流媒体相关技术介绍

1、流媒体简介

流媒体(streaming media)是指将一连串的媒体数据压缩后,经过网络分段发送数据,在网上即时传输影音以供观赏的一种技术与过程,此技术使得数据包得以像流水一样发送;如果不使用此技术,就必须在使用前下载整个媒体文件,这对于实时性要求比较高的场景而言,显然是不现实的,所以流媒体技术为此孕育而生。

传统的视频监控、IPTV,以及这几年兴起的视频直播、网络授课都属于流媒体的范畴,从广义上来讲,视频通话,视频会议也属于流媒体。

2、视频监控

2.1、传统解决方案的现状和挑战

视频监控是流媒体技术传统的应用场景,在政府、企业以及现在逐渐流行的个人消费市场有着广泛的应用。特别是近几年来,国内各大城市逐步推进平安城市项目进程,在安防、交通等领域,视频监控市场规模愈发壮大。而且随着室内家居摄像头、车载记录仪的普及,视频监控可以说在人们的生活中无处不在。

传统的视频监控解决方案主要建立在基于 LAN 的网络、服务器、录像机和摄像机的基础之上。这些高度复杂的解决方案具有很高的施工和维护成本, 因为传统基础设施价格高昂,并且需要时间来规划、实施和维护。传统的视频监控解决方案也不好扩容维护,对于用户而言,也不友好,操作使用局限在局域网中,已经难以适合新时代的发展。

 2.2、发展趋势

由于一些互联网企业的入局,视频监控行业也在经历一系列的变局,譬如小米摄像头、360水滴摄像头的流行,也鞭策着传统的视频监控行业相关企业的变革(譬如海康威视推出的萤石云平台),虽然目前这些变革多数还局限于个人消费市场,但从长远来看,视频监控上云,是未来发展的大趋势。

基于云的视频监控解决方案由于其高质量、可靠性、安全性、便捷性以及较低的部署和维护成本而越来越受到人们的青睐。

预计未来视频监控,将像目前流行的网络直播一样方便,用户安装好摄像头后,接入网络即可视频上云。使用者在浏览器或APP即可查看所有摄像头的实时监控以及历史录像,通过APP或绑定的手机号码,可以实时接收摄像头发送的事件通知(譬如入侵事件)。

2.3、技术难点

由于历史原因,传统的视频监控行业技术栈多采用私有协议SDK、onvif/rtsp等协议栈。这些协议目前对浏览器而言都不友好,在以前IE浏览器还流行的时期,可以通过ocx插件的方式来对接这些协议,但是随着IE的没落以及目前流行的chrome、火狐浏览器对原生插件的愈加不友好,通过插件的方式来实现访问监控视频的方式将愈发困难。如果要在chrome、火狐浏览器上访问监控视频,目前有以下几种方案可行:

  • rtmp

目前主流的chrome和火狐浏览器都还支持flash插件,所以目前在浏览器上还可以通过rtmp方式来访问监控视频。但是由于随着html5的普及以及flash的停止更新,预计可预见的未来,rtmp技术将随着flash一起行将结束(谷歌宣布chrom浏览器2020年12月将不再支持flash player)。

  • http-flv

http-flv直播的方式是一种比较新颖的方式,该技术基于html5,可以通过无插件的方式实现视频直播,而且由于rtmp负载可以平滑的转换成http-flv协议,所以正在逐渐取代rtmp成为新的直播技术标准。前各大直播网站(譬如斗鱼直播,bilibili等)也陆续从rtmp切换成该技术。但是由于浏览器的限制,不能同时打开过多(chrome限制6个)的同域名下的直播窗口,所以该技术也不太适合多路同时打开(譬如9宫格视频)的视频监控领域。而且由于Adobe的不作为,flv容器格式停止了更新,对H265(视频监控应用广泛)的支持遥遥无期。

  • ws-flv

ws-flv直播技术基本与http-flv一致,无非是传输介质换成了websocket协议,除了解除了http-flv不能同时打开过多同域名下的直播窗口的限制,其他技术特性、参数基本与http-flv一致。目前看,ws-flv既适合视频监控(可以同时打开多路监控视频)也适合视频直播行业,是rtmp很高的升级替代方案。

