（计算机应用技术专业论文）internet上基于realsystem的视频点播系统的实现.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 流媒体在i n t e m e t 上的应用已非常广泛。在商业领域上的讲座、培训等方 面的应用成为了新的关注点。为开展企业新的业务增值点，新新彩印有限公司 决定在原有的网站提供免费开放的讲座、培训的音频视频点播服务，建设可扩 展性强的视频点播系统。 本系统的设计思想是以i n t e m e t 为依托，实现操作简单的点播直播开放服 务、维护管理方便和扩大企业品牌效益为目标，充分运用流媒体技术和 r e a l s y s t e m 的流处理技术，并采用成熟快捷的a s p + a c c e s s 技术完成开发。 本论文首先研究了开发本系统所需要的关键技术，包括媒体文件的编码技 术、流媒体通讯协议、实时非实时流式播放技术，接着介绍了多种媒体的集成 司步技术s m i l 语言，并分析了r e a l s y s t e m 的工作机制和基于i n t e m e t 的 r e n s y s t e m 流媒体服务的系统架构及软硬件配置策略。最后，给出了基于 r e a l s y s t e m 流媒体服务的应用视频点播系统的总体分析和系统实现。 视频点播系统包括视频点播管理系统、视频点播制作系统和视频点播浏览 系统。本文分别对他们的结构、功能和实现方法进行详细的分析和讨论。 视频点播制作系统部分主要分析了视频点播管理系统的结构框架和逻辑 功能，重点讨论了影视浏览子模块基于a s p + a c c e s s 的实现方法。 视频点播制作系统部分中关于音频视频的采集、编码和发布是本文讨论的 重点，针对视频点播制作系统主要的分析和讨论内容有：r e a l s e r v e r 的安装以 及服务器连接控制、点播加载点和i p 地址限制等的配置：来自视频采集卡的 视频内容的采集过程分解；基于不同视频内容采用的编码方案和适应多类型的 目标观众采用的智能流策略；点播，直播( 实时和非实时的直播) 以及文本流实 时播放的实现方案：多种格式的媒体利用s m i l 集成并完成同步流出的方法； 在网页上发布流媒体的多种方法；最后给出基于浏览器利用a s p 自动生成p r m 和s m i l 文件的实现机制。 视频点播浏览系统部分主要介绍其各项功能、界面构成和使用方法。 硕士学位论文 m a s r e r st h e s i s 本系统的完成后，首先在内部网运行，很好地实现了音频视频的点播和实 时，非实时直播；视频配音、字幕解说和公司的广告同步发布，以及系统运行稳 定、内容管理方便等的预期目标。 关键词： 流媒体，视频点播。直播，r e a l s y s t e m ，i i l t e n l e t a b s t r a c t t h es t r e a m i n gm e d i ah a sb e e nw i d e l yu s e do nt h ei n t e m e t r e c e n t l y , i t s a p p l i c a t i o no nt h el e c t u r ea n dt r a i n i n gi nt h ec o m m e r c i a lf i e l d b e c o m e san e w c o n c e r n i no r d e rt os e e kn e wb u s i n e s sv a l u ea d d e dp o i n t ，x i n x i nc o l o rp r i n t i n gc o ， l t dd e c i d e st op r o v i d ef r e eo p e na u d i oa n dv i d e oo n - d e m a n d e ds e r v i c eo fl e c t u r e s a n d t r a i n i n ga n d t os e tu pt h ev o d s y s t e mw i t hs t r o n gc x p a n d a b i l i t y o nt h eo r i g i n a l w e b s i t e d e p e n d i n go ni n t e r a c t ，t h ed e s i g no f t h es y s t e ma i m st op r o v i d eo p e nv o d a n dl i v eb r o a d c a s ts e r v i c ew i t hs i m p l em a n i p u l a t i o na n dc o n v e n i e n tm a i n t e n a n c e a n d m a n a g e m e n t a n d e x p a n d t h eb r a n db e n e f i to f e n t e r p r i s et h r o u g h m a k i n g f u l lu s e o f t h es t r e a m i n gt e c h n o l o g ya n d r e a l s y s t e ms t r e a mp r o c e s s i n gt e c h n o l o g ya n d t h e m a t u r eq u i c ka s p + a c c e s s t e c h n o l o g y 7 t h i s p a p e r f i r s td i s c u s s e st h e k e yt e c h n o l o g y i n d e v e l o p i n g t h e s y s t e m i n c l u d i n gt h ee n c o d i n gt e c h n o l o g yo f m e d i af i l e 。