數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

陳鳳

摘 要 當(dāng)前數(shù)字視聽系統(tǒng)已經(jīng)從傳統(tǒng)的孤島型系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷リP(guān)聯(lián)的數(shù)字視聽大系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)變是依托于云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、語音智能識別等核心技術(shù)的進步及應(yīng)用，從而使得分散在公共數(shù)字娛樂場所、數(shù)字家庭、餐館會所等社會音樂服務(wù)場所的音樂系統(tǒng)系統(tǒng)起來開展智能化聯(lián)合運營。數(shù)字音樂服務(wù)大系統(tǒng)的形成對促進數(shù)字音樂產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展，推送數(shù)字娛樂產(chǎn)業(yè)的集群發(fā)展起到十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字音樂 大系統(tǒng) 云計算 大數(shù)據(jù) 移動互聯(lián) 協(xié)同 智能

1 引言

當(dāng)前，移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛，移動終端的出貨量已經(jīng)超越PC，各類廠商紛紛將PC端的服務(wù)擴展到移動終端。觸摸交互、無線控制、語音交互等技術(shù)也伴隨著智能手機而得到發(fā)展和普及。社交分享應(yīng)用也因為智能手機而更貼近用戶生活，通過網(wǎng)絡(luò)分享點滴生活，關(guān)注好友最新狀態(tài)已經(jīng)成為人們生活的重要組成部分，社交分享功能也成了信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。同時，云計算技術(shù)的發(fā)展為海量音視頻數(shù)據(jù)存儲提供技術(shù)支撐，提供了更合理的分配利用IT資源的思路。伴隨著海量數(shù)據(jù)存儲一起發(fā)展的數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)，可應(yīng)用于音視頻內(nèi)容聚類分析，為用戶提供智能推薦等個性化、差異化服務(wù)，提升用戶體驗提供支撐。

基于上述的技術(shù)發(fā)展趨勢，本文提出了將新興技術(shù)與數(shù)字音樂產(chǎn)業(yè)進行融合，依托國家大力扶持?jǐn)?shù)字文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景，構(gòu)建通用的數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)，解決當(dāng)前文化娛樂產(chǎn)業(yè)較為普遍存在著規(guī)模較小、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、面臨著更為嚴(yán)峻的轉(zhuǎn)型等問題，推動中小數(shù)字娛樂企業(yè)走出傳統(tǒng)的模式、實現(xiàn)更快速得發(fā)展。

2 數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)架構(gòu)研究

2.1 數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)硬件架構(gòu)

數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)硬件架構(gòu)是由數(shù)據(jù)中心、以及分散在不同物理空間的數(shù)字視聽終端和移動互聯(lián)終端共同構(gòu)成。

數(shù)據(jù)中心：由公有云數(shù)據(jù)中心、以及私有云服務(wù)中心組成實現(xiàn)對外的數(shù)據(jù)服務(wù)。

數(shù)字視聽終端：提供數(shù)字音樂點播服務(wù)、以及可以提供電影或者游戲等增值服務(wù)；視聽終端一端可以與移動終端相連接，與移動終端之間實現(xiàn)相互控制，視聽終端的另外一端可以與數(shù)據(jù)中心相連接，獲取數(shù)據(jù)中心的云服務(wù)或者向數(shù)據(jù)中心推送數(shù)據(jù)和服務(wù)。

移動終端：數(shù)字視聽終端的控制設(shè)備，可以對數(shù)字視聽終端的點播行為進行控制，也可以操控數(shù)字視聽終端與數(shù)據(jù)中心之間的實時文件交互。

2.1.1 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)平臺

數(shù)據(jù)中心是由處于公網(wǎng)并且一般是托管在IDC機房的服務(wù)器集群，以及處于數(shù)字娛樂場所內(nèi)部機房的服務(wù)器集群組成，共同對視聽終端和移動終端提供數(shù)字音樂點播及增值服務(wù)。

