流媒体技术十篇
时间：2023-03-28 20:03:21
流媒体技术篇1
1、流媒体的出现
长期以来，由于受到网路带宽的限制，互联网上的数据都是以文字、图片之类的静态内容为主，而那些音频、视频数据很难在网上，因为一般非压缩的广播级品质视频需要160Mbps的网络带宽；非压缩CD音质的音频则需要大约2.8Mbps的网络带宽。目前大部分网络用户的带宽还只是56Kbps，这与音频、视频的传播要求相差甚远。网络带宽很难在短期内得到迅速提升，因此要实现网上音频、视频传播就必须在传播文件本身下功夫，这样就出现了流媒体(Streaming media)。所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式，而流式传输方式则是将整个A/V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。
流媒体技术的开发创意是从传统的TCP/IP协议对通过网络传送信息的控制方法中得到的。当我们通过TCP/IP协议下载文件时，服务器会按照一定的次序将文件分成若干个独立的数据包，然后依次发送出去。而客户端的程序会将这些数据包重新组装起来，最终形成和原来完全一样的完整的文件。这时候，我们就可以对这个文件进行任何可能的操作了。流技术则不然。流技术能够按照特定的顺序将文件发送出去，而播放程序则可以边接收数据边播放他们。
2、流媒体形式简介
目前，在Internet/Intranet上提供流媒体服务的软件中应用广泛、成熟的产品还不多。 根据媒体形式的不同，流媒体可分为如下五类：
1）、流式音频。网上流式音频主要有数字化声音、音乐和语音识别三种形式，如ToolVox,RealAudio,Crescendo MIDI等。
2）、流式视频。如VDO Net公司的VDO Live，CISCO公司的IP/TV， XING Technology公司的StreamWorks等。
3）、流式动画。如Macromedia公司的FLASH矢量动画。
4）、流式图象。新推出的RealPlayer G2支持RealPix流式图象文件格式。
5）、流式文本。新推出的RealPlayer G2支持RealText流式文本文件格式。
二、流媒体实现的关键技术---流式传输
流式传输的定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体（如视频、音频等）的技术总称。其特定含义为通过INTERNET将影视节目传送到PC机。
1、 流式传输的方式
实现流式传输有两种方法：顺序流式传输（progressive streaming）和实时流式传输（Realtime streaming）。
1)、顺序流式传输（progressive streaming）
顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看再线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序流式传输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，由于该文件在播放前观看的部分是无损下载的，这种方法保证电影播放的最终质量。这意味着用户在观看前，必须经历延迟，对较慢的连接尤其如此。
顺序流式文件是放在标准HTTP 或 FTP服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如：讲座、演说与演示。它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。
2）、实时流式传输（Realtime streaming）
实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就可不停止，但实际上，可能发生周期暂停。
实时流式传输必须配匹连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图象质量较差。而且，由于出错丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出现问题时，视频质量很差。如欲保证视频质量，顺序流式传输也许更好。实时流式传输需要特定服务器，如QuickTime Streaming Server、RealServer与Windows Media Server。这些服务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制，因而系统设置、管理比标准HTTP服务器更复杂。实时流式传输还需要特殊网络协议，如：RTSP (Realtime Streaming Protocol)或MMS (Microsoft Media Server)。这些协议在有防火墙时有时会出现问题，导致用户不能看到一些地点的实时内容。
2、流式传输的原理
1）流式传输的实现途径与过程
首先，多媒体数据必须进行预处理才能适合流式传输，这是因为目前的网络带宽对多媒体巨大的数据流量来说还显得远远不够。预处理主要包括两方面：一是降低质量；二是采用先进高效的压缩算法。
其次，流式传输的实现需要缓存。这是因为Internet是以包传输为基础进行断续的异步传输。数据在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因网络暂时拥塞使播放出现停顿。
再次，流式传输的实现需要合适的传输协议。WWW技术是以HTTP协议为基础的，而HTTP又建立在TCP协议基础之上。由于TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时声音数据。 2） 、支持流媒体传输的网络协议
A、实时传输协议RTP与RTCP
RTP： 实时传输协议（Real－timeTransportProtocol）一种用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。
RPCP： 实时传输控制协议(Real－timeTransportControlProtocol)和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。
RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。RTP通常使用UDP来传送数据，但RTP也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。通常RTP算法并不作为一个独立的网络层来实现，而是作为应用程序代码的一部分。
实时传输控制协议RTCP和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。 B、 时流协议RTSP
RTSP：实时流协议 (RealTimeStreamingProtocol) 定义了一对多的应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。
实时流协议RTSP(RealTimeStreamingProtocol)是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与RTSP相比，HTTP传送HTML，而RTP传送的是多媒体数据。HTTP请求由客户机发出，服务器作出响应；使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。
C、资源预订协议RSVP协议
RSVP：资源预订协议(ResourceReserveProtocol )正在开发的Internet上的资源预订协议。
由于音频和视频数据流比传统数据对网络的延时更敏感，要在网络中传输高质量的音频、视频信息，除带宽要求之外，还需其他更多的条件。 使用RSVP预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供方便
3） 、识别流媒体类型的途径--MIME
Web服务器和Web浏览器如何识别流媒体并进行相应的处理呢？答案是MIME。MIME是MultipurposeInternet MailExtensions（通用因特网邮件扩展）的缩略词。它不仅用于电子邮件，还能用来标记在Internet上传输的任何文件类型。Web服务器和Web浏览器都基于HTTP协议，而HTTP都内建有MIME。HTTP正是通过MIME标记Web上繁多的多媒体文件格式。
流式传输的过程一般是这样的：
1、 用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来
2、 然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。
3、 A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。
4、 A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序），一旦A/V数据抵达客户端，A/V客户程序即可播放输出。
需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图一所示。
三、流媒体的播放方式
1、 单播
在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余首先造成服务器沉重的负担，响应需要很长时间，甚至停止播放；管理人员也被迫购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。
2、 组播
IP组播技术构建一种具有组播能力的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式，单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包，而不是多个；所有发出请求的客户只需连结到这个数据流而不是连结到视频服务器，从而降低带宽的使用。网络利用效率大大提高，成本大为下降。
3、 点播与广播
点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，却会迅速用完网络带宽。
广播指的是用户被动接收流。在广播过程中，客户端接收流，但不能控制流。例如，用户不能暂停、快进或后退该流。广播方式中数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，而不管用户是否需要。
使用单播发送和广播方式发送的方式会非常浪费网络带宽，组播吸收了上述两种发送方式的长处，克服了上述两种发送方式的弱点，组播不会复制数据包的多个拷贝传输到网络上，也不会将数据包发送给不需要它的那些客户，保证了网络上多媒体应用占用网络的最小带宽。
四、流媒体的文件格式
1、 压缩媒体文件格式
压缩格式有时被称为压缩媒体格式，包含了描述一段声音和图象的同样信息，尽管它的文件大小被处理得更小。很明显，压缩过程改变了数据位的编排。在压缩媒体文件再次成为媒体格式前，其中数据需要解压缩。由于压缩过程自动进行，并内嵌在媒体文件格式中，通常我们在存储文件时没有注意到这点。该过程如图二所示。
2、 流式文件格式