t h ep r o t o c o lo f s t r e a m i n gc o n t e n t t r a n s m i s s i o na n dt h er e a l t i m e n o n r e a l t i m e s t r e a m i n gt e c h n o l o g y s e c o n d l y , i t i n t r o d u c e st h ei n t e g r a t e ds y n c h r o n i z a t i o nt e c h n i q u e - - s m i ll a n g u a g e ；a n a l y z e st h e w o r k i n g m e c h a n i s ma n d s y s t e mf r a m e w o r ka n ds o f t w a r e & h a r d w a r ec o n f i g u r a t i o n t a c t i c so fr e a l s y s t e mv o d s y s t e mb a s e do ni n t e r a c t f i n a l l y , i tp u tf o r w a r d st h e g e n e r a la n a l y s i sa n ds y s t e mi m p t e m e n t a t i o n o f t h ev o d s y s t e m t h ev o ds y s t e mi n c l u d e sv o dm a n a g e m e n t s y s t e m s t r e a m i n g m e d i a m a n u f a c t u r i n gs y s t e ma n ds t r e a m i n gv i d e ob r o w s i n gs y s t e m t h ep a p e ra n a l y z e s a n dd i s c u s s e st h e i rs t r u c t u r e s ，f u n c t i o n sa n dm e t h o d so f r e a l i z a t i o ni nd e t a i l i nt h ep a r to ft h ev o d m a n a g e m e ms y s t e m ，i tm a i n l ya n a l y z e st h es t r u c t u r e a n dl o g i c a lf u n c t i o no fv o d m a n a g e m e n ts y s t e ma n dd i s c u s s e s t h er e a l i z a t i o n m e t h o d so f m o v i ea n dt e l e v i s i o nb r o w s i n gs u bm o d u l eb a s e do na s p + a c c e s s t 1 1 i sp a p e re m p h a s i z e st h ec a p t u r e e n c o d i n ga n dd i s t r i b u t i o no fs t r e a m i n g a u d i oa n dv i d e oi nt h ep a r to fs t r e a m i n gm e d i am a n u f a c t u r i n gs y s t e m t h em a i n c o n t e n t si n c l u d e ：t h ei n s t a l l a t i o no fr e a l s e r v e ra n dt h ec o n n e c t i o nc o n t r o lo ft h e s e r v e r , v o dm o u n tp o i n ta n di pa d d r e s sl i m i t a t i o n ；t h ea n a l y s i so fc a p t u r ec o u r s e o ft h ev i d e oc o n t e n t sf r o mt h ev i d e oc a p t u r ec a r d ；t h ee n c o d i n gp l a n sb a s e do n d i f f e r e n tv i d e oc o n t e n t sa n dt h es u r e s t r e a mt a c t i c sa i m i n gt od i f f e r e n tk i n do f i i i a u d i e n c e s ：t h ei m p l e m e n t a t i o np l a n so fv o d a n dl i v eb r o a d c a s t ( r e a l t i m ea n d n o n r e a l t i m el i v eb r o a d c a s t ) a n d t h er e a l t i m ep l a yo f t e x ts t r e a m ；t h em e t h o d so f u t i l i z i n gs m i li n t e g r a t i