流媒体技术及其应用

流媒体技术及其应用　

广东省卫生统计信息中心　余张杰　

摘要：　

流媒体技术是一种新兴的技术，早期由于受到网络条件的限制，它并没有受到应有的关注，也未能得到广泛的应用，小部分基于流媒体技术的系统也只能在局域网中实现，如多媒体教学。在近几年里，国际互联网的接入带宽不断提高，资费不断下降，刺激了依赖于互联网的流媒体应用系统发展，流媒体技术渐渐为人们所认识。本文将简要介绍流媒体技术以及相关的视频编码技术，并结合两种技术讨论其实际应用。　

关键词：流媒体　视频　编码　

１．　流媒体技术概述　

１．１　流媒体技术与流媒体　

所谓流媒体技术（或称为流式媒体技术）就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，让浏览者一边下载一边观看、收听，而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。所谓流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，例如：音频、视频、动画或其他多媒体文件。我们经常在上网时看到的ＦＬＡＳＨ动画就是一种形式的流媒体。　

１．２　流媒体文件的格式　

目前在流媒体领域中，竞争的公司主要有三个：微软、ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ和苹果公司，而相应的产品就是：Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｅｄｉａ　，Ｒｅａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ和ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ。此外还有像Ｇｅｏ公司使用大量ＪＡＶＡ技术开发的Ｅｍｂｌａｚｅ流媒体解决方案，但用户数量较少，该公司现已向无线领域发展。三家公司产品中所分别使用的流媒体文件格式主要为：　

微软：ＡＳＦ ＷＭＶ ＷＭＡ　

ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ： ＲＭ ＲＡ ＲＰ ＲＴ

苹果：　ＭＯＶ ＱＴ　

１．３　流媒体传输协议　

在这里主要介绍微软的　ＭＭＳ协议和ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ的ＲＴＳＰ协议　

１）　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｍｅｄｉａ　服务协议

Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｅｄｉａ　技术使用称为　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｍｅｄｉａ　Ｓｅｒｖｅｒ　（ＭＭＳ）　的应用程序层协议，通过　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　和　Ｉｎｔｒａｎｅｔ　发送活动流格式　（Ａｃｔｉｖｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　Ｆｏｒｍａｔ，　ＡＳＦ）　的文件。指向流　ＡＳＦ　文件的　ＵＲＬ　将　ＭＭＳ　作为其协议包括进去，如：　ｍｍｓ：／／ｓｅｒｖｅｒｎａｍｅ／ｆｉｌｅｎａｍｅ．ａｓｆ

ＭＭＳ　协议按照下列顺序自动查找到流式媒体的最佳传输：

？　ＵＤＰ（用户数据报协议）

？　ＴＣＰ（传输控制协议）

？　ＨＴＴＰ（超链接传输协议）

ＵＤＰ　协议是无连接的传输层协议，因为不保证传送，所以对于实时媒体是一种理想的协议。虽然这听起来似乎象一个缺点而不是优点，但它是尤其适用于流式媒体的一种特性。不像文件、电子邮件数据不管传输时间的长短必须作为整体进行传送，流式媒体数据的价值受时间限制。如果视频帧丢失，由于无法在正确的时间帧内到达，所以就无价值可言。再次传输该数据就是浪费带宽。指定仅将　ＵＤＰ　用作传输协议是有可能的。

ＵＤＰ　的缺点是不能通过公司的防火墙。另一个选项就是　ＴＣＰ，它是主流的　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　传输协议。ＴＣＰ　的缺点是它会设法重新传输数据，而且也有可能无法通过公司的防火墙。

最后一个选项是　ＨＴＴＰ。可以配置　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｅｄｉａ　服务器使用　ＨＴＴＰ　协议将内容转化为流。虽然　ＨＴＴＰ　是应用程序层的协议而非传输层协议，而且不是为流式媒体专门设计的，但使用　ＨＴＴＰ　流可以帮助克服防火墙障碍，因为大多数防火墙允许　ＨＴＴＰ　通过。ＨＴＴＰ　流可用来由　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｅｄｉａ　编码器通过防火墙到　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｅｄｉａ　服务器，并可用以连接被防火墙隔离的　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｅｄｉａ　服务器。可以浏览　Ｗｅｂ　的任何人均可以通过　ＨＴＴＰ　接收流文件。指定仅使用　ＨＴＴＰ　的语法是：ｈｔｔｐ：／／ｓｅｒｖｅｒｎａｍｅ／ｆｉｌｅｎａｍｅ．ａｓｆ。若以同一计算机既作为　Ｗｅｂ　服务器又运行　Ｗｉｎｄｏｗｓ　Ｍｅｄｉａ　服务，例如　Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　信息服务　（ＩＩＳ），需要确保在端口　８０　无冲突。　

２）ＲＴＳＰ协议：　

ＲＴＳＰ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）协议定义了如何有效地通过ＩＰ网络传送多媒体数据，是一种客户端到服务器端的多媒体描述协议。　

ＲＴＳＰ是一个非常类似于ＨＴＴＰ的应用层协议。每个发布和媒体文件也被定义为ＲＴＳＰ　ＵＰＬ。而媒体文件的发布信息被书写进一个被称为媒体发布文件里，这个文件在后面会说明。在这个文件说明的包括编码器，语言，ＲＴＳＰ　ＵＬＳ，地址，端口号以几其它参数。这个发布文件可以在客户端通过ＥＭＡＩＬ形式或者ＨＴＴＰ形式获得。　

