CN107888953A - 一种新型直播系统的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型直播系统的实现方法，将编码棒连接到手机；设备驱动通过USB读取来外接HDMI，将编码好的H264视频编码格式的音视频流分别送至手机视频解码模块和手机音频解码模块；打开手机摄像头，选择手机麦克风或蓝牙耳机麦克风，来丰富直播应用场景；用户在界面上进行各种导播编辑操作，通过导播样式编辑器，生成图层，送至图层处理模块；则将输出的I420单帧画面送至图像后处理模块；以上最终输出的I420格式数据，送至图像预览模块；音频处理模块进行处理；PCM音频数据流进行编码；进入封装模块；进入推流模块。本发明有益效果为：具备便携性，易于安装使用，具有功能及可扩展性；能实时预览直播画面；具有推广价值。

Description

一种新型直播系统的实现方法
技术领域
本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种结合手机和编码棒的新型直播系统的实现方法.
背景技术
国内“网络直播”大致分两类，一是在网上提供电视信号的观看，例如，各类体育比赛和文艺活动的直播，这类直播原理是将电视(模拟)信号通过采集，转换为数字信号输入电脑，实时上传网站供人观看，相当于“网络电视”；另一类则是真正意义上的“网络直播”：在现场架设独立的信号采集设备(音频+视频)导入导播端(导播设备或平台)，再通过网络上传至服务器，发布至网址供人观看。这类网络直播较前者的最大区别就在于直播的自主性：独立可控的音视频采集，完全不同于转播电视信号的单一(况且观看效果不如电视观看的流畅)收看.
对于企业来讲，网络直播吸取和延续了互联网的优势，利用视讯方式进行网上现场直播，可将产品展示、相关会议、背景介绍、方案测评、网上调查、对话访谈、在线培训等内容现场发布到互联网上，利用互联网的直观、快速，表现形式好、内容丰富、交互性强、地域不受限制、受众可划分等特点，加强活动现场的推广效果。
如今，直播是互联网最热点之一。除了秀场，游戏电竞等直播外，户外或者移动性很强的直播需求越来越多.比如，商业活动直播、民间赛事直播、无人机直播、运动相机直播等。
为实现上述这些直播需求，现在主流方案多是采用专业编码器，比如(WIFI推流编码器或者4G推流编码器)，但是这些方案普片存在价格昂贵、配置较复杂、设备不易携带等问题，从而使得整个业务门槛较高，很难普及推广。
此外，很多直播已不再满足于现场实时直播画面.为进行高质量的直播内容传递、LOGO定制、实时字幕、各种场景(如比分板)等已成为当前迫切的需求。例如，播一场民间篮球赛，没有队名，比分板，这样的直播效果必然是大打折扣。而以往要实现这些功能需要价格昂贵的专业导播台，现在有很多人使用PC端的OBS等软件来实现；但是，对于一些户外移动性很强的直播需求，携带PC本身就很麻烦，且OBS软件有很多专业的配置操作，不容易使用。
现有与本案同类技术存在着较大缺陷，例如，采用WIFI编码器+4G路由、2K以上，重量700克左右，两个设备，要提前配好网络，出现问题时，不易调试；编码器和手机通过WIFI连接，容易受到干扰，画面质量不稳定，而且有局限性，若用户要做1080P的直播，甚至更高分辨率，帧率的直播，WIFI的方式基本被出局；同时，只能推流，有少量字幕功能，但是实时操作很难，升级硬件麻烦，扩展功能也没有什么空间.