o na n df i n i s h i n gs y n c h r o n o u s o u t f l o wb yv a r i o u sf o r m a t so f m e d i a ；v a r i o u s m e t h o d so fp u b l i s h i n gs t r e a m i n gm e d i ao nt h ew e ba n dt h e r e a l i z a t i o nm e c h a n i s mo fu t i l i z i n ga s pt oc r e a t e p r ma n d s m i lf i l e s b a s e do n b r o w s e r i nt h e p a r to fv i d e ob r o w s i n gs y s t e m ，i tm a i n l y i n t r o d u c e si t sf u n c t i o n s ， s t r u c t u r eo f t h ei n t e r f a c ea n dm e t h o d so f a p p l i c a t i o n a f t e rt h es y s t e mw a sf i n i s h e d ，i tw a so p e r a t e df i r s t l yi nt h ei n t r a n e t i tw a s p r o v e dt h a tt h ea n t i c i r l a t e do b j e c t so f t h ea u d i oa n dv i d e oo n d e m a n d e d ，r e a l t i m e a n dn o n r e a l t i m el i v eb r o a d c a s t ，s y n c h r o n o u sr e l e a s eo fv i d e od u b ，e x p l a n a t i o n so f c a p t i o n sa n d t h ea d v e r t i s e m e n to ft h ec o m p a n y , a sw e l la ss t a b l eo p e r a t i o no ft h e s y s t e m a n dc o n v e n i e n tm a n a g e m e n to f t h ec o n t e n t sw a sr e a l i z e d k e yw o r d s ：s t r e a m i n gm e d i a ，v o d ，l i v eb r o a d c a s t ，r e a l s y s t e m ， i n t e r a c t 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导f 撰写的，学位论文没 有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行 为，本人愿意s - i j 川1 此阿产生的法律责任和法律历果，特 此郑暇卢明。 学位论文作者( 签名) ：( 6 乏烈：嘶 2 0 0 4 年5 月。1 8 号j 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 1 问题的提出 第1 章绪论 流媒体是一种基于宽带技术的视频、音频实时传输技术。人们在网页上看 到的不再是文字或者静止的图像，而是类似电视播放的活动图像信息。它的出 现使网络成为集电视、报纸、广播于一体的新的媒体，并使我们刚刚熟悉的“网 络第4 媒体”的概念推向辉煌。 随着宽带网络的建设不断向纵深发展，用户对宽带网络的使用开始向娱 乐、影视欣赏等方向转移，对流媒体的应用需求也从简单的了解信息向视听欣 赏转变。因此一方面要加大对网络环境的建设，同时对流媒体节目内容的编解 码、制作与回放的技术和方式，也提出了更高的要求。沿着流媒体技术的指引， 人们看到未来宽带的发展方向，多媒体互动成了人们对宽带网络未来发展的寄 托。 任何的技术都要应用到实际的行业中才有价值，终端消费者的直接需求， 使传统影视媒体市场与宽带网络的应用服务相融合，产生了网络v o d 、在线 音乐、远程教育、收费影视等新的应用。 1 2 国内外的研究现状 来自国际权威机构的调查表明，2 0 0 3 年在网上访问流媒体的人数增加 6 5 ，西方网络发达国家访问流媒体的人数已达到1 1 亿人，在亚洲也迅速增 加到2 5 0 0 万人，接近网民的l 9 。与用户增长相呼应，2 0 0 3 年互联网上视频流 媒体技术应用增长幅度达2 5 1 。目前流媒体应用的重点已明显开始向前景广 阔的商业领域倾斜，技术供应模式也在发生着根本性变化。视频音频流媒体研 究重点将放在公司内部通讯产品研修、市场营销活动以及对投资家提供信息 等方面 在国内，流媒体的技术研究和应用领域也逐渐覆盖到互联网视频音频点 播、宽带小区视频点播和远程教育等领域。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 3 本论文研究的主要内容和选题意义 本文是流媒体技术理论和实践的结合。前部分重在理论，后半部分重在实 践，也就是基于r e a l s y s t e m 的流媒体技术的产品化应用所涉及到流媒体在 i n t e m e t 上编码、发布技术以及相关的编程技术，这些将是本文的重点所在。 当前，基于流媒体技术的视频点播和直播在我国都有了一定的发展，但是 流媒体技术在商业培训方面的应用却远远不够，流媒体技术是为解决网上视频 点播直播的困难、提高多媒体节目收视速度而出现的，而基于i n t e m e t 的多种 形式流媒体( 文字、图片、音频和视频) 的混合直播和点播中涉及问题很多， 如大量的外语讲座、培训视频的字幕匹配和同步翻译以及广告联播等方面是很 少研究和应用。