18-66-903多媒体技术及应用第八章

本章要点多媒体信息的特点、网络技术支持策略。会议电视技术与可视电话的基本结构及技术原理。视频点播（VOD）的基本概念及相关技术。超文本系统的基本内容，Web系统结构和工作原理。流式传输技术的基本原理和相关协议。多媒体网络教学环境的组成结构及其功能。,第8章网络多媒体应用,1多媒体信息的基本特点(1)数据量大;（存储、传输）(2)实时性;（传输的时间性）(3)媒体相关性;（空间、时间相关性）(4)交互性。（人机、人人）,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.1多媒体信息在网络中的传输特性,2.多媒体信息传输对网络性能的要求（1）网络传输能力网络传输能力是指网络传输二进制信息的速率，又称传输速率或比特率。在网络中，不同类型的应用服务需要网络提供满足需求的传输能力。数字视频传输是对网络传输能力要求最高的。视频会议：128kb/s；VCD：1.4Mb/sDVD：68Mb/sHDTV:2040Mb/s,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.1多媒体信息在网络中的传输特性,（2）传输延迟网络的传输延时(transmissiondelay)定义为从信源发出一组数据到达信宿被接收之间的时间差，包含：信号在物理介质中的传播延时数据在信源或信宿中的处理延时数据在网中的转发延时，也称为用户端到用户端的延时。视音频传输：100500（ms）对用户指令响应时间：12（s),第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.1多媒体信息在网络中的传输特性,（3）信号失真如果网络传送数据时，传输延时变化不定，就可能引起信号失真，也称“延时抖动”。产生信号失真的因素主要包括：传输系统引起的抖动噪声相互干扰共享传输介质的局域网介质访问时间的变化广域网中的流量控制节点拥塞而产生的排队延时变化一般来讲，人耳对声音抖动比较敏感，人眼对视频抖动并不很敏感。,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.1多媒体信息在网络中的传输特性,（4）传输错误率误码率，从信源到信宿的传输过程中出错的信号数占传送的所有信号数的比例。如光缆传输系统，误码率一般在10-9-10-10的范围。包出错率，指传输过程中一个数据包的重复接收、丢失或次序颠倒而引起的包错误。,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.1多媒体信息在网络中的传输特性,（5）服务质量服务质量QoS(qualityofservice)是多媒体网络中的一个重要概念。数据传输和多媒体信息传输具有不同的服务质量需求。视频更要求更多地减少延迟性。,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.1多媒体信息在网络中的传输特性,1.局域网络的技术特点局域网络技术是目前应用最为广泛的技术，在对多媒体信息传输的支持上具有以下主要特点：（1）传输速率高；（2）介质共享与广播方式；（一点传输，它点接收）（3）介质访问方法的缺陷；（随机争用）（4）缺乏服务质量（QoS）的支持。（不提供服务支持、即协议问题）,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.2网络技术对多媒体信息传输的支持,2.广域网络的技术特点广域网络技术对多媒体信息传输的支持上具有以下主要特点：（1）数据交换方式；（线路交换、存储转发交换）（2）网络技术的多样性；（技术转换、处理时间、拓朴结构）（3）接入速率不足；（4）服务质量（QoS）的支持。（ATM）,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.2网络技术对多媒体信息传输的支持,3.实现多媒体信息在网络中传输的主要技术为了保证多媒体信息在网络中可靠的传输，可以采取下述基本技术。（1）抑制局域网络的广播；（站点间建立独占性传输信道、减少信道争用站点数目）（2）用户端的缓冲技术；（3）提高网络传输的效率；（提高带宽、减少延迟、端端面向连接方式、电路交换、优先传输）（4）充分利用组播技术（多点传输地址、选择发送）（5）开发面向多媒体信息传输的专用协议,第8章网络多媒体应用8.1多媒体信息与计算机网络8.1.2网络技术对多媒体信息传输的支持,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,1.会议电视系统（1）会议电视系统组成终端设备会议电视终端设备一般设在会议电视室(或会议电视室附属机房)。除摄像机、话筒、计算机、传真机、彩色大屏幕监视器外，关键设备为会议电视编解码器，即图像、声音信源压缩编码解码器。,会议电视终端设备基本配置,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,传输设备与信道传送会议电视的信道，一般都利用数字微波、数字光纤或数字卫星等，在PCM二次群(8Mbit/s)、PCM三次群(34Mbit/s)或四次群中占一个基群(2Mbit/s)或更低码率的传输信道(如384kbit/s、128kbit/s等)。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,多点控制单元(MCU)通过MCU可把一个多点会议电视系统连成网。通常，MCU的功能是：混合多点的音频信号；从接收到的各路视频信号中选出所需的一路视频信号：使应该传送到各有关会场的数据信号与上述音频、视频信号相混合组成一个复合的输出信号。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,会议电视系统的多点控制方式全耦合方式图像合成方式图像请求方式图文分配方式主席控制方式,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,集中式多点会议电视系统集中式多点会议电视系统中的MCU的结构5个模块：通信处理器音频处理器线路接口音频桥码流切换开关系统控制器,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,集中式多点会议电视系统中的MCU控制切换方式三种方式：语音控制的视频切换方式主席控制模式演讲者控制模式,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,集中式多点会议电视系统中的MCU性能要求码速率。MCU应能控制工作速率为64kb/s2.048Mb/s的编解码器。接口。MCU应支持V.35、RS-449、E1、T1、G.732网络接口，以及64kb/s码速率的拨号呼叫。加密。MCU应支持某些或全部多点的加密。