（系统工程专业论文）基于JMF的网络视频会议系统的设计与实现.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着计算机技术、网络通讯技术以及多媒体技术的发展，网络视频会议系 统正从传统的专用网络及对硬件的强依赖向利用软件代替硬件的面向普通用户 的方向发展，这种发展是现代信息社会网络视频会议系统的一个技术热点。利 用软件来实现流媒体的处理，以代替传统网络视频会议系统中的硬件部分是本 论文的主要研究内容。 论文介绍了网络视频会议系统的类型和组成，国内外的研究情况以及今后 的发展前景，并对实现网络视频会议所涉及的协议和相关技术进行了分析。论 文通过比较分析现有b s 模式下网络视频会议系统的不同实现方案，选择j a v a 多媒体框架j m f 作为开发平台，提出了一种可行的网络视频会议系统设计方案。 j m f 提供了套通用的访问底层的a p l 同时对时基媒体数据的处理也提供了 一套统一的体系结构和消息通信协议。利用j m f 的无缝扩展功能可以支持新增 内容类型和格式，优化对所支持格式的处理并创建新的再现机制。通过j a v a 平 台的优越性，系统可做到“编写次，处处运行”。论文在分析了j m f 的结构 和工作原理后，采用j m f 实现网络视频会议系统中多媒体的处理。 j a v a 中a p p l e t 技术为系统界面的开发提供了良好的支持，系统利用其支持 开发美观、简洁和实用的系统界面，论文中给出了部分系统界面实现的效果图。 论文进一步对网络视频会议系统中的音、视频同步和系统安全性等关键技 术难点做了详细的解释并给出了具体的解决方案。对于音、视频同步采用时间 戳的方法解决，而对于系统安全性则采用数字签名来实现。同时论文还对网络 视频会议系统的相关子系统会议管理和电子自板进行了设计和实现。 关键词：网络视频会议；实时传输协议；j m f ( j a v a 媒体框架) ；数字签名 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f c o m p u t e rt e c h n o l o g y ，c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yo ft h e n e t w o r ka n dm u l t i - m e d i at e c h n o l o g y , n e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c es y s t e mi sr e d u c i n g t h e s t r o n gd e p e n d e n c eo nt r a d i t i o n a ld e d i c a t e dn e t w o r ka n dc h a n g i n gt ou t i l i z e s o f t w a r ei n s t e a do fh a r d w a r ef a c i n gg e n 积lu s e r s t h i sk i n do fd e v e l o p m e n ti sa t e c h n o l o g i c a l f o c u so ft h en e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c e s y s t e m o fm o d e m i n f o r m a t i o n - i n t e n s i v es o c i e t y t h i st h e s i sf o c u s e so nm a k i n gu s eo fs o f t w a r et o r e a l i z et h et r e a t m e n to ft h es t r e a m i n gm e d i a , i no r d e rt or e p l a c et h eh a r d w a r ei nt h e t r a d i t i o n a ln e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c es y s t e m t h et h e s i sh a si n t r o d u c e dt h et y p eo ft h en e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c es y s t e ma n d c o m p o s i t i o n ，d o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lr e s e a r c hs i t u a t i o na n dd e v e l o p m e n tp r o s p e c t i nt h ef u t u r e ，a n dh a sa n a l y z e di nr e a l i z i n gt h ea g r e e m e n tt h a tt h en e t w o r kv i d e o c o n f e r e n c ei n v o l v e da n