流式文件格式经过特殊编码，使其适合在网络上边下载边播放，而不是等到下载完整个文件才能播放。可以在网上以流的方式播放标准媒体文件，但效率不高。将压缩媒体文件编码成流式文件，必须假如一些附加信息，如计时、压缩和版权信息。编码过程如图三所示。表一列举了常用的流式文件类型。
3、媒体格式
媒体格式不是压缩格式，也不是传输协议，其本身并不描述视听数据，也不提供编码方法。媒体格式是视听数据安排的唯一途径，物理数据无关紧要，我们仅需要知道数据类型和安排方式。以特定方式安排数据有助于流式多媒体的发展，因为我们希望有一个开放媒体格式为所有商业流式产品应用，为应用不同压缩标准和媒体文件格式格式的媒体提供一个事实上的标准方法。我们也可从以相同格式同步不同类型流中获益。 总有一天，单个媒体格式能包含不同类型媒体的所有信息，如计时、多个流同步、版权和所有人信息。实际视听数据可位于多个文件中，而由媒体文件包含的信息控制流的播放。常用媒体格式如表二所示。
五、媒体服务器
1、媒体服务器的硬件平台
视频服务器的工作模式是当服务器响应客户的视频流后，从存储系统读入一部分视频数据到对应于这个视频流的特定的缓存中，然后此缓存中的内容送入网络接口发送到客户。当一个新的客户请求视频服务时，服务器根据系统资源的使用情况，决定是否响应此请求。系统的资源包括存储I/O的带宽、网络带宽、内存大小和CPU的使用率。
1) 、目前有三中类型的视频服务器结构：
A、通用主机方法
最早的通用视频服务器采用计算机主机来实现其功能，它运行在一个标准的操作系统上，如UNIX系统，硬件由一系列众多的的视频磁盘阵列组成。视频服务器的主要功能是存储、选择、传送大量的数据，却很少进行数据处理。因此，将主机作为视频服务器既不利于发挥主机的主要功能，有增加了系统的成本，因为必须提供大量的并非必须的硬件和软件。因此，有必要研究具有专门的功能、结构简单的视频服务器。
B、紧耦合多处理机
按照视频服务器功能要求，制作出大量完成某项指令或专门功能的硬件单元，然后将相关单元组合成相应的专用系统。这些系统有的擅长创建静止图象，有的是数据库管理器，还有的是网络设备和其它动态视频的数据库。最后将这些系统级联起来构成紧耦合多处理机实现的视频服务器。这种服务器费用低、性能高、功能强，具有解决专项问题的特征，但节目受到一定的限制，扩展性较差。
C、调谐视频服务器
调谐视频服务器的主板有一个有独特微码的嵌入式仿真器控制。磁盘控制器、ATM打包器和记帐计算机接口都利用这些极高速的仿真器来提供它们的功能和各功能块间的通讯。仿真器是通过特殊的寄存器总线和微码紧密耦合的。调谐视频服务器的结构是可扩展的。只要在主板中插入更多的服务通路，就可以达到扩容的目的。
2、 视频服务器的软件平台
网络视频平台包括媒体内容制作、发行与管理模块、用户管理模块、视频服务器。内容制作涉及视频采集、编码。发行模块负责将节目提交到网页，或将视频流地址邮寄给用户。内容管理主要完成视频存储、查询；节目不多时可使用文件系统，当节目量大，就必须编制数据库管理系统。用户管理可能包括用户的登记和授权。视频服务器将内容通过点播或直播的方式播放。对范围广、用户多的播放，可在不同区域的中心（如中国华东上海、华北北京、华中武汉等）建立相应的分发中心，协同完成播放。此外，对商业站点，还应包括计费系统等。网络视频播放的结构如图三所示。
1）任务服务(Session Service)
建立和维持客户和服务器之间的通信通道；为特定的客户设备管理一系列的服务器资源；每一个客户设备只分配一个任务。
2）内容服务(Content Service)
其操作过程如下：
⑴、 为当前的一个或多个视频主题查询内容；
⑵、 容服务返回一个与所需要的视频内容相关联的"assetcookie"；
⑶、 客户把"assetcookie"交给流服务,准备视频内容"流化"
⑷、 流服务用节目解析器解析出"assetcookie"；
⑸、 流服务定位MDS中所关联的节目内容；
⑹、 流服务指引"视频泵""流出"节目内容到客户端。
3）流服务（StreamService）
流服务指引"视频泵"（VideoPump）以实时流的形式分发数据（MPEG-1或MPEG-2传输流）到客户端；同"视频泵"一起执行VCR控制功能（暂停、继续、快进、快退）；客户端通过媒体网络（MediaNet）以流（MediaNetStream）的形式接收BLOB数据；
-BLOB（BinaryLargeOBject）二进制大对象，如bitmap（位图）、imagestills（静止画面）及客户需要下载供本地访问的一些存储在VS中的数据，以可靠方式传输（通过MN），而实时视频流的传输往往被认为是不可靠的（如图五）。
4）媒体数据存储服务（MediaDataStoreService-MDS）
进行文件管理（创建、存储、修改、删除）及目录管理功能；当"视 频泵"(videopump)要"播"一个视频文件时，它先给MDS目录服务器（MDSDirectoryServer）发一个消息打开文件，然后从该目录服务器得到这个文件的磁盘布局数据；由于影像文件都很大，视频服务器采用RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）存储影像文件；所有用来存储影像节目文件的磁盘称作一个卷（volume）,每个卷都有一个TOC（table of contents），存储卷里面的文件及它们在磁盘阵列的位置，TOC的大小决定了一个卷能存储文件的个数；AStripe是卷上所有磁盘同样大小的一块存储空间；Striping是把一个文件分散成片（块）存储在不同的磁盘上，可以减少单块盘的访问次数和时间，以利于并发流的处理；存储节目时，先存tableofcontents（如文件的大小、创建的时间、在磁盘阵列中的位置等），然后横跨磁盘连续地存储，每一块盘上存一个stripe，当写完第一个RAID后，继续下一个RAID，当写到最后一个RAID的最后一块硬盘时，又从第一个RAID写起。当最后一个stripe没写满时，会留下空的小块，下次写盘时，又从下一个RAID开始写盘；因为采用RAID存储机制，当硬盘出现故障，不影响视频服务器正常运行，数据不会丢失。视频服务器还支持"热插拔"（hot－swap）磁盘。
5）文件（节目）上传和下载（FTPService）
视频服务器提供远程访问MDS的能力，即mdsftp。远程客户计算机 运行FTP即可上传和下载视频服务器中的MDS文件（影像节目文件），如图六所示。
视频服务器还提供远程两台视频服务器之间上传和下载MDS文件（影 像节目文件）的能力，这特别适合分布式大规模VOD系统的实现。
6）RTSP服务
RTSP（RealTimeStreamingProtocol）服务处理客户与服务器之间的 通信任务；接收客户基于RTSP协议的请求；把请求映射为适当的基于媒体网络（MN）的视频服务器呼叫；执行呼叫到合适的视频服务器进程；转发视频服务器应答并返回给客户如图七。
六、未来属于流媒体
人们常说互联网是一场革命，实际上在流媒体全面发展之前，这场革命是不彻底的。没有流媒体的互联网无声无影,所谓"虚拟的世界"的说法名与实相去太远。流媒体技术全面应用后，人们在网上聊天就不必用文字表达自己的语言了，直接语音输入就行了。如果想彼此看见对方的容貌、表情，只要双方各有一个摄像头就可以了；电子商务的货品展示也不再限于图片的二维观看了，看到感兴趣的商品，点击后，就会有讲解员和商品的影像出现，可以达到与现实完全一致的展示效果，而且你可以与讲解员进行现场交流；网上新闻也不仅仅只能用文字和图片表达，更有真实感的影像新闻也会出现。非但如此，流媒体还将给互联网带来全新的内容，如网络电视、网络影院、网上教育等。
流媒体发端于美国，目前的流媒体技术都源于美国，而且美国的带宽比国内丰富得多，因此流媒体在美国的应用已经非常广泛。像如今在美国如火如荼的MP3.COM就是得益于流媒体技术. 网络电视,相对于传统电视，它的优势是：
第一，提升电视台的形象，在国内众多的电视台网站中，能够把电视台最大的优势资源－－视频节目在互联网上进行全面应用的电视台并不多，网络电视能够马上提升电视台的国内国际形象。
第二，网络电视是一个全互动的电视概念，它是双向的，对电视台和观众的沟通反馈起着非常大的作用，传统电视这方面是相当弱的，基本上，它是单向的。
第三，网络电视除了能在互联网上进行广播外，它还能让全世界的网民对电视节目进行点播，想看什么就看什么，想什么时候看就什么时候看。传统电视能做到这一点吗？不能。
流媒体技术篇2
【关键词】流媒体 启动延时 RTP
自互联网产生以来，受网络带宽的限制，互联网上的信息都以文字、图片等静态数据为主，而音频、视频数据则难以在网上。随着ADSL、视迅宽带、FDDI网的出现，网络带宽得到很大的改善，可以达到100M以上的传输速率，但仍无法满足高质量的多媒体信息传输的需要，这就要从数据的传输方式上着手来解决问题。由此，流媒体技
术应运而生。
一、流媒体技术概述
流媒体（Streaming）技术是指在发送端和接收端之间以独立于网络负载的以给定速率传输音频、视频信息的一种传输技术。流媒体具有隐含的时间维、传输的实时性和等时性、高吞吐量等特点。目前因特网由于存在带宽不足、服务质量控制机制较弱等局限性，难以满足流媒体的实时性要求，为此因特网工程任务组（IETF）制定了一系列支持流媒体实时传输和服务质量控制的协议，如 RTP、RSVP、RTCP等。其中，RTP是所有这些协议的基础。在网络上传输音频或视频等多媒体信息，目前主要有下载回放和流式传输两种方案。下载回放方式时间长、占的内存多，要求用户等到整个文件全部下载完毕才能回放。流式传输中声音、影像等通过网络向用户计算机进行连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。
流媒体技术是一种使用流式传输连续的时基媒体的技术。流式传输方式是将视频、音频等其他媒体压缩为一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送，只需要在用户端缓存足够可播放的视频容量就可以开始播放。
二、流媒体系统的组成
1、编码工具。即用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式。利用媒体采集设备进行流媒体的制作。它包括了一系列的工具，从独立的视频、声音、图片、文字组合到制作丰富的流媒体。这些工具产生的流媒体文件可以存储为固定的格式，供服务器使用。
2、流媒体数据。即媒体信息的载体。常用流媒体数据格式有.ASF、.RM等。
3、服务器。即存放媒体数据。由于要存储大容量的影视资料，因此该系统必须配备大容量的磁盘阵列，具有高性能的数据读写能力，可以高速传输外界请求数据并具有高度的可扩展性、兼容性，支持标准的接口。这种系统配置能满足上千小时的视频数据存储，实现片源的海量存储。
4、网络。即适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。流媒体技术是随着互联网络技术的发展而发展起来，它在现有互联网络的基础上增加了多媒体服务平台。
5、播放器。即供用户欣赏网上媒体的软件。流式媒体系纺支持实时音频和视频直播和点播，可以嵌入到流行的浏览器中，可播放多种流行的媒体格式，支持流媒体中的多种媒体形式，如文本、图片、Web页面、音频和视频等集成表现形式。在带宽充裕时，流式媒体播放器可以自动侦测视频服务器的连接状态，选用更适合的视频以获得更好的效果。目前应用最多的播放器有美国Real Networks公司的Real Player、美国微软公司的Media Player、美国苹果公司的Quicktime三种产品。