再如，4G推流，3K以上、1KG以上，产品体积较大，若小体积则价格就越贵，走有线网络，只能推流，有少量字幕功能，但是实时操作很难，升级硬件麻烦，扩展功能也没有什么空间。
因此，针对以上方面，需要对现有技术进行有效创新。
发明内容
针对以上缺陷，本发明提供一种易于实现、应用简单、携带方便、功能较强、极具性价比、有利于推广的新型直播系统的实现方法，以解决现有技术的诸多不足。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型直播系统的实现方法，由以下步骤组成：
(1)设置缺省使用的视频编码格式为H264，音频编码格式为AAC，视频文件格式为MP4，缺省视频分辨率为720P；用户将启动APP，设置推流地址后，程序进入直播控制台；
(2)将编码棒连接到手机，设备识别成功后，将外接HDMI信号接入，若不使用外接音视频源或用手机摄像头直播，此步骤可省略；
(3)设备驱动通过USB读取来外接HDMI，将编码好的H264视频编码格式的音视频流分别送至手机视频解码模块和手机音频解码模块；其中的手机视频解码模块负责将编码后的视频流解码输出YUV格式数据，支持H264、H263、MPEG4、VP8、VP9主流编码格式，根据不同手机的特性选择硬件解码或软件解码；其中的手机音频解码模块负责将编码后的音频流解码输出PCM格式数据，支持ALAW、ULAW、AAC LC各种主流音频编码格式，根据不同手机的特性选择硬件解码或软件解码；
(4)用户选择手机上的视频文件，作为一路输入信号；
(5)用户打开手机摄像头，选择手机麦克风或蓝牙耳机麦克风，来丰富直播应用场景，YUV格式数据直接送到图层处理模块，PCM格式数据送至音频处理模块；其中的音频处理模块对输入的各路PCM音频混音、重采样、单双通道变换、音量控制以及静音控制操作；
(6)用户在界面上进行各种导播编辑操作，包括加字幕、加LOGO、修改比分，通过导播样式编辑器，生成若干张I420格式的图层，送至图层处理模块；其中的图层处理作为系统核心模块，将各路视频源和导播图层进行任意位置布局，层叠、缩放、隐显操作；
(7)图层处理模块进行图层处理：在进行图像处理前，首先对来自各个通道的图层进行统一的格式转换，全部变成I420格式，随后进行图层操作，在一个背景底图上，将各路信号源按照用户的操作意愿，切换不同信号源、多路信号按照预设的场景、对话模式左右分屏、教学模式大小窗进行指定位置的布局和缩放，之后将导播样式编辑的各个图层依次叠加在画面之上，形成最终的画面，并输出I420格式数据；
(8)若用户选择美颜功能，则将输出的I420单帧画面送至图像后处理模块，进行包括美白特效操作；
(9)以上最终输出的I420格式数据，送至图像预览模块，该模块负责将处理后的画面在手机屏幕上显示，同时数据送至视频编码模块；其中的视频编码模块将最终生成图像进行视频编码，支持H264、H263、MPEG4、VP8、VP9主流编码格式，根据不同手机的特性选择硬件编码或软件编码；
(10)音频处理模块进行处理，将各路音频进行重采样以及单双通道变换，保持输出为48K采样、16bit单通道PCM数据，随后根据用户操作进行多路音频的混合并输出；
(11)再对步骤(10)的PCM音频数据流进行编码；
(12)进入封装模块，将输入的编码好的音频流和视频流进行同步，并按照网络传输格式进行封装，送至推流模块；
(13)最后，进入推流模块，按照主流的RTMP推流将最终处理好的画面和声音送至云直播平台，用户在手机、平板、PC等终端实时观看.
手机摄像头操作可直接打开手机摄像头，作为一路视频信号，输出YUV格式。
设备驱动由设备驱动模块实现，从USB读取编码后的音视频流，同时可向编码棒写入配置参数，该某块采用标准的usb驱动传输数据.
所述图像后处理模块将图层处理完毕后输出的一张I420图像，进行美颜，如锐化、去噪点处理图像预览RENDER，在屏幕上显示处理完成，最终将输出的画面.
本发明所述的新型直播系统的实现方法的有益效果为：
(1)该方案具备便携性，基本等同于一部手机尺寸；
(2)易于安装使用，通过连接线，然后操作手机APP，简洁方便；
(3)稳定性较佳，视频源和手机APP通过USB连接；
(4)具有功能及可扩展性；
(5)能够实时预览直播画面，实时字幕，实时比分板，多路视频处理(外接视频、手机摄像头、本地视频文件、网络视频流)，多路音频混合(外接音频、手机MIC、蓝牙MIC、本地音频)，通过升级APP，还有利于实现不断扩展的新功能；
(6)在如今移动互联网时代，一切能通过手机解决的事，必然是首选的解决方案，本发明极具性价比的解决方案，在整个直播行业中具有重大的推广价值。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明.
