基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，直播终端采集视频数据并输出流媒体数据，若干播放终端组成分级网络，播放终端不仅接收流媒体数据承担播放功能，同时向下级播放终端输出流媒体数据提供相应的服务功能，直播终端和播放终端共同组建形成弹性分布式流媒体服务架构，利用中心管理服务器调度各视频直播终端、播放终端的相互连接、消息传递，分担计算机、网络带宽资源压力，与传统集中流媒体架构相比，大大节省了带宽资源，即利用每个家庭闲置的上行带宽来实现视频发布、推流，极大的降低了直播成本。 1

Audio and video live broadcast system based on elastic distributed streaming media

The invention discloses an audio and video broadcast system based on elastic distributed streaming media. The live terminal collects video data and outputs streaming media data. A number of playback terminals form a hierarchical network. The playback terminal not only receives streaming media data to assume the playback function, but also provides the output of streaming media data to the lower level broadcasting terminal. The service function, the broadcast terminal and the playback terminal are formed together to form an elastic and distributed streaming media service architecture, and the central management server is used to dispatch the video broadcast terminals, the interconnections and the message transmission of the playback terminals, sharing the pressure of the bandwidth resources of the computer and network, compared with the centralized streaming media architecture. It saves bandwidth resources, that is, using the uplink bandwidth of each household to achieve video distribution and streaming, which greatly reduces the cost of live broadcast. One

【技术实现步骤摘要】
基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统
本专利技术属于音视频直播
，涉及一种音视频直播系统，具体是一种基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统。
技术介绍
互联网音视频直播特别是互联网在线教育，在通常情况下均是搭建自有或租用云服务器+cdn，通过云服务器构建集中直播流媒体服务器，如“跟谁学”、“云朵课堂”、“YY直播”等，主播端采集音视频推流到集中流媒体服务器发布，各客户端从集中流媒体服务器获取音视频流实现直播收看。如阿里云提供的集中直播服务。然而，集中流媒体服务器+CND方式实现音视频直播，由于流量增加以及视频内容分辨率提高后的成本增加，运营带宽成本随用户人数增长，成本过大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，利用现有家庭、单位等宽带的上行网络带宽按照多叉平衡树方式逐级推流以实现音视频直播功能，不需集中流媒体服务器，极大的降低了成本。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，包括直播终端以及与直播终端连接的若干播放终端，所述直播终端采集视频数据并输出流媒体数据，若干播放终端组成分级网络，所述播放终端不仅接收流媒体数据承担播放功能，同时向下级播放终端输出流媒体数据提供相应的服务功能；所述直播终端和播放终端均连接中心管理服务器，所述中心管理服务器对直播终端和播放终端进行注册登记管理、基于组服务的调度控制和离线数据存放，提供离线数据服务功能和控制调度。进一步地，所述直播终端包括直播端注册模块、连接管理模块、视频采集处理模块、视频编码封包模块以及视频推流模块；所述直播端注册模块，主动向中心管理服务器注册报到；所述直播端连接模块，通过中心管理服务器与播放终端完成连接，并与播放终端保持长连接；所述视频采集处理模块，采用视频采集卡将模拟摄像头输出的视频信号或者视频音频的混合信号输入，将模拟信号转变为数字信号；所述视频编码封包模块，采用视频压缩技术减少图像所要求的数据量，再将编码数据封包成适合流媒体传输协议的数据流；所述视频推流模块，根据封包成的RTP数据流，结合Qos算法将数据流推送到播放终端。进一步地，所述视频压缩技术利用空间冗余、频谱冗余和心理视觉冗余对视频图像进行帧内压缩，利用相邻图像帧之间的相似性而产生的时间冗余对视频图像进行帧间压缩。进一步地，所述播放终端包括播放端注册模块、播放端连接模块、流媒体接受模块、流媒体服务模块和分级推流模块；所述播放端注册模块，向中心管理服务器注册报到；所述播放端连接模块，一级播放终端从中心管理服务器获取提供流媒体服务的直播终端地址，并与之保持长连接；下级播放终端从中心管理服务器获取提供流媒体服务的上级播放终端地址，并与之保持长连接；所述流媒体接受模块，接收直播终端或上级播放终端的流媒体数据并解码，承担播放功能，接收推流并检查接收质量，当发现从上级播放终端接收出现故障时，需要从备用播放终端接收；所述流媒体服务模块，向下级播放终端提供流媒体数据服务；所述分级推流模块，播放终端接收到推流后，向其下级播放终端进行推流。进一步地，所述中心管理服务器包括注册管理模块、服务组管理模块、在线监控模块和数据存储模块；所述注册管理模块，接收直播终端和播放终端的注册登记信息，为每台直播终端和播放终端分配唯一地址，作为管理控制的识别凭据；所述服务组管理模块，标识一个提供流媒体服务的组，实现同组内各nat路由后的计算式互相穿透，以及为后期加入注册的播放终端提供组服务的功能；所述在线监控模块，实时掌握和调度每台直播终端或播放终端的服务状态和播放情况，定时采集每台直播终端和播放终端计算机设备的CPU、内存、网路状况，并根据网络故障、服务状态的相应情况对组内服务重新调度；所述数据存储模块，存储同组服务产生的流媒体数据和文本数据，并根据流媒体生产者授权对这些数据进行读、写权限。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的音视频直播系统，直播终端采集视频数据并输出流媒体数据，若干播放终端组成分级网络，播放终端不仅接收流媒体数据承担播放功能，同时向下级播放终端输出流媒体数据提供相应的服务功能，直播终端和播放终端共同组建形成弹性分布式流媒体服务架构，利用中心管理服务器调度各视频直播终端、播放终端的相互连接、消息传递，分担计算机、网络带宽资源压力，与传统集中流媒体架构相比，大大节省了带宽资源，即利用每个家庭闲置的上行带宽来实现视频发布、推流，极大的降低了直播成本。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。图1是本专利技术的系统示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供了一种基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，包括直播终端以及与直播终端连接的若干播放终端，直播终端采集视频数据并输出流媒体数据，若干播放终端组成分级网络，播放终端不仅接收流媒体数据承担播放功能，同时向下级播放终端输出流媒体数据提供相应的服务功能，直播终端和播放终端共同组建形成弹性分布式流媒体服务架构，分担计算机、网络带宽资源压力。直播终端和播放终端均连接中心管理服务器，中心管理服务器作为集群架构云管理服务器，对直播终端和播放终端进行注册登记管理、基于组服务的调度控制和离线数据存放，提供离线数据服务功能和控制调度。中心管理服务器利用云计算技术可以为我们提供集中调度控制分散在各千家万户的直播服务器。直播终端包括直播端注册模块、连接管理模块、视频采集处理模块、视频编码封包模块以及视频推流模块。注册模块，直播终端主动向中心管理服务器注册报到，从而让播放终端找到并获取直播终端提供的流媒体相关服务。直播端连接模块，通过中心管理服务器与播放终端完成连接，并与播放终端保持长连接，保证向播放终端提供稳定可靠的服务，当一方因为软硬件、网络等发生异常时将进入异常处理服务。视频采集处理模块，采用视频采集卡将模拟摄像头输出的视频信号或者视频音频的混合信号输入，将模拟信号转变为数字信号。视频编码封包模块，采用视频压缩技术减少图像所要求的数据量，节省传输带宽，节省存储空间，提高存取速度，再将编码数据封包成适合流媒体传输协议的数据流。视频压缩技术除了利用空间冗余、频谱冗余和心理视觉冗余对视频图像进行帧内压缩外，还利用相邻图像帧之间的相似性而产生的时间冗余对视频图像进行帧间压缩，进一步提高压缩效率。视频推流模块，根据封包成的RTP数据流，结合Qos算法将数据流推送到播放终端。播放终端包括播放端注册模块、播放端连接模块、流媒体接受模块、流媒体服务模块和分级推流模块。播放端注册模块，向中心管理服务器注册报到，从而让下级播放终端找到并获取其提供的流媒体相关服务播放端连接模块，一级播放终端从中心管理服务器获取提供流媒体服务的直播终端地址，并与之保持长连接；下级播放终端从中心管理服务器获取提供流媒体服务的上级播放终端地址，并与之保持长连接。流媒体接受模块，接收直播终端或上级播放终端的流媒体数据并解码，承担播放功能，接收推流并检查接收质量，当发现从上级播放终端接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，其特征在于：包括直播终端以及与直播