dr e l e v a n tt e c h n o l o g y t h et h e s i sm a k e st h ed i f f e r e n c eo f s c h e m e su n d e rt h ea v a i l a b l eb sm o d et or e a l i z en e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c e a n db y c h o o s i n gj a v am u l t i m e d i af r a m ej m f a st h ed e v e l o p i n gp l a t f o r m , t h et h e s i sh a s p u t f o r w a r dak i n do ff e a s i b l es y s t e m a t i cd e s i g np l a no fn e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c e j m f o f f e ro n ec o n l l n o na p it ov i s i tt h eg r o u n df l o o r , a n df o rt h et r e a t m e n to ft i m e - b a s e d m e d i ai tg i v e so n eu n i f i e ds y s t e ms t r u c t u r ea n dm e s s a g ec o m m u n i c a t i o np r o t o c o la t t h es a m et i m e t h es e a m l e s s l ye x t e n s i v ef u n c t i o no fj m fm a ys u p p o r ta d d i t i o n a l c o n t e n tt y p e sa n df o r m a t s ，o p t i m i z eh a n d l i n go fs u p p o r t e df o r m a t s ，a n dc r e a t en e w p r e s e n t a t i o nm e c h a n i s m s w i t ht h es u p e r i o r i t yo fj a v ap l a t f o r m ，t h es y s t e mc a n “w r i t eo n c e ，o p e r a t ea n y w h e r e ”t h et h e s i sa d o p t sj m ft or e a l i z et h et r e a t m e n to ft h e m u l t i m e d i ai nt h en e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c es y s t e ma f t e ra n a l y z i n gs t r u c t u r eo fj m f a n do p e r a t i o np r i n c i p l e a p p l e tt e c h n o l o g yh a so f f e r e dg o o ds u p p o r tf o rd e v e l o p m e n to ft h es y s t e m a t i c i n t e r f a c ei nj a v a , t h es y s t e mu t i l i z e si tt os u p p o r ta n dd e v e l o pt h ee s t h e t i c , s u c c i n c t a n d p r a c t i c a ls y s t e m a t i ci n t e r f a c e e f f e c tp i c t u r e so fs o m es y s t e m a t i ci n t e r f a c e s r e a l i z e da r ep r o v i d e di nt h et h e s i s t h et h e s i ss t e p sf o r w a r di nt h en e t w o r kv i d e o c o n f e r e n c es y s t e m ，h a sm a d e d e t a i l e de x p l a n a t i o na n dp r o v i d e dt h ec o n c r e t es o l u t i o ni n d i f f i c u l tp o i n t so fk e y t e c h n o l o g ys u c ha st h es y n c h r o n o l l sa n ds y s t e m a t i cs e c u r i t yo ft h ev i d e o , e t e t ot h a t 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 