图1是本发明实施例所述新型直播系统的实现方法的流程图；
图2是本发明实施例所述新型直播系统的组成原理示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明实施例所述的新型直播系统，在实施中的手机APP：负责禾苗编码棒获取编码后的视频数据，随后由APP来进行处理，解码、视频图层叠加、编码、推流等；
手机APP核心架构及主要模块包括以下：
设备驱动模块：负责从USB读取编码后的音视频流，同时可向编码棒写入配置参数(如分辨率/码率/帧率等)，该某块采用标准的usb驱动传输数据；
视频解码模块：负责将编码后的视频流解码，输出YUV格式；支持H264、H263、MPEG4、VP8、VP9等主流编码格式，可根据不同手机的特性选择硬件解码或软件解码；
音频解码模块：负责将编码后的音频流解码，输出PCM格式，支持ALAW、ULAW、AACLC等各种主流音频编码格式；可根据不同手机的特性选择硬件解码或软件解码；
手机摄像头操作模块：可直接打开手机摄像头，作为一路视频信号，输出YUV格式；
本地视频处理模块：可直接打开本地视频文件，作为一路视频信号；该模块将指定的文件中的音频流和视频流分别提取出来，随后送至音频解码和视频解码模块。
手机MIC和蓝牙MIC处理模块：两者均作为音频输入源，该模块负责此类音频设备的管理，并完成音频信号的采集(PCM数据)，并送至音频处理模块.
导播样式编辑器：通过用户在UI的各种操作：比如，添加/删除LOGO/图片、文字、标题版、比分板等，包括界面实时更新比分、时间等，通过将这些素材实时生成BMP图片，然后逐个转换成I420格式的图层.
图层处理：系统核心模块，将各路视频源和导播图层进行任意位置布局，层叠、缩放、隐显等操作。
图像后处理：将图层处理完毕后输出的一张I420图像，进行美颜，如锐化、去噪点等处理图像预览RENDER：在屏幕上显示处理完成，最终将输出的画面。
音频处理：对输入的各路PCM音频混音、重采样、单双通道变换、音量控制，静音控制等操作。
视频编码：将最终生成YUV图像进行视频编码，支持H264、H263、MPEG4、VP8、VP9等主流编码格式，可根据不同手机的特性选择硬件编码或软件编码。
音频编码：将最终处理后的PCM音频流进行编码，支持ALAW、ULAW、AAC LC等各种主流音频编码格式，可根据不同手机的特性选择软件编码或软件编码。
封装/本地存储：将最终编码好的音频流和视频流进行同步，并封装成网络流(网络传输)和媒体文件格式(本地存储)；
推流：可基于RTMP或其他各种实时音视频通信协议如SIP推流。
本发明实施例所述的新型直播系统的实现方法，由以下步骤组成：
(1)设置缺省使用的视频编码格式为H264，音频编码格式为AAC，视频文件格式为MP4，缺省视频分辨率为720P；用户将启动APP，设置推流地址后，程序进入直播控制台；
(2)将编码棒连接到手机，设备识别成功后，将外接HDMI信号接入，若不使用外接音视频源(如用手机摄像头直播)，此步骤可省略；
(3)设备驱动通过USB读取来外接HDMI，将编码好的音视频流(如H264格式等)分别送至视频解码模块和音频解码模块；
(4)用户也可选择手机上的视频文件(如MP4、MOV等格式)，作为一路输入信号；
(5)用户也可以打开手机摄像头(前后置均可)，选择手机麦克风或蓝牙耳机麦克风，来丰富直播应用场景，手机摄像头的YUV数据直接送到图层处理模块，来自MIC的音频PCM数据，送至音频处理模块；
(6)用户可在界面上进行各种导播编辑操作，如加字幕、加LOGO、修改比分等，通过导播样式编辑器，生成若干张I420格式的图层，送至图层处理模块；
(7)进行图层处理模块：在进行图像处理前，首先对来自各个通道的图层进行统一的格式转换，全部变成I420格式，随后进行图层操作，在一个背景底图上，将各路信号源按照用户的操作意愿，如切换不同信号源、多路信号按照预设的场景、对话模式左右分屏、教学模式大小窗等进行指定位置的布局和缩放，之后将导播样式编辑的各个图层依次叠加在画面之上，形成最终的画面，并输出I420格式；
(8)若用户选择美颜功能，则将输出的I420单帧画面送至图像后处理模块，进行如美白等特效操作；
(9)最终输出的I420数据，送至图像预览模块，该模块负责将处理后的画面在手机屏幕上显示，同时数据送至视频编码模块；
(10)音频处理模块，将各路输入音频进行重采样以及单双通道变换，保持输出为48K采样，16bit单通道PCM数据，随后根据用户操作(如调节任一路音频音量大小或将任一路音频静音)进行多路音频的混合并输出(保持48K、S16、PCM)格式；
