媒体融合时代下电视直播技术的创新分析

郑建颖

（云南广播电视台，云南 昆明 650000）

0 引 言

当前，信息技术迅猛发展，5G通信、云平台以及人工智能等技术已大范围应用到电视直播领域，在推动新闻媒体行业变革的同时，也给传统行业带来了巨大的冲击。为了顺应时代的发展，更好地满足人们的多样性需求，传统电视直播技术亟需优化与创新，需尽快完成资源整合，实现多平台发展、多渠道传递的全新模式。

1 媒体融合时代下的电视直播技术创新路径

电视直播对流媒体技术的要求较高，需要音频、视频文件能够在网络上高效传输，并抵达用户的设备终端，完成内容的观看与收听。与传统模式相比，这种方式更快捷、更便利，无需将整个资源下载才能进行内容浏览，仅需要进行几秒钟的缓冲，即可完成压缩文件的在线播放，剩余的内容同样能够自动加载或手动下载，直至全部内容播放完毕。为了提高电视直播的效率与质量，需要全面了解其直播方式。

1.1 单向直播

单向直播将指定地点的声音与画面推流到CDN上，由观众通过拉流的形式进行在线观看。目前应用较广的游戏直播和直播卖货等都是以此为基础。这种直播类型能够以一对多的方式进行，并且没有过高的延时要求，通常只需维持在秒级别。其应用流程可分为如下步骤：

（1）输出端进行采集与转码工作，将视频和音频文件分别转为H.264与ACC格式；

（2）对产生的数据进行推流处理，并传送至媒体服务器；

（3）将转码后的文件传输至CDN，并分别生成M3U8、TS及FLV流；

（4）完成终端拉流，将上述步骤形成的格式文件转换为HLS和RTMP协议格式，使终端设备能有效接收此类信息数据，完成相应的播放工作。

进行单向直播时要确保流程环节的有序进行。例如，在进行音频、视频采集时，要通过摄像头与麦克风进行音频与图像信号的获取，并完成数字化处理；在进行转码时，要完成信号的压缩封装，降低数据的传输量，还要保证编码格式的兼容性，满足多样化的用户需求；推流与拉流分别指将采集内容传输至服务器和从服务器中抽取封装后的数据；在进行解码播放时，不仅要对流媒体数据加以解码和封装，还要完成渲染显示，提升直播效果[1]。

1.1.1 应用协议

推流与拉流过程使用的协议主要有RTMP协议和HLS协议。

（1）RTMP协议。RTMP协议即实时消息传输协议，该协议以TCP为实现基础，涉及到的视频格式必须为H.264编码形式，而音频文件则要采用ACC编码标准，并以FLV格式进行封装处理，从而完成完整的数据传送过程。由于RTMP的支持性良好，应用较为简捷，因此成为目前使用最频繁的传输协议。但RTMP协议也存在不支持浏览器、ADOBE模式已停止更新的问题，无法满足需要浏览器支持的直播服务。

（2）HLS协议。HLS协议即流媒体实时传输协议，其工作原理是将整个流进行拆分下载，之后由服务器端口完成小文件的排序播放，最终形成直播内容。HLS最大的特点是点播形式，由于每个文件的时长较短，客户端能够快速进行文件的码率转换，从而适应不同网速下的播放要求，高效完成分段推送。然而，这也导致HLS的延迟要求通常高于普通的直播协议，并且内容要求较为苛刻，需要传输内容必须为M3U8或TS文件，且视频文件必须为H.264编码格式，音频为ACC编码格式[2]。

1.1.2 应用方式

单向直播可应用于网络平台的内容发布，能够将电视播出的内容推流至相应的网络平台，使用户能够随时随地进行观看与浏览，比如体育赛事的转播即是以此类方式进行。

单向直播还可应用于远程新闻采访，新闻主持人会在信息采集设备上安装推流装置，将数据参数通过4G/5G网络进行上传与分享，由演播室通过拉流进行信息的解码工作，将其输出至SDI形成音频信号和视频信号，最后输入给相对应的调音台和视频切换台，由主持人进行连线采访。随着终端设备性能的提高与更新，该应用方式的应用范围越来越广，并逐渐取代了卫星与光缆传输，既节约了成本费用，又简化了操作流程，呈现效果更加优质。远程新闻采访采用一对一的连线模式，能够有效降低RTMP协议的延迟性产生的影响，但也会由于信息传送缺少画面与图像，使交流形式略显单一，影响观众与记者的互动体验。为了切实解决此类问题，提高互通体验性，需要进一步创新直播连麦技术。

1.2 直播连麦

直播连麦的形式经常可以在主播直播期间看到，表现为由主播与一位或多位观众进行实时互动，同时其余人员也能观看到互动过程。与单向直播相比，该方式下观众的参与度更强，能够有效推动移动直播的发展与应用。将直播连麦运用到电视采访中，不仅能提高直播的质量与效果，还能激发观众的参与热情，从而提高播放平台的经济收益。为了进一步优化直播连麦，需要深入了解其核心技术WebRTC[3]。

1.2.1 WebRTC技术

WebRTC是一种以浏览器为运行基础的通信技术，能够在不同终端设备间建立peer-to-peer的连接方式，实现视频与音频数据的交互，以此达到用户即使没有安装第三方软件也能够进行信息传递以及视频通话的目的。根据浏览器的性能与适应性不同，需要对WebRTC的使用条件进行分类。若浏览器间能够实现NAT穿越，则两个浏览器可直接完成数据信息的传输；如果浏览器之间无法进行NAT穿越，则要以TURN服务器为中转站，完成数据转发后，才能进行流媒体信息的交互。WebRTC具有以下3个特点：

