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(jìn)行了較為祥實(shí)的闡述,并對流媒體傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)和運(yùn)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(shí)間上展開的數(shù)據(jù)流,具有數(shù)據(jù)量大和實(shí)時(shí)等特點(diǎn)。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(dāng)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(chǔ)媒質(zhì),如 計(jì)算 機(jī)硬盤)后,通過數(shù)據(jù)總線在DSM和內(nèi)存之間進(jìn)行傳輸不難實(shí)現(xiàn)。但采用下載方式,用戶必須考慮兩個(gè)因素:對客戶端的存儲(chǔ)需求和播放啟動(dòng)延時(shí)。因?yàn)锳/V文件一般都較大,需要很大的存儲(chǔ)容量;而且由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,下載需要花費(fèi)較長的時(shí)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(dòng)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(shí)時(shí)傳送,用戶不必象下載方式那樣等到整個(gè)文件全部下載完畢,只需經(jīng)過短暫的啟動(dòng)延時(shí)(緩沖)即可在用戶的 計(jì)算機(jī)上通過解壓設(shè)備(硬件或 軟件)解壓后進(jìn)行回放,數(shù)據(jù)的剩余部分在后臺(tái)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(dòng)延時(shí)縮短,而且不需要本地終端有太大的存儲(chǔ)容量。
2 流媒體的傳輸方式
2.1 順序流式傳輸
即在給定時(shí)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(shí)時(shí)流式傳輸那樣在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度進(jìn)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(jī)訪問要求的視頻、講座、演說與演示,也不支持現(xiàn)場廣播。嚴(yán)格說來,它是一種點(diǎn)播技術(shù)。
2.2 實(shí)時(shí)流式傳輸
是指媒體傳輸時(shí)信息帶寬能自動(dòng)動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬,保證媒體信號(hào)帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接相匹配,使媒體可被實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)流式傳輸適合現(xiàn)場事件,也支持隨機(jī)訪問,用戶可快進(jìn)或后退觀看前面或后面的內(nèi)容。理論上,實(shí)時(shí)流一經(jīng)播放就可不停地收看,但實(shí)際上,可能會(huì)發(fā)生周期暫停。
2.3 二者的比較
(1)從視頻質(zhì)量上講,實(shí)時(shí)流式傳輸必須匹配連接帶寬,由于出錯(cuò)丟失的信息被忽略掉,網(wǎng)絡(luò)擁擠或出現(xiàn)問題時(shí),視頻質(zhì)量會(huì)下降;如欲保證視頻質(zhì)量,順序流式傳輸更好。
(2)實(shí)時(shí)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(jìn)行更多級別的控制,因而系統(tǒng)設(shè)置、 管理比標(biāo)HTTP服務(wù)器更復(fù)雜。
(3)實(shí)時(shí)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(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題,導(dǎo)致用戶不能看到一些地點(diǎn)的實(shí)時(shí)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(dòng)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(shí)質(zhì)是通過C/S應(yīng)用層的速率反饋機(jī)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(dòng)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(shí)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(gè)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(shí)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(gè)內(nèi)容疊加網(wǎng),通過引入主動(dòng)內(nèi)容管理、全局負(fù)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(gè)實(shí)時(shí)媒體流或媒體文件在傳輸中將被分成多個(gè)包傳輸。由于網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)、抖動(dòng)等因素,包到達(dá)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(bǔ)網(wǎng)絡(luò)延遲和抖動(dòng)的影響,以保證數(shù)據(jù)包的順序正確以及不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)暫時(shí)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(chǔ)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(chǔ)將要發(fā)送或?qū)⒁シ诺膬?nèi)容,所以一般緩存不會(huì)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(tái)。
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(dòng)畫媒體文件通過壓縮轉(zhuǎn)換為能進(jìn)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(dú)立運(yùn)行,也能作為插件在瀏覽器中運(yùn)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(yuǎn)程 教育 、 網(wǎng)絡(luò) 電臺(tái)、視頻點(diǎn)播、收費(fèi)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(yuǎn)程培訓(xùn)、視頻會(huì)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(jī)或其它裝置獲得視頻信號(hào)后,就可以通過站點(diǎn)進(jìn)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(tái)較高配置的PC機(jī)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(hào)就可以用實(shí)時(shí)編碼工具來進(jìn)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(jì)費(fèi)手段,從而能夠提供有償多媒體內(nèi)容服務(wù)。
5.2 遠(yuǎn)程教學(xué)(Remote seminar)
遠(yuǎn)程教學(xué)將為更多的人提供接受教育的機(jī)會(huì)。教學(xué)者事先在Internet/Intranet上發(fā)出通知,聽眾在講座開始前訪問某個(gè)URL地址,當(dāng)講座開始時(shí),聽眾可以看到演講者的演講畫面并聽到他的聲音。整個(gè)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(xué)者事先把媒體文件傳給遠(yuǎn)程教學(xué)服務(wù)器,當(dāng)聽眾需要聽講座時(shí),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(shí)時(shí)回放。
5.3 視頻會(huì)議(Video Conference)
視頻會(huì)議和遠(yuǎn)程教學(xué)有很多類似之處,但它對實(shí)時(shí)性的要求更高。在一個(gè)視頻會(huì)議中,各個(gè)會(huì)議點(diǎn)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(jìn)行壓縮。壓縮數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)直接在各個(gè)會(huì)議點(diǎn)之間組播,或傳到多點(diǎn)處理器(MP)經(jīng)過合成或轉(zhuǎn)換后再向各與會(huì)點(diǎn)組播。但不管采用哪種方式,都需要保證以盡量小的時(shí)延在各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行回放,這正是流媒體技術(shù)發(fā)揮作用的地方。
參考 文獻(xiàn)
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