(11)音频模块负责将输入的PCM音频流进行编码；
(12)封装模块，负责将输入的编码好的音频流和视频流进行同步，并按照网络传输格式进行封装，并送至推流模块(用户可选录像，则按照预设的文件格式比如MP4等进行存储)；
(13)推流模块，按照主流的RTMP推流(或其他协议，如SIP)将最终处理好的画面和声音送至云直播平台，用户在手机、平板、PC等终端实时观看。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本案技术，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，本领域的技术人员根据本案的揭示，对于本案做出的改进和修改都应该在本案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型直播系统的实现方法，其特征在于，由以下步骤组成：
(1)设置缺省使用的视频编码格式为H264，音频编码格式为AAC，视频文件格式为MP4，缺省视频分辨率为720P；用户将启动APP，设置推流地址后，程序进入直播控制台；
(2)将编码棒连接到手机，设备识别成功后，将外接HDMI信号接入，若不使用外接音视频源或用手机摄像头直播，此步骤可省略；
(3)设备驱动通过USB读取来外接HDMI，将编码好的H264视频编码格式的音视频流分别送至手机视频解码模块和手机音频解码模块；其中的手机视频解码模块负责将编码后的视频流解码输出YUV格式数据，支持H264、H263、MPEG4、VP8、VP9主流编码格式，根据不同手机的特性选择硬件解码或软件解码；其中的手机音频解码模块负责将编码后的音频流解码输出PCM格式数据，支持ALAW、ULAW、AAC LC各种主流音频编码格式，根据不同手机的特性选择硬件解码或软件解码；
(4)用户选择手机上的视频文件，作为一路输入信号；
(5)用户打开手机摄像头，选择手机麦克风或蓝牙耳机麦克风，来丰富直播应用场景，YUV格式数据直接送到图层处理模块，PCM格式数据送至音频处理模块；其中的音频处理模块对输入的各路PCM音频混音、重采样、单双通道变换、音量控制以及静音控制操作；
(6)用户在界面上进行各种导播编辑操作，包括加字幕、加LOGO、修改比分，通过导播样式编辑器，生成若干张I420格式的图层，送至图层处理模块；其中的图层处理作为系统核心模块，将各路视频源和导播图层进行任意位置布局，层叠、缩放、隐显操作；
(7)图层处理模块进行图层处理：在进行图像处理前，首先对来自各个通道的图层进行统一的格式转换，全部变成I420格式，随后进行图层操作，在一个背景底图上，将各路信号源按照用户的操作意愿，切换不同信号源、多路信号按照预设的场景、对话模式左右分屏、教学模式大小窗进行指定位置的布局和缩放，之后将导播样式编辑的各个图层依次叠加在画面之上，形成最终的画面，并输出I420格式数据；
(8)若用户选择美颜功能，则将输出的I420单帧画面送至图像后处理模块，进行包括美白特效操作；
(9)以上最终输出的I420格式数据，送至图像预览模块，该模块负责将处理后的画面在手机屏幕上显示，同时数据送至视频编码模块；其中的视频编码模块将最终生成图像进行视频编码，支持H264、H263、MPEG4、VP8、VP9主流编码格式，根据不同手机的特性选择硬件编码或软件编码；
(10)音频处理模块进行处理，将各路音频进行重采样以及单双通道变换，保持输出为48K采样、16bit单通道PCM数据，随后根据用户操作进行多路音频的混合并输出；
(11)再对步骤(10)的PCM音频数据流进行编码；
(12)进入封装模块，将输入的编码好的音频流和视频流进行同步，并按照网络传输格式进行封装，送至推流模块；
(13)最后，进入推流模块，按照主流的RTMP推流将最终处理好的画面和声音送至云直播平台，用户在手机、平板、PC等终端实时观看。
2.根据权利要求1所述的新型直播系统的实现方法，其特征在于：手机摄像头操作可直接打开手机摄像头，作为一路视频信号，输出YUV格式。
3.根据权利要求1所述的新型直播系统的实现方法，其特征在于：设备驱动由设备驱动模块实现，从USB读取编码后的音视频流，同时可向编码棒写入配置参数，该某块采用标准的usb驱动传输数据。
4.根据权利要求1所述的新型直播系统的实现方法，其特征在于：所述图像后处理模块将图层处理完毕后输出的一张I420图像，进行美颜，如锐化、去噪点处理图像预览RENDER，在屏幕上显示处理完成，最终将输出的画面。
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