（1）互动性强，远端的参与者可通过移动设备进行实时画面的呈现，能够与主持人完成在线交流与沟通，增强了用户的实际体验；

（2）灵活方便，场外观众可通过终端App或PC端浏览器进行信息的传递与分享，无需进行插件的安装，即可直接登录到直播间，省去了大量烦琐的安装和设置步骤，方便用户操作；

（3）延时低，该技术可通过降低视频清晰度的方式提升数据传输速度，从而为客户提供了更多观看选择，并且音频文件的转发不需要任何编码、解码转换，彻底清除了交互时产生的障碍，保证了沟通的连续性。

1.2.2 WebRTC的网络模型

WebRTC的网络模型包括MESH模型、SFU模型及MCU模型。

（1）MESH模型。MESH模型即无线网格网络，它能够与其他网络协同通信，是一个动态、可扩展的网络架构，保证任意两个设备都能完成无线互联。其工作原理为：建立客户端之间的连接，以P2P的传输方式完成信息数据的双向交互。若由于防火墙和安全协议等环境因素无法成功完成P2P连接，则可通过TURN SERVER进行数据的中转，确保Client的数据包得到透明化处理，并转发到其他的客户端[4]。

（2）SFU模型。SFU架构通过服务器进行WebRTC端口音频和视频的数据流转发，其核心特点是将自身包装成一个Peer Client，而其他的WebRTC客户端无法得知自身发送的数据会抵达TURN服务器还是以P2P的连接形式与真实的客户端相连，此流程环节可称为P2S。除了强大的包装功能，P2S还可以完成一对多的数据转发功能，即One-to-Many的能力，这种形式的拓扑结构实现了多人同时在线视频通话，每个客户端只需连接一个SFU服务器、上传一行数据，即可形成SVC模式以及Simulcast模式，并且适配于任何网络状况，不会由于防火墙程序或协议的不共通，影响连接模式的有效建立，从而大幅度减少多人连线时产生的宽带负荷。此外，由于SFU的数据传输流程不需要进行编码、解码，使得CPU的资源占用率极小，有效缓解了延迟效果，提高了信息交互的实时性。

（3）MCU模型。尽管SFU架构可以实现一对多的信息传送模式，降低上行宽带的压力，但下行宽带依然存在多路流的问题，随着连接人数的增多，对下行宽带压力的影响势必会提升，从而影响正常的功能使用，加重延迟效果。为了解决这一问题，需要对多路流进行整合，这种调整方式即为MCU架构。MCU服务器能够将Client的上行视频流加以合成，之后再转发给其他的客户端，以此减缓下行宽带的压力，但由于该过程需要对流媒体数据进行解码和编码，并且合流后需要再次转发，因此会带来一定的延迟效果，相较于SFU灵活性较低。

2 加强媒体融合时代下电视直播技术创新的有效方法

2.1 加强人才队伍建设

为了切实保障电视直播技术的有效应用，使创新方法更符合实际需求，需要尽可能提高人员的技术能力和思想意识，根据实际情况选择有效的方法，针对MESH、SFU、MCU架构模型的优点与不足之处做出合理分析与研究，保证应用方法的高质量与高效率。首先，各电视台要加强人员的素质教育培训，使其认识到直播技术创新的必要性和重要意义，端正自身态度，使信息材料的收集更快捷，并做好呈现效果的渲染，使用户获得更好的视听体验；其次，要进行专业技能的培训，带领技术人员了解最新的互联网知识，并确保相关人员熟练掌握通用技术，如大数据和后台编程等，从而完成部门间的有效沟通与交流，切实提升技术革新能力；再次，要创新运用柔性人才引进机制，引进、培养高层次人才，营造出有利于“引才、用才、育才、留才”的人才成长环境，提升主流媒体对人才的吸引力；最后，要制定完善的考核制度，对人员的实际工作能力进行准确检测，对于考核表现突出的人员，给予一定量的奖励，调动其工作积极性与工作热情，而对于测评表现不佳的人员，则要进行督促与警醒，帮助其尽快认识到自身的不足之处，进而制定具有针对性的改进措施，完成工作能力的提升。

2.2 深化互联网思维

2020年，中共中央办公厅和国务院办公厅印发了《关于加快推进媒体深度融合发展的意见》，指出要以先进技术引领驱动融合发展，加强新技术在新闻传播领域的前瞻性研究和应用。行业在进行电视直播技术创新时，要加大技术投入力度，将5G、大数据、云计算、区块链及人工智能等方面的先进技术融入新闻信息采集、传播、服务全过程，使优质内容和前沿技术成为推进媒体深度融合发展的“两翼”；要充分借鉴和参考成功的转型案例，取其精华、去其糟粕，完成相应流程的优化与改进，积极与有关高校、科研院所及互联网科技公司合作，补齐技术短板；同时要切实贯彻用户至上的服务理念，以满足用户需求为努力方向，提高融媒体的吸引力与关注度。

3 结 语

本文分析讨论了媒体融合时代下电视直播技术中的单向直播和直播连麦，研究其使用到的WebRTC技术、MESH模型、SFU模型、MCU模型、相关互联网协议以及具体的应用方式，并提出加强人才队伍建设、深化互联网思维以及优化管理机制等促进电视直播技术创新的有效方法，以期使电视新闻的时效性更强、制作成本更低，确保节目形式得到丰富与创新，使用户能够得到更好的观看体验。