目前，Real System 被认为是在窄带网上最优秀的流媒体传输系统，其允许的带宽限制从28.8kbps的拨号上网到10M 的局域网，允许点播的人数从 100 流到 1000 流甚至无限流。Real System 系统由三部分组成。一是媒体内容制作工具Real Producer。主要是用于压缩制作多媒体内容文件，实时压制现场信号并传送给Real Server进行现场直播；也可以把其他音频、视频和动画等多媒体文件格式转换成Real Server支持并进行流媒体广播的 Real格式。二是服务器引擎 Real Server。它是目前国际上最强力的因特网和Intranet上的流传播服务引擎，利用该服务引擎用户可以在客户端无须等待数据全部下载完毕即可实时收看直播节目。三是客户端播放软件 Real Player。用来向服务器发出请求，接收并回放从 Real Server传送的媒体节目。
三、流式传输协议
流媒体协议是流媒体技术的一个重要组成部分，也是基础组成部分。因特网工程任务组的主要工作是设计各种协议来规范与发展世界标准化组织，现已设计出几种支持流媒体的传输协议。
1、RSVP（资源预留协议）。该协议促使流数据的接收者主动请求数据流路径上的路由器，并为该数据流保留一定的资源（即带宽），从而保证一定的服务质量。RSVP是一个在IP上承载的信令协议，它允许路由器网络任何一端上终端系统或主机在彼此之间建立保留带宽路径，为网络上的数据传输预定和保证服务质量。
（1）RSVP协议中涉及到发送者和接收者的概念，这两个概念是在逻辑上进行区分的。发送者指发送路径消息的进程，而接收者是指发送预留消息的进程，同一个进程可以同时发送这两种消息，因此既可以是发送者也可以是接收者。
（2）资源预留的分类。专用预留：它所要求的预留资源只用于一个发送者，即在同一会话中的不同发送者分别占用不同的预留资源。共享预留：它所要求的预留资源用于一个或多个发送者，即在同一会话中的多个发送者共享预留资源。
（3）RSVP提供两种发送者选择方式。通配符方式：默认所有发送者，并通过预留消息中所携带的源端地址列表来限制通配符滤波器。显式指定方式：滤波器明确指定一个或多个发送者来进行预留。
2、RTP（实时传输协议）。用于Internet上针对多媒体数据流的传输。RTP协议为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在UDP上运行RTP以便使用其多路结点和校验服务。RTP可以与其他适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么RTP可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
3、RTCP（实时传输控制协议）。实现通过客户端对服务器上的音视频流做播放、录制等操作请求。该协议通过RTSP协议实现了在客户端应用程序中对流式多媒体内容的播放、暂停、快进、录制和定位等操作。RTP和RTCP一起提供流量控制和拥塞控制服务。
4、RTSP（实时流协议）。建立并控制一个或几个时间同步的连续流媒体，如音频和视频。尽管连续媒体流与控制流交叉是可能的，但RTSP 本身并不发送连续流，换言之，RTSP充当多媒体服务器的网络远程控制。RTSP 提供了一个可扩展框架，实现实时数据（如音频与视频）的受控、按需传送。数据源包括实况数据与存储的剪辑。RTSP 用于控制多个数据发送会话，提供了选择发送通道（如UDP、组播UDP与TCP等）的方式，并提供了选择基于RTP的发送机制的方法。
总之，随着流媒体技术的不断发展以及网民对流媒体的需求的增加，流媒体技术将会日臻成熟并稳步发展。
参考文献
[1] 肖金秀、蔡均涛：多媒体技术及应用[M].冶金工业出版社，2006．
[2] 郑丽娜：网络流媒体技术及其应用[J].山东通信技术，2005（2）．
流媒体技术篇3
关键词:流媒体;相关技术;应用
1 流媒体概述
音/视频(a/v)等多媒体信息是在时间上展开的数据流,具有数据量大和实时等特点。要在多媒体终端(如pc)上再现或回放多媒体信息,获得平滑的多媒体数据流非常重要。当用户通过下载方式将网络中服务器的数据保存至本地终端dsm(数字存储媒质,如计算机硬盘)后,通过数据总线在dsm和内存之间进行传输不难实现。但采用下载方式,用户必须考虑两个因素:对客户端的存储需求和播放启动延时。因为a/v文件一般都较大,需要很大的存储容量;而且由于网络带宽的限制,下载需要花费较长的时间。
流媒体技术解决的问题就是:采用流式传输方式直接从网络上得到平滑的数据流,无须首先把多媒体数据下载到本地终端在采用流式传输的系统中,声音、影像、动画等信息从网络中音视频服务器向用户终端(如pc、pda等)连续、实时传送,用户不必象下载方式那样等到整个文件全部下载完毕,只需经过短暂的启动延时(缓冲)即可在用户的计算机上通过解压设备(硬件或软件)解压后进行回放,数据的剩余部分在后台继续从服务器下载这种对多媒体数据边下载边回放的方式不仅使启动延时缩短,而且不需要本地终端有太大的存储容量。
2 流媒体的传输方式
2.1 顺序流式传输
即在给定时刻,用户只能观看已下载的部分,而不能跳过还未下载的部分,它不像实时流式传输那样在传输期间根据用户连接的速度进行调整。WWw.133229.CoM由于文件在播放前观看的部分是无损下载的,顺序流式传输方式适合高质量的短片段,如片头、片尾和广告,不适合长片段和有随机访问要求的视频、讲座、演说与演示,也不支持现场广播。严格说来,它是一种点播技术。
2.2 实时流式传输
是指媒体传输时信息带宽能自动动态适应网络带宽,保证媒体信号带宽与网络连接相匹配,使媒体可被实时观看到。它与顺序流式传输不同,需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输适合现场事件,也支持随机访问,用户可快进或后退观看前面或后面的内容。理论上,实时流一经播放就可不停地收看,但实际上,可能会发生周期暂停。
2.3 二者的比较
(1)从视频质量上讲,实时流式传输必须匹配连接带宽,由于出错丢失的信息被忽略掉,网络拥挤或出现问题时,视频质量会下降;如欲保证视频质量,顺序流式传输更好。
(2)实时流式传输需要特定的服务器,如quicktime streamingserver、real server与windows media server,这些服务器允许对媒体发送进行更多级别的控制,因而系统设置、管理比标http服务器更复杂。
(3)实时流式传输还需要特殊的网络协议,如:rtsp(realtime streaming protocol)或mms(microsoft media server),这些协议在有防火墙时有时会出现问题,导致用户不能看到一些地点的实时内容;而顺序流式传输与防火墙无关。
3 流媒体传输质量的控制
3.1 智能(intelligence and ability)流技术
系统能够自动检测网络状况并将视、音频流的属性调整到最佳,使用户收到与其连接速度相符的媒体流。智能流技术的实质是通过c/s应用层的速率反馈机制探测网络带宽变化,利用媒体流的多速率层次编码能力,在服务器端动态的调节媒体流的传输速率,以保证用户在网络带宽变化条件下仍能收到质量较好的媒体流。
3.2 分流(splitting)技术
分流技术一般只在作网络直播时使用。发送服务器通过udp单播、udp组播等方式将直播媒体流发送到分布在各地的多个接收服务器,客户端可以就近访问服务器获得较高质量的媒体流,同时减少带宽使用。发送服务器与接收服务器之间由高速链路连接。
3.3 内容分发网络(cdn)技术
cdn是近几年才发展起来的新技术,它作为基础ip网络之上的一个内容叠加网,通过引入主动内容管理、全局负载均衡和内容缓存等技术,可以将用户请求的流媒体内容到距离用户最近的网络边缘,从而提高用户访问的响应速度,并有效解决网络拥塞,最大限度的减轻骨干网络流量。
3.4 缓存(caching)技术
互联网是以断续的异步包传输为基础,一个实时媒体流或媒体文件在传输中将被分成多个包传输。由于网络的延时、抖动等因素,包到达客户端的顺序和延迟可能不一样,可能出现先发的包后到的情况,因此需要缓存系统来弥补网络延迟和抖动的影响,以保证数据包的顺序正确以及不会因为网络暂时拥塞而出现播放停顿的现象。缓存技术一般采用环形链表结构存储数据,丢弃已发送或已播放内容并利用空出的空间存储将要发送或将要播放的内容,所以一般缓存不会很大。
4 流媒体系统组成结构
4.1 服务器端产品
服务器端软件产品主要有microsoft公司的windows mediaservers服务器组件、realnetworks公司的real server和apple公司的quicktime streaming server等。这些软件的作用是提供流式多媒体信息的和管理平台。
4.2 制作端产品
制作端软件产品主要有microsoft公司的windows mediaservers工具组件、realnetworks公司的realproducer和apple公司的quicktime等。这些软件的作用是将普通格式的音频、视频或动画媒体文件通过压缩转换为能进行流式传输的流格式文件。
4.3 客户端播放器
客户端播放器软件产品主要有microsoft公司的windowsmedia player、realnetworks公司的real player和apple公司的quicktime等。这些软件通常既可以独立运行,也能作为插件在浏览器中运行。
5 流媒体技术的应用
internet的不断发展决定了流媒体应用广阔的市场前景。流媒体技术及其相关产品将广泛用于远程教育、网络电台、视频点播、收费播放等。流媒体技术在企业一级的可能应用包括电子商务、远程培训、视频会议、客户支持等。下面对一些主要的流媒体应用作简要的介绍。
5.1 视频播出(streaming video)
娱乐是流媒体的重要应用场合。用摄像机或其它装置获得视频信号后,就可以通过站点进行基于internet的现场直播;或者保存为流媒体格式的文件,以供按需播放。需要在一台较高配置的pc机或服务器上安装上普通视频采集卡和声卡,然后通过视频采集卡输入视频和通过声卡输入声音信号就可以用实时编码工具来进行直播或录制成流媒体文件。在这种应用中可加入一定的计费手段,从而能够提供有偿多媒体内容服务。
5.2 远程教学(remote seminar)
远程教学将为更多的人提供接受教育的机会。教学者事先在internet/intranet上发出通知,听众在讲座开始前访问某个url地址,当讲座开始时,听众可以看到演讲者的演讲画面并听到他的声音。整个讲座也可以媒体文件的形式记录下来,用于以后按需播放。教学者事先把媒体文件传给远程教学服务器,当听众需要听讲座时,同样访问相应的url地址,请求获取服务器中的媒体内容。媒体数据通过流式传输下载到用户的浏览器高速缓存中,由媒体播放器实时回放。
5.3 视频会议(video conference)
视频会议和远程教学有很多类似之处,但它对实时性的要求更高。在一个视频会议中,各个会议点用音/视频采集设备得到多媒体内容信息,经过数字化后用某种压缩方法进行压缩。压缩数据可以通过网络直接在各个会议点之间组播,或传到多点处理器(mp)经过合成或转换后再向各与会点组播。但不管采用哪种方式,都需要保证以尽量小的时延在各个点进行回放,这正是流媒体技术发挥作用的地方。
参考文献
[1]白煜,辛向晖.新东方it教育,教材研发室,windows media与real网络流媒体案例教程[m].北京:清华大学出版社,2004.