ii 页 t h es o u n d , v i d e oa d o p tt h et i m e - s t a m pm e t h o dt os o l v ei ns t e p ，b u ta d o p ts i g n si n f i g u r et or e a l i z et os y s t e ms e c u r i t y a l s oa t t h es a m et i m et h et h e s i sd e s i g n sa n d r e a l i z e sr e l e v a n ts u b s y s t e mm e e t i n gm a n a g e m e n ta n de l e c t r o n i cw h i t e b o a r do ft h e n e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c es y s t e m k e y w o r d s ：n e t w o r kv i d e oc o n f e r e n c e ；r e a l t i m et r a n s p o r tp r o t o c o l ；j m f ( j a v a m e d i af r a m e ) ；d i g i t a ls i g n a t u r e 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 视频会议系统的概念 视频会议系统是指两个或两个以上不同地方的个人和群体，通过传输路线 及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，达到即时且互动的沟通，以完 成会议目的之系统1 1 1 。 视频会议系统是集通信、计算机技术、徼电子技术于一体的远程异地通信 方式，该系统是一种典型的多媒体通信。在通信的发送端，将图像和声音信号 等多媒体数据进行实时传输，利用计算机系统提供的良好的交互功能和管理功 能，使得处于不同地点的与会人员不仅能够实时地听到对方的声音，还能实时 的看到对方及会议场景，以及在会议中所使用的图片、表格等信息，实现了人 与人之间的面对面的虚拟会议环境 2 1 。其具有以下特点：1 、通过计算机远程地 参加会议或交流。2 、不受地理位置限制的协作工作。3 、通信涉及到网络连接， 以及在网络上的操作。4 、会话可以通过视频及音频来实现。 1 2 论文研究的背景及意义 随着计算机技术、网络通讯技术、多媒体技术的发展，电话、c m a i l 等传统 的交流已不能满足人们日益增长的需要，人们要求交流能实时、便捷、有效。 而计算机支持的协同工作( c s c w ) 删t 计算机技术、网络通讯技术、多媒 体技术以及各种社会科学技术，向人们提供了一种全新的交流方式。其应用涉 及协同指挥、远程教学、远程医疗、电子商务、协同设计、并行工程等领域， 有着广泛的理论意义和社会实用价值。 计算机支持的协同工作分为同步和异步，异步主要包括电话、e m a i l 等，而 同步主要包括视频会议、电子白板等例。网络视频会议提供了一种面对面的交流 方式，是计算机支持的协同工作中的一个研究重点。对网络视频会议的研究现 在已经很成熟，而这些研究都是建立在专用网络或昂贵的硬件基础之上的，都 是基于c s 模式的研究。现在网络视频会议的研究呈现出两个主要的发展趋势： 由传统基于专用网的视频会议模式向基于i n t e r n e t 的视频会议解决方案发展， 由硬件的视频会议解决方案向纯软件的视频会议解决方案发展。 研究基于b s 模式的网络视频会议具有广阔的前景，论文结合某省级水利 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 水电勘测设计院的协同管理系统，根据该院对协同管理系统中协同工具方面的 要求对基于b s 模式的网络视频会议进行研究，为协同工作人员提供了良好的 交流手段，并为计算机支持的协同工作提供很好的支持。 1 3 视频会议系统国内外研究现状 1 3 1 国外的研究情况 国外对视频会议的研究要远远早于中国，第一代视频会议产品的可视电话 是美国贝尔实验室1 9 6 4 年研究出来的，在7 0 年代就已经有多个系统投入使用。 但直到2 0 世纪9 0 年代中后期，桌面视频会议才出现商品化的软件商品，这之 后迅速发展起来。美国c o n n e l 大学于1 9 9 5 年推出的c u s e e m e 是第一个成功 的基于i n t e m e t i n t r a n e t 网络的桌面视频会议系统i ，l 。 8 0 年代初期，随着2 m b i t s 彩色数字视频会议系统的研制成功，日本和美 国分别形成了非标准的国内视频会议网。8 0 年代中期，大规模集成电路技术飞 速发展，图像编解码技术取得突破，网络通信费用降低，这些都为视频会议走 向实用提供了良好的发展条件。8 0 年代末至今，多媒体技术，计算机技术，通 信网路技术都得到了快速发展。此时c c r r r ( i t u n 也形成了h 2 0 0 系列建议， 规定了统一的视频输入输出标准，算法标准，编码校验标准及一系列互通的模 式转换标准，解决了不同厂商的设备互通的问题，打破了视频会议技术及其通 信设备被少数大公司一统天下的垄断局面，极大地推动了视频会议的发展。 