NDI传输协议在现场视频直播中的应用_张健.pdf

104 集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月Applications创新应用摘要：阐述NDI传输技术实现广电视音频的多通道传输，使每一个信号源都可成为多个接收端目标被利用，将多设备之间的数据流互连互通。关键词：广播工程，NDI传输协议，多通道传输。中图分类号：TN943 文章编号：1674-2583(2023)01-0104-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.01.041文献引用格式：张健.NDI传输协议在现场视频直播中的应用J.集成电路应用,2023,40(01):104-105.摆脱传统HDMI、SDI线的载体束缚，有效降低了传输当中的信号损耗。（3）NDI协议具有超低延时（几乎实时）、无损传输、双向控制。尤其是音视频信号NDI编码处理后，可基于应用要求同IP网络实现传输目的，且有低延迟、精确帧视频的特征，可更好地满足通信质量相关要求。其表现为全新网络应用层特征，这种结构模式下系统的控制管理难度明显降低，同时信号的传输性能提高，同时也为相关设计、集成工作提供支持，也降低了维护工作的难度。（4）由于以NDI技术传输的信号可高效的传输兼容的视频信号，对应的传输延时明显降低，所以非常适合在现场直播制作环境中进行广泛应用。3 NDI的两个版本（1）全NDI是I帧高比特率协议，具备超低延迟（1帧或更少）和质量几乎无损的优势特点，可取代复杂的SDI/HDMI连线，但是需要占用一定带宽，例如单个1 080p60的NDI流可能需要140Mbps，单个4kp60的NDI流在传输过程中需要250Mbps，为更好地满足传输质量相关要求，可选择全NDI模式。在特定条件下需要同步流式传输多个NDI源，则需要带宽满足要求，如千兆以太网在运行过程中只可以同步传输有限的几个NDI源。这样看来在保证网络环境的情况下，全NDI版更适合大型晚会和现场实况的高清现场直播。（2）NDI|HX是NDI的低带宽版本，是一种压缩版的长GOP H.264变体，优点是低带宽要求，允许简单千兆网络承载多个视频流，而不会占用大量网络0 引言目前各地电视台和媒体运营商比较认可网络传输技术是由NewTek公司开发的NDI传输协议，NDI传输技术在应用过程中主要是基于IP网络收发对应的广播信号，根据实际应用结果表明，其特征表现为低延迟、可靠性高。1 NDI传输技术（1）NDI是使视频兼容产品通过局域网进行视频共享的开放式协议。（2）NDI是采用数字高清以太网传输技术，将前端采集类设备(NDI数字高清摄像机)通过CAT5直接连接，接着基于相关链路层将压缩前的信号提高组织排序发送给接收端NDI分析类设备(DVR、压缩卡、中继器、光端机等)，从而实现等同于HD-SDI的传输效果。（3）NDI音视信息通过NDI编码后，可基于IP网络相关传输目的，根据实际应用经验表明其优势表现为低延迟、精确和可靠性高。（4）NDI的传输信息类型多，在运行过程中可以实现双向音频的传输，同时传输的实时性也达到较高水平，且可根据应用要求选择以太网供电(POE)技术，从而有效节省了布线成本。2 NDI接口传输协议的特点（1）NDI接口传输协议为一类基于IP网的标准协议，表现出较高的支持性特征；同时NDI支持一种访问机制，这种机制允许手动输入正在运行NDI源的其他子网上的计算机的IP地址。（2）NDI协议与传统视音频传输最大的不同就是完全了NDI传输协议在现场视频直播中的应用张健（廊坊广播电视台，河北 065000）Abstract This paper expounds that NDI transmission technology can realize multi-channel transmission of broadcast TV audio,so that each signal source can be used as multiple receiver targets,and the data flow between multiple devices can be interconnected.Index Terms broadcast engineering,NDI transmission protocol,multi-channel transmission.Application of NDI Transmission Protocol in Live Video BroadcastingZHANG Jian(Langfang Radio and TV Station,Hebei 065000,China.)作者简介：张健，廊坊广播电视台；研究方向：广播工程技术。收稿日期：2022-02-18；修回日期：2022-12-19。Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月 105流量，如单个1 080p60的NDI流仅需10Mbps左右。