基于此，选该课题作为本人的毕业论文，以r e a l s y s t e m 流媒体 技术为研发核心，采用技术成熟、开发周期短、执行速度快的a s p ( a c t i v es e r v e r p a g e ) + a c c e s s 技术，开发适合i n t e r n e t 的流媒体点播和直播的应用系统。 本课题完成的同时也实现了武汉新新彩印有限公司的增值业务需求：在原 有的网站上点播直播关于企业经营、员工发展等方面的培训讲座。 硕士学位论文 f v l a $ t e r st h e s i s 第2 章系统开发的相关技术 i n t e m e t 上基于r e a l s y s t e m 的v o d 系统开发主要是流媒体技术的研究和 应用，包括流媒体播放、流传输方式和流式文件选择，以及流传输协议的机制 和同步多媒体集成语言的深入研究和创造性的应用。 2 1 流媒体技术 2 1 1 流媒体播放方式 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：管理部门需购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。 2 、组播 i p 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 发出请求的客户端共享同一信息包。信息可以发送到任意地址的客户机，减少 网络上传输的信息包的总量。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。使用单播发送时，需要将数据包复制多个拷 贝，以多个点对点的方式分别发送到需要它的那些用户，而使用广播方式发送， 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，上 述两种传输方式会非常浪费网络带宽。缎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，将数据包的单独一个拷贝发送给需要的那些 客户。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 不需要的用户。 2 1 2 流式传输方式 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i n t e m e t 上下 载才能观看的缺点。 流媒体指在i n t e m e t i n t r a n e t 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。流媒体实现的关键技术就是流式传输。 流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体( 如视频、音频) 的 技术总称。其特定含义为通过i n t e m e t 将影视节目传送到p c 机。实现流式传 输有两种方法：实时流式传输( r e a l t i m es t r e a m i n g ) 丰1 1 ) 1 n 序流式传输( p r o g r e s s i v e s t r e a m i n g ) 。一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或 应用如r t s p 的实时协议，即为实时流式传输。如使用h t t p 服务器，文件即 通过顺序流发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然，流式文件也支持在 播放前完全下载到硬盘。 1 、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媒体，在给 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 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h ，兀p 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h t t p 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。 对通过调制解调器发布短片段，顺序流式传输显得很实用，它允许用比调 制解调器更高的数据速率创建视频片段。尽管有延迟，毕竟可让你发布较高质 量的视频片段。 顺序流式文件是放在标准h t t p 或f t p 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 实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接匹配，使媒体可被实时观看 到。实时流与h t t p 流式传输不同，他需要专用的流媒体服务器与传输协议。 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。 实时流式传输必须匹配连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图 像质量较差。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q u i c k t i m es t r e a m i n gs e r v e r 、r e a l s e r v e r 与w i n d o w sm e d i a s e r v e r 。