ＲＴＳＰ是由ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ和Ｎｅｔｓｃａｐｅ以及哥伦比亚大学共同提出的。它是从ＲｅａｌＮｅｔｗｏｒｋｓ的＂ＲｅａｌＡｕｄｉｏ＂　和　Ｎｅｔｓｃａｐｅ的　＂ＬｉｖｅＭｅｄｉａ＂的实践和经验发展来来的。第一份ＲＴＳＰ协议是由ＩＥＴＦ　在１９９６年８月９日正式提交后作为ＩＮＴＥＲＮＥＴ的标准，在此后此协议经过了很多明显的变化。它的应用现在是广泛的，ＡＰＰＬＥ、ＩＢＭＮｅｔｓｃａｐｅ，　Ａｐｐｌｅ，　ＩＢＭ，　Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ，　ＶＸｔｒｅｍｅ，　Ｓｕｎ　还有其它公司都宣称它们的在线播放器支持ＲＴＳＰ协议，不过微软一直都坚持不支持此协议。　

ＲＴＳＰ是应用层协议，与ＲＴＰ、ＲＳＶＰ一起设计来完全流式服务。ＲＴＳＰ有很大的灵活性，可被用在多种操作系统上，它允许客户端和不同厂商的服务平台交互。ＲＴＳＰ在体系结构上位于ＲＴＰ和ＲＴＣＰ之上，它使用ＲＴＰ完成数据传输。它将流式媒体数据可控制的通过网络传输到客户端。ＲＴＳＰ可以保持用户计算机与传输流业务服务器之间的固定连接，用于观看者与单播（Ｕｎｉｃａｓｔ）服务器通信并且还允许双向通信，观看者可以同流媒体服务器通信。提供类似“ＶＣＲ”形式的例如暂停、快进、倒转、跳转等操作。操作的资源对象可以是直播流也可以是存储片段。ＲＴＳＰ协议还提供了选择传输通道，如使用ＵＤＰ还是多点ＵＤＰ或是ＴＣＰ。　

１．４ 流媒体播送技术　

１．４．１　单播与多播　

１）　“Ｕｎｉｃａｓｔ”（单播）　

所谓单播就是客户端与服务器之间点对点的连接，这也是大多数网络通信的连接方式。在流媒体播放过程中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，这种数据的传送方式称为单播。单播方式播送流媒体，只适用于客户端数量很少的情况，否则由于带宽消耗严重，难以保证播放质量。　

２）“Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ”（多播）　

多播也称组播，虽然其概念早已在ＩＰ网络中提出，但一直得不到应有的重视，直到流媒体等多播技术的发展壮大。多播是一种多地址广播，其发送源和接收端是一对多的关系，也就是说服务器只向一组特定的用户发送一个数据包，组中的各个用户可以共享这一数据包，而组外的用户是无法接受到的。多播技术可以让单台服务器承担数万台客户端的数据播送，同时保证较高的服务质量。这个服务质量的保证主要是数据包的拷贝数量少和发送目的少这两点。　

１．４．２　点播与广播　

１）“ｏｎ－ｄｅｍｏｎｄ”（点播）　

点播是指客户端主动连接到服务器端的单向连接，也就是用户通过主动选取播放内容来初始化的连接方式称为点播。点播中客户端占有主动权，对媒体流可以做开始、停止、后退、快进等操作。实际上点播就是一种形式的单播，一样占用大量的带宽。　

２）　“Ｂｒｏａｄｃａｓｔ”（广播）　

广播可以理解为传统广播在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的移植。与点播恰恰相反，广播是客户端被动地接收媒体流，对媒体流不具有任何控制操作。广播的发送源与接收端是一对多的关系，这种一对多的关系与多播中的一对多关系不太一样，因为它将数据包的拷贝发送给网络中的所有用户，而不管用户是否需要，在一定程度上同样造成了带宽资源的浪费。　

２．　视频编码技术　

在研究流媒体技术的应用前有必要先来谈谈视频编码技术，任何多媒体文件在进行流格式传输前都必须进行压缩处理。在带宽资源有限的形势下如何进一步

提高视频信息的压缩比以及如何根据网络带宽的情况合理调整视频效果（如分辨率与帧数）与压缩比，都是很值得我们关心的问题。　

视频编码标准主要由ＩＴＵ－Ｔ和ＩＳＯ／ＩＥＣ开发。ＩＴＵ－Ｔ发布的视频标准有Ｈ．２６１、　Ｈ．２６２、　Ｈ．２６３、　Ｈ．２６３＋、Ｈ．２６３＋＋、Ｈ．２６４，ＩＳＯ／ＩＥＣ公布的ＭＰＥＧ系列标准有ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２　、ＭＰＥＧ－４　和ＭＰＥＧ－７，并且计划公布ＭＰＥＧ－２１。　在这里我们并不需要去研究各种编码标准的具体内容，标准的提出与修改都是根据计算机与网络的发展及人们的需求而提出的，所以，我们只要了解现在流行的和较新的编码就可以了。譬如，ＭＰＥＧ－１和ＭＰＥＧ－２视频编码标准就是时下最流行的，也是我们所熟悉的ＶＣＤ和ＤＶＤ了，其中ＭＰＥＧ－１（ＶＣＤ）标准的码率为１．２Ｍｂｉｔ／ｓ左右，可提供３０帧ＣＩＦ（３５２×２８８）质量的图像，而ＭＰＥＧ－２（ＤＶＤ）的码率则可达到６Ｍｂｉｔ／ｓ，提供的图像分辨率达到７２０×５７６，但它们都不适合用于网络传输。时下流行的先进编码技术标准是ＭＰＥＧ－４与Ｈ．２６４。　

