“目前直播技術廣泛應用在各行各業。受限于帶寬和硬件設備等要素，4K移動視頻直播尚未廣泛應用。隨著5G技術的發展，移動全景視頻直播可以成為現實。本文提出一種可實現的基于5G傳輸技術的視頻直播系統設計，提出了各模塊之間的實現方式。在該系統中，采用集成式移動全景攝像機或手機作為前端視頻采集硬件模塊，通過5G直播編碼器推流至云直播服務中端，在后端播放端采用基于Web的全景渲染技術進行視頻播放。”

一、項目背景

2019年11月1日，隨著國內三大運營商正式上線5G商用套餐，中國5G商用時代正式開啟。根據國際電信聯盟（ITU）的定義，5G網絡具有大寬帶、超低時延等七大特征。根據國際電信聯盟5G報告，3D視頻/超高清視頻、AR/VR、及云游戲等增強型移動寬帶場景相關應用將成為5G發展中最先應用落地的場景。由此可見，5G時代將引領人們在社交方式、通訊方式、生活方式、娛樂方式等方面的顛覆性改變。

傳統的電視節目和互聯網直播視頻傳輸，由于4G及寬帶網絡速率限制等原因，實際像素只能達到1080P，也就是高清畫質。有了5G網絡的Gbps級速率，可以實現4K超高清視頻傳輸，清晰度可達1080P全高清視頻的4倍，而現在的電影院大銀幕分辨率也只有2K。5G的高帶寬和低時延為超高清視頻的傳輸提供了網絡和展示基礎。可以說，4K超高清視頻已經成為當前5G技術應用。如果在各地拍攝現場，只需要將攝像機、4K編碼器、解碼器和視頻播放等多種設備相互連接，就可輕松實現4K超高清視頻的直播拍攝。5G+4K直播具備高速傳輸、低延遲的特性，有效支撐大屏高清信號編碼回傳和新媒體手機實時直播的需要。

二、方案設計

5G+4K是開展基于5G網絡的4K超高清視頻傳輸的結合全新技術。5G+4K應用場景如廣播電視制作、游戲娛樂賽事等網絡直播、教育醫療直播、監視項目、企業營銷等都可以全面在5G網路環境下，利用4K超高清設備進行多路傳輸工作。融合5G+4K技術可以清晰看到畫面中的每個細節。5G+4K技術將和大數據、云計算、人工智能等緊密結合，推動信息傳播方式的加速變化，視頻將成為主要的信息表達方式，短視頻和直播將成為常態。

訊維全新5G直播系統是基于多鏈路聚合技術和H.265編碼技術的實時視頻傳輸終端。它配備三個內置4G/5G模塊和一個USB擴展接口，同時支持WiFi和有線網絡接入。高可靠性的鏈路聚合技術能最大限度地匯聚所有網絡鏈路帶寬來實時傳輸高清視頻。圖傳系統專有的云服務器可同時接收和分發多路視頻流，為移動新聞采集、戶外直播和應急指揮提供了設備基礎。約600克的重量、小巧的設計、簡潔的觸控屏用戶界面使它在擁有高可靠性的同時能適應各種場景的便攜性要求。因此。訊維5G圖傳系統一經推出就被廣泛應用于應急通信、各類會議活動、展會及酒店的即時網絡接入和直播服務領域。

三、系統特點

1、H.265/264編碼

H.265/264編碼，多鏈路聚合技術將所有網絡鏈路整合為一個高帶寬信道，傳輸高質量視頻信號；

2、畫面調整

前向糾錯以及動態碼率調整技術保障傳輸畫面的流暢和穩定；

3、多種網絡接入

內置3張4G/5G模塊，支持多種網絡接入：3G/4G、WIFI、LAN；

4、高清分辨率

支持多種分辨率：3840*2160、1920*1080、1280*720、720*576、720*480；

5、體積小巧

機身僅重600克，攜帶方便，內置電池續航2小時，可在不影響業務的情況下更換外置電池，滿足長時間室外工作需求；

6、高清接口

可同時支持通用的HDMI視頻接口和專業的SDI視頻接口，支持獨立音頻輸入。

四、系統介紹

1.視頻采集

動前端推流子系統需要解決移動性、全景視頻流、視頻分辨率、推流方式、推流帶寬等核心問題，主要由集成式移動全景攝像機、手機構成。

2.視頻編碼傳輸

通過5G直播系統，采用高可靠性的鏈路聚合技術能最大限度地匯聚所有網絡鏈路帶寬來實時傳輸高清視頻。

3.直播云服務

直播云服務系統作為中端服務系統，接受視頻上傳端的推流和視頻播放端的拉流。直播云服務系統的搭建包括兩種方式，一是采用自建私有云服務，結合RTMP協議插件，實現視頻流的中轉；二是采用公有云的視頻云服務，通過SDK接入公有云，借助公有云完成直播云服務系統。在二者的選擇上，應當考慮實際應用場景的需求。公有云提供了CDN等更多的支撐服務，有助于實現更快更穩定的推拉流服務。

4、全景渲染

后端全景渲染子系統用于全景視頻畫面的還原與動態渲染。全景視頻畫面的構成方式主要包括三種：（1）單目全景畫面；（2）上下式雙目立體畫面；（3）左右式雙目立體畫面。其中，上下式和左右式雙目立體畫面均會將整個全景畫面劃分為兩個可視區域，通過可視區域的組合形成雙目視覺形成立體感。單目全景畫面是將360°采集到的畫面信息按一定規則放在同一個畫面上，畫面左右兩側、上下兩側可無縫對接構成畫面的拼接。畫面經過還原操作，可以構成以相機為中心視角的球狀平面，即整個平面可以投影至球體，達到全景畫面的效果。動態渲染基于視頻流的解析，實時投影至該渲染球體，從而達到全景視頻直播的效果。

5G視頻直播在不同的行業的應用前景非常明確、寬泛，教育行業的多媒體教學、遠程教育、校園電視臺、考場監控等，軍隊行業的遠程軍事教育、軍事演習的網絡直播等，醫療行業的臨床教學、專家會診、手術直播等，政府、企業的會議活動、內部培訓、產品展示、在線招聘、視頻監控等，還有在線路演、拍賣、競標等等。

審核編輯 黃宇