[00844914]面向多种终端的大型网络视频系统关键技术及应用

北京大学计算机科学技术研究所和北大方正集团有限公司为适应面向多种终端的、大型网络环境下视频应用的需要，对网络视频采集、生产、管理、检索、发布和运营的全流程关键技术进行研究，并把这些研究成果应用于IPTV、网站视频、移动视频和户外视频。采用国际领先的技术和系统结构，由鉴定申请单位独立开发出了一套多终端、网络化、数字化的大型网络视频应用全套系统（以下简称为"AVPS" ）。AVPS主要应用于各类网络视频/移动视频/户外传播相关的单位。它提供网络视频的采集、编码优化、存储、基于视频内容的检索、结合流媒体特征的快速编辑、多站点的快速视频发布、远程站点维护等功能。它的主要应用方向包括：网站视频点播、直播、轮播，视频节目的收录，基于视频内容的检索、IPTV、手机电视、数字告示等等。AVPS针对网络视频应用的特点，重点研究视频软矩阵、率失真编码优化技术、视频内容检索技术、视频发布技术等，把计算机编解码技术、大容量存储技术、高速视频网络技术与WEB技术、移动多媒体技术相结合，按照网络视频的生产和管理流程开发了一整套网络视频的生产、管理、检索、发布系统。AVPS的主要技术特点包括：1.提出了面向多源、多终端的网络视频流的软切换矩阵调度方法（专利：ZL200610089311.5，200910241509.4），应用于视频流的接收、生成、控制、转发和监控。该方法采用多级联动的调度方法，通过基于流结构分析的拼接点选取和实时流的缓存机制，实现了多个实时流的调度过程中的无缝拼接，满足了互联网终端对应的WMV/H.264直播流、IPTV终端对应的TS直播流、手机终端对应的3GP流等多种终端的实时流控制和发布技术要求。2.提出了基于帧精确的快速网络视频编辑与生成方法（专利：ZL200510063256.8，200810223344.3）。该方法利用了视频的局部生成技术，解决了不同视频片段的编码参数不一致而引起的融合难题，既可对现场直播节目进行在线编辑和即时发布，也可以大幅提高视频编辑的生成速度，如把新闻类的视频拆条速度提高了约10倍。3.提出了基于二分图匹配的视频内容检索方法，不仅能够在一对一匹配的前提下全面客观地计算视频内容的视觉相似度，而且能够进一步计算出影响相似度排序的结点粒度、时间顺序和干扰因子。通过进一步自动提取视频内容的多媒体信息，能够有效支持基于字幕、图像、镜头和片段查询的多模态视频检索（专利：ZL03150127.3，ZL03150126.5，ZL03148305.4，ZL03149998.8，ZL200510084212.3，ZL20071 0118595.0，201010256372.2）。该方法能够取得更高的检索准确性，同时在相似视频的排列顺序上更加符合人类的视觉心理特征。4.提出了支持异构网络的、可分级管理的高效视频内容分发控制技术（专利：200710176660.5，200910091715.1）。通过受控设备的层次化管理，保证了内容向大规模终端的高效分发；通过动态的网络终端状态监控，降低了网络流量，提高了网络带宽的利用率；通过自主设计的媒体发布控制协议MDCP(Media Distribution Control Protocol)，在异构网络之间实现了内容分发的可管可控。 5.提出了基于相关性率失真优化的视频编码码率优化与控制方法（专利：PCT/CN2008/001343，PCT/CN2010/000400，ZL200710119777.X）。利用多视频流间相关性分析与率失真优化技术，以及多层次视频感兴趣区域(ROI)构建技术，不仅提高了编码效率，而且明显提升了主观视觉质量，实现了多视频流编码压缩的码率优化分配和视频数据包调度的高效传输。AVPS是一整套自主开发、拥有自主知识产权的系统，包括的子系统分别是：视频内容检索系统、天骄网络视音频发布系统、精睿数字告示系统。到2010年8月底，申请鉴定单位已经为AVPS申请了70项技术发明专利，其中有17项专利已经授权，还包含了2项PCT专利。在相关研究领域，已经累计发表学术论文49篇。AVPS拥有国内最完整的网络视频全流程产品线，包括采集、生产、管理、检索、发布、运营，支持大规模系统部署，支持手机电视、IPTV、网络电视、户外大屏展示等多种终端应用，符合国家的三网融合政策。