[2]唐天虹,冯宝坤,胡晓鹏.实战流媒体[m].北京:科学出版社,2003.
[3]车军. 基于p2p的流媒体技术研究[j]. 计算机与信息技术, 2007,(09).
流媒体技术篇4
[关键词] 流媒体 J2ME MPEG RTP RTCP
一、引言
随着通信技术和计算机技术的迅猛发展，3G时代的到来，使得人们对手持设备的应用有了更高的要求，人们已不满足于简单的通话，收发短信等基本功能，而更多的是要求有多媒体应用，能利用手机进行上网冲浪，3D游戏，播放视频等。
二、系统的分析与设计
1.目前存在的系统分析
随着通信技术和计算机技术的迅猛发展，使得人们对手持设备的应用有了更高的要求，人们已不满足于简单的通话，收发短信等基本功能，而更多的是要求有多媒体应用，能利用手机进行上网冲浪，3D游戏，播放视频等。移动设备通过网络观看视频将是不可避免的问题。而且目前的城市的网络覆盖率比较的好。
在这种情况下，多媒体播放器在设计与实现在有一些问题：
(1)由于多媒体手机在硬件性能上与PC机有着显著的差异，所以在多媒体手机上播放的视频短片的比特率要远远低于PC机上的,所以在设计多媒体手机时要受到多媒体手机硬件与操作系统的影响。
(2)现在多媒体手机外接的存储卡容量不是很高，当你在旅行的过程中或者在移动的过程中，因为你的存储卡的容量有限，所以你只能看少量的视音文件。
(3)现在多媒体手机在播放视音频文件的过程中，如果你看到自已喜欢的图片，你就想要保存下来，作为永久的珍藏。
(4)如何设计一项全新多媒体播放器，为将来的多媒体移动服务打下坚实的基础。
2.对目前系统的改进
本项目是一个关于手机播放器的系统，通过移动终端手机能够实现在任何时间，地点进行多媒体音频与视频的播放，本项目在空间上延伸了基于internet的网络服务，在时间上更具有灵活性。本系统只能播放视频文件的格式为MPEG格式与音频文件的格式为WAV格式，这是因为由底层的开发包所决定的。
本项目具有以下几个功能模块：
(1)首先视频（主要是MPEG格式）的播放模块，播放形式主要采用两种形式：本地播放与网络播放。本地播放也就是所谓的视频文件在本地手机存储器里，直接进行播放，网络播放主要是视频文件放在网络服务器，手机进行调用播放。它在空间上延伸了internet网络服务，在时间上更具有灵活性。
(2)其次实现音频（主要是WAV格式）的播放模块，播放形式主要采用两种形式：本地播放与网络播放。运行方式与视频播放模块相似。
(3)再次抓图模块，在进行播放本地与网络视频时，当你认为哪一个视频的瞬间你很鼓欢，你就可以进行抓图，把它抓下来。
(4)最后是控制模块，在进行播放音频与视频的同时，有一些基本的控制功能，比如：播放,停止,暂停,增加音量,减小音量等。
1>以下是本地播放视频或音频文件流程图
以上图的说明：这是一个本地播放视频或音频文件的流程图，首先生成一个等待WaitCanvas的对象，之后生成一个等待界面，然后生成一个VideoCanvas对象，它主要是用来进行播放文件控制的，用VideoCanvas生成的对象来打开用户在刚开始的界面上所输入URL，URL里包括IP地址，端口号（8080）以及被访问的文件名。如果打开成功都进行播放，如果失败者结束程序。最终关闭MIDlet程序。
2>以下是网格播放视频或音频文件流程图
以上图的说明：这是一个网络播放视频或音频文件的流程图，首先生成一个等待WaitCanvas的对象，之后生成一个等待界面，然后生成一个VideoCanvas对象，它主要是用来进行播放文件控制的，用VideoCanvas生成的对象来打开用户在刚开始的界面上所输入URL，URL里包括IP地址，端口号（8080）以及被访问的文件名。如果打开成功都进行播放，如果失败者结束程序。最终关闭MIDlet程序。
三、客户端的实现
手机客户端MIDlet的设计是本课题研究的重点，是实现本地与无线播放器应用的关键，客户端MIDlet需要解决的关键问题有：MIDlet程序结构流程控制，界面的开发；准确地提交用户请求参数问题等。根据系统需求分析，本项目终端支持系统的客户端主要面向的活动者是有具有多媒体手机的用户。以多媒体手机的用户所应具有的功能进行介绍手机客户端MIDlet开发的过程和主要解决的问题。
1.客户端流程设计
主要的流程说明：首先启动MIDlet，进行输入所要访问的服务器的IP和所要播放的文件的全称，如果输入错误，都重新输入，如果输入正确者，进行下面的一个操作，机器根据你所输入的IP地址来判断是本地播放，还是要进行网络的播放，当你如果输入的是本地IP，那么手机只播放你在手机存储介质里面的视频或音频文件。如果你输入的是网络IP，那么手机会播放在服务器中的视频或音频文件。在进行播放视频与音频的过程中，可以对作对象进行一系列的操作，比如抓图等。
2.MIDLET主程序的设计
一个MIDP应用程序的基本执行单元――MIDlet,所以ControlVideo继承MIDlet了,并有以下几个方法：startApp()，pauseApp()，destroyApp()，commandAction()还有一个线程PlayImage，这个程序它所要实现在的主要功能是，形成一个输入的界面，在这个界面里面要实现让用户输入URL，URL里面包含访问计算机的IP，端口号及所要访问的播放文件全称。还有在界面上还形成几个按钮比如开始，退出这是由commandAction（）来进行控制等，它还进行控制整个程序的运行，选形成一个等待的界面，然后根据用户所输入的信息进行打开URL，再进行播放文件的控制等等。
3.播放控制的设计
它主要是由VideoCanvas继承Canvas，并有以下几个方法：VideoCanvas(), initialize(), paint(), time2pix(),open()等方法。它主要实现的功能是：对播放的视频或音频文件进行一系列的操作比如播放,停止,暂停,增加音量,减小音量。
4.播放文件判断的设计
在这里主要是设计一个单独的类，名称为VideoType，它主要先从用户输入的URL来分析出用户输入的信息，从中分离出输入的IP地址，端口号以及文件的名称，再进行判别用户输入的文件的类型。它里面有以下几个方法：guessContentType（），splitURL（）。
5.网络连接等待介面的设计
这是一个所设计的一个等待界面，名称WaitCanvas，它继承了Canvas类，它主要的功能是：当用户输入IP地址时，手机在连结服务器的时候，可能会有一个过程，所以这个时候出现一个等待界面。它里面有以下几个方法：WaitCanvas()，void setMessage()，paint()。
四、结束语
本文研究的重心在于利用流媒体技术使手机播放器中本地与网络（无线）终端MIDP应用开发技术的解决方法及资源的网络通信，信息整合问题。因此在论文中深入研究了J2ME体系结构及其平台下手机程序MIDP的开发技术，详细分析了本地终端与无线终端和资源的通信解决方法，并构造了一个手机多媒体播放器系统，通过该系统，完整说明了MIDP应用程序开发的流程控制，界面设置与流媒体和视频压缩技术。本系统还会不断的改进，实现更广，更新，更实际的功能，以适应时代的需求。
参考文献:
[1]吴一丁:J2ME技术在移动设备上的应用.java研究组织,2005
[2]黄宝雄:流媒体技术.中国多媒体视讯,2005
流媒体技术篇5
关键词：流媒体；技术；网络教学
中图分类号：G642.41 文献标志码：A ？摇文章编号：1674-9324（2014）04-0251-02
远程教学经历了传统的以印刷品为媒介的函授阶段和以广播电视为主要媒介的广播电视阶段，随着计算机网络软硬件技术的发展和普及，目前已经发展到以计算机网络为主要媒介的现代远程教育阶段。计算机技术、多媒体技术、通信技术等高新技术在远程教育中的广泛运用，使教学资源更加丰富，学习形式更加多样化，学习时间的安排更加灵活，这些都极大地促进了我国远程教育的发展。学习的终身化加速了远程教育的发展，日新月异的通信技术提高了远程教育的开放性、灵活性和选择性。随着计算机三大关键技术（人工智能技术、数字化技术、信息和网络技术）的发展，网络辅助教学成为可能。多媒体促进了计算机的人性化，而网络技术促进了计算机的普及，特别是伴随着流媒体技术的应用和发展，用户可以通过视频、音频以及更广义的人机交互手段拓展计算机的功能。流媒体传输技术是一种基于时间的连续实时传输技术，可以在网络上传输包括音频、视频、文本、图片等在内的多媒体文件。客户端在播放前并不需要等待整个文件都下载完，而是采用数据流边传送边播放的方式。客户端仅在播放开始前感到有一些延迟，即在开始播放前将媒体文件的部分内容存入客户机内存的等待时间。由于多媒体文件信息量大，在网络接入速率较低的情况下，采用边传送边播放的方式可以节省客户端的网络带宽资源。遵守特定网络传输协议的流媒体具有文件体积小、流式传输、等待时间短等特点，对构建多媒体教学系统，完善远程网络教学环境具有重要的意义。雅虎创始人杨致远认为，当前流媒体技术的发展已经达到了从量变到质变的关键时刻，流媒体技术已经成为欧洲E-learning中心推荐的十四种最具潜力的技术之一。在这样的技术和应用背景下，高校构建基于流媒体技术的多媒体教学资源库，对于丰富当前教学方法，甚至拓展教学模式都将起到积极的作用。
一、流媒体的概述
