选择特定区域，达到按照用户期望播放的需求、效果。

【关键词】流媒体 标清 HLS 点播

1 引言

流媒体视频相对于传统视频文件，由于支持边下边播等，对消费者而言，可以尽早播放视频文件；对于媒体供应商，可以将视频文件方便地与CA、DRM等结合，实现版权保护。

随着互联网进一步发展，终端用户在线观看视频成为常态，人们对视频播放的诉求不断精细化，如在播放过程中根据网络带宽情况播放不同码率和分辨率视频。当前媒体播放效果主要是按流媒体规格自动播放，对于个别用户定制体验需求，如缩放播放部分区域以达到重点关注部分场景的需求，目前尚不支持，本文主要针对该类特定场景方案描述。

2 系统架构

流媒体视频播放系统从大的方面包括媒体服务器、媒体编码器、CA服务器、媒体内容分发系统、用户鉴权服务器、终端用户等主要组成部分，整体组成示意图如图1所示。

媒体服务器主要负责视频媒体实体文件存放，并提供相应服务，以便编码器推流、终端用户获取流等服务。

媒体编码器是一种功能部件，完成原始文件编码、加密，形成流媒体格式文件，以便播放，常见编码器如哈雷编码器，一般由专用一体化软硬件组成，对性能要求较高。

CA服务器主要管理媒体数据加解密License，在播放加密媒体流时，终端获取License，对媒体数据进行解密，并播放。

内容分发服务器主要用于做媒体请求消息分发、缓存、调度，提高媒体播放整体性能。

用户鉴权系统用于对接入并请求媒体终端用户进行鉴权，获取用户订购信息，并为用户提供相应权限控制，如VIP用户、普通用户、访客等。不同用户具备不同操作权限。

终端用户为最终期望播放媒体的用户，如手机用户，此处将用户已经手机中对应软件作为整体，不做细分介绍。

3 主要原理

3.1 文件格式介绍

从上述文件可以看出，在一级播放列表中定义的该视频流支持4种码率，分别时200000bps、311111bps、484444bps以及737777bps，在实际播放过程中，终端可以根据需要选择任意一种码率播放。不同码率播放效果有所不同。

3.2 播放实现

以播放HLS为例，在播放过程中，用户通过播放页面选择放大，主要流程如图2所示。

第一步：用户在播放中在特定区域选择放大。

第二步：在用户选择放大时，获取用户选择放大的位置、放大倍数。

第三步：根据用户选择放大倍数，计算当前播放view尺寸在放大后所能播放画面帧占实际帧大小比例。

第四步：在解码后，获取待播放画面帧，然后根据实际需要播放的比例、区间，获取实际渲染的帧区域。

第五步：将实际需要渲染的帧，按比例在当前view尺寸空间进行渲染，从而达到在当前尺寸view区间渲染显示部分放大媒体数据。

第六步：均按照该处理方式处理所有帧数据，实现流媒体文件放大播放效果。

以上主要介绍HLS模式下视频缩放播放主要实现方式，对于Dash等流媒体缩放播放，其主要原理相通，不再赘述。

4 视频缩放播放效果

上述原理基于HLS的点播介绍用户放大播放流媒体实现过程，在实际使用过程中，在使用场景、提高体验效果等方面需要在其他方面进行配合。

对于终端用户而言，在使用种不但会进行放大，也会进行缩小，在缩小过程中，其处理方式与放大相反，即获取的可播放区域范围按比例放大，进而计算出可播放范围，后续在解码后渲染时获取相应尺寸帧数据进行渲染，从而实现缩小播放功能。

对于用户而言，在满足缩放、滑动前提下，同时不希望观看效果下降，特别是画质效果。为此，在用户放大时，播放器根据用户选择，自动适配到高分辨率码率流，如从780P切换到1080P、2K、4K等码率播放，对于用户体验，相同view尺寸区间，像素基本差别不大，确保缩放不降低播放画面质量。

5 结论

视频播放是4G/5G时代重要需求，不仅在终端用户领域有较大需求，在视频监控等视频相关领域均有举足轻重地位。随着使用不断扩大，人們对视频的需求也在不断增加，视频缩放播放功能将会使人们对视频的理解、应用带入一个新的时代。

参考文献

[1]《HTTP Live Streaming draft-pantos-http-live-streaming-12》.

作者简介

杜庆峰（1977-），男，工程师，专业为控制理论与控制工程。

作者单位

南京宁矩智能科技有限公司 江苏省南京市 211100endprint