随着网络技术的发展，现在人们将视频信号编码压缩后不再仅仅是存在硬盘里，刻录在光盘上（ＶＣＤ／ＤＶＤ），人们越来越多地将编码后的视频流放到网络上，从而实现很多网络视频传输的应用。如电视会议、网络教学、视频点播／广播、视频监控等等。而对ＭＰＥＧ－１和ＭＰＥＧ－２编码后的码流之大，视频应用开发商们是越来越不能容忍了。这两种视频压缩方式大量地消耗带宽和存储空间，而消耗带宽和存储空间都意味着用户要付更多的钱，这可大大地影响了网络视频的应用普及。人们迫切地需要一种编码方法，即可以确保图像质量又可以最大限度地把压缩后的码流降到最低。ＭＰＥＧ－４就是在这样的背景下提出来的。　

那么，Ｈ．２６４又是怎么提出来的，它与ＭＰＥＧ－４又有什么联系呢？ＭＰＥＧ－４的初衷是将ＤＶＤ质量的图像码流从每秒６兆降低到１．５兆，　将高清电视的码流从每秒几十兆降低到６－８兆。要实现这样的编码压缩水平，就要用到一种叫ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｖｉｄｅｏ　ＣＯＤＥＣ）的技术。国际电联（ＩＴＵ）将这项技术命名为Ｈ．２６４标准，　ＭＰＥＧ　把这项技术放到ＭＰＥＧ－４标准里的第１０章（Ｐａｒｔ　１０）。所以，Ｈ．２６４是ＩＴＵ－Ｔ的ＶＣＥＧ（视频编码专家组）和ＩＳＯ／ＩＥＣ的ＭＰＥＧ（活动图像编码专家组）的联合视频组（ＪＶＴ：ｊｏｉｎｔ　ｖｉｄｅｏ　ｔｅａｍ）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ＩＴＵ－Ｔ的Ｈ．２６４，又是ＩＳＯ／ＩＥＣ的ＭＰＥＧ－４的第１０　部分。这就是ＭＰＥＧ－４和Ｈ．２６４的关系。　

ＭＰＥＧ－４与Ｈ．．２６４正在被广泛地应用于国际互联网中。　

３．　流媒体技术的应用　

高质量的画面、实时或非实时的声音与视频，先进的编码技术与传播协议，宽带的接入，为各个领域带来了有价值的应用系统，使流媒体技术的广泛应用成为可能。以下介绍几种基于流媒体技术的典型应用案例。　

１）　视频会议系统　

视频会议系统是一种可以双向实时传播音像信息的系统，一般应用的视频编码技术有流行的Ｈ．２６４，它用到了多播技术，可以建立一对一或一对多的连接，最简单的应用有类似于“ＮｅｔＭｅｅｔｉｎｇ”的可视对话或可视电话系统。而较为正式的大规模应用一般通过专用网络与专用终端实现，声音与视像信息均由硬件压缩处理，并能同步传输其他控制信息，辅以网站技术还能实现会议预约等管理功能。这一技术已经被广泛应用于政府部门与各种指挥系统。　

２）　远程医疗系统　

远程医疗的概念早已被提出，但受网络与视频编码的技术的限制而未能得到广泛应用。使用远程医疗系统我们可以邀请多位远方的专家为同一病人会诊，甚至结合先进的计算机与网络技术可以远程为病人完成手术操作。远程医疗的一个特点是对视频图像的解析度要求很高，并且对影像传输的连续性及时延都有严格要求。我们可以想象，如果网络与视频流技术不可靠，将直接影响到病人的生命安全！　

３） 远程教育系统　

远程教育已经不再是新鲜的概念，在流媒体技术还没有得到推广以前，就已经有不少基于互联网的教学系统产生，事实上国内知名的大学都有网络教学系统，而且技术已经相当成熟，从网上报名注册到上课、答疑、考试都可以直接通过网络完成。流媒体技术的引入将使网上教学变得更生动，结合点播技术，学生可以直接观看预先录制好的教学视频，在突破时空限制的同时也大大减少了教师的重复劳动。若结合实时广播技术，将可实现真正意义的“网上课堂”，辅以双向广播技术，甚至学生能坐在家中的电脑前参与课堂讨论。　

４） 视频点播系统　

视频点播系统也已经被广泛应用，最为典型的例子便是电视台网站。通过视频点播系统我们不仅能通过网络看到实时的电视节目，还能有选择地观看错过的专题节目。由于电视台网站多数都免费开放，连接访问的用户通常较多，考虑到带宽承受能力，一般只接供效果较差的低速率视像信息。另一例子便是在线电影网站。这种网站多为会员制，按流量收费，由于网站访问连接不如前者那么多，一般都能提供高质量的视频信息。为使用户的操作系统能更好地支持视频点播，几乎所有的视频点播网站都是使用ＭＭＳ与ＲＴＳＰ协议作传输，而电影网站为了保证影片的效果，均会使用ＭＰＥＧ－４编码技术。　

５） 监控系统　

这里讨论的监控系统不再是传统的“摄像头＋电视机＋录像机”。为方便管理监控与存储，多数的监控系统开发商都使用了最新的流媒体技术与视频压缩技术。新技术的引用使监控与互联网很好地结合了起来，我们在定义了监控对象以后，便可在千里之外随时关注被监控对象的实时动态。比如，我们只要在网络机房安装一个摄像头，并搭建一个流媒体服务器，便可随时通过联网的计算机监控机房内的情况。甚至，最近有报道说，日本的一家幼儿园里装上了摄像头，家长只要打开手机，便能看到自己孩子的实时情况，这便是实时监控系统的一种典型应用。监控系统的特点是流文件传送要求２４小时不间断，过时无用的监控信息可丢弃，所以一般会通过采用低速率视频流来达到降低带宽占用的目的，特别是在每秒视像帧数上，甚至会降到一般视频的１／１０。这种技术已经被广泛应用于病房、小区、工厂、超市、机房等场合。　