流媒体（Streaming Media）是指应用流技术在网络上传输多媒体文件，其本质是一种新的媒体传输方式，而非一种新的媒体。流技术就是将连续的影像和声音文件经过压缩处理后放到网站服务器上，用户可以一边下载一边观看、收听，而不需要等待全部影音文件下载到本地机器后才能观看的网络传输技术。
二、流媒体特点及其优越性
由于采用了特殊的数据压编码解码技术（Code-Decode，CODEC），播放器在播放流媒体时，实时进行解压缩。对媒体文件进行压缩编码时，在不影响播放视觉质量的前提下，会丢弃一些不必要的数据，其数据压缩方式和JPEG格式图像的压缩格式类似，使得流媒体文件体积小，和传统的声音（.wav）以及视频（.avi）文件相比，相同时间长度的流媒体文件体积仅是它们的5%左右。流媒体技术将媒体文件分为众多小数据包，媒体服务器在特定的时间将用户播放所需的数据包通过网络发送给用户。如在网络拥挤时，媒体服务器不会发送用户收不到的数据包，当用户通过媒体播放器对播放进行控制时，媒体服务器才会发送相关内容的数据包，流媒体数据格式ASF（Advanced Streaming Format）的这种优越性使得在文件传输及在线教学过程中，受到网络拥挤的影响较少，提高了运行效率。
三、流媒体技术的现状
流媒体技术起源于窄带互联网时期。1994年，美国Progressive Networks公司成立之初，流媒体正式在互联网上登场，1995年，他们推出了基于C/S架构的音频接收系统Real Audio，并在随后几年内引领了网络流媒体技术的潮流。1997年9月，该公司更名为Real Networks，并相继了多款应用非常广泛的流媒体播放器Realplayer系列，曾一度占据流媒体播放器领域超过85%的市场份额。目前，互联网每周大约有4.5万小时的广播节目，58个美国电视台提供Web广播，34个电视台提供点播服务。有近半数的跨国公司在内部使用流媒体实现Web广播。中国电信推出的Vnet互联星空宽带业务，是目前国内最具有宽带特色的网上应用服务，也是最能吸引用户使用宽带的亮点。近年来Internet的迅猛发展和普及，为流媒体业务的发展提供了强大的市场动力，流媒体业务日益流行，并被广泛用于互联网多媒体新闻、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时音视频会议等互联网信息服务。同时，基于移动通信网络的流媒体技术也正日益走向成熟。从我国流媒体业务的发展来看，2004年是流媒体业务的概念宣传期，2005年则是流媒体业务开展中的问题暴露期，随着相关体制的逐步完善和技术的发展进步，各种问题逐步得到解决，从2007年开始，流媒体业务进入大规模增长阶段。远程教育将教学信息从教师端传递到远程学生端，需要传递各种类型的数据，如视频、音频、文本、图片等。由于当前网络带宽的限制，流媒体无疑是最佳的选择。除实时教学以外，使用流媒体中的视频点播（Video On Demand，VOD）技术，更可以达到因材施教、交互式教学的目的。
四、现阶段存在的问题
虽然近几年来流媒体技术得到了突飞猛进的发展，但其在国内的应用以及自身技术的成熟性等方面仍然存在一些问题，正是这些问题制约着流媒体技术在更广阔的领域里被应用。从目前流媒体技术的发展状况来看，虽然流媒体采用了先进的压缩编码技术和文件传输格式，但是，在进行语音或音频直播时，仍存在延时的现象，这一方面和网络硬件性能有关，另一方面，也要求流媒体技术在应用服务方面寻求突破，以满足客户的需求。国际电信联盟ITU数据报告表明，随着高性能编码技术的采用，如H.264和最新的Windows Media视频编码器，800Kbps的视频流将能达到DVD的视觉质量。在这种情况下，扩展流媒体技术以提供电视服务就成为流媒体技术的下一个应用领域。IPTV和电讯的交互成为信息时代生活的必需，而目前流媒体技术从开发应用角度，还很少涉足基于互联网的IPTV。因此，将电视服务和互联网信息浏览，电子邮件以及多种在线咨询、娱乐、教育以及商务功能结合，是目前流媒体技术发展所面临的问题之一。另一方面，移动通信3G标准的介入，使得高端甚至中端手机成为另一个网络端口，面向无线网络的流媒体应用将面临更加严峻的考验，除了无线网络不稳定所造成的传输速率波动外，手持设备的移动速度及其所处位置也会严重影响到传输速率。因此，高效的自适应的编码技术至关重要。此外，无线信道环境比有线信道差，数据的误码率高，这些对流媒体技术的应用提出了更高的要求。
与此同时，目前高校都将校园网的建设作为学校的重点建设项目，在重视硬件建设的同时，多媒体教学资源库的软件建设仍然停留在比较低的水平。因此，如何更好地利用功能日益完善的硬件设备以及日趋成熟的流媒体技术，完全发挥流媒体技术独特的优势，是当前迫切需要解决的问题。
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流媒体技术篇6
一、流媒体技术的传输方式
流媒体技术的传输方式主要有两种，一种是顺序流式传输，主要是指利用超文本传输协议传送文件的传送方式；另一种就是实时流式传输，指实时广播，或者是应用实时流协议等的传输方式。
1.顺序流式传输方式顺序流式传输方式就是指按顺序下载多媒体文件数据包，在下载文件的同时用户可观看在线内容，但在给定时刻，用户只能使用已下载的多媒体文件部分，并不可以跳转到尚未下载的部分。由于标准的HTTP服务器也可以进行顺序流式传输，而且还不需要其他特殊的协议，所以顺序流式传输也被称作HTTP流式传输。另外，由于用户通过顺序流式传输方式下载的多媒体文件是无损下载，加上这种传输方式需要用户在使用多媒体文件前必须通过时延，所以这种传输方式多用于高质量的短片段，如片头、片尾和广告，保证播放的最终质量，并不适合长片段和有随机访问要求的情况，如讲座、演说与演示；也不支持现场广播，所以在一定程度上，顺序流式传输方式属于点播技术。
2.实时流式传输方式在采用实时流式传输方式传送文件的时候，需要进行实时传送，所以这种传输方式最为适合现场广播和随机访问，用户根据自身的实际情况快进或后退，观看自己需要或感兴趣的内容的内容。但采用这种方式传输多媒体文件时，需要保证媒体信号带宽和网络连接相互匹配，这样，传输的多媒体文件内同才可以进行实时使用，但这也意味着图像的质量较差。
二、目前流媒体技术的应用状况
1.远程教学流媒体技术的应用为远程教学提供了声音和音频，通过增添学习内容的趣味性，激发学生的学习兴趣，解决了传统的单一性等负面问题。教师在教学过程中，通过在线播放与教学内容相关的视频，把传统的教学模式多样化，而学员也能够针对自身的不足，自由地选择想要学习的内容或章节，提高学生学习主观能动性的同时也能够节省学生的学习时间。另外，流媒体技术的应用也能够提高远程教学的互动性，师生不仅能够相互沟通，学生之间也能够相互交流学习经验。最后，部分大型或跨国企业也可以通过远程教学，对员工进行教育和培训，这些都是归功于流媒体技术的应用和发展。
2.直播网络视频随着时代的进步，流媒体技术已经成为第四代媒体技术之一。加上网络传播的全球性、快捷性，有很多大型的新闻娱乐媒体都趁着这个时机，通过互联网提供视频的直播，其中，流媒体技术的发展为在网络上直播视频提供了极大的帮助。目前流媒体的视频直播应用突破了网络带宽的限制，实现了多媒体文件的高质量影音传输，令不论是什么环境的用户都可以随时随地通过网络，利用媒体技术观看多媒体信息。
3.进行电视电话会议如今经济全球化，不少跨国企业的高层管理都通过视频会议商讨企业的发展前景，而视频会议系统是指通过互联网或其它数据网络，双方进行视频或语音开展的一种交互式多媒体通信业务。视频会议系统与流媒体技术应用相结合，可以充分利用流媒体技术的可访问性、可扩展性以及对带宽的有效利用性，实现视频会议内容的广播和录播，满足视频会议的如上需求。
三、结语
流媒体技术篇7
关键词：流媒体技术；流媒体；校园网
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)17-31445-01
The Application of Streaming Media Technology in Campus Network
ZHANG Sheng-hua1,XIE Shui-zhen2
(1.IT Center,Jiujiang Universitiy,Jiujiang 332005,China;2.Department of Electronic Engineering College of Communication,iujiang Universitiy,Jiujiang 332005,China)
Abstract:this paper detailedly introduced the concept of Streaming Media and the characteristic,and integrated the producing of Streaming Media,described the application of Streaming Media technology in campus network: plenty campus culture,remote monitoring and teaching resource warehouse.