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,2可视电话PSTN可视电话(低比特率远程监控系统),H.324终端系统配置,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,基于IP网络的可视电话,H.323v2终端结构示意图,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,H.323V2终端结构包含：视频编解码器音频编解码器数据信道H.245控制能力呼叫控制信道网关和网闸,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.1会议电视系统与可视电话,1一般VOD系统基本结构服务端系统传输通路客户端系统,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.2视频点播系统（VOD）,VOD系统的整体架构,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.2视频点播系统（VOD）,2VOD系统的基本类型NVOD（Near-Video-On-Demand），可称其为就准点播电视。TVOD（TrueVideo-On-Demand），称其为真点播电视，它真正支持即点即放。IVOD（InteractiveVideo-On-Demand），称为交互点播电视。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.2视频点播系统（VOD）,3VOD系统的常见体系结构基于以太网的VOD系统基于ADSL电话网的VOD系统基于HFC网的VOD系统,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.2视频点播系统（VOD）,基于以太网的VOD系统,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.2视频点播系统（VOD）,基于ADSL电话网的VOD系统,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.2视频点播系统（VOD）,基于有线电视网的VOD系统,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.2视频点播系统（VOD）,1.超文本的概念（1）从文本到超文本文本是我们最熟悉的信息表示方式。文本的最显著特点是它在组织上是线性的和顺序的。人类的记忆是一种联想式的记忆，它构成了人类记忆的网状结构，对联想、记忆的探索形成了人类思维概念化的基础。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,关于“夏天”的联想,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,超文本(hypertext)结构类似于人类这种联想记忆结构，它采用一种非线性的网状结构组织块状信息。超文本把文本按其内部具有的相对独立性划分成不同的基本信息块，称为结点(node，又称节点)，按结点之间的相关性用链连接成网。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,超文本结构,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,超文本是由信息结点和表示信息结点间相关性的链构成的一个具有一定逻辑结构和语义的网状信息组织结构。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,（2）超文本系统与超媒体所谓超文本系统即是能对超文本进行管理和使用的系统。一个超文本系统一般具有以下特点：用户界面中包括对超文本网络结构的一个显式表示。给用户一个网络结构的动态总貌图。超文本系统使用双向链。根据需要动态地改变网络中的结点和链。不依赖具体特性、命令或信息结构。（强调用户界面视觉和感觉）,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,超文本系统的结构包括三个主要内容，即超文本的存储、超文本的组织与管理和超文本的呈现。,超文本系统的结构,第二代超文本系统，超媒体，结点内容为各种媒体。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,2.超文本的内容组织超文本系统的组织主要包括结点和链接两个内容。（1）结点结点(或节点)是超文本表达信息的一个基本单位，其大小和表示形式可变，结点的内容可以是文本、图形、图像、音频、视频等，也可以是一段程序。结点的基本类型包括：媒体对象结点。动作与操作结点。组织结点。（索引结点到目录结点、目录结点到媒体）推理结点。（对象结点、规划结点）,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,（2）链接链接是超文本信息的组织方法，表现为从一个结点指向另一个结点的指针，用来表示不同结点上存在着的信息的相关性。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,链接可以分为如下几种类型：基本结构链接。基本链（线性结构）交叉索引链（网状结构）结点内注释链视图链组织链。索引链（引向该结点）Is-a链（指明结点中某类成员）Has-a链（描述结点性质）控制链（连接控制活动）推理链推理树中事实地连接,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,3.基于Internet网络的WorldWideWeb系统（1）WorldWideWeb系统的特点WorldWideWeb(简称WWW或Web，也称万维网)是一种以超文本方式组织信息的特殊的网状结构框架，它的目的是为了访问遍布在Internet上数以万计的计算机信息资源提供连接文件。Web具有以下几个特点：Web是超文本信息系统。Web是跨平台的。Web是分布式的。Web是动态的和交互的。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,（2）Web的结构与工作原理Web采用客户/服务器模式，它是由分布在Internet上的成千上万个Web服务器和Web浏览器构成的。浏览器是用户为查阅Web上的信息而在本机上运行的一个程序，是用户通向WWW的窗口。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,Web服务器存储和管理超文本文档和超文本连接，并响应Web浏览器的连接请求。由于Web是以客户/服务器模式工作的，所以下面从客户和服务器两方讨论Web的工作过程。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,客户机方Web是由一个庞大的、世界范围的文档（也称为页面）集合而成的。每一页面都可以含有与其他相关页面的链接，这些页面可能跨越很远的距离分散在不同的机器上，用户可以跟随一个链接到所指向的页面。