流媒体自从标准被制定后便因其实用性与娱乐性的特点迅速被人们所接受，网络条件的改善与应用开发商的积极响应让流媒体技术不断成熟。时至今日，新的更合理的标准仍在不断提出与研究中，更先进的流媒体技术正在研发中，我们可以预测，在不久的将来，流媒体将伴随互联网技术深入社会每一个领域，发挥它应有的作用！　

[参考文献]张丽. 流媒体技术大全. 中国青年出版社

流媒体重点

一、填空题（20’） 1. 流媒体数据流具有三个特点：连续性、实时性、时序性。 2. 流式传输技术又分两种，一种是顺序流式传输，另一种是实时流式传输。 3.流媒体技术有两个关键特征：数据压缩、流式传输。 4.RealText的可用窗口风格有：通用型、滚动新闻、纸带、字幕、提词机。 5.MPEG-2分为：视频序列层、图像组层、图像层、像条层、宏块层、像块层六个层次。 6.流媒体的传播方式分为单播、多播、广播 7.ASF格式最大的优点是体积小适合网络传输。 8.ASF格式的特点是视频部分采用MPEG-4压缩算法 9.MPEG—1标准包括五部分：第一部分系统层。第二部分图像层。第三部分声音层。第四部分“一致性测试层”。第五部分“软件仿真技术报告” 10.流媒体系统由编码工具、流媒体数据、服务器、网络和_播放器__组成 11.流媒体有三个关键技术：数据压缩、解压缩技术、流媒体的网络传输以及媒体文件在流式传输中的版权保护问题。 二、选择题（10’） 1 .不属于流媒体特点的是：（D） A 启动延时大幅度缩短 B 对系统缓存容量的需求大大降低 C 流式传输的实现有特定的实时传输协议 D 一种新的媒体 2 .流媒体的核心技术是：（B） A 流媒体的网络传输 B 数据压缩/解压缩技术 C 媒体文件在流式传输中的版权保护问题 D 视音频技术 3 .不属于流媒体传输的网络协议的是：（B） A RTP B HTTP C RTSP D RTCP 4 .下列描述中正确的是：（A） A 视频数据由RTP传输，视频质量由RTCP控制，视频控制由RTSP提供。 B 视频数据由RTCP传输，视频质量由RTP控制，视频控制由RTSP提供。 C 视频数据由RTP传输，视频质量由RTSP控制，视频控制由RTCP提供。 D 视频数据由RTSP传输，视频质量由RTCP控制，视频控制由RTP提供。 5. 不属于流式传输方式与传统下载方式相比的优点的是：（A） A 成本低廉 B 启动延时短 C 对系统缓存容量的需求大大降低 D 流式传输的实现有特定的实时传输协议 6.制定（D ）标准的目的是将不同的协议、标准、技术等有机地融合在一起。 （A）MPEG-1 （B）MPEG-2 （C）MPEG-4 （D）MPEG-21 7.（B ）针对运动影像中的音频和视频的特点，引入了AO和VO对象，统称AV对象。（A）MPEG-2 （B）MPEG-4 （C）MPEG-7 （D）MPEG-21 8. RealServer主要使用两个协议与客户端联系：RTSP和 B 。 A．RTP B. PNA C.TCP D.UDP 9.下列哪个被称为“多媒体内容描述接口”（C） A、MPEG-2 B、MPEG-4 C、MPEG-7 D、MPEG-21 10.创建一个RealText文档,并在网络上发布的一般步骤为( B ) A:（1）（2）（3）（5）（4）B（1）（4）（2）（5）（3）: C:（3）（2）（5）（1）（4）D:（1）（3）（2）（4）（5） (1)选择一种窗口风格；

流媒体技术的工作原理及应用和发展

流媒体技术的原理、应用及发展 一．流媒体 流媒体又叫流式媒体，它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出，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”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。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。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。在采用流式传输方式的系统中，用户不必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(硬件或软件)对压缩的A/V、3D等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。 与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式不仅使启动 延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。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。实现流式传输有两种方法： ?实时流式传输（Real-time streaming transport） ?顺序流式传输（progressive streaming transport）。 一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 （1）实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 （2）顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内容，在给定时刻，用户只能观看已下载的部分，而不能跳到还未下载的部分。由于标准的HTTP服务器可发送 顺序流式传输的文件，也不需要其他特殊协议，所以顺序流式传输经常被称作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，由于这种传输方式观看的部分是无损下载的，所以能够保证播放的最终质量。但这也意味着用户在观看前必须经历时延。顺序流式传输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，严格说来，它是一种点播技术。 二、流媒体技术原理 流式传输的实现需要合适的传输协议。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，而用实时传 输协议／用户数据报协议（RTP／UDP）来传输实时数据。 流式传输的实现需要缓存。因为一个实时音视频源或存储的音视频文件在传输中被分解为许多数据包，而网络又是动态变化的，各个包选择的路由可能不相同，故到达客户端的时延也就不同，甚至先发的数据包有可能后到。为此，需要使用缓存系统来消除时延和抖动的影响，以保证数据包顺序正确，从而使媒体数据能够连续输出。