1 9 9 5 年a p p l e 公司发布了一种跨平台的多媒体技术，它允许个人电脑用户 共享全世界任何地方的实时资源，这个技术被称为q u i c kt i m e 。在此平台上， 各种包括多媒体会议功能在内的相关技术被开发出来。q u i c kt i m e 会议系统能 够举行视频会议并进行合作，可在局域网上查看和播放多媒体资料，同时它还 能在a p p l ep c 和u n i x 系统之间实现跨平台的连接。q u i c k t i m e 是第一套基于 软件的系统，尽管它显示的图像很小且图像模糊，但毕竟给用户耳目一新的感 觉。 而m i c r o s o f t 公司在1 9 9 6 年推出的n e t m e e t i n g ，则使桌面视频会议系统发 展到群件、数据会议与音视频集成的新境界。n e t m e e t i n g 的特点在于其应用共 享、白板、文字聊天和文件传输成为各类桌面会议系统的标准构件。它的会议 功能并不出色，只能提供点对点的而不能提供多方的音视频数据的同时传送。 美国p i c t u r et e l 公司的l i v e l a n 是当今运行在p c 平台的具有典型意义的桌面视 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 频会议系统，它具有动态监视网络能力的功能，根据网络负载自动调整视频信 号，既保证桌面视频会议的顺利进行，又不使网络超载。l i v e i _ 越还提供三种工 作模式，在l i v e a 模式下，用户可以将p c 当成一部免提电话来使用，加上 l i v e l a n - v 和l i v e m 柚a g c r 系统可升级为一个会议系统，并可通过路由器跨越 局域网【3 】。 桌面视频会议的发展基本上按照两条路线进行，一条是学习传统的会议室 型会议系统，将基于硬件编解码、中央控制单元( m c 们的方案移植到口网络上。 上述几个著名系统均沿袭这种传统。这些系统的缺陷在于不能最有效的利用网 络带宽、处理等资源，因为它们大多采用的是面向连接的广播( b r o a d c a s t i n g ) 和 单播( u n i c a s t i n g ) 技术。与此同时，口组播( mm u l t i c a s 0 技术以其有效节省带宽的 优点而受到广泛重视，基于口组播的桌面会议系统异军突起。m b o n e 是最有 名的代表，它是由一些欧洲的实验性志愿合作者组成的团体，目的是创建一个 半永久性的口组播实验测试样板床而无须等到整个互联网都部署口组播路由 器。v i c 是其免费发布的桌面视频会议系统软件，但它并没有得到广泛的应用。 现在已经有数十种基于口组播的桌面视频会议投入商业运行，如微软的 n e t s h o w ，e m u l i v e 图像公司的e m u l i v es e r v e r , s t a r b u r s t 通讯公司的 s t r e a m w o r k ss e r v e r 等等嘲。 1 3 2 国内的研究情况 在国内，多媒体视频会议系统作为国家“九五”重点攻关的项目，其研究 过程大致经历了模拟、数字和统一制式三个阶段。 我国有关电视会议的研究是从7 0 年代初开始，1 9 7 8 年在北京和广州之间首 次开通了模拟视频会议业务实验，这是视频会议在我国发展的一次历史性的开 始【2 】。 2 0 世纪8 0 年代初期南京邮电学院研制成功8 m b p s 的视频会议设备，尽管 是初期设备，其各方面性能还不很完善，但其在福建的点对点应用中取得了一 定的成绩。 2 0 世纪8 0 年代中期，北京邮电大学、浙江大学、电子部三所、北京大学均 开始6 4 勋p s 和1 2 8 k b p s 的视频会议编解码的研制，北京邮电大学经过多年的研 制，完成技术难度大且符合h 2 6 1 建议的6 4 k b p s 及1 1 2 k b p s 的图像编解码的开 发工作，南京邮电学院在早期研究8 m b p s 波形编解码器的基础上，又完成了符 合h 2 6 1 建议的2 m b p s 波形编解码的研制工作。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 1 9 8 7 年，我国又一度开通北京、上海、广州的静态可视电话业务。虽然这 种业务技术水准较低，但对我国图像通信的发展仍起着很大的促进作用。1 9 8 8 年，我国邮电部与法国邮电部协作，建成了北京国际视频会议系统。这一系统 的使用使我国的视频会议业务迈出了新的一步。此后，1 9 9 2 年3 月，北京长话 大楼使用h 2 6 1 标准的图像编解码器，开通了中、日、美三方视频会议业务， 又相继开通了新加坡、韩国、英国的视频会议业务。 1 9 9 9 年9 月，中讯公司推出了国内第一家基于口网络的多媒体视频会议系 统。该系统按照r 1 1 j t 的h 2 6 3 标准开发，并在全部终端上实现了用户列表， 真正实现了交互式教学和电子白板的功能。 目前，多媒体通信技术已进入了它的黄金时期，来自市场和技术双方面的 动力成为其空前发展的两大支柱。虽然目前互联网上的多媒体通信存在失真、 不流畅等问题，但随着技术的进步，各项通信标准的不断完善，这些问题都将 得到最终解决，消费者将获得质优价廉的多媒体通信服务，多媒体通信也将成 为r r 界技术融合、市场争夺的焦点【3 1 。 