2.1.2 數(shù)字視聽終端

當(dāng)前國內(nèi)主流提供數(shù)字音樂視聽終端的公司有星網(wǎng)視易、雷石、陽光視翰等。數(shù)字視聽機頂盒內(nèi)置芯片、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)及存儲模塊，外部一般有HDMI、USB、RJ45、AV等接口，具有與云端數(shù)據(jù)交互、與移動終端互相通信的功能，并且自身具有實時存儲、網(wǎng)絡(luò)音視頻點播、歌曲點播控制等功能。

2.1.3 移動終端

移動終端一般指智能手機、平板電腦等可移動設(shè)備，移動終端通過安裝APP應(yīng)用實現(xiàn)與數(shù)字視聽終端以及與數(shù)據(jù)中心之間的交互。移動終端可以對數(shù)字視聽終端進行播放控制、可以發(fā)送指令使得數(shù)字視聽終端的存儲文件上傳至云端或者從云端下載至移動終端內(nèi)。移動終端應(yīng)用還可以拓展支持LBS、團購預(yù)定等應(yīng)用。

2.2 數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)

數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)從軟件功能上可以提供Iaas、Pass、Sass云服務(wù)。

（1）Iaas服務(wù)由最底層的數(shù)據(jù)中心向數(shù)字音樂運營商提供數(shù)據(jù)存儲空間，節(jié)省了數(shù)字音樂運營商的辦公空間和設(shè)備購置成本；

（2）Pass服務(wù)由中間層的數(shù)據(jù)管理平臺和音樂分發(fā)平臺提供，數(shù)字音樂運營商可以基于該中間件開發(fā)數(shù)據(jù)存儲、虛擬化、跨媒體大數(shù)據(jù)分析挖掘、數(shù)據(jù)分發(fā)、運營管理等應(yīng)用；

（3）Saas服務(wù)由最頂層的音樂管理軟件、數(shù)據(jù)分析和管理BI軟件、語音智能處理、以及移動終端和網(wǎng)站軟件等提供，數(shù)字音樂運營商以及其他需求方可以通過租用方式及合作模式等獲取到軟件服務(wù)。

3 數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

上文概述了數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)的物理架構(gòu)以及服務(wù)能力。從上文的分析可見，數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)不僅需要構(gòu)建靈活可變的支持廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的混合云架構(gòu)，還需要攻克大數(shù)據(jù)核心技術(shù)、移動互聯(lián)技術(shù)、以及語音智能識別和處理等關(guān)鍵技術(shù)。下文將對本大系統(tǒng)需要重點研究的關(guān)鍵技術(shù)進行分析。

3.1 混合云中心架構(gòu)

混合云中心是由一個公有云和多個私有云共同組成。公有云是唯一的、可外接多個私有云，公有云和私有云之間采用音視頻文件自動搜索和自動分發(fā)的網(wǎng)關(guān)技術(shù)進行連接，從而保證公有云和私有云之間的數(shù)據(jù)同步。各種基于Android/iOS/linux的移動或者非移動終端可以通過廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、3G/GPRS網(wǎng)絡(luò)、WIFI等接入到云服務(wù)平臺獲得服務(wù)。

公有云是海量數(shù)據(jù)中心，由16核服務(wù)器集群或者其他存儲集群組成。公有云存儲的數(shù)據(jù)不僅來自于私有云上傳的用戶行為記錄、用戶演唱錄音文件等，還有來自于門戶網(wǎng)站、移動終端的用戶注冊數(shù)據(jù)、訪問數(shù)據(jù)、用戶演唱錄音文件等信息。

私有云是在局域網(wǎng)環(huán)境下，主要是面對局域網(wǎng)公共視聽場所的數(shù)字音視頻流媒體點播需求，存儲用戶進行點播的音視頻文件、點播行為記錄、用戶演唱錄音文件等。