流媒体技术简介

流媒体技术简介 流媒体技术（Streaming Media Technology）是为解决以Internet为代表的中低带宽网络上多媒体信息（以视音频信息为重点）传输问题而产生、发展起来的一种网络新技术。采用流媒体技术，能够有效地突破低比特率接入Internet方式下的带宽瓶颈，克服文件下载传输方式的不足，实现多媒体信息在Internet上的流式传输。Microsoft、Intel、apple、RealNetworks等公司在流媒体技术的发展、应用等方面都具有很强的实力。 一、流媒体技术原理 1．流媒体 "流媒体"的概念包括以下两个层面。其一，流媒体是计算机网络（尤其是中低带Internet／Intranet）上需要实时传输的多媒体文件，比如声音、视频文件。在传输前需要压缩处理成多个压缩包，并附加上与其传输有关的信息（比如，控制用户端播放器正确播放的必要的辅助信息），形成实时数据流。数据流最大的特点是允许播放器及时反应而不用等待整个文件的下载。其二，流媒体是对多媒体信息进行"流化"处理，是一种解决问题的方式，可以使视频等对实时性要求严格的多媒体文件在Internet／Intranet上在既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。 目前Internet上比较流行的流媒体有RealNetworks的Realmedia、Microsoft的WindowsMedia以及Apple公司的Quicktime，它们包括不同的媒体内容，具有不同的流格式（StreamingFormat），都有专用的播放器。以目前网上最常见的RealMedia为例，其中包括RealVideo、RealAudio、RealFlash（RealNetworks公司与Macromedia公司新近合作推出的一种高压缩比动画格式），专用播放器是RealPlayer。传输过程中通过MIME （MultiPurposeInternetMailExtensions，多用途邮件扩展）识别流媒体类型。 2.流媒体技术体系的关键技术--压缩编码技术 压缩编码技术是流媒体技术体系中的关键技术。压缩编码的基本原理是采用一定的编码方式，将文件的数据结构进行重组，一方面，去掉一些重复或占而不用的空间，以达到减小文件尺寸的目的；另一方面，将文件分成压缩包，形成数据流，将原有的多媒体文件转化为具有流格式的流媒体。 例如，Microsoft采用MPEG4（最新版本为版本3）视频压缩编码算法，能够基于视频内容编码，生成ASF格式流媒体，同时支持多带宽、高带宽视频压缩编码，可以针对不同的网络环境生成包含几种不同传输速率数据流的视频流，为高级流技术的运用提供了可能性。 3．流式传输 以视频文件为例，压缩处理后的视频文件被分成一些小片段（CliP），当用户端发出请求后，由服务器向用户端连续、实时传送这些小片段，用户端利用解压设备（播放器）对压缩过的视频片段解压后进行播放和观看。在用户端播放小片段之前，这些小片段已经存入用户机的内存，而在播放前一片段的同时，后续片段继续在后台从服务端以

流媒体技术的原理、应用及发展

摘要：Internet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，流媒体业务正日益普及，流媒体技术广泛应用于互联网信息服务的方方面面。首先介绍了流媒体技术的基础、基本原理以及流式传输的基本过程，接着重点介绍了流媒体技术在视频点播、远程教育、视频会议和Internet直播方面的应用，最后介绍了流媒体技术的发展现状和展望。 关键词：多媒体通信，多媒体业务，流媒体，流式传输，原理，应用，发展 随着现代网络技术的发展，网络开始带给人们形式多样的信息。从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。 流媒体是指在网络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。而流式传输技术就是把连续的声音和图像信息经过压缩处理后放到网站服务器上，让用户一边下载一边收听观看，而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。 目前，在网络上传输音视频（A/V）等多媒体信息主要有下载和流式传输两种方案。一方面，由于音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于受网络带宽的限制，下载这样的文件常常需要几分钟甚至几小时，所以采用下载方法的时延也就很大。而采用流式传输时，声音、图像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送，用户只需经过几秒或数十秒的启动时延而不必等到整个文件全部下载完毕即可观看。当声音、图像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上继续下载。流式传输不仅使启动时延大大缩短，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下载完毕之后才能观看的缺点。一、流媒体技术基础 实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Real-time streaming transport）和顺序流式传输（progressive streaming transport）。一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 1.实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。这意味着在以调制解调器速度连接网络时图像质量较差。而且，如果因为网络拥塞或出现问题而导致出错和丢失的信息都被忽略掉，那么图像质量将很差。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 2.顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内容，在给定时刻，用户只能观看已下载的部分，而不能跳到还未下载的部分。由于标准的HTTP服务器可发送顺序流式传输的文件，也不需要其他特殊协议，所以顺序流式传输经常被称作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，由于这种传输方式观看的部分是无损下载的，所以能够保证播放的最终质量。但这也意味着用户在观看前必须经历时延。顺序流式传输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，严格说来，它是一种点播技术。

流媒体技术原理、发展及应用

流媒体的定义 流媒体是一种使音频、视频和其他多媒体元素在Internet及无线网络上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将视频和音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由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，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，而是只需要经过几秒钟或几十秒的启动延时即可在用户计算机上利用相应的播放器对压缩的视频或音频等流式媒体文件进行播放，剩余的部分将继续进行下载，直至播放完毕。 这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。流媒体技术全面应用后，人们在网上聊天可直接语音输入；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；在网上看到感兴趣的商品，点击以后，讲解员和商品的影像就会跳出来；更有真实感的影像新闻也会出现。 流媒体技术发端于美国。在美国目前流媒体的应用已很普遍，比如惠普公司的产品发布和销售人员培训都用网络视频进行。 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。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像采用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(硬件或软件)对压缩的A/V、3D等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。 流媒体技术原理 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。——流式传输的实现需要合适的传输协议。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。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