1 3 。3 视频会议系统的发展趋势 随着通信网络运营商宽带业务的拓展以及在保证网络服务质量的情况下对 核心宽带骨干网技术的应用，可以预见网络传输能力将进一步提高，从而促进 视频会议系统的快速发展。视频会议系统未来的发展趋势有以下几点柳： ( 1 ) 编解码方式由硬件向软件转化。由于计算机处理速度和附属板卡的处理 速度提高，许多需要专用设备进行的数据处理过程可以交由计算机及其内置的 通用板卡来完成，而在效果上没有太大的区别。 ( 2 ) 协议类型从h 3 2 0 向h 3 2 3 转化。在初期，由于口决议应用不是很普 遍，基于i s d n 线路符合h 3 2 0 协议的产品占主要比例。随着近几年口协议的 普遍应用和互联网技术的高速发展，特别是对于宽带网络的应用，符合h 3 2 3 协议的产品在整体市场中占有的比例急剧上升。 ( 3 ) 市场重心向低价位普通用户市场转移。由于网络条件、技术水平、生产 工艺等因素的变化，视频会议系统已经从高价位专用市场向低价位普通用户市 场转移。现在包括p o i c o m 、v c o n 等大型公司都有相当的产品定位于中小 型企业用户市场中。 ( 4 ) 流媒体广播技术越来越多的应用于视频会议系统。大部分广播会议，如 网上路演、采访、现场会议等，都能够为用户传输多媒体信息，是对传统视频 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 会议功能的扩展。 国虚拟合作应用服务成为视频会议面向企业的核心功能之一。大多数跨国 集团和分支机构多的企业在使用视频会议系统时，除了会议功能外，使用最为 频繁的是虚拟合作，如远程的项目管理、客户服务、技术培训等，这种应用在 知识型企业中尤为明显。 1 4 本文研究主要内容 本论文讨论了会议管理、媒体管理、电子白板、文挡管理四个部分的设计与 实现，具体研究内容包括； ( 1 ) 研究视频会议的类型、基本模式和体系结构，提出基j m f 的网络视频会 议系统的总体结构方案。 ( 2 ) 研究视频会议中视频的捕捉、传输和保存等技术，对j m f 在视频会议中 的不足进行了深入的探讨，针对其不足之处通过关键技术的解决最终实现了多 人多组视频会议，并能保存会议记录。 ( 3 ) 研究多媒体信息的同步协同传输机制与共享信息的管理，采用a p f l e t 实 现电子白板。 1 5 本文章节 本文共分为五个章节。 第一章：简要论述了本课题的背景及意义、课题研究的主要内容以及论文 的组织结构。 第二章：视频会议系统的相关技术研究，介绍了视频会议系统的类型、组 成以及相关技术，重点介绍了本论文所采用的j m f 框架。 第三章：系统的总体设计方案，阐述了系统设计原则、系统规划。 第四章：视频会议系统的设计与实现，详细介绍了音、视频流媒体的捕捉、 传输、保存，音、视频播放器的设计。 第五章：视频会议系统相关技术的设计，介绍了视频会议的管理，电子白 板等视频会议系统相关技术。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章视频会议系统相关技术 2 1 视频会议系统的类型与组成 2 1 。1 视频会议系统的类型 根据视频会议系统通信网络，传输内容、终端配置以及媒体选择的不同对 其分类，可以划分为以下不同类型i 1 】： ( 1 ) 从通信网络( 或传输介质) 角度 支持视频会议系统的通信网络有很多。而且各种通信网络均有其各自独特 的特性，从而导致了在不同通信网络上视频会议系统设计和部署的差异性。包 括现有的和未来的，通信网络实际上有很多种，但从其结构的本质来分，只有 几种，即：通用电话丽j ( p o t s ：p l a i n o l dt e l e p h o n es e r v i c e ) 、局域网( l a n ：l o c a l a r e an e t w o r k ) 、综合业务数字网( i s d n ：i n t e g r a t e ds e r v i c e sd i 西t a ln e t w o r k ) 、异 步传输网( 御r m ：a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e ) 、因特i i 目( i n t e m e 0 。根据支持视频 会议系统的网络的不同，也就相应的分为以上五种不同的视频会议系统阿。 ( 2 ) 从终端配置角度 为了同时且适时地提供每个与会者的活动情况，从终端角度可将视频会议 系统分为两种： 多监视器系统( m u l t i p l em o n i t o r s ) 多窗口系统( s i n g l em o n i t o rs c r e e nw i t hs e g m e n t e dw i n d o w s ) 多窗口系统只需要一个监视器，每个会议场点的活动情况只体现为一个窗 口。这种系统的通信硬件成本和处理设备成本比较低，网络为每一次会议提供 一个多点控制单元( m c l d ，m c u 收集了从所有会议点发送的音频和视频信息， 经过混合处理，然后再将处理的信息发给每一会议场点。 多监视器系统正好相反，远程每一个会议场点的活动情况在本地场点都体 现为一个单独的监视器，而且还需要若干输入通道来接收所有会议场点的活动 信息，对音、视频信号的处理也要做较复杂的处理，不仅导致了通信硬件成本 和处理设备成本的增加，而且还显著地增加了运行成本。 ( 3 ) 从媒体选择角度 为了优化网络选择。从媒体选择角度，可将视频会议系统分为两类： 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 媒体可选系统f s e l e c t a b l em e d i ac o n f e r e n c e ) 媒体固定系统( c o m m o nm e d i ac o n f e r e n c e ) 对于媒体可选系统，每一个与会者都有权选择在本地所需观察的特定场点 的活动情况，而在媒体固定系统中，呈现在每个与会者面前的会议活动情况都 是相同的。 ( 4 ) 根据与会者参加的方式 根据与会者参加的方式，视频会议系统共分为四种： 单用户系统 拨号群组系统 点到点系统 多点可视系统 此外，有时也将视频会议系统分为室内型会议系统和桌面型会议系统。 2 1 2 视频会议系统的组成 一套完整的视频会议系统通常由视频会议终端、多点控制单元( m a u ) 、网 络管理软件、传输网络以及相关附件五大部分构成。由于用户已有的网络状况、 硬件设施各有特色，所以对视频会议系统中视频会议终端系统、多点会议控制 器m c u 、网络管理软件等部分的要求，也各不一样【3 l 。 ( 1 ) 终端设备 终端设备不仅要完成各自的数据处理任务，还要并行完成多媒体通信协议 的处理、音视频信号的接收、存储与播放，并记录和检索大量与会议相关的数 据与文件。终端设备的硬件配置包括音、视频信号处理器，压缩与解压缩卡， 以及摄像机、话筒、扬声器、电子书写板、图像扫描仪和通信网卡等。 ( 2 ) 多点控制单元( m c t o 多点控制单元也叫多点会议控制器，英文m u l t ic o n t r o lu n i t ，简称m c u 。 m c u 是多点视频会议系统的关键设备，它的作用相当于一个交换机的作用， 它将来自各会议场点的信息流，经过同步分离后，抽取出音频、视频、数据等 信息和信令，再将各会议场点的信息和信令，送入同一种处理模块，完成相应 的音频混合或切换，视频混合或切换，数据广播和路由选择，定时和会议控制 等过程，最后将各会议场点所需的各种信息重新组合起来，送往各相应的终端 系统设备。 ( 3 ) 传输网络 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 即宽带连接方式，通常有通用电话网伊o t s ：p l a i n o l dt e l e p h o n es e r v i c e ) 、 局域网( l a n - l 0 c a la r e an e t w o r k ) 、综合业务数字网( i s d n ：i n t e g r a t e ds e r v i c e s d i # t mn e t w o r k ) 、异步传输网：a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e ) 、因特网 ( i n t e m e t ) 等五种接入方式。 ( 网络管理管理软件 近几年，随着网络规模的逐步扩大、应用的逐渐复杂，各个企事业单位、 政府机构都面临着网络的管理难、控制难、维护难等问题。使用网管软件可以 实现先进的网络管理功能，加强网络管理的能力，监控管理网络，实时查看全 网的状态，检测网络性能可能出现的瓶颈，并进行自动处理或告警显示，以保 证网络高效、可靠地运转，提高网络的使用效率，减轻网管人员的工作强度， 提高工作效率，解放大量的人力、物力，用于有效的管理和节省企业用人成本， 保障企业经营，减少因网络故障而带来的巨大损失。为提高生产力、工作效率 以及和保障企业效益的最大化提供基础。 ( 5 ) 附属设备 一套视频会议系统需要哪些附属设备需根据具体应用需求，通常用到的附 属设备包括投影仪、监视器电视机、大型扩音器、麦克风、大型摄像机、d v d 播放机、录像机、外部遥控器、写字板、中央控制、记忆卡、放映机、等离子 屏和计算机监视器等。 2 2j a v a 媒体框架j m f j a v a 。”m e d i a f r a m c w o r k ( j m f ) 是s u n 和i b m 共同开发的能够在j a v a 应用 程序和小应用程序中显示，获取多媒体数据的一套类的集合。j m fa p i 使j a v a 程序员做到了以跨平台与设备无关的方式访问音、视频设备，提供了分布式应 用环境下实时媒体回放技术，还定义了一系列a p i 插件，允许高级开发人员和 技术人员对其进行定制功能扩展，实现特殊的音、视频捕获、处理和回放效果。 j m f 支持大多数标准的媒体内容类型，如a l f f 、a u 、a v i 、g s m 、m i d i 、m p e g 、 o u i c k t i m c 、r m f 和w a v f 4 1 。 2 2 1j m f 的功能 j m f 的主要功能有【“1 ： 在j a v a 的应用程序和a p p l c t 中，播放各种媒体格式文件。 在i n t e r a c t 中播放流媒体数据。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 可以在麦克风和数字摄像机的帮助下采集音频和视频数据，并且将这些 数据保存为多种格式的文件。 