本項目研究的混合云存儲中心以開源Hadoop平臺為基礎(chǔ)架構(gòu)，開展平臺二次開發(fā)與算法實現(xiàn)。前臺基于Web頁面方式的前臺設(shè)計，后臺基于Hadoop部署集群，實現(xiàn)存儲、數(shù)據(jù)庫、運算平臺基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)建模技術(shù)上，采用面向服務(wù)的軟件建模技術(shù)，滿足業(yè)務(wù)邏輯建模需求。具體包括：模型描述語言、模型生成規(guī)則、模型描述規(guī)則和編輯規(guī)則、圖形化建模工具、模型轉(zhuǎn)換技術(shù)等。

依托云服務(wù)中心，用戶可以在局域網(wǎng)的視聽場所演唱歌曲并將錄音文件和音準(zhǔn)評分文件上傳至云服務(wù)中心，也可以利用用戶終端設(shè)備演唱歌曲并將錄音文件和音準(zhǔn)評分文件上傳至云服務(wù)中心。

3.2 跨媒體大數(shù)據(jù)的管理問題

互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字音樂服務(wù)，特別是交互式音樂服務(wù)，內(nèi)容數(shù)據(jù)會包含文字信息、圖形信息、圖像信息和聲音信息等不同信息類型的綜合信息。表現(xiàn)出包括網(wǎng)頁、微博、博客、視頻、音頻、圖片、文本等新媒體形式。新媒體資源的內(nèi)容形式復(fù)雜零亂，傳播渠道多元化、內(nèi)容采集形式分發(fā)、資源存儲零散隔離，在資源管理上的難度遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)媒體。為有效利用信息資源、充分發(fā)揮資產(chǎn)價值，在研究中使用主題標(biāo)簽技術(shù)，對不同類型的媒體進行索引。結(jié)合自然語言處理、主題模型、音樂特征提取及眾包標(biāo)簽技術(shù)，對跨媒體資源進行分類、建立索引，以解決上述各種新媒體資源的融合、管理的問題。存儲方面，可以采用分布式文件系統(tǒng)實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的存儲，滿足大數(shù)據(jù)查詢、分析、挖掘等日常訪問需求

3.3 移動互聯(lián)技術(shù)

本研究提出的云服務(wù)大系統(tǒng)是以服務(wù)為導(dǎo)向，因此設(shè)計終端網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，從而為各種網(wǎng)絡(luò)接入能力的用戶終端都能提供相同的服務(wù)體驗。

3.3.1 終端接入控制

引進二維碼技術(shù)對手機接入網(wǎng)絡(luò)獲取特有服務(wù)進行控制。建立一套在公共視聽場所的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)策略，對于用戶不管是通過4G信號還是通過WIFI接入網(wǎng)絡(luò)都將獲得一致的局域網(wǎng)點播、文件上傳、文件下載、音準(zhǔn)評分等用戶體驗。

3.3.2 支持各種移動終端的網(wǎng)絡(luò)接入管理

同一個注冊用戶可通過IPAD/IPHONE/android智能手機/linux機頂盒等終端設(shè)備接入云服務(wù)中心；大系統(tǒng)需要實現(xiàn)統(tǒng)一的身份認(rèn)證識別，用戶可在門戶網(wǎng)站或者移動終端隨時查閱到自己在所有終端上的操作行為、錄音文件、錄音排行等信息。

3.3.3 私有云環(huán)境下WIFI接入的網(wǎng)絡(luò)速度管理

通過研究WIFI帶寬自動分配技術(shù)，使得在局域網(wǎng)環(huán)境帶寬一定的情況下，自動調(diào)節(jié)用戶終端的帶寬分配從而確保接入無線網(wǎng)絡(luò)的用戶獲得良好用戶體驗。

3.4 語音智能識別技術(shù)

語音的智能化對于本數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)是特別重要的。數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)需要對用戶的演唱音準(zhǔn)和聲紋等聲音特征作出識別，從而依托于每個用戶獨特的聲音特征推出針對用戶個體或者相似群體的應(yīng)用和服務(wù)。