流媒体技术及其教育应用

流媒体技术及其教育应用 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。 “流媒体”的概念包括以下两个层面。其一，流媒体是计算机网络尤其是中低带（Internet/Intranet）上需要实时传输的多媒体文件，比如声音、视频文件。在传输前需要压缩处理成多个压缩包，并附加上与其传输有关的信息（比如，控制用户端播放器正确播放的必要的辅助信息），形成实时数据流。数据流最大的特点是允许播放器及时反应而不用等待整个文件的下载。其二，流媒体是对多媒体信息进行“流化”处理，是一种解决问题的方式，可以使视频等对实时性要求严格的多媒体文件在上在Internet/Intranet既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。 流媒体技术是综合的技术, 包括采集、编码、传输、储存、解码等多项技术。流媒体应用系统一般由分编码端、服务器端、用户终端三部分组成。流媒体技术在教育或学校的应用前景广阔, 可用于课件点播、交互教学、电视转播、远程监控、视频会议等。 二．流媒体技术基础 1.流媒体技术原理 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。

流媒体技术

所谓流媒体技术，是指将连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上，让用户能够一边下载一边观看、收听（即所谓的“在线欣赏”），而不需要等整个压缩文件下载到自己的机器上才可以欣赏的网络传输技术。目前，在这个领域中的竞争者主要有微软、RealNetworks、Apple三家公司，例如微软新近发布了Windows Media Services 9、RealNetworks公司新近发布的Helix Platform、Apple 新近发布的Darwin streaming server 4.1，意图在流媒体领域大干一场。 一般来说，一个完整的流媒体服务系统需要三个部分组成：编码器、流服务器和播放器。编码器通过对内容来源（如MP3文件或者麦克风输入）进行编码，并将编码过的内容发送到流服务器；流服务器再将它们发布到Internet，这样客户端的播放器只要连接到流服务器就可以进行在线播放了。 利用Winamp架设MP3网络电台 当我们静静地在欣赏美妙的MP3音乐时，你是否曾经考虑过将这些原本属于个人的MP3音乐通过网络在局域网内进行发布，甚至还可以通过Internet进行发布？这样就可以让遍布世界的朋友们与你一起共享MP3音乐之旅。其实，要做到这一点并不难，你只要将本机创建为一台MP3流媒体服务器，将自己所喜爱的MP3音乐不停播放，然后通知朋友们访问你的这台MP3服务器就可以了。 说起MP3的播放，使用最广泛的莫过于Winamp了。对于MP3流媒体服务这个领域，Winamp的开发者Nullsoft公司当然不会放弃，专门发布了面向MP3的流服务器SHOUTcast Server。虽然它的功能没有Windows Media Server和Real Server强大，但它不仅对硬件的要求极低，更关键的是完全免费，使用起来没有

流媒体技术发展现状

第一章流媒体技术的现状与发展 流媒体的发展过程 1.1.1 现有视频格式概述 影像格式(Video) 日常生活中接触较多的VCD、多媒体CD这些都是影像文件。 大量图像信息，同时还容纳大量音频信息。所以，影像文件的容量往往是非常大的。 1.1.2 VOD视频点播技术 视频点播技术的出现，是视频信息技术领域的一场革命，其巨大的潜在市场，使世界主要发达国家都投入了大量的资金，加速开发和完善这一系统。 1.1.3流媒体技术的出现 流媒体技术的出现，正好弥补了VOD技术的不足之处。 1.2流式传输的格式及特点 1.2.1流媒体能为我们做什么 流媒体的定义很广泛， 后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己机器就可以观看的视频/ 持的某种特定文件格式：压缩流式文件，它通过网络传输，并通过个人电脑软件进行解码。 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 流媒体给网民们带来了巨大的影响，曾几何时，如果需要下载一部VCD格式的影片，大小约为650M，宽带的今天也需要下载3个多小时。如果影片采用流媒体技术来进行压缩，只需要100M，并且用户可以边看边下载，整个下载的过程都在后台运行。最大的优点，就是不会占用本地的硬盘空间。其实流媒体采用的是有损压缩，就好比我们常说的MP3，因此在音影品质上有所差异。

1.2.3流式视频格式 前边提到过视频格式，现在再来说一下流式视频格式。 目前，很多视频数据要求通过Internet来进行实时传输，前面我们曾提及到，视频文件的体积往往比较大，而现有的网络带宽却往往比较“狭窄”。客观因素限制了视频数据的实时传输和实时播放，于是一种新型的流式视频(Streaming Video)格式应运而生了。这种流式视频采用一种“边传边播”的方法，即先从服务器上下载一部分视频文件，形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续下载，为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点。到目前为止，Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种： 1.2.4流式传输的特点 流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将动画、视音频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，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，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相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、视音频等流式多媒体文件解压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 1.3 流媒体系统的组成 流媒体系统包括以下5个方面的内容： 1. 编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式 2. 流媒体数据 3. 服务器：存放和控制流媒体的数据 4. 网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络 5. 播放器：供客户端浏览流媒体文件 这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。

