流媒体技术原理及其几种主要的实现方式.docx

当今,我们正处在信息时代,不但面对巨大的信息量,信息的表现形式也越来越丰富。越来越多的公司和个人正在利用音频、视频等多媒体技术发布和传播信息。一些多媒体应用系统(如视频会议、远程教学等)也不断出现。随着PC等智能终端的日益普及,用户有能力而且希望通过便利的方法获得这些信息。网络已经并将继续改变我们的生活方式。多媒体应用的环境正由桌面平台(如多媒体PC)向网络多媒体平台和简单智能终端相结合的方向演进,网络将成为无可比拟的超级服务器。想要使用网络中的多媒体信息,就必须实现通过网络访问和传输这些信息。流媒体技术正是在这种情况下应运而生。一流媒体所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Inter-net/Intranet播放的媒体格式,如音频、视频或多媒体文件。流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,在计算机中对数据包进行缓存并使媒体数据正确地输出。流媒体的数据流随时传送随时播放,只是在开始时有些延迟。显然,流媒体实现的关键技术就是流式传输,流式传输主要指将整个音频和视频及三维媒体等多媒体文件经过特定的压缩方式解析成一个个压缩包,由视频服务器向用户计算机顺序或实时传送。在采用流式传输方式的系统中,用户不必象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,极大地减少用户等待的时间。流媒体可以边下载边播放,最大的特点在于互动性,这也是互联网最具吸引力的地方。因此流媒体主要用于传送音频和视频信号码流。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C 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。通常高速缓存所需容量并不大，因为通过丢弃已经播放的内容可以重新利用空出的空间来缓存后续尚未播放的内容。 流式传输的过程一般如下: 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; Web浏览器启动音视频客户程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对音视频客户程序初始化，这些参数可能包括目录信息、音视频数据的编码类型或与音视频检索相关的服务器地址; 音视频客户程序及音视频服务器运行实时流协议，以交换音视频传输所需的控制信息，实时流协议提供执行播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法; 音视频服务器使用RTP/UDP协议将音视频数据传输给音视频客户程序，一旦音视频数据抵达客户端，音视频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音视频服务器建立联系，目的是为了能够把服务器的输出重定向到一个非运行音视频客户程序的客户机的目的地址。另外，实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器。三 流媒体系统的组成及技术原理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。4 几种流媒体系统的功能简介（1）. Real公司的流媒体系统 Real公司的流媒体系统是一个非常稳定及性能非常好的系统它在全球有很高的市场占有率。它采用的是一种高性能的自适应压缩算法生成独特的RM格式文件可以有很高的压缩比.适应56K-lOM的线路要求。Real公司的流媒体系统目前在实时网络直播领域无人可以替代，有大量的实际方案可供选择.而且可以适应各个平台的操作系统。目前可以选择的平台有NT, Linux, Solaris,HP-Unix、 AIX及Irix系统等。 在客户端采用的是标准的浏览器系统平台而在服务器端采用的是基于Real公司的产品.它通过一些协议来控制客户端及服务器的互动。（2）. Microsoft公司的Media Server系统 微软的流媒体视频解决方案在微软视窗平台上是免费的，制作端与播放器的视音频质量都上佳而且易于使用。缺点是目前在整体解决方案上和RealNetwork的产品相比还有差距，且只能在微软视窗平台上使用(播放器除外)。因此在预算紧张时，采用微软的流视频解决方案是个不错的选择。（3）. APPLE公司的Quicklime系统简介 Quicklime是Apple公司面向专业视频编辑、Web网站创建和CD-ROM内容制作领域开发的多媒体技术平台，Quicklime支持几乎所有主流的个人计算机平台，是数字媒体领域事实上的工业标准是创建3D动画、实时效果、虚拟现实和其他数字流媒体应用的重要基础。Quicklime 5是苹果公司最新的流视频平台对于使用Mac OS X的用户来说是一个比较理想的流视频方案选择。目前Quicklime 5播放器已经在全世界被众多的Mac及视窗用户所采用是仅次于RealPlayer, Windows Media Player的流视频播放器。Quicklime 5支持开放标准RTP、RTSP协议及HTTP流。Quicklime的一个显著特点是支持转播功能和模块化API.用户可以方便地通过QTSS API为服务器添加新的功能。Quicklime系统组成:Quicklime Pro客户端播放、编码、编辑的高级工具Quicklime 5播放器客户端播放、编码、编辑工具Quicklime Streaming Server 2.0.1流视频服务器（4）.三种流媒体系统的比较目前流行的主要流媒体系统就是上面讨论的三种，下表可以方便地说明它们之间的特点和差异.使我们在选择流媒体系统时可以有个大概的概念。5.流媒体技术的主要应用 Inteme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。6.流媒体技术的实现过程按照内容提交的方式，流媒体可以分为两种:实况流媒体广播(即Web广播)和由用户按需访问的存档的视频和音频。不论是哪一种类型的流媒体，其实现从摄制原始镜头到媒体内容的回放都要经过一定的过程。以ReaMedia为例来说明流媒体的制作、传输和使用的过程。采用视频捕获装置对事件进行录制，对获取的内容进行编辑，然后利用视频编辑硬件和软件对它进行数字化处理，经数字化的视频和音频内容被编码为流媒体(.m)格式。媒体文件或实况数据流被保存在安装了流媒体服务器软件的宿主计算机上，用户点击网页请求视频流或访问流内容的数据库，宿主服务器通过网络向最终用户提交数字化内容，最终用户利用桌面或移动终端上的显示媒体内容的播放程序咖R ea l p layer进行回放和观看。7. 流媒体技术未来展望 随着Inteme的飞速发展，流媒体(Streaming Media)鼓术的应用越来越普及。多数的Inteme用户泡括企业和个人用户川各更多地使用流媒体技术。因此，流媒体有着广阔的发展前景，流媒体技术及其相关产品将更广泛应用于远程