Key words:Streaming Media Technology;Streaming Media;campus network
随着计算机网络及多媒体技术的飞速发展,尤其是宽带网络的广泛应用, 使我们的教学形式又增加了一种快捷且方便的现代化手段，校园网正改变着我们的教育模式。如何让学术报告、专家讲学、精品课程、校园新闻等的音视频优质资源满足我校4万师生的工作、学习的需要，仅通过校内电视台定点播放的服务方式已很难满足时展的要求。充分利用互联网和流媒体技术实现节目点播,就可以让这些优质资源在这个被称为第四媒体的互联网上得以延伸和发展。流媒体技术应用于现代电教服务已成为必然，同时,流媒体技术也是多媒体资源数字化的最有效工具。
1 流媒体技术简介
1.1流媒体技术
所谓流媒体技术就是把连续的视频、音频或动画信息经过压缩处理后放到服务器上，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等到整个多媒体文件下载到本地计算机就可以即时观看的技术。该技术先在客户端创造一个缓冲区，在播放前预先下载一段资料作为缓冲，在网路实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，也使得播放品质得以维持。实际上流媒体技术是网络音视频技术发展到一定阶段的产物，流媒体技术并不是单一的技术，它是融合很多网络技术之后所产生的技术。它需要涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储、传输以及网络通信等多项技术。
从字面上可以看出，流媒体技术的核心就是流媒体本身，那么，什么又是流媒体呢?所谓流媒体是指在网络中使用流式传输技术传输音频、视频、计算机动画或其他多媒体文件的媒体形式。流媒体文件通过流式传输技术进行传输， 即使在网络非常拥堵的情况下, 也能向用户提供画面清晰、不间断的影音， 实现了网上动画、影音等多媒体的实时播放。我们经常在上网时看到的Flas就是一种形式的流媒体。
流媒体给互联网带来的变化是巨大的，流媒体只需经过几秒甚至十几秒的启动延时即可欣赏到精彩的多媒体影像。而对于师生来讲，观看流媒体文件不受时空的限制，在自己方便的时间、适合的地点在一网的计算机上进行观看，还可自己进行控制播放速度等。而电视台定点播放节目则需要师生定时守候在电视机旁，对于在宿舍没有电视的学生来讲，根本就看不到，学术报告、精品课程、校园新闻等的流媒体化可显其重要性。
1.2流媒体的技术特征
流媒体的主要技术特征就是采用流式传输，即通过互联网将音视频节目传送到客户端。实现流式传输有两种方法：顺序流式传输（Progressive streaming）和实时流式传输（Real-time streaming）。
1.2.1顺序流式传输
顺序流式传输采用顺序下载方式，用户可以在线观看媒体节目。但是在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的部分；它不能根据用户的连接速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输；顺序流式传输方式适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告。顺序流式文件放在标准HTTP 或 FTP服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频、讲座、演说与演示，它也不支持现场广播。准确说来，它是一种点播技术。
1.2.2实时流式传输
实时流式传输保证媒体信号带宽与网络连接相匹配，使媒体可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同，需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输特别适用于现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退方式观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就可不停地收看，但实际上，可能会发生周期暂停。
2 流媒体文件格式
在客户端，用户通过相应的解码器接收音视频流。目前市场上主流的流媒体技术有三种, 分别是RealNtworks公司Realplayer、Microsoft的Windows Media和Apple公司的QuickTime。
Microsoft公司推出的Windows Media是一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容。其中，在网络上传输的内容就称为ASF Stream，ASF支持任意的压缩/解压/编码方式,并可以使用任何一种底层网络传输协议，具有很大的灵活性。Windows Media产品的一大特点是其制作、和播放软件与Windows NT／2000／9x集成在一起，不需要额外购买，这也是它拥有众多用户的原因之一。
该软件具有自动检测客户端是否安装解码软件，在没有的情况下，会自动下载解码软件进行安装，以保证正常浏览，并能与Realplayer一样，根据网络速率自动调整以获得最佳播放效果。它不仅能播放流式视音频，而且能播放所有的音频和视频点播格式。目前我国较多的网络课程采用这套解决方案。
3 流媒体技术在校园网上的应用
我校的校园网从2001年开始建设基础平台，到2005年三期工程已经竣工，主干千兆，百兆到桌面，出口十兆，2006年5月又对校园网作了进一步的优化，现在网络硬件建设已达到一个新的水平。开展了包括Web访问、信息、网上办公、电子邮件、FTP服务、教务、科研管理系统、网上选课等应用，网络的共享连续性得到了广泛的应用，但多媒体信息资源辅助教学仍未完全发掘出来。作为学校的电教中心，在校园网上采用Windows Media技术，将高质量的数字化视频信息传送给全校师生。
3.1流媒体文件的制作
(1)准备节目源：我校的节目源主要来自名家大师做客我校《濂溪讲坛》的学术报告、专家讲学、精品课程、校园新闻、转录我校与九江电视台合办的《白鹿讲坛》及购买的VCD、DVD等。我们选用了SONYDVCAM格式作为数字视频存储格式，通过水平分辨率高达850线/英寸的SONYDSR570摄像机、SONY 1900摄像机等摄制节目，这样保证了前期采集到的节目源信号质量高，并且适合数字传输。
(2)节目源采集和压缩编码。
(3)素材编辑：采集到非线性编辑系统的音视频素材，粗编、精编，制作片头、片尾，最后合成完整的一个节目。
(4)压缩为流媒体格式：在将编辑后合成的avi文件视频压缩为ASF格式时，我们用非线性编辑系统DV Storm来转换，DV Storm可转换成VCD格式、ASF格式等，有时也用Premiere来转换成ASF格式。
(5)：将《濂溪讲坛》、《精品课程》等流媒体文件用FTP上传到视频服务器，再到网页供全校师生点播收看。
我校师生将近有4万，每次到现场听学术报告的人数有限，这就对我们制作节目的实时性提出了要求，在实际工作中，如何简化工作流程，提高效率就显得尤为重要。经过一段时间的摸索，我们逐步形成了一整套流水线式的工作模式，包括前期摄制、非线性编辑采集、粗编、精编、压缩，上传服务器等步骤，今后还可通过网络实时录播系统直接采集为流媒体文件，进一步提高工作效率。
3.2流媒体在学校校园网上的应用
(1)浓郁校园文化。在校园网上推出了《白鹿讲坛》、《学术讲座》、《九江学院精品课程》、《校园电视》等专题栏目，并将其制作成的流媒体文件及时到是视频服务器上，师生只要鼠标轻轻一点，即可欣赏到所有的内容，这样为不能到现场的师生丰富了获取信息的途径。
(2)实现远程监控。可用于教学质量评估和校园安全监控。利用流媒体技术能辅助学校教学质量评估, 在每个教室中布置一台带有云台的摄像头,可方便从上下左右方位移动察看教师授课和学生听课情况,这能在最大程度上起到监督与察看授课、听课质量的作用;另外近年来发生在校园的犯罪案件也给校园安全敲响了警钟,在校园适当位置安装摄像头,监控整个校园情况，并把监控的情况实时录制下来以供备查。
(3)建设教学资源库。由我中心搭建流媒体教学资源库平台及日常的维护工作，学校与各二级学院联合建设流媒体教学资源库，将图片、声音、动画、视频、教学课件等流媒体文件按院系分门别类放到目录中，为教师提供丰富的教学资源，也有利于学生课后拓展专业知识。
4 结束语
我们可以看到流媒体技术的开发和应用在学校教育中的前景广阔。它给我们带来了一种全新的教学模式，代表了现代教育手段发展的新趋势。文章着重叙述了流媒体技术在校园网中的三类应用：浓郁校园文化、实现远程监控、建设教学资源库。但是流媒体技术在学校中的应用远不止这些，它还可以用于交互教学、电视转播、在线视频点播、视频会议等等。所有这些仅仅是计算机网络技术向各行各业快速渗透的一个方面。电教中心作为高校辅助教学的重要部门,流媒体技术的应用无疑会使电教中心的发展和服务更上一个台阶。
参考文献：
流媒体技术篇8
关键词:流媒体;流式传输;压缩编码;视频;电力运行系统
中图分类号:F27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)22-0026-02
引言
在网络上传输音/视频等多媒体信息,通常有下载传输和流式传输两种方案。由于网络带宽有限,而音/视频的文件容量通常很大,采用下载传输非常耗时,传输延迟也很大,特别是下载传输无法满足需要长时间持续传输(如,电力设备和线路现场监控)的应用要求。而采用流式传输时,音/视频信息由音视频服务器或摄像头向用户计算机的连续、实时传送,用户可边接收边观看,不仅启动延时大大缩短,用户也不必等待整个文件从网上全部下载才能观看,这对现场临控之类的音/视信息传输,更有其独特的优点。