流媒体技术在电大远程开放教育中的应用

流媒体技术在电大远程开放教育中的应用 张鲁斌 （吐鲁番广播电视大学，新疆吐鲁番838000） 摘要：随着internet 教育应用的深入发展，大数据量的多媒体教案资源在网上的传输显得越来越重要和迫切。如何应用新技术为电大开放教育教案服务已成为广大电大教育工作者所关注的课题。我们只有在充分认识流媒体技术的基础、流媒体系统的构成、流媒体的主要技术方案、流媒体教案资源开发和流媒体技术在电大开放教育中的应用方式等问题的基础上，才能把流媒体技术更好地应用到开放教育的教案中去。 关键词：流媒体技术；电大；开放教育；应用 随着国际互联网的迅速普及，计算机正在经历着一场网络化的革命，人们不在只满足于文字和图片的网页内容，而是希望在网上看到形式多样的节目。在教育领域，通过互联网传送音频、视频信号来实现网上在线课堂教案，使学员和教师虽然远隔千里但却有身临其境、近在眼前的感觉，是学习者尤其是利用业余时间学习的人所期盼的。网上教案这种形式使得身处各地的学生都能得到一流教师的指导，且无时间、空间、地域的限制，是真正意义上的“远程教育”。因此，以计算机多媒体技术和计算机网络技术为基础的现代远程教育在世界各地的发展势头如火如荼。但是，由于传统多媒体手段具有大传输量的特点而与当今慢速的网络传输环境发生了矛盾。虽然高速的网络建设和使用者个体拥有成本等原因，短期内还不能大范围普及。“流”技术的出现使得在网络上传输多媒体内容成为可能，网上在线课堂得以实现。然而，当前的电大开放教育中教案资源建设却依然存在一对矛盾。一方面是网上多媒体教案资源的不足，另一面是众多的多媒体教案资源无法上网，究其原因可以归结为网络带宽始终有限。面对有限带宽，实现远程教育视频、音频、动画、多媒体课件和网络课程传输的最佳解决方案就是流媒体技术的应用。 一、流媒体的基础特征与结构 1、流媒体的基础概念 流媒体是从英文Streaming Media 翻译过来的。它是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet 及Internet 上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将动画、视音频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，用户不必像非流式播放那等到整个文件全部下载完毕后才能看到其中的内容，而是只需要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相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、视音频等流式多媒体文件减压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台服务器内继续下载。 2、流媒体的基本特点 （1）启动延时大幅度地缩短 用户不能等待所有内容下载到硬盘上才开始浏览。我们曾经用10M 到桌面的校园网络来浏览新丝路宽频电影，无论是上班时间还是晚上，速度都相当快。一般来说，一个45 分钟的影片片段在一分钟之内就显示在客户端上，而且播放过程一般不会出现断续的情况。另外，全屏播放对播放速度几乎无影响，但快进、快倒时需要时间等待。 （2）对系统缓存容量的需求大大降低 由于Internet 是以包传输为基础进行断续的异步传输，数据被分解为许多包进行传输，动态变化的网络使各个包可能选择不同的路由，故到达用户计算机的时间延迟也就不同。所以，在客户端需要缓存系统来弥补延迟和抖动的影响和保证数据包传输顺利的正确，使媒体数据能连续输出，不会因网络

流媒体技术及应用

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流媒体 流媒体同步技术和流媒体关键技术解决

摘要 基于目前网络带宽的不断提高，流媒体技术的应用范围越来越广泛。本文首先介绍说明了流媒体的定义，分析了现有的几种流媒体格式，讨论了几种在流式传输中涉及到的协议（RTP、RTCP），对其原理做了深入的分析。在这之后介绍了利用Microsoft producer平台制作课件的过程以及Microsoft producer包括的内容、功能和特点以及实际应用作了详细的叙述，在压缩技术里边主要讨论了MPEG技术和REAL技术、此外还探讨了流媒体同步技术和流媒体关键技术解决问题等。最后对流媒体以后的发展趋势作了分析。在这次毕业设计的任务中，运用到了微软公司的Producer，PowerPoint，Windows Media Encoder，Windows Media Player 以及网页设计方面的软件，逐步架构起流媒体课件的制作过程。最终把基于流媒体技术的成品课件在网络上发布。 关键词：流媒体, Microsoft producer, MPEG, QoS,同步技术

ABSTRACT …… KeyWords:

目录 前言 ............................................................ I 1. 流媒体技术的现状与发展 .. (1) 1.1流媒体的发展过程 (1) 1.1.1 现有视频格式概述 (1) 1.1.2 VOD视频点播技术 (1) 1.1.3流媒体技术的出现 (1) 1.2流式传输的格式及特点 (1) 1.2.1流媒体能为我们做什么 (2) 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 (2) 1.2.3流式视频格式 (2) 1.3 流媒体系统的组成 (2) 2. Microsoft Producer概述 (3) 2.1课件制作平台Microsoft Producer简介 (3) 2.1.1 Microsoft Producer更强大的视频、音频的集成优势 (3) 2.1.2 Producer包含的内容 (3) 2.2 Producer的功能 (3) 2.2.1 Producer的功能简述 (3) 2.2.2 Producer内置的Windows Media技术 (3) 2.3点播应用系统应用拓扑图 (3) 3. 流媒体应用的设计与同步 (4) 3.1应用流媒体技术进行设计的优点 (4) 3.2视频压缩的主要技术 (4) 3.2.1 MPEG压缩标准 (4) 3.2.2 REAL压缩技术 (4) 3.2.3 微软公司的压缩标准 (4)