本系統(tǒng)重點推出音準(zhǔn)評分功能，對用戶歌唱的準(zhǔn)確度進行科學(xué)的評判，通過圖形界面將歌曲的音高、音長與歌詞進行實時的提示，并實時給出當(dāng)前得分。另外，本系統(tǒng)還結(jié)合語音處理技術(shù)推出基于聲紋識別的模仿秀應(yīng)用等。

4 數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)應(yīng)用

依托于上述的數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)，可以構(gòu)建出如下數(shù)字音樂服務(wù)。

4.1 個性化音樂點播應(yīng)用

傳統(tǒng)的歌曲點播，一般是用戶選擇好歌曲、系統(tǒng)如實根據(jù)用戶的需求將點播歌曲呈現(xiàn)出來。而依托于本云服務(wù)大系統(tǒng)，系統(tǒng)會結(jié)合用戶在本數(shù)字視聽終端以及在用戶自己的移動終端上的歷史點播行為，在為用戶服務(wù)點播功能的同時向用戶推薦符合用戶特點和興趣愛好的音樂。

4.2 音樂社交應(yīng)用

本系統(tǒng)提供聲音智能處理技術(shù)，依托于聲音智能處理技術(shù)，用戶的音準(zhǔn)和聲紋可以被識別和評價。系統(tǒng)可以根據(jù)評價結(jié)果對用戶的演唱歌曲進行排行，用戶也可以依據(jù)系統(tǒng)的科學(xué)評價結(jié)果進行社交互動等，包括音樂的分享、朋友的點贊和禮品贈送；同時，系統(tǒng)還引進視頻直播功能，用戶可以將自己的演唱視頻進行分享并獲得好友的酒水贈送等。

4.3 新歌推廣應(yīng)用

依托于本大系統(tǒng)，數(shù)字音樂運營商可以構(gòu)建數(shù)字音樂聚集平臺，音樂人可以第一時間將最新歌曲及最新歌手上傳至音樂聚集平臺，由音樂聚集平臺通過分發(fā)操作迅速推廣出去，這種方式不僅吸引了更多用戶加入本平臺、更為重要的是可以成功地將這些歌曲迅速推廣至全國各地的娛樂場所，相對于傳統(tǒng)的DVD售賣以及演唱會的宣傳方式得到了更快的富有時效性的推廣。

4.4 跨媒體資源檢索

本大系統(tǒng)集成跨媒體內(nèi)容資源聚合技術(shù)，可實現(xiàn)用戶在門戶網(wǎng)站、或者可接入云服務(wù)中心的終端設(shè)備上的跨媒體主題檢索，由云服務(wù)中心將涉及到該主題的網(wǎng)頁、圖片、文本等聚類顯示返回給用戶的功能。

4.5 互聯(lián)網(wǎng)+“數(shù)字娛樂”的新型O2O模式

依托于本系統(tǒng)，商家可以將所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上傳至本平臺。系統(tǒng)依據(jù)用戶的LBS信息、消費行為數(shù)據(jù)、自媒體數(shù)據(jù)等勾畫出娛樂用戶的消費者畫像，從而布局出：提供給商家的消費群體客戶分析、個性化商業(yè)活動定制服務(wù)，給最終用戶提供社交圈和朋友推薦服務(wù)，提供團購預(yù)定服務(wù)，提供道具或者禮品贈送服務(wù)等。

5 研究展望

綜上所述，數(shù)字音樂產(chǎn)業(yè)在大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)發(fā)展的時代已經(jīng)出現(xiàn)了一些有針對性的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。然而，這些技術(shù)的應(yīng)用所帶來的產(chǎn)業(yè)革新還沒有為數(shù)字音樂產(chǎn)業(yè)帶來完全的顛覆，還存在許多具有挑戰(zhàn)性的工作。本文首先對當(dāng)前數(shù)字音樂云服務(wù)大系統(tǒng)進行描述，再提出應(yīng)用實例供大家探討。

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