農(nóng)村流動(dòng)電影的放映工作，這幾年的發(fā)展有目共睹，為了解決廣大農(nóng)村朋友的看電影難題而提供的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)，今天讓我一起探討一下農(nóng)村流動(dòng)放映的可持續(xù)發(fā)展歷程！

１前言

農(nóng)村公益電影放映“２１３１工程”的實(shí)施，有效解決了廣大農(nóng)村觀(guān)眾看電影難的問(wèn)題，基本滿(mǎn)足了廣大農(nóng)村觀(guān)眾日益增長(zhǎng)的精神文化需求。國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)＋”戰(zhàn)略的實(shí)施，為進(jìn)一步提升農(nóng)村電影服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)觀(guān)眾從看到電影向看好電影的轉(zhuǎn)變提供了機(jī)遇。農(nóng)村數(shù)字院線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)看片室系統(tǒng)通過(guò)將中心節(jié)目庫(kù)中的影片，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)直播技術(shù)，固定時(shí)間段播放影片，將影片推送至各院線(xiàn)，供院線(xiàn)相關(guān)人員在線(xiàn)進(jìn)行預(yù)先觀(guān)看，實(shí)現(xiàn)影片的異地實(shí)時(shí)同步播放，切實(shí)解決院線(xiàn)人員有效訂片的難題，不僅可以為影片的訂購(gòu)提供依據(jù)，還能為農(nóng)村流動(dòng)電影多元化放映提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，進(jìn)一步做好農(nóng)村電影流動(dòng)放映的可持續(xù)發(fā)展工作。本文從系統(tǒng)視頻的編碼和封裝方式、系統(tǒng)加密傳輸方式、系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究，通過(guò)選擇有效的技術(shù)手段，保證了影片傳輸?shù)母呖捎眯约坝捌�在線(xiàn)傳輸、播放過(guò)程中的安全性，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)村流動(dòng)放映在線(xiàn)選片提供了技術(shù)支撐。

２網(wǎng)絡(luò)看片室系統(tǒng)視頻的編碼和封裝

對(duì)流媒體傳輸來(lái)說(shuō)，編解碼方式的選擇是核心環(huán)節(jié)，編碼方式選擇的正確與否，將直接對(duì)整個(gè)流媒體傳輸起到至關(guān)重要的作用。高清視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸一般有四種視頻編解碼方式，分別為ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－４、Ｈ．２６４、Ｈ．２６５。ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－４在帶寬方面有一定的要求，適合在帶寬較充足的條件下使用。而最新的Ｈ．２６５編碼方式對(duì)硬件要求較高，且編碼效率較低，目前尚未作為主流方式進(jìn)行應(yīng)用。Ｈ．２６４引入了包括４＊４整數(shù)變換、空域內(nèi)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)、１／４像素精度的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、多參考幀與多種大小塊的幀間預(yù)測(cè)技術(shù)等，在提高算法的復(fù)雜度的條件下，帶來(lái)了更高的壓縮比，在相同的重建圖像質(zhì)量下，Ｈ．２６４比ＭＰＥＧ－４減少５０％的碼率，可以在不足１Ｍｂｐｓ的帶寬下實(shí)現(xiàn)高清晰度的要求。鑒于全國(guó)各地農(nóng)村院線(xiàn)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不確定性的實(shí)際情況，結(jié)合Ｈ．２６４能夠在更低帶寬下提供更優(yōu)質(zhì)的視頻服務(wù)，并可以達(dá)到系統(tǒng)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼要求的特性，能夠最大程度的保證院線(xiàn)終端的用戶(hù)體驗(yàn)，降低傳輸成本，故Ｈ．２６４是本系統(tǒng)編解碼方式的最優(yōu)選擇。封裝不僅可以使多媒體內(nèi)容同步播放變得簡(jiǎn)單，還可以為多媒體內(nèi)容提供索引。