流媒体技术的原理、应用及发展

流媒体技术的原理、应用及发展随着现代网络技术的发展，网络开始带给人们形式多样的信息。从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。 流媒体是指在网络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。而流式传输技术就是把连续的声音和图像信息经过压缩处理后放到网站服务器上，让用户一边下载一边收听观看，而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。 目前，在网络上传输音视频（A/V）等多媒体信息主要有下载和流式传输两种方案。一方面，由于音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于受网络带宽的限制，下载这样的文件常常需要几分钟甚至几小时，所以采用下载方法的时延也就很大。而采用流式传输时，声音、图像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送，用户只需经过几秒或数十秒的启动时延而不必等到整个文件全部下载完毕即可观看。当声音、图像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上继续下载。流式传输不仅使启动时延大大缩短，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下载完毕之后才能观看的缺点。一、流媒体技术基础 实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Real-time streaming transport）和顺序流式传输（progressive streaming transport）。一般来说，如为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用实时流协议（RTSP）等，即为实时流式传输。如使用超文本传输协议（HTTP）服务器，文件即通过顺序流发送。采用哪种传输方法可以根据需要进行选择。当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 1. 实时流式传输 实时流式传输总是实时传送，特别适合现场广播，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看后面或前面的内容。但实时流式传输必须保证媒体信号带宽与网络连接匹配，以便传输的内容可被实时观看。这意味着在以调制解调器速度连接网络时图像质量较差。而且，如果因为网络拥塞或出现问题而导致出错和丢失的信息都被忽略掉，那么图像质量将很差。实时流式传输需要专用的流媒体服务器与传输协议。 2.顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线内

流媒体技术的现状与发展

1 流媒体技术的现状与发展 流媒体的发展过程 1.1.1 现有视频格式概述 影像格式(Video) 日常生活中接触较多的VCD、多媒体CD这些都是影像文件。 1.1.2 VOD视频点播技术 世界主要发达国家都投入了大量的资金，加速开发和完善这一系统。 1.1.3流媒体技术的出现 流媒体技术的出现，正好弥补了VOD技术的不足之处。 1.2流式传输的格式及特点 1.2.1流媒体能为我们做什么 载到自己机器就可以观看的视频/ 行解码。 1.2.2 流媒体技术、格式纵览 流媒体给网民们带来了巨大的影响，曾几何时，如果需要下载一部VCD格式的影片，大小约为650M，宽带的今天也需要下载3个多小时。如果影片采用流媒体技术来进行压缩，只需要100M，并且用户可以边看边下载，整个下载的过程都在后台运行。最大的优点，就是不会占用本地的硬盘空间。其实流媒体采用的是有损压缩，就好比我们常说的MP3，因此在音影品质上有所差异。 注：[1]:

1.2.3流式视频格式 前边提到过视频格式，现在再来说一下流式视频格式。 目前，很多视频数据要求通过Internet来进行实时传输，前面我们曾提及到，视频文件的体积往往比较大，而现有的网络带宽却往往比较“狭窄”。客观因素限制了视频数据的实时传输和实时播放，于是一种新型的流式视频(Streaming Video)格式应运而生了。这种流式视频采用一种“边传边播”的方法，即先从服务器上下载一部分视频文件，形成视频流缓冲区后实时播放，同时继续下载，为接下来的播放做好准备。这种“边传边播”的方法避免了用户必须等待整个文件从Internet上全部下载完毕才能观看的缺点。到目前为止，Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种： 1.2.4流式传输的特点 流媒体是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在Internet及Intranet上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将动画、视音频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，用户不必像非流式播放那样等到整个文件全部下载完毕后才能看到当中的内容，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相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、视音频等流式多媒体文件解压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 1.3 流媒体系统的组成 流媒体系统包括以下5个方面的内容： 1. 编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式 2. 流媒体数据 3. 服务器：存放和控制流媒体的数据 4. 网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络 5. 播放器：供客户端浏览流媒体文件 这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。

p2p流媒体技术及原理

1 P2P流媒体系统 1.1P2P流媒体系统播送方式 P2P流媒体系统按照其播送方式可分为直播系统和点播系统，此外近期还出现了一些既可以提供直播服务也可以提供点播服务的P2P流媒体系统。 1.1.1直播 在流媒体直播服务中，用户只能按照节目列表收看当前正在播放的节目。在直播领域，交互性较少，技术实现相对简单，因此P2P技术在直播服务中发展迅速。2004年，香港科技大学开发的CoolStreaming原型系统将高可扩展和高可靠性的网状多播协议应用在P2P直播系统当中，被誉为流媒体直播方面的里程碑，后期出现的PPLive和PPStream 等系统都沿用了其网状多播模式。 P2P直播是最能体现P2P价值的表现，用户观看同一个节目，内容趋同，因此可以充分利用P2P的传递能力，理论上，在上/下行带宽对等的基础上，在线用户数可以无限扩展。 1.1.2点播 与直播领域相对应，在P2P流媒体点播服务中，用户可以选择节目列表中的任意节目观看。在点播领域，P2P技术的发展速度相对缓慢，一方面是因为点播当中的高度交互性实现的复杂程度较高；另一方面是节目源版权因素对P2P 点播技术的阻碍。目前，P2P的点播技术主要朝着适用于点播的应用层传输协议技术、底层编码技术、以及数字版权技术等方面发展。 与P2P流媒体直播不同，P2P流媒体点播终端必须拥有硬盘，其成本高于直播终端。目前P2P点播系统还需在技术上进一步探索，期望大规模分布式数字版权保护(DRM)系统的研究，以及底层编码技术的发展能为P2P点播系统的实施铺平道路。 1.2P2P流媒体系统网络结构 目前存在很多P2P流媒体的研究成果及实际系统，它们在其覆盖网络的组织结构上可以被大体分成两大类，即基于树(Tree-based)的覆盖网络结构和数据驱动随机化的覆盖网络结构[1]。 (1)基于树的方法