  • webrtc

webrtc是谷歌主导的视频通话技术标准,目前各大主流浏览器都兼容该标准。通过该技术,用户可以在浏览器上实现无插件的视频通话,该技术也可以用于实现低延时的视频直播。目前业界也有很多基于webrtc的应用和产品,但是很多局限于视频聊天等低延时交互式场景,在视频监控领域,目前还尚未流行。而且该技术栈目前还在持续更新,技术难点太多,要与视频监控领域融合还需时日。

  • hls

hls协议(HTTP Live Streaming)是苹果公司主导的技术标准,主要用于音视频的编码和传输,实现PC端和手机端的无插件播放,该技术标准兼容性最佳。不仅桌面浏览器,包括手机浏览器甚至是手机QQ、手机微信都支持该直播协议。 但是该协议延时比较大,不太适合视频监控等对延时要求很敏感的行业。不过最近苹果公司新推出低延时hls直播标准,预计hls标准将抢占更大的市场份额。

hls包括一个m3u(8)的索引文件,TS媒体分片文件和key加密串文件。因为hls协议的小切片方式会生成大量的文件,hls推荐的切片时长为10s,必须下载到m3u(8)和至少3个ts切片文件时才会开始播放,这就导致了hls的延迟必然在30s以上。想要解决hls的延迟问题,得从hls的原理入手。hls需要3个ts切片文件才能播放的机制无法修改,但是可以从ts切片文件的时长入手,通过修改ts切片文件的时长,将之改为1s一个ts切片,这样hls延迟可以降到3~4s左右。

以上直播技术标准目前都不完全契合视频监控行业的需求,如果要达到比较好的用户体验,通常以上技术混合使用。

3、视频直播

3.1、视频直播的现状和挑战

视频直播是近几年才兴起的产业,特别是随着游戏直播、手机直播的流行,视频直播已经司空见惯,进入了每个人的视野。 随着阿里、腾讯等云平台的入局,OBS,SRS等优秀软件的开源,视频加速CDN技术的成熟,打赏、广告等商业模式的落地,目前视频直播产业链已经非常成熟,业界也诞生了斗鱼、虎牙、映客、花椒等知名直播平台。

目前而言,这些直播平台使用的技术栈基本都是rtmp,但是由于flash技术即将被淘汰,所以直播行业也将迎来一些变局以及挑战。 现在,基本上所有的直播平台,在web端,都已经或正在往http-flv方案转型。由于flv与rtmp同出一门(都是Adobe公司产品),负载格式一致,方案升级改造平滑可靠,http-flv替代rtmp具有天然的优势,相信将来http-flv能很好的挑起rtmp的大梁。

 3.2、发展趋势

从技术上来讲,直播行业将迎来一些变革。 一是rtmp技术随着flash的一起淘汰,web端rtmp播放器将成为历史。 二是随着webrtc的强势流行,直播技术栈可能与webrtc融合。 三是苹果主导的低延时hls的推出,可能最终有大一统之势。

不过近期来看,http-flv是rtmp的最佳替代方案,但是和rtmp一样,也有不支持H265的短板,而且移动端浏览器对此支持并不完善,所以该方案在将来有大概率会被其他方案替代。

3.3、技术难点

在桌面web端,之前直播技术由Adobe旗下的flash/rtmp技术主导,不过由于Adobe的不作为,以及谷歌苹果等公司的抵制,flash已经进入死亡倒计时。目前来看,http-flv已经接手rtmp的大旗,成为了新的事实上的桌面web端直播标准。但是http-flv由于其不支持H265的短板(Adobe官方可能永远也不会支持H265),其地位也并不稳固,现在也有公司正在尝试使用webrtc进行视频直播,但是由于该技术跨界太大,其技术栈又太庞杂,整个上下游产业链也并不完善,目前在直播界,还未看见大规模采用该直播技术的方案实施。

在手机APP端,由于播放技术自己可以主导,也由于历史沿革原因,目前一般沿用rtmp技术方案(需要指出的是微信小程序也支持rtmp播放器),用户体验比较好,延时一般3秒或以下。

在移动web端,可采用的直播方案更少,目前基本只能采用苹果公司主导的hls方案,但是由于hls的技术特性,延时非常大(一般5秒以上,最大可达10秒以上),其观看体验跟手机APP、桌面web端是严重割裂的。

posted @ 2020-11-25 16:06  让我们荡起双桨!  阅读(1229)  评论(0编辑  收藏  举报