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h r r p 服务器更复杂。实时流式传输还需要特殊网络协议，如：r t s p ( r e a l t i m es t r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) 或m m s ( m i c r o s o f tm e d i as e r v e r ) 。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 1 3 流媒体技术原理 流式传输的实现需要缓存。因为i n t e m e t 以包传输为基础进行断续的异步 s 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 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t c p 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h t t p t c p 来传输 控制信息，而用r t p ，iy d p 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，w e b 浏览器 与w e b 服务器之间使用哪厂r c p 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w c b 浏览器启动a v h e l p e r 程序， 使用h r r p 从w e b 服务器检索相关参数对h e l p e r 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。其基本 原理如图2 1 。 刖v h e l p e r 程序及w 服务器运行实时流控制协议( r t s p ) ，以交换a v 传输所需的控制信息。与c d 播放机或v c r s 所提供的功能相似，r t s p 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r t p u d p 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h e l p e r 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。 6 硕士学位论文 m a $ t e r st h e s i s 数据沉r t p u d p 图2 1 流式传输基本原理 需要说明的是。在流式传输中，使用r t p u d p 和r t s p f f c p 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 同于运行刖vh e l p e r 程序所在客户机的目的地址。 2 1 4 智能流( s u r es t r e a m ) 技术 今天，5 6 k b p s 调制解调器是i n t e m e t 连接的基本速率，c a b l em o d e m 、 a d s l 、d s s 、i s d n 等发展快，内容提供商不得不要么限制发布媒体质量，要 么限制连接人数。根据r e a l n e t w o r k 站点统计，对2 8 8 k b p s 调制解调器，实际 流量为1 0 b p s 到2 6 k b p s ，呈钟形分布，高峰在2 0 k b p s 。这意味着若内容提供 商选择2 0 k b p s 固定速率。将有大量用户得不到好质量信号。并可能停止媒体 流而引起客户端再次缓冲，直到接收足够数据。 一种解决方法是服务器减少发送给客户端的数据而阻止再缓冲，在 r e a l s y s t e m5 0 中，这种方法称为“视频流瘦化”。这种方法的限制是r e a l v i d e o 文件为一种数据速率设计，结果可通过抽取内部帧扩展到更低速率，导致质量 较低。离原始数据速率越远，质量越差。另一种解决方法是根据不同连接速率 创建多个文件，根据用户连接，服务器发送相应文件，这种方法带来制作和管 理上的困难，而且，用户连接是动态变化的，服务器也无法实时协调。智能 流技术通过两种途径克服带宽协调和流瘦化。首先，确立个编码框架，允许 不同速率的多个流同时编码，合并到同一个文件中；第二，采用一种复杂客户 服务器机制探测带宽变化。针对软件、设备和数据传输速度上的差别，用户以 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 不同带宽浏览音视频内容。为满足客户要求。p r o g r e s s i v e n e t w o r k s 公司编码、 记录不同速率下媒体数据，并保存在单一文件中，此文件称为智能流文件，即 铷建可扩展流式文件。当客户端发出请求，它将其带宽容量传给服务器，媒体 服务器根据客户带宽将智能流文件相应部分传送给用户。以此方式，用户可看 到最可能的优质传输，制作人员只需要压缩一次，管理员也只需要维护单一文 件，而媒体服务器根据所得带宽自动切换。智能流通过描述现实世界i n t e m e t 上变化的带宽特点来发送高质量媒体并保证可靠性，并对混合连接环境的内容 授权提供了解决方法。 对所有连接速率环境创建一个文件在混合环境下以不同速率传送媒体根 据网络变化，无缝切换到其它速率关键帧优先，音频比部分帧数据重要向后兼 容老版本r e a l p l a y e r 智能流在r e a l s y s t e m g 2 中是对所谓自适应流管理( a s m ) a p i 的实现，a s m 描述流式数据的类型，辅助智能决策确定发送那种类型数 据包。文件格式和广播插件定义了a s m 规则。