音频流媒体数据监控平台建设探讨范文

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摘要：本文讨论了一种音频流媒体数据监控平台的实现方案，提出包括数据解析与解码、音频数据分析和报警处理等三大流程环节的解决办法。

关键词：音频流媒体；HLS；RTMP；数据监控

0引言

包头广播电视总台下属新闻综合、交通、蒙语、汽车音乐、文艺等5个广播频率，拥有《包头新闻》、《新闻天天听》，《你好，Driver》、《欢乐联通2+1》、《天天美食》、《老橡树音乐之旅》等一批品牌栏目。在“精品立台、人才兴台、经营富台、创新强台”的战略思想指导下，朝着功能多元化、装备数字化、经营集约化、管理精细化、队伍精兵化的目标迈进。技术上，包头电台尝试进行互联网、移动互联网技术与广播技术的深度融合，践行媒体融合的探索，发展互联网、移动互联网广播等网络新媒体。网络新媒体的音频品质直接影响用户体验。由于网络传输链路具有一定的复杂性，网络音频流的品质问题繁杂，例如节目声音的忽大忽小、爆音、网络流断线等，造成用户体验较差。在当今信息大爆炸的背景下，即便再优秀的节目，如果用户体验差，也不会吸引用户。按照全台网白皮书2.0要求，结合运营实际，建设一套音频流媒体数据监控平台势在必行。

1系统分析

音频流媒体传输系统结构如图1所示。系统的输入信号包括无线广播音频信号和互联网广播信号组成，经过编码器进行编码，采用RTMP协议，将数据流推送至Wowza流媒体服务器上。由于IOS操作系统的移动客户端（iPhone、iPad等设备）和Android操作系统的移动客户端分别支持HLS和RTMP协议，因此，流媒体服务器需要将数据信号进行解包和组包，封装为HLS和RTMP两种格式网络数据流，在互联网上。

2系统实现

音频流媒体数据监控平台包括解析与解码处理系统、音频数据分析系统、报警处理系统三大部分，如图2所示。其监控的数据源由上图中监测面A的传统节目信号数据流、监测面B的HLS节目数据流和RTMP节目数据流组成，实现了节目内容从数据编码、接收整个过程监控。解析与解码系统的HLS/RTMP协议解析器，输入监控数据流，输出压缩的音频数据帧。通过内存交换和解码器，输出线性的音频数据，作为音频数据分析系统的输入信号。HLS协议封装的数据包括一个m3u（8）索引文件和对应的多个媒体片文件。系统通过索引文件找到相应的媒体片文件，利用HTTP网络协议逐一取得每帧的流数据。RTMP协议是基于TCP协议进行封装的上层协议，采用默认端口1935，服务器和客户之间首先通过1536字节的数据包进行握手后，然后发送内容数据，内容数据包括固定长度的包头和一个最长为128字节的包体组成，解析内容数据包，逐一取得每帧的流数据。解码模块基于FFMPEG解码平台提供的API进行开发，首先注册所有音视频压缩格式，为解码分配内存空间，从HLS/RTMP解析器中获得压缩数据帧，并判断数据格式类型，调用相应的解码器，输出线性的PCM数据帧。多套节目数据的解析和解码过程，系统在读取数据时，由于网络环境、服务器性能波动等因素，会不定时出现阻塞状态，因此，多套节目数据流如果放在一个主线程中处理，将影响检测数据的真实性。解析和解码系统采用多线程编程，防止数据流之间的相互影响。在音频数据分析系统中，设定检测信号的报警阈值和持续时间（设置为10秒），并记录故障开始时间和故障恢复时间，并将报警信息输出到报警处理系统进行处理。其中电平检测主要监控节目的音量的大小范围，报警阈值包括最低电平（-40db）、最高电平（-3db）。

相位检测主要是监控左右声道的相关系数，并进行归一化处理，报警阈值设置为-1～-0.6和1～0.6，当相关系数落在报警阈值范围内，且持续一定时间后，就自动生成报警信息。断线检测主要是监控网络数据流的网络延时和超时时间。系统参数的设置需要根据电台的网络环境，服务器存储、CPU等资源有关。如果阈值参数设置太严格，数据流稍微有一点偏差，系统就会报警，导致管理人员疲于应付，但阈值参数设置太宽松，就达不到自动监控的目的，因此在设置时，需要多次试验，反复修改，达到理想的阈值参数。报警处理系统中，报警信息根据不同的紧急程度，对应不同级别的管理人员。例如：断线报警信息定义为最重要级别、电平过低等定义为中等级别、相位反相定义为最低级别。报警管理人员分为技术管理人员、节目管理人员等两大类，技术管理人员主要负责网络传输等技术基础通路的维护，节目管理人员负责节目电平、相位等节目内容质量监控。系统根据系统设置报警管理人员的联系电话、邮箱等基本信息，通过短信、电话和邮件，将报警信息发送到不同的管理者。当故障长时间未得到解决时，可以定义重复发送报警信息的频率。短信模块通过短信平台的服务接口的API函数，将报警信息通过短信平台发送给相应的管理者。短信平台可以自行建设，也可以租用电信服务商的短息平台。邮件处理模块主要负责将报警信息发送给有关的管理者，系统按照SMTP协议要求，封装的类库SmtpClient，对外提供邮件发送接口API，其中发件人的邮箱地址、邮箱密码和管理者的邮箱地址，设置在系统数据库中。

3结束语

综上所述，音频流媒体数据监控平台不但要涉及到HLS/RTMP协议的解析、音频数据的解码、节目电平和左右声道相关系数计算、短信平台接口和SMTP邮箱控制等各个流程环节，而且还需要考虑电台网络环境、服务器存储、CPU等设备的性能，进行最佳的监控参数调整，是一个复杂的工程。结合全台网白皮书2.0，下一步可在此基础上进行播控网、核心生产网、综合业务网、融媒内容平台在内的全域数据监控平台的设计与实现。

参考文献：

[1]国家广播电影电视总局科技司,广播电台融合媒体平台建设技术白皮书[EB/OL].

[2]李煜等译.多媒体数字压缩原理与标准.[M]北京：电子工业出版社，2000：296.

[3]潘志庚译.多媒体技术：计算、通信与应用[M].北京：清华大学出版社，2000：480.

作者：范晓梅 单位：包头广播电视台