流媒體技術(shù)論文(2)
流媒體技術(shù)論文
流媒體技術(shù)論文篇二
網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)研究
摘 要:對 網(wǎng)絡(luò) 流媒體及其 應(yīng)用于流媒體系統(tǒng)的一些技術(shù),包括傳輸方式、傳輸質(zhì)量控制等進行了較為祥實的闡述,并對流媒體傳輸?shù)膶崿F(xiàn)和運用作了介紹。
關(guān)鍵詞:流媒體;相關(guān)技術(shù);應(yīng)用
1 流媒體概述
音/視頻(A/V)等多媒體信息是在時間上展開的數(shù)據(jù)流,具有數(shù)據(jù)量大和實時等特點。要在多媒體終端(如PC)上再現(xiàn)或回放多媒體信息,獲得平滑的多媒體數(shù)據(jù)流非常重要。當用戶通過下載方式將網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器的數(shù)據(jù)保存至本地終端DSM(數(shù)字存儲媒質(zhì),如 計算 機硬盤)后,通過數(shù)據(jù)總線在DSM和內(nèi)存之間進行傳輸不難實現(xiàn)。但采用下載方式,用戶必須考慮兩個因素:對客戶端的存儲需求和播放啟動延時。因為A/V文件一般都較大,需要很大的存儲容量;而且由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,下載需要花費較長的時間。
流媒體技術(shù)解決的問題就是:采用流式傳輸方式直接從網(wǎng)絡(luò)上得到平滑的數(shù)據(jù)流,無須首先把多媒體數(shù)據(jù)下載到本地終端在采用流式傳輸?shù)南到y(tǒng)中,聲音、影像、動畫等信息從網(wǎng)絡(luò)中音視頻服務(wù)器向用戶終端(如PC、PDA等)連續(xù)、實時傳送,用戶不必象下載方式那樣等到整個文件全部下載完畢,只需經(jīng)過短暫的啟動延時(緩沖)即可在用戶的 計算機上通過解壓設(shè)備(硬件或 軟件)解壓后進行回放,數(shù)據(jù)的剩余部分在后臺繼續(xù)從服務(wù)器下載這種對多媒體數(shù)據(jù)邊下載邊回放的方式不僅使啟動延時縮短,而且不需要本地終端有太大的存儲容量。
2 流媒體的傳輸方式
2.1 順序流式傳輸
即在給定時刻,用戶只能觀看已下載的部分,而不能跳過還未下載的部分,它不像實時流式傳輸那樣在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度進行調(diào)整。由于文件在播放前觀看的部分是無損下載的,順序流式傳輸方式適合高質(zhì)量的短片段,如片頭、片尾和廣告,不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻、講座、演說與演示,也不支持現(xiàn)場廣播。嚴格說來,它是一種點播技術(shù)。
2.2 實時流式傳輸
是指媒體傳輸時信息帶寬能自動動態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬,保證媒體信號帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接相匹配,使媒體可被實時觀看到。它與順序流式傳輸不同,需要專用的流媒體服務(wù)器與傳輸協(xié)議。實時流式傳輸適合現(xiàn)場事件,也支持隨機訪問,用戶可快進或后退觀看前面或后面的內(nèi)容。理論上,實時流一經(jīng)播放就可不停地收看,但實際上,可能會發(fā)生周期暫停。
2.3 二者的比較
(1)從視頻質(zhì)量上講,實時流式傳輸必須匹配連接帶寬,由于出錯丟失的信息被忽略掉,網(wǎng)絡(luò)擁擠或出現(xiàn)問題時,視頻質(zhì)量會下降;如欲保證視頻質(zhì)量,順序流式傳輸更好。
(2)實時流式傳輸需要特定的服務(wù)器,如QuickTime StreamingServer、Real Server與Windows Media Server,這些服務(wù)器允許對媒體發(fā)送進行更多級別的控制,因而系統(tǒng)設(shè)置、 管理比標HTTP服務(wù)器更復雜。
(3)實時流式傳輸還需要特殊的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,如:RTSP(Real?time Streaming Protocol)或MMS(Microsoft Media Server),這些協(xié)議在有防火墻時有時會出現(xiàn)問題,導致用戶不能看到一些地點的實時內(nèi)容;而順序流式傳輸與防火墻無關(guān)。
3 流媒體傳輸質(zhì)量的控制
3.1 智能(intelligence and ability)流技術(shù)
系統(tǒng)能夠自動檢測網(wǎng)絡(luò)狀況并將視、音頻流的屬性調(diào)整到最佳,使用戶收到與其連接速度相符的媒體流。智能流技術(shù)的實質(zhì)是通過C/S應(yīng)用層的速率反饋機制探測網(wǎng)絡(luò)帶寬變化,利用媒體流的多速率層次編碼能力,在服務(wù)器端動態(tài)的調(diào)節(jié)媒體流的傳輸速率,以保證用戶在網(wǎng)絡(luò)帶寬變化條件下仍能收到質(zhì)量較好的媒體流。
3.2 分流(splitting)技術(shù)
分流技術(shù)一般只在作網(wǎng)絡(luò)直播時使用。發(fā)送服務(wù)器通過UDP單播、UDP組播等方式將直播媒體流發(fā)送到分布在各地的多個接收服務(wù)器,客戶端可以就近訪問服務(wù)器獲得較高質(zhì)量的媒體流,同時減少帶寬使用。發(fā)送服務(wù)器與接收服務(wù)器之間由高速鏈路連接。