用最简单的形式分配预定义属 性和平均带宽给数据包组。对高级形式，a s m 规则允许插件根据网络条件变 化改变数据包发送。每个a s m 规则可有一定义条件的演示式，如演示式定义 客户带宽是5 , 0 0 0 到1 5 ，0 0 0 k b p s ，包损失小于2 5 。如此条件描述了客户当前 网络连接，客户就订阅此规则。定义在规则中的属性有助于r e a l s e r v e r 有效传 送数据包，如网络条件变化，客户就订阅一个不同规则。 2 1 5 流媒体文件格式 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像的同样信 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被播放前，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2 2 所示。表2 1 列举一些视频和音频文件格式及其压缩情 况。 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。 8 大文件 标准媒体压缩设备 的格式 图2 2 文件压缩过程 小文件 一_ 压缩媒体 的格式 表2 1 常用视频、音频压缩文件类型 文件格式扩展名 ( v i d e o a u d i o ) 媒体类型与名称压缩情况 m o v q u i c k r l m ev i d e ov 2 0 可以 m p g m p e g lv i d e o有 m p 3m p e gl a y e r3a u d i o有 w a vw h v ea u d i o 没有 a i fa u d i o i n t e r c h a n g ef o r m a t没有 s n ds o u n da u d i of i l ef o r m a t没有 a ua u d i of i l ef o r m a t ( s u no s )没有 a u d i ov i d 曲i n t e r l e a v e dv 1 0 a v l ( m i c r o s o rw i n ) 可以 一甸一i ：豳 文件格式扩展 ( v i d e o a u d i o ) 媒体类型与名称 a s f a d v a n c e ds n e a m i n of o r m a 咖i c r o s o f l ) m r e a l v i d e o a u d i o 文件( p r o g r e s s i v en e t w o r k s ) r a r e a la u d i o 文件( p r o g r e s s i v e n e t w o r k s ) r p r e a lp i x 文件( p r o g r e s s i v en e t w o r k s ) r t r e a lt e x t 文件( p r o g r e s s i v en e t w o r k s ) s w f s h o 矗w a v ef l a s hf m a c r o m e d i a ) v i v om o v i e 文件( v n os o f t w a r e ) v l v 3 、媒体发布格式 媒体发布格式不是压缩格式，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。媒体发布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，因为我们希望有个开放媒体发布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的媒体发布提供一个事实上的标准方 法。我们也可玖以福同格式同步不同类型流中获益。 总有一天，单个媒体发布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 发布文件包含的信息控制流的搔放。常用媒体发布格式如表2 3 所示。 媒体发布格式扩展媒体类型和名称 a s fa d v a n c e ds t r e a m i n gf o r m a t s m i l s y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n r u a g e r mr a m f i l e r d me m b e d d e dr a mf i l e a s x x m i 1 0 2 2 支持流媒体传输的网络协议 2 2 1 实时传输协议r t p 与r t c p 瑚限( r e a l = t i m e t r a n s p o r tp r o t o c 0 1 ) 是用于i n t e m e t 上针对多媒体数据流的 一种传输协议。r t p 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。r t p 通常使用u d p 来传送数据，但r t p 也可以 在t c p 或a t m 等其他协议之上工作。当应用程序开始一个r t p 会话时将使用 两个端口：一个给r t p ，一个绘r 1 陀p 。r t p 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r t c p 提供这些 服务。通常r t p 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r t c p 。r t c p ( r e a l - t i m et r a n s p o r tc o n 仃o l p r o t o c 0 1 ) 和r t p 一起提供流量控制和拥塞控制服务。