在i n t e r a c t 中发布自己的音、视频流。 用来制作实时的音、视频广播服务。 j m f 功能结构图如图2 - 1 所示1 1 2 3 ： 2 2 2j m f 中的数据源 图2 - 1 j m f 功能结构图 j m f a p i 可以同步播放来自各种数据源( d a t a s o u r c e ) 的时基媒体，例如本地 或网络数据文件等。数据源封装了媒体数据流、媒体的具体位置和用于传输媒 体的协议，一个数据源一旦被获取，它将不能再用于传输其他媒体数据。j m fa p l 支持的两种类型的数据源是p u l l 数据源和p u s h 数据源【4 j 。 1 p u l l 数据源 p u l l 数据源是由客户端激发数据传输的，并控制从p u l l 数据源来的数据流， 即由客户端主动从服务器端将数据“拉”过来的，例如，在服务器端的超文本 文件即是一种p u l l 数据源，超文本传输协议h 丌p 就是一种用于传输p u l l 数据 源数据的协议。 2 p u s h 数据源 p u s h 数据源是由服务器端激发数据传输的，并控制数据的流向，即数据的 传输是由服务器端“推”动的，例如，用于网络传输的视、音频即是一种p u s h 数据源，实时传输协议就是一种用于在网络中实时传输媒体p u s h 数据源数据的 协议。 一个媒体播放器的数据源可以用一个j m fm e d i a l o c a t o r 或一个u r l 来定 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 位。m e d i a l o c a t o r 是一个描述某媒体播放器显示的媒体数据的类，它类似于u r l 类，并可由u r l 类来构造。 在j m fa p i 中定义了d a t a s o u r c e 类，通过d a t a s o u r c e 类创建的d a m s o u r c c 对象即是一种数据源，它可以是一个多媒体文件，也可以是用于网络传输的多 媒体数据流。对于d a t a s o u r c e 对象，一旦确定了它的位置和类型，d a t a s o u r c c 对象中就包含了多媒体数据、数据流的位置和媒体的类型等信息。另外，j m fa p i 还支持数据源的合并，即可以将多个数据源合并成一个数据源，例如，将视频 数据源和音频数据源合并在一起作为一个多媒体数据源在网络中传输。 当创建了d a t a s o u r c c 对象，即通过硬件设备截取的数据封装在d a t a s o u r c e 对象中后，则可以将它直接送入p l a y e r 对象中，而p l a y e r 对象不需要关心 d a t a s o u r c c 中的多媒体数据是如何获得的，以及数据是何种类型和格式等。 2 。2 3d g f 中的媒体播放器 媒体播放器是j 硼f 的一个基本功能，视频、音频等多媒体的表现都需要用 到它的支持，媒体播放器的应用程序接口包括一个可视构件i s u a lc o m p o n e n t ) 和一个控制面板构件( c o n t r o l p a n e l c o m p o n e n t ) 。 应用 j a v r x m e d i a b e n a p l a y e r b e a n 包中的m e d i a p l a y e r 类创建的对象或继承j a v a x m e s a 包中的p l a y e r 接口的其他类创建的对象即可实现媒体播放器，通过m e d i a p l a y e r 类中提供的方法可以操作各种媒体数据的播放【4 1 。 通过j m f 媒体播放器在播放一种媒体数据流时，例如，视频流或音频流， 媒体播放器需要执行一系列附加操作才能表现媒体数据，为此，j m f 通过定义 一些媒体播放器的操作状态以及提供一些切换这些状态的机制。来控制这些操 作出现的时机，使j m f 媒体播放器达到流畅播放多媒体数据的目的。播放状态 之间的转换主要由j m fa p i 中i a v a x m e d i a b e a n p l a y e r 包提供的m e d i a p l a y e r 类 中的r e a l i z e 0 、p m f e t c h 0 、s t a r t o 、s m p o 、d e a u o c a t e o 、c l o s e o 等方法来控制( 这 6 种方法分别对应6 种工作状态) ，通过控制这些方法的调用时机，来管理播放 器的状态，通过实现a p i 的i a v b 。x m e d i a 包中c o n t r o l l e r l i s t e n e r 接口可以管理这 些控制方法，从而响应媒体播放器状态的变化。 j m f 媒体播放器启动( 准备播放媒体数据) 的过程通过人为的控制主要分为 两个阶段：实现( r e a l i z i n g ) 阶段和预取( p r e f e t c h i n g ) 阶段。通过调用p r e f e t c h 0 方 法可使媒体播放器进入预取状态，在该状态下的媒体播放器正在为播放多媒体 数据做一些准备工作，其中包括加载多媒体数据，获得媒体播放器需要独占的 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 资源等。