當(dāng)下，應(yīng)用在流媒體直播傳輸中主要的封裝格式有兩種，一種是用于ＲＴＭＰ協(xié)議的ＦＬＶ格式，一種是用于ＨＬＳ協(xié)議的ＭＰＥＧ２－ＴＳ格式。由于ＲＴＭＰ協(xié)議是Ａｄｏｂｅ的私有協(xié)議，未完全公開(kāi)，ＨＬＳ協(xié)議相比ＲＴＭＰ協(xié)議具有在后期對(duì)視頻進(jìn)行加密處理上更便捷、對(duì)終端播放的支持上更廣泛以及對(duì)服務(wù)器的要求更低等優(yōu)勢(shì)，故選擇ＭＰＥＧ２－ＴＳ格式作為本系統(tǒng)的封裝格式。這種封裝格式是將流媒體切分成ＴＳ片段，再通過(guò)ｍ３ｕ列表文件將這些ＴＳ片段集合后，供用戶(hù)終端接收播放。這種處理方式的優(yōu)勢(shì)主要有：第一，方便將內(nèi)容分發(fā)到各個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器進(jìn)行緩存，始終保持讓用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)距離最近的節(jié)點(diǎn)，獲取視頻內(nèi)容。第二，有效減少視頻播放前加載的等待時(shí)間。播放器加載一個(gè)較大視頻文件的頭部信息可能需要幾十秒甚至更長(zhǎng)時(shí)間，這不僅浪費(fèi)帶寬和硬件資源，更會(huì)讓用戶(hù)感受到非常糟糕的訪(fǎng)問(wèn)體驗(yàn)。而將視頻切分成片段后，轉(zhuǎn)碼軟件會(huì)把每段視頻的大小、時(shí)長(zhǎng)寫(xiě)到ｘｍｌ列表里面，由于列表文件往往很小，播放器就能在很短的時(shí)間內(nèi)讀取到視頻信息，立即開(kāi)始播放。第三，視頻切片處理可以使一個(gè)完整的視頻被分割成Ｎ個(gè)不規(guī)則命名的片段，增加了盜取者獲取整個(gè)視頻文件的難度，達(dá)到了一定的防下載目的，在一定程度上提高了影片內(nèi)容的安全性。此外，ＨＬＳ協(xié)議還支持自適應(yīng)碼率流播，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況自動(dòng)選擇不同碼率的視頻流，這就可以有效保障視頻在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的流暢播放。

３網(wǎng)絡(luò)看片室系統(tǒng)視頻的加密傳輸方式

對(duì)稱(chēng)加密的特點(diǎn)是加解密速度快，但安全性不高；非對(duì)稱(chēng)加密的特點(diǎn)是加解密速度慢，但安全性高。由于影片節(jié)目本身的數(shù)據(jù)量相對(duì)較大，而加密密鑰的數(shù)據(jù)量很小，故采用先對(duì)影片數(shù)據(jù)進(jìn)行ＡＥＳ１２８位對(duì)稱(chēng)加密，再通過(guò)１０２４位ＲＳＡ（非對(duì)稱(chēng)算法）的方式對(duì)加密影片數(shù)據(jù)的密鑰進(jìn)行二次加密，這種利用對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)的混合型加密方式，即保證了影片數(shù)據(jù)加解密的速度，又實(shí)現(xiàn)了對(duì)密鑰傳輸?shù)陌踩�性，使電影�?jié)目?jī)?nèi)容得到有效保護(hù)。

４網(wǎng)絡(luò)看片室系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)與研究

４．１用戶(hù)認(rèn)證：賬戶(hù)認(rèn)證與ＵＳＢＫｅｙ相結(jié)合的認(rèn)證方式目前普遍的互聯(lián)網(wǎng)視頻直播都是在非登錄的狀態(tài)下即可在線(xiàn)觀(guān)看，一些有限制要求的情況下也只是要求通過(guò)賬戶(hù)登錄的方式進(jìn)行認(rèn)證。本項(xiàng)目鑒于安全性方面的考慮，僅僅進(jìn)行賬戶(hù)登錄的方式是不夠的，必須采用賬戶(hù)認(rèn)證與ＵＳＢＫｅｙ相結(jié)合的認(rèn)證方式，要求在通過(guò)用戶(hù)名／密碼對(duì)用戶(hù)進(jìn)行登錄認(rèn)證的同時(shí)，確認(rèn)識(shí)別到與該用戶(hù)ＩＤ相匹配的ＵＳＢＫｅｙ才能確保用戶(hù)完成登錄認(rèn)證。為確保安全和服務(wù)范圍，系統(tǒng)還可對(duì)用戶(hù)設(shè)置在指定ＩＰ區(qū)域進(jìn)行認(rèn)證觀(guān)看，該用戶(hù)在其他區(qū)域認(rèn)證不予通過(guò)，這些都充分體現(xiàn)了本系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)認(rèn)證要求的高標(biāo)準(zhǔn)。

４．２影片分級(jí)權(quán)限控制分級(jí)權(quán)限控制：根據(jù)用戶(hù)ＩＤ進(jìn)行分級(jí)控制。針對(duì)每部影片對(duì)用戶(hù)進(jìn)行權(quán)限等級(jí)劃分，根據(jù)用戶(hù)ＩＤ進(jìn)行分級(jí)控制，建立用戶(hù)分組，針對(duì)不同分組設(shè)置不同的收看權(quán)限，進(jìn)一步精準(zhǔn)地保證了影片的可播放范圍，進(jìn)一步提高了影片播放的安全性。