【技术特征摘要】
1.基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，其特征在于：包括直播终端以及与直播终端连接的若干播放终端，所述直播终端采集视频数据并输出流媒体数据，若干播放终端组成分级网络，所述播放终端不仅接收流媒体数据承担播放功能，同时向下级播放终端输出流媒体数据提供相应的服务功能；所述直播终端和播放终端均连接中心管理服务器，所述中心管理服务器对直播终端和播放终端进行注册登记管理、基于组服务的调度控制和离线数据存放，提供离线数据服务功能和控制调度。2.根据权利要求1所述的基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，其特征在于：所述直播终端包括直播端注册模块、连接管理模块、视频采集处理模块、视频编码封包模块以及视频推流模块；所述直播端注册模块，主动向中心管理服务器注册报到；所述直播端连接模块，通过中心管理服务器与播放终端完成连接，并与播放终端保持长连接；所述视频采集处理模块，采用视频采集卡将模拟摄像头输出的视频信号或者视频音频的混合信号输入，将模拟信号转变为数字信号；所述视频编码封包模块，采用视频压缩技术减少图像所要求的数据量，再将编码数据封包成适合流媒体传输协议的数据流；所述视频推流模块，根据封包成的RTP数据流，结合Qos算法将数据流推送到播放终端。3.根据权利要求2所述的基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，其特征在于：所述视频压缩技术利用空间冗余、频谱冗余和心理视觉冗余对视频图像进行帧内压缩，利用相邻图像帧之间的相似性而产生的时间冗余对视频图像进行帧间压缩。4.根据权利要求1所述的基于弹性分布式流媒体的音视频直播系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，
申请(专利权)人：安徽国通亿创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34