在r t p 会话期间，各参与 者周期性地传送r t c p 包。r t c p 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。r t p 和r t c p 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。 2 2 2 实时流协议r t s p 实时流协议r t s p f r e a l - t i m es t r e a m i n gp r o t o c 0 1 ) 是由r e a ln e t w o r k s 和 n e t s c a p e 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i p 网络 传送多媒体数据。r t s p 在体系结构上位于r t p 和r t c p 之上，它使用t c p 或 r t p 完成数据传输。h t t p 与r t s p 相比，h 兀p 传送h t m l ，而r t p 传送的 是多媒体数据。h t t p 请求由客户机发出，服务器做出响应：使用r t s p 时， 客户机和服务器都可以发出请求，即r t s p 可以是双向的。 2 2 3 资源预订协议r s v p 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。 r s v p ( r e s o u r c er e s e r v ep r o t o c 0 1 ) 是正在开发的i n t e m e t 上的资源预订协议，使 用r s v p 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q o s 。在某些试验性的系统如网络视频会议工具中就集成了r s v p 2 3 同步多媒体集成语言s m i l 的使用 s m i l ( s y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e ) 语言是一套已经规定 好的而且非常简单的标记。它用来规定多媒体剪辑( 这里多媒体的包括的范围 有：声音文件、视频文件、动画、图片、文字等) 在什么时候、在什么地方、 以什么样的方式播放。 1 9 9 8 年万维网联盟( w 3 c ) 正式推荐了同步多媒体综合语言 s m i l ( s y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e ) 。参加开发成员包括， g l o c o m m 公司、美国i b m 公司、美国英特尔、美国m a c r o m e d i a 、美国微软、 美国网景( n e t s c a p e ) ，美国在线、芬兰的诺基亚、o r a t r i x 公司、松下电器产业、 荷兰菲利普、美国的r e a l n e t w o r k s 、w g b h 公司等企业。 s m i l 是能够使音频、视频以及文本等多媒体信息内容要素获得同步的描 述语言。 2 3 1s m i l 概述 s m i l 是种类似h t m l 的跨平台标记语言。它通过时序排列对声音、影 像、文字及图形文件进行顺序安排，然后将这些媒体表现看起来是同步的。 电视使用了大量多媒体元素，其中图像的显示、伴音、文字等是同步的。 而现在的w e b 页虽然已经是一个多媒体环境，但缺少一种时间上的同步控制 机制。例如“打开音频文件a 的同时打开视频文件b ”，或是“在音频文件播 放完之后显示图像c ”等，而只要一个文字编辑器及几行h t m l 似的标签， s m i l 就可以让网页设计者指定动作；在影像文件b 开始播放前五秒钟，演奏 声音文件a ，之后显示图形文件c ，从而轻易地在网络上创造一个低频宽、像 电视效果一般的内容。它还可以将简报中各个对象，依照时间先后，或根据因 果关系，放置在网页的适当位置，使得多媒体的同步化工作更加容易控制。 s m i l 是一种描述性语言，创建s m i l 文件是很简单的。很多s m i l 文件 只需要文本编辑器就可以创建修改。一些简单标志的书写就可以完成一个 s m i l 文件。网页设计者可很容易地安排网页上的视频、声音及文字各部分的 时序，而不需要任何编程。同时，使用s m i l 也可显著节省带宽，因为在同一 1 2 硕士学位论文 m a $ t e r st h e s i s 网页中只有被使用的资料才会下载。 s m i l 有以下的优点： ( 1 ) 避免使用统一的包容文件格式 多媒体文件格式非常多，例如：像声音就有m p 3 、w a y 、r a 等等；视频的 格式有m p g 、a v i 、m o v 、n n 等等：图片的格式就更加不用说了。如果格式不 一样，并且要求多个剪辑同时播放( 例如：显示图片的同时，有解说的声音、 图片和声音) ，可以用s m i l 来组织这些多媒体文件，那么可以在不对源文件 进行任何修改的情形下，获得我们想要的效果 ( 2 ) 同时播放在不同地方( 服务器上) 的多媒体剪辑 视频文件是甲服务器上的a 文件，音频文件是乙服务器上的b 文件，而解 说文字却是丙服务器上的c 文件，s m i l 可以将这些文件整合在一起。 ( 3 ) 时间控制 设视频文件a 的时间长度是1 0 秒，如要用的是2 5 秒，其他部分不播放， 只要用s m i l 规定：在该视频文件a 的第二秒开始播放，播放到第五秒结束就 可以了。 时间控制的另外的部分是动画和转场效果。 ( 4 ) 对整个演示进行布局 对视频、文字和声音混合布局。如一个区域( 屏幕的上部) 播放视频，在另 一个区域显示文字( 屏幕的底部) 。 ( 5 ) 多语言选择支持 如果多媒体剪辑要所有的人都可以听懂、看懂内容，那么我们就的准备不 同语言版本的媒体文件，用s m i