低带宽的优势允许NDI|HX采用WiFi无线连接，或速度低于千兆位的网络链路，部署十分方便。需要注意的是，与全NDI相比，NDI|HX会产生一点延迟，但仍然可以接受，仍优于现有的RTSP传输。延时长短取决于所采用的设备、帧速率、视频分辨率和网络条件。NDI|HX的低带宽版本更适用于内部会议，网络直播等相对对信号要求不高的直播现场。4 NDI传输技术的现场应用方案在现场直播活动当中，NDI编码发射端可以直接热靴摄像机（或照相机），从而可将采集设备SDI/HDMI视频源编码在NDI编码发射模块转换处理而形成特定的NDI协议流，接着基于通信网传输编码后 的视频到视频切换台进行画面编辑，编辑好的成片再通过网络进行信号传输。发射端信号（多设备）NDI编码器NDI制作系统NDI解码器信号输出传送。此外，通过NDI技术能够很好地简化传输制作系统。基于这种技术进行传输过程中，可满足超低延迟、高清传输目的，避免了空间距离产生的制约，在实际应用中对分布式部署项目有较高的适应性，同时也满足集成性要求。软件驱动模式下业务部署效率大幅度提高，同时成本也有所下降。此领域典型的案例如，NDI构架在一次全国两会上，网络视频交互编码器和NDItoHDMI4k解码器进行会场音视频信号传输。在实际运行过程中其中编码器连接HDMI到相关的AV工作流。无缝连接音视频相关设备，其表现出很强的传播性能，对4kp60的NDI编解码有良好的支持性，可满足低延迟基础上，改善了画面质量，对跨网段传输也有较高的支持性。编码器接入光纤模块交换机，在局域网条件下进行传输时对应的传输距离超过3 000km。解码器可对接收的信息进行转换而形成SDI信号。NDI视频数据传输有较高的灵活性，对4K视频信号也可以方便的传输而满足特定条件下应用要求，NDI编码器搭建方便，有较高的支持和灵活性，对POE供电他也很好的支持，显著降低了布线的难度。将信号转换为NDI并通过网络进行传输，为节目制作提供支持。在不断改进和优化基础上，NewTek公司的TriCaster性能水平不断提高，在应用过程中可以通过NDI连接基础架构满足分布式条件下的节目制作各方面要求，同时也为图像处理提供支持。在实际应用过程中可保持信号质量满足要求。此外也可以和传统系统高效的融合起来，可方便地接入现有的网络基础设施，这种模式下可基于IP传输互连。以NDI为基础可显著提高其兼容性，对各种系统、设备都可以高效兼容，这样可很好地避免IP视频标准的冲突问题，NDI和SRT，RTSP相关的格式都兼容，而提高其适用范围。这种技术也解决了外部输入和主节目混合输出相关的问题，在应用过程中可以进行60帧/s条件下的流媒体信息传输，而为4KUHD制作目标的实现打下良好的基础。这样也可以将各4KUHD视频工作流程有效的连接起来，消除其中的制约和影响，高效地实现切换操作目的。此外也可以实现文件播放、图文包装相关功能，对4k视频的传输起到促进作用。同时NewTek公司的TriCaster2Elite模块采纳了32个外部视频输入，对不同类的信源融合也支持，分辨率也大幅度提高。8个3G/HD/SD-SDI 接口，对各种类型帧率的视频输入都有很高的支持性。设置针对各种信源的内部帧同步器，在应用过程中可对不同的信源高效处理，同时也避免出现时序问题。电话会议 可满足视频通话相关的要求，对Zoom Meetings、Slack的会议视频传输也提供支持。在音频处理领域，NDI协议结构下设置了直接的音频混音器，其中设置的数字音频混音器有很强的支持性，对音频与外部混音器的集成都满足支持要求，同时在运行过程中其中各音频输入结合了音频延迟设置，这样可补偿对应的输入音频信息，为提高i质量起到促进作用。独立配置的高清视频混合输出，在传输过程中可以根据应用要求选择SDI和IP视频传输模式，对相关视频信号传输起到促进作用。使用内置视频窗口实现一定的监控目的，如对各种自外部输入视频信号进行监控操作，此外也可以根据应用要求将监看扩展到不同类型的多画面显示器，也为显示目标实现提供支持和帮助。3个多画面分割显示输出，对4k输出及高清输出都有较高的支持性而满足应用要求。使用2个内置流媒体编码器将对应的视频发送到网络，对不同类型的连接都支持，同时在应用过程中可实现流媒体录制目的，对各种格式的视频都支持。录制多路NDI信号源，录制过程中对应的项目在界面中可看作为特殊形式的信号源，这种条件下可以方便地进行即时回放，为功能操作起到促进作用。全新的录制特性，在进行录制过程中可以选择不同的通道来选择录制，实现混合特效信号功能。5 结语NDI传输协议的应用使得相关信息传输的渠道明显的扩展，同时采编调度能力也大幅度提高，网络信号传输结构也被显著优化，在提高经济性方面也有明显的优势。NDI传输技术提高了现场直播中切换信号源的数量，打破了有线传输的限制。参考文献1 黄姝.浅谈移动外场4K UHD NDI管理和传输系统J.现代电视技术,2022(05):82-85+53.2 胡重学.基于5G边缘云计算平台的多种IP流媒体传输协议测试及应用场景设想J.现代电视技术,2020(11):72-74.