一、流媒体技术简介
流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式,又称流式媒体 [1]。流媒体技术指将连续的影像和声音信息通过摄像头或者经压缩处理后存放在网站服务器上,让用户无须等整个文件全部下载完毕后就可以一边下载一边观看和收听的技术 [2]。流媒体技术以流的方式传输视频和音频信息,即便是网络异常拥挤的情况下,也能传输清晰流畅的影音和视频给广大用户,使得在网络上观看和传输影音成为现实。流式传输主要指通过网络传送多媒体的技术总称,即将音频或视频等多媒体文件经过特殊的压缩,由视频服务器等设备向用户计算机连续、实时或顺序传送 [2]。它是流媒体的关键技术。
二、流媒体技术原理
(一)流媒体系统的组成
流媒体系统通常包括编码器、服务器和播放器三个部分。每个部分之间通过特定的协议互相通信,并按照特定格式互相交换文件数据。
1.流媒体编码器:由视频采集卡和流媒体编码软件组成。流媒体采集卡负责接受音/视频数据并转换为所需的信号形式,供编码软件处理;编码软件负责将流媒体采集卡传送过来的信号加工并压缩成流媒体格式。如果进行直播,还要负责将压缩后的流媒体信号实时地传给流媒体服务器。
2.流媒体服务器:由流媒体软件系统的服务器部分和一台硬件服务器组成,负责管理、存储、分发编码器传来的流媒体节目。
3.流媒体终端播放器(解码器): 是流媒体系统播放软件,用来播放音/视频节目。
(二)流媒体技术原理
1.流媒体压缩编码技术。流媒体文件必须制作成适合流媒体传输的流媒体格式文件后才能进行存储或传输。
各种流媒体平台所采用的压缩编码技术各不相同,主要有MPEG1、MPEG-2、MPEG-4、Windows Media Video、Real Media等。
MPEG-l和MPEG-2的压缩率大概在20～30倍之间,用于网络传输还是太低。MPEG-4的压缩率可以超过100倍,且仍可保有非常好的音质和画质。通常的压缩编码是基于一定的压缩算法,如Windows Media是基于MPEG-4的离散余弦变换(DCT)算法,而Real Media则采用小波变换算法。
2.流媒体的关键技术。实现流媒体的关键技术是流式传输。流式传输技术的四个关键步骤是:(1)预处理:传输前采用先进高效的压缩算法,对多媒体信息进行压缩,适合于网络传输。(2)复用和解复用:传输前对多个信轨进行复用,在用户端再解复用,还原成原始形态。(3)打包和解包:流媒体打包后发送到网络传输;在接收端依照包序列号重排序并解包。(4)后处理:在解包后对数据进行特殊处理,如图形雾化,回音抵消等。
在流式传输过程中,由于受网络自身特性影响,会出现“时延抖动”,可能严重影响传输质量。
降低时延抖动产生的影响,可从以下两方面着手:一是对现有网络进行改造,如,用IPV6技术对视频数据的网络传输质量控制等技术进行改进。二是采用缓存机制,在数据包输出前对时延抖动进行吸收,即接收端收到数据包之后,不立即播放,而是将它暂时存储在缓存中,直到预定的播放时间到来,再将缓存中存储的数据包进行规则播放,从而将时延抖动减少到最低。
此外,流式传输的实现需要合适的传输协议。支持流式传输的常用网络协议有:(1)实时传输协议RTP(Realtime Transport Protocol)。这是Internet多媒体数据流的一种传输协议,提供端到端的传送服务,实现流的同步,但只能工作在一对一或一对多的传输情况下。(2)实时传输控制协议RTCP (Real-time Transport Control Protocol)。它和RTP一起提供多媒体数据流量控制和拥塞控制服务。(3)实时流式协议RTSP (Real-time Streaming Protoco1)。它定义了一对多的应用程序,解决通过IP网络有效地传送多媒体数据的问题。(4)Internet资源预订协议RSVP (Resource Reserve Protoco1),用于预留网络带宽。(5)MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)协议,用于识别流媒体类型。
3. 流媒体的实现。首先,通过高效压缩算法让大容量的多媒体数据适合流式传输;其次,通过流媒体服务器修改MIME标志;最后,通过支持流式传输的实时网络协议传输数据流。
以RealMedia为例:第一,采用视频捕获装置对事件进行录制;第二,适当编辑获取的内容,然后利用视频编辑硬件和软件数字化处理编辑的内容;第三,数字化的视频和音频内容被编码为流媒体格式;第四,将媒体文件或实况数据流保存在安装了流媒体服务器软件的宿主计算机上;第五,用户点击网页请求视频流等;第六,宿主服务器通过网络向用户发送音/视频流数据;第七,用户利用媒体播放程序进行进退、回放、观看。
三、流媒体技术在电力运行中的特殊应用
2008年初,中国南方遭受了历史罕见的冰雪灾害。其中湖南省郴州市出现了连续近一个月的低温雨雪冰冻天气,电力、林业、通讯遭受毁灭性重创。全市数十年电力建设成果一朝被毁,郴州一度成为电力“孤岛”。回头来看,除了电力线路建设等级偏低、对极端性天气与气候条件的监测预报水平还不高等原因之外,架设在人烟稀少的高山峻岭的电力线路以及电力设备,因为无人值守也不便巡查,不能及时发现灾害,也是一个非常重要的原因。
要形象直观、动态实时地监控高山险地的关键线路和设备情况,特别是灾害发生和发展情况,在流媒体技术迅速发展的今天,已成为可能。最粗略的技术设想是在关键地区的高压铁塔或设备机房安装特殊的摄像头,借助流媒体传输技术和无线或有线网络技术,连续传送电力线路和电力设备运行情况的实时图像或声音。
除了防灾抗灾监控,流媒体技术在电力系统防盗、电力变电站的无人值守等方面也有广泛的应用前景。近几年,电力线路和电力设施被偷盗和破坏的事件频频发生,据国家发改委副主任张国宝透露,在事件发生最严重的2005年,国家电网公司的电力设施遭受外力破坏的事件数量为12 554起,10千伏及以上变压器遭受外力破坏2 400多台,倒杆(塔)300多基,丢失、受损输电导线4 000多公里、电力电缆200多公里,通信线路70多公里,塔材近5万件,110千伏及以上输电线路因外力破坏引起的线路跳闸达779次 [6] 。由于电力和群众生活、企业生产密切相关,如果电力设施遭遇破坏,就会造成大面积停电,后果不堪设想。2003年美加“8・14”和2005年莫斯科“5・25”这两起大面积停电事故,就是很好的警示案例。
福安市位于闽北山区,山高人少,线路漫长,地势复杂,每年要多次遭受冰雪、台风等恶劣气象的危害,电力线路的运行巡查和电力变电站的人值守始终是一个老大难问题。如果能利用流媒体技术,只要配备一组摄像头加一套流媒体网络管理系统,就能在及时甚至实时监控到灾害性天气对电力线路和电力设备的影响进程和危害发展程度,为防灾抗灾提供有效的技术支持,并在艰苦地段对电力变电站实现无人或半无人值守。
结束语
流媒体是众多宽带业务的基础平台,也是一种新型的数据信息载体,是网络技术同视/音频技术的有机结合。随着互联网的发展,流媒体技术不仅在社会生活中有着广泛的应用前景,而且在电力运行等各个行业都可以发挥特殊的不可替代的作用。
参考文献:
[1]钟玉琢,向哲,沈洪.流媒体和视频服务器[M].北京:清华大学出版社,2003:50-55.
[2]廖勇.流媒体技术入门与提高[M].北京:国防工业出版社,2006:9-12.
[3]何淑贞.流媒体为宽带网络的应用新途[J]. 数字通信世界,2007,(4).
[4]钟玉琢,等.基于对象的多媒体数据压缩编码国际标准-MPEG4及其校验模型[M].北京:北京科学出版社,2000:433-435.
[5]孙凯,徐振宇,武鹏飞.多媒体技术原理与应用[J].煤,2007,(1).
[6]天地伟业.浅谈网络视频在电力变电站无人值守应用[EB/OL].省略/news/view/200809/0556180.shtml.2008-
09-05,2010-03-14.
Streaming Media and its Application of Electrical Running
TANG Qiong-hua
(Fuan Power-supply Lte.Co,Fuan 355000,China)
流媒体技术篇9
关键词:流媒体;校园网;远程教育
中图分类号:TP37 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 07-0000-01
Several Applications ofStreaming Media Technology in the Campus Network
Zhant Xin
(Yingkou Technician School,Ying Kou115000,China)
Abstract:Streaming media technology is an audio/video transmission technology which widely used on the work multimedia technology provides the modern education a new means.This article describes the concepts and principles of streaming media as well as several applications of media technology in education.