3.3 內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)技術(shù)
CDN是近幾年才 發(fā)展 起來的新技術(shù),它作為基礎(chǔ)IP網(wǎng)絡(luò)之上的一個內(nèi)容疊加網(wǎng),通過引入主動內(nèi)容管理、全局負載均衡和內(nèi)容緩存等技術(shù),可以將用戶請求的流媒體內(nèi)容發(fā)布到距離用戶最近的網(wǎng)絡(luò)邊緣,從而提高用戶訪問的響應(yīng)速度,并有效解決網(wǎng)絡(luò)擁塞,最大限度的減輕骨干網(wǎng)絡(luò)流量。
3.4 緩存(caching)技術(shù)
互聯(lián)網(wǎng)是以斷續(xù)的異步包傳輸為基礎(chǔ),一個實時媒體流或媒體文件在傳輸中將被分成多個包傳輸。由于網(wǎng)絡(luò)的延時、抖動等因素,包到達客戶端的順序和延遲可能不一樣,可能出現(xiàn)先發(fā)的包后到的情況,因此需要緩存系統(tǒng)來彌補網(wǎng)絡(luò)延遲和抖動的影響,以保證數(shù)據(jù)包的順序正確以及不會因為網(wǎng)絡(luò)暫時擁塞而出現(xiàn)播放停頓的現(xiàn)象。緩存技術(shù)一般采用環(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)存儲數(shù)據(jù),丟棄已發(fā)送或已播放內(nèi)容并利用空出的空間存儲將要發(fā)送或?qū)⒁シ诺膬?nèi)容,所以一般緩存不會很大。
4 流媒體系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)
4.1 服務(wù)器端產(chǎn)品
服務(wù)器端 軟件產(chǎn)品主要有Microsoft公司的Windows MediaServers服務(wù)器組件、RealNetworks公司的Real Server和Apple公司的QuickTime Streaming Server等。這些軟件的作用是提供流式多媒體信息的發(fā)布和 管理平臺。
4.2 制作端產(chǎn)品
制作端軟件產(chǎn)品主要有Microsoft公司的Windows MediaServers工具組件、RealNetworks公司的RealProducer和Apple公司的QuickTime等。這些軟件的作用是將普通格式的音頻、視頻或動畫媒體文件通過壓縮轉(zhuǎn)換為能進行流式傳輸?shù)牧鞲袷轿募?/p>
4.3 客戶端播放器
客戶端播放器軟件產(chǎn)品主要有Microsoft公司的WindowsMedia Player、RealNetworks公司的Real Player和Apple公司的QuickTime等。這些軟件通常既可以獨立運行,也能作為插件在瀏覽器中運行。
5 流媒體技術(shù)的 應(yīng)用
Internet的不斷 發(fā)展 決定了流媒體應(yīng)用廣闊的市場前景。流媒體技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)品將廣泛用于遠程 教育 、 網(wǎng)絡(luò) 電臺、視頻點播、收費播放等。流媒體技術(shù)在 企業(yè) 一級的可能應(yīng)用包括 電子 商務(wù)、遠程培訓、視頻會議、客戶支持等。下面對一些主要的流媒體應(yīng)用作簡要的介紹。
5.1 視頻播出(Streaming Video)
娛樂是流媒體的重要應(yīng)用場合。用攝像機或其它裝置獲得視頻信號后,就可以通過站點進行基于Internet的現(xiàn)場直播;或者保存為流媒體格式的文件,以供按需播放。需要在一臺較高配置的PC機或服務(wù)器上安裝上普通視頻采集卡和聲卡,然后通過視頻采集卡輸入視頻和通過聲卡輸入聲音信號就可以用實時編碼工具來進行直播或錄制成流媒體文件。在這種應(yīng)用中可加入一定的計費手段,從而能夠提供有償多媒體內(nèi)容服務(wù)。
5.2 遠程教學(Remote seminar)
遠程教學將為更多的人提供接受教育的機會。教學者事先在Internet/Intranet上發(fā)出通知,聽眾在講座開始前訪問某個URL地址,當講座開始時,聽眾可以看到演講者的演講畫面并聽到他的聲音。整個講座也可以媒體文件的形式記錄下來,用于以后按需播放。教學者事先把媒體文件傳給遠程教學服務(wù)器,當聽眾需要聽講座時,同樣訪問相應(yīng)的URL地址,請求獲取服務(wù)器中的媒體內(nèi)容。媒體數(shù)據(jù)通過流式傳輸下載到用戶的瀏覽器高速緩存中,由媒體播放器實時回放。
5.3 視頻會議(Video Conference)
視頻會議和遠程教學有很多類似之處,但它對實時性的要求更高。在一個視頻會議中,各個會議點用音/視頻采集設(shè)備得到多媒體內(nèi)容信息,經(jīng)過數(shù)字化后用某種壓縮方法進行壓縮。壓縮數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)直接在各個會議點之間組播,或傳到多點處理器(MP)經(jīng)過合成或轉(zhuǎn)換后再向各與會點組播。但不管采用哪種方式,都需要保證以盡量小的時延在各個點進行回放,這正是流媒體技術(shù)發(fā)揮作用的地方。
參考 文獻
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[5]?陳大偉,張棟. 混合P2P網(wǎng)絡(luò)模型研究與設(shè)計[J]. 計算機與信息技術(shù), 2006,(09).
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