４．３終端播放：特定的播放器＋ＵＳＢＫｅｙ模式要求通過(guò)安裝特定的播放器，并插入授權(quán)的ＵＳＢＫｅｙ才能進(jìn)行影片播放。每個(gè)ＵＳＢＫｅｙ會(huì)自帶唯一ＵｓｅｒＩＤ用于獲取播放權(quán)限和解密密鑰，同時(shí)播放過(guò)程必須保持ＵＳＢ插入狀態(tài)，如果拔出則停止播放。ＵＳＢＫｅｙ內(nèi)置智能卡芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)解密算法，解密運(yùn)算在ＵＳＢＫｅｙ內(nèi)進(jìn)行，保證用戶(hù)密鑰不會(huì)出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中。

４．４影片排片定時(shí)刪除功能影片根據(jù)管理系統(tǒng)中的排片管理制定的相應(yīng)排片計(jì)劃，播放前上傳到ＣＤＮ網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器，并在播放完成后自動(dòng)刪除，最大限度地保障影片的安全性。

５系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

５．１系統(tǒng)框架整個(gè)系統(tǒng)如圖４所示，由ＣＭＳ影片后臺(tái)管理系統(tǒng)、轉(zhuǎn)碼加密系統(tǒng)、ＣＤＮ分發(fā)和終端播放系統(tǒng)四部分組成。視頻文件通過(guò)管理端上傳到ＣＭＳ影片后臺(tái)管理系統(tǒng)，并通過(guò)轉(zhuǎn)碼加密系統(tǒng)進(jìn)行分發(fā)前的轉(zhuǎn)碼加密處理，處理后的影片通過(guò)ＣＤＮ網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分發(fā)，客戶(hù)端通過(guò)ＰＣ播放應(yīng)用進(jìn)行解密及播放，當(dāng)ＰＣ端播放應(yīng)用請(qǐng)求播放一段視頻時(shí)，會(huì)用ＳＤＫ中嵌入的密鑰進(jìn)行解密、解擾，終端即可實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的實(shí)時(shí)觀(guān)看。

５．２系統(tǒng)組成

５．２．１ＣＭＳ影片后臺(tái)管理系統(tǒng)系統(tǒng)包括：統(tǒng)計(jì)管理、ＵＳＢＫｅｙ管理、影片管理、排片管理、公告管理、反饋管理、用戶(hù)管理、日志管理、設(shè)備管理。實(shí)現(xiàn)了影片的編輯、授權(quán)、制定播放計(jì)劃、發(fā)布公告、接收用戶(hù)反饋等功能，并可以通過(guò)系統(tǒng)對(duì)ＵＳＢＫｅｙ、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)表、設(shè)備信息、日志信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。

５．２．２轉(zhuǎn)碼加密系統(tǒng)由于影片源文件均為較大碼率視頻，不適合在線(xiàn)進(jìn)行傳輸，故需要對(duì)視頻文件進(jìn)行碼率及格式的調(diào)整，通過(guò)上文分析，系統(tǒng)采用通過(guò)Ｈ．２６４編碼方式轉(zhuǎn)碼輸出５００Ｋ或８００Ｋ碼率的節(jié)目文件，以ＭＰＥＧ２－ＴＳ格式進(jìn)行封裝，并采用對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)的混合型加密方式對(duì)影片進(jìn)行傳輸前的加密處理工作。

５．２．３ＣＤＮ分發(fā)本系統(tǒng)面向的對(duì)象終端是遍布在全國(guó)范圍的３００多家農(nóng)村數(shù)字院線(xiàn)，為了保證影片的實(shí)時(shí)播放效果，采用ＣＤＮ網(wǎng)絡(luò)分發(fā)的方式進(jìn)行傳輸，將加密后的文件上傳至ＣＤＮ網(wǎng)絡(luò)的核心服務(wù)器上，利用全局負(fù)載技術(shù)將用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)指向距離最近節(jié)點(diǎn)的緩存服務(wù)器上，由緩存服務(wù)器直接響應(yīng)用戶(hù)請(qǐng)求，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞，提高用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)響應(yīng)速度，保證影片可以流暢地進(jìn)行實(shí)時(shí)播放。

５．２．４終端播放系統(tǒng)ＰＣ端安裝并使用指定的視頻播放器，并插入具有權(quán)限控制的ＵＳＢＫｅｙ，根據(jù)排片計(jì)劃按時(shí)進(jìn)行影片播放。６總結(jié)本系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)＋”模式建立了從節(jié)目管理、節(jié)目推送、加密、加擾及指定終端接收、播放的視頻在線(xiàn)實(shí)時(shí)播放體系，通過(guò)選擇技術(shù)手段保證了影片版權(quán)及影片在線(xiàn)傳輸、播放過(guò)程中的安全性，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)村流動(dòng)放映在線(xiàn)選片提供了技術(shù)支撐，為農(nóng)村流動(dòng)電影的多元化放映、農(nóng)村電影流動(dòng)放映的可持續(xù)發(fā)展開(kāi)創(chuàng)了新思路。

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