Keywords:Streaming media;Campus network;Remote education
网络的宽带化不仅使人们在宽阔的信息高速路上更顺畅地进行交流,而且使网络上的信息不再只是文本、图像或者简单的声音文件,而是视/音频信号组合形式的文件,因此流媒体文件及技术也就应运而生。流媒体技术克服了过去传统下载音视频信息存在延迟的缺陷,实现了连续的互动的教学方式,改变过去一成不变的面对面课堂教学模式,为现代教育提供了新的手段。针对其发展现状,文章主要介绍了流媒体的概念以及流式传输的基本原理,并重点叙述了流媒体技术在校园网中的几种应用。
一、什么是流媒体
所谓流媒体(Streaming Media)是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式,比如声音、视频。流媒体又叫流式媒体,它是指服务商用一个视频传送服务器把节目处理成多个数据包,并附加上与其传输有关的信息,传送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后,节目就会像发送前那样显示出来。这个过程的一系列相关的包称为“流”。
流式传输方式是将整个A/V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包,由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中,用户不必像采用普通下载方式那样等到整个文件全部下载完毕,而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备对压缩的多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。
流式传输不仅使启动延时成十倍百倍地缩短,而且不需要太大的缓存容量,这样避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载完毕才能观看的缺点。而且客户机是边播放边丢弃数据,这样既节省客户机存储空间,又保护了文件作者的知识产权。
二、流媒体技术在教育领域的应用
流媒体技术的出现,为人类的学习提供了形象生动的音频、视频信息,在教育领域中有着广泛的应用。
(一)流媒体技术在校园网中的应用
当前,许多高校都成立了校园网,为信息量巨大的音频和视频节目在网络上的传播创造了硬件条件,而流媒体技术则解决了如何在网络上传输动态视频和音频节目的难题。 在校园网中,流媒体技术可应用在以下几个方面:
1.在线学习。在线学习使用实时采集和设备,配合流媒体技术可利用校园网来现场直播课堂教学,学生在校园网的任何一个接入点都能实时观看。现场直播结束后,即可生成基于流媒体方式的教学节目,并且存储到校园网的服务器上,学生可随时从服务器上回放教学的整个过程。
2.教学点播。数字化的音、视频教学资源的点播也是课堂教学的一项重要应用。教师在使用时可方便的进行播放、停止、暂停、快速移动、切换左右声道、全屏幕等操作。同时还可支持多个教室的并发点播。
3.休闲娱乐。建立带有多媒体交互式的主页,实时新闻或已有的电影、音乐等节目。
(二)流媒体技术在远程教育中的应用
远程教育是通过现代的通信网络将教师的图象、声音和电子教案传送给学生,也可以根据需要将学生的图象、声音回送给教师,从而模拟出学校教育的授课方式;
1.课堂直播。可以将课堂中讲师的声音、图像和电子讲稿等教学的全部信息实时播放给学生。
2.课件点播。视频点播也是一种重要手段,尤其在多媒体自学和补习上将发挥重要的作用。
3.双向交互视频。双向交互视频是基于会议电视的一种远程教育模式,其近似面对面的双向交互效果能使学生获得高度临场感的学习效果。
三、移动学习
移动电话和移动计算的普及为移动教育的开展提供了技术基础与物质准备。移动通信技术与移动计算技术在教育中的应用使得教育中出现了一种崭新的学习形式――移动学习。
2009年1月7日,工业和信息化部正式向重组后的电信运营商发放了三张3G牌照,中国移动获TDS-CDMA牌照,中国联通获WCDMA牌照,中国电信获CDMA2000牌照,按照之前三大运营商制订的3G投资计划,两年内拨付的对3G网络的直接投资将高达2800亿元人民币。此举标志着我国正式进入3G时代。3G将带来最高达2Mbps的数据传输速率,在这样的条件下,流媒体技术的优势会更加显现出来。
由此可见,流媒体技术的广泛应用已经给我们的生活带来了巨大变化,特别是将流媒体技术引入教育领域,对于促进我国教育的普及和建立终生学习体系,实现教育的跨越式发展,具有重大的现实意义。
参考文献:
[1]滕志妍.积极构建发展性教学评价体系[J].阿坝师范高等专科学校学报,2005,(04)
流媒体技术篇10
本文在引言部分阐述了流媒体技术的基础：流媒体的一般概念及相关的概念。在正文部分介绍了流媒体技术的原理以及媒体服务器的硬件平台。最后主要的介绍了流媒体技术了两种教育应用：校园网视频系统的解决方案和远程多媒体教学方案。
关键字: 流媒体 流式传输 媒体服务器 校园网视频系统 远程多媒体教学系统
一、引言
在网络上传输音／视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。A/V文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。
流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，如：音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。
在这篇文章中，主要是讨论流媒体的技术基础，以及流媒体技术在教育中的应用。
二、流媒体技术基础
1、 流媒体技术的原理
流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已经播放的内容，流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。
流式传输的过程一般是这样的：用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。
A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序），一旦A/V数据抵达客户端，A/V客户程序即可播放输出。
需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图1所示。
图1.流式传输的基本原理
2、 媒体服务器硬件平台
视频服务器把存储在存储系统中的视频信息以视频流的形式通过网络接口发送给相应的客户，响应客户的交互请求，保证视频流的连续输出。视频信息具有同步性要求，一方面必须以恒定的速率播放，否则引起画面的抖动，如MPEG-1视频标准要求以1.5Mb/s左右的速度播放视频流。另一方面，在视频流中包含的多种信号必须保持同步，如画面的配音必须和口型相一致。另外，视频具有数据量大的特点，一个经MPEG-1压缩的90 min的电影，长度约为1GB，它在存储系统上的存放方式，直接影响视频服务器提供的交互服务，如快进和快倒等功能的实现。视频服务器必须解决视频流特性提出的要求。
视频服务器的工作模式是当服务器响应客户的视频流后，从存储系统读入一部分视频数据到对应于这个视频流的特定的缓存中，然后此缓存中的内容送入网络接口发送到客户。当一个新的客户请求视频服务时，服务器根据系统资源的使用情况，决定是否响应此请求。系统的资源包括存储I/O的带宽、网络带宽、内存大小和CPU的使用率。
三、流媒体技术的应用
互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。 流媒体技术广泛用于多媒体新闻、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、 实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活将产生深远的影响。
一个完整的流媒体解决方案应是相关软硬件的完美集成，它大致包括下面几个方面的内容： 内容采集、 视音频捕获和压缩编码、内容编辑、内容存储和播放、应用服务器内容管理及用户管理等。
下面就介绍流媒体技术在教育上的两个具体的应用方案。
1、 校园网视频系统
校园网的建设随着教育产业的兴起和发展也逐渐呈现出蓬勃向上的态势。随着多媒体技术的不断发展，特别是多媒体传输技术的突破，使网络多媒体教学得以实现。现在已经有许多的成熟的产品可以用来组建网络多媒体教学的解决方案。
一般一个校园网视频系统的要求有：
（1）通过校园网实现音、视频实况转播、视频预订，制作并存储节目。
（2）在校园网上实现VOD教学。
图2.校园网系统方案
每个教室安装相应的软件及视频卡，摄像头，麦克风，可以把教室实时的声音和图象通过校园网传到监控中心。在存储服务器安装SERVER软件，可以存贮传输过来的实时图象。在点播服务器安装SERVER软件，存储视频节目。
虽然现在校园网络硬件水平和质量现在都非常高，但是，困惑也随之而来，具体表现为以下几个方面：
A、校园网投入大，但没有用在教育主业上。
B、网络仅用在办公自动化中，投资效益低。
C、无法实现充分共享。即享受好的教育资源的学生很有限；同样的课程需要年复一年的教授；同样的问题需要一次次重复回答；材质差异明显的学生按同一模式接受教育，做不到因材施教。
计算机网络技术在教育产业中的应用现状和由此产生的问题引起了教育界和计算机界对于计算机网络条件下教学模式的思考。教学模式在网络条件下最终会变化成什么样子？目前和将来一段时间内网络技术发展到底能导致产生哪些更富成效的教育手段，逐步推动教学模式的改变？
2、 远程多媒体教学系统
知识经济的时代需要人们不断的学习新的知识、技能，才能跟上时代的步伐。学习必须转变成一个伴随每个人一生的过程。网上教育突破了传统"面授"教学的局限，为求知者提供了时间分散、资源共享、地域广阔、交互式的教学新方式，因而广受人们观注。
从远程教育的定义可以看出它有下列三方面的内涵:学生与教师的分离，学生与学生的分离，利用传播媒体和传输系统组织教学。从技术上讲，远程教育系统是建立在现代传媒技术基础上的多媒体应用系统，它通过现代的通信网络将教师的图象、声音和电子教案传送给学生，也可以根据需要将学生的图象、声音回送给教师，从而模拟出学校教育的授课方式；同时还可以利用现有的网络条件建立虚拟的班级，加强学生之间的交流。
鉴于远程教育的深远意义，我们的远程多媒体教学系统所要实现的功能有：实现教学课件的点播（VOD），教学直播，网络课堂等等。
在IP网上开展远程教学活动，需要解决两个基本问题：音频、视频流信息的传送以及它们与数据之间的同步。由于音频、视频信息的带宽比较宽，不可能让学生将所有的节目下载到本地计算机上后再播放，必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。此外，由于在教学过程中教师会经常使用电子教案来辅助教学，比如用PowerPoint，而电子教案的展示与音频、视频流之间有严格的时间同步关系，这就要求在传输过程中我们仍然要保持它们之间的同步关系。
图3.远程教育网络结构
系统的工作过程如下：输入的视频和音频信号将送给MPEG4的编码器进行编码，编码器输出的节目流既可以存入存储设备也可以直接送给MediaServer，MediaServer的主要功能是完成节目流的播出。MediaServer播出的节目有三个来源，它可能是保存在存储设备中的ASF文件，也可以是编码器实时传送来的节目，它播出的节目还可以从其它的MediaServer上获取。普通的用户可以通过LAN或通过无线网络接入到该系统之中。
参考文献
[1]曹功靖，王晖，吴玲达 Real流媒体技术及其在远程教学中的应用 计算机应用研究 2001.