在完成了准备工作后，调用m e d i a p l a y e r 类中s t a 0 方法则使j m f 媒体 播放器进入开始状态，j m f 媒体播放器开始播放媒体数据。 在j m f 媒体播放器从启动媒体播放器到开始播放媒体数据的过程中，j m f 中定义了6 种工作状态，在正常情况下，j m f 媒体播放器需要经历每种状态， 然后才能开始播放媒体数据，以下是j m f 中定义的6 种工作状态，其状态之间 的转换如图2 2 所示1 4 1 勘删停止状杏)：文_ 船k 开始抗卷) r d 嘣实现) h 删宴理) 图2 - 2 播放器状态转换图 u n r e a l i z e d 状态：在该工作状态下，j m f 媒体播放器已经被实例化，但 并不知道需要播放的媒体数据的任何信息。 r c a l i z i a g 状态：当调用r e a t i z e o 方法时，i m f 媒体播放器的状态从 u n r e a l i z e d 状态变为r e a l i z i n g 状态，在这种状态下，j m f 媒体播放器 正在确定它需要占用的资源。 r e a l i z e d 状态：在这种状态下，j m f 媒体播放器已经确定了它需要占用 的资源，并且也知道了需要播放的媒体数据的类型。 f r e f e t c h i n g 状态：当调用p r e f e c t c h 0 方法时，j m f 媒体播放器的状态从 r e a l i z e d 状态变为p r e f e t c h i n g 状态，在该状态下，j m f 媒体播放器正 在为播放媒体数据做一些准备工作，其中包括加载媒体数据，获得需 要独占的资源等。 p r e f e t c h e d 状态：当j m f 媒体播放器完成了获取操作后就处于该状态。 s t a r t e d 状态：当调用s t a r t 0 方法后，j m f 媒体播放器进入该状态并播放 媒体数据。 而要停止媒体播放器则调用s t o p 0 方法，还可以调用d e a u o c a t e o 方法来释放 媒体援放器使用的独占资源。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 2 。2 4j m f 中的媒体处理器 在j m 限_ a j 3 1 的j a v a x m e d i a 包中定义的p r o c e s s o r 接口即为媒体处理器接口， 它继承了p l a y e r 接口，即它也是一种媒体播放器，继承p r o c e s s o r 接口的对象除 了支持p l a y e r 对象支持的所有功能外，他还可以控制输入的多媒体数据流进行 何种处理以及通过数据源向其他的p l a y e r 对象或p r o c e s s o r 对象输出数据【4 1 。 继承p r o c e s s o r 接口的媒体播放器对象除了具有p l a y e r 播放器的6 种状态外， 还包括如下两种新的状态，这两种状态是在u n r e a l i z e d 状态之后，r e a l i z i n g 状 态之前的c o n f i g u r i n g 和c o n f i g u r e d 状态。 c o n f i g u r i n g 状态：当调用c o n f i g u r e 0 方法后，p r o c e s s o r 媒体播放器对象进 入该状态。在该状态下，p r o c e s s o r 媒体播放器对象链接到数据源并获取输入媒 体数据的格式( 类型) 信息。 c o n f i g u r e d 状态：当完成数据源连接，获得输入数据格式的信息后，p r o c e s s o r 媒体播放器对象就处于c o n f i g u r e d 状态。 2 。2 。5 数据源管理器 在j m f a p i 中定义了m a n a g e r ( 通用 管理器1 、 c a p t u r e d e v i c e m a n a g e r ( 管理并保存采集设备的注册信息1 、p a c k a g e m a n a g e r ( 管理 并保存j m f a p i 中的类的注册信息) 、p l u g l n m a n a g e r ( 管理并保存j m f 插件的注 册信息) 这四种管理器类，通过这些类的实例可以创建和管理j m f 媒体播放器和 数据源对象，例如，当播放一个d m a s o u r c e , 对象时，可以通过使用m a n a g e r 对 象创建一个j m f 媒体播放器来播放它【1 1 i 。 2 2 6j m f 事件模型 为了使基于j m f a p i 的应用程序知道媒体系统目前所处的状态，也为了让 应用程序对处理媒体数据时出现的错误情况能够做出反应，j m fa p i 使用了一 种结构化的事件报告机制。当j m f a p i 对象需要报告目前所处的状态时，就产 生一个m e d i a e v e n t 事件，对每一种可以产生m e d i a e v e n t 事件的j m f 对象，j m f a p i 都定义了一种相应的监听接口，为了接收m e d i a e v e n t 消息，则需要实现相 应的事件监听接口，并将该监听类注册给要产生消息的对象，通过继承 m e d i a e v e n t 事件可以产生许