页面通过一个被称作浏览器的程序对其进行访问(例如Explorer、Netscape是两个常用的浏览器)。浏览器取来所需的页面，解释它包含的文本和格式化命令，并以适当的格式在屏幕上展示。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,服务器方每个服务器站点都有一个服务器监听端口，用于查看是否有从客户端传来的连接请求。在连接建立以后，每当客户发出一个请求，服务器就发回一个应答，传送相应的页面信息，然后释放连接请求。定义合法的请求与应答的协议叫超文本传输协议（HTTP）。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,WEB工作原理,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,这一过程包括以下具体的工作步骤：(1)浏览器确定URL资源定位器，既要访问的页面，如。(2)浏览器向域名服务器（DNS）询问的IP地址。(3)域名服务器（DNS）以主机地址作应答。(4)浏览器与IP地址对应的远程计算机的相应端口建立一条TCP连接。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,(5)浏览器发送GET命令获取远程计算机上的主页面default.html。(6)服务器发送文件default.html。(7)释放TCP连接。(8)浏览器显示default.html中的正文和图像。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,1.流式传输的基本概念在网络上传输音频、视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。流媒体指在Internet中使用流式传输技术的连续与时间相关的媒体。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。实现流式传输有两种方法：实时流式传输（Realtimestreaming）和顺序流式传输（progressivestreaming）。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,（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，通过标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，它经常被称作HTTP流式传输。它不支持交互式操作，严格说来，它是一种点播技术。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,（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配匹，使媒体可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同，他需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输需要特定服务器，这些服务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.3超文本和Web系统,2.流媒体技术原理缓冲存储是流式传输实现的基本技术。流式传输的实现需要合适的传输协议。,流式媒体传输的工作原理,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,3.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。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,（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。（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。广播指的是用户被动接收流。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,4.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。多数用于流媒体的压缩技术都是有损失的，造成了音频、视频信息质量上的变化。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,常见的视频和音频文件格式,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,（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。下表列举了常用的流式文件类型。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,（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惟一途径，物理数据无关紧要，仅需要知道数据类型和组织方式。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,5.流媒体技术协议（1）实时传输协议RTPRTP（Real-timeTransportProtocol）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。（2）实时传输控制协议RTCPRTCP(Real-timeTransportControlProtocol)和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,（3）实时流协议RTSP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。（4）资源预订协议RSVPRSVP(ResourceReserveProtocol)是正在开发的Internet上的资源预订协议，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QoS。,第8章网络多媒体应用8.2多媒体信息在网络上的应用8.2.4流式媒体技术,网络化的多媒体教学手段是现代教育技术的核心内容之一，它对传统的课堂面授教育模式的影响是十分巨大的。一方面，促进了教育观念、教学内容、教学手段、教学方式的变革；另一方面，为教育技术领域创造了新的发展契机和更多的研究课题。,第8章网络多媒体应用8.3多媒体网络教学环境,和传统的课堂面授教育模式相比较，基于计算机网络的多媒体教学方式主要有以下几个特点：1教师与学生的关系；2教学内容；3教学方式；4教学评价；5教学管理。,第8章网络多媒体应用8.3多媒体网络教学环境8.3.1多媒体网络教学方式的主要特点,多媒体网络教学环境是在现代教育观念、教育理论指导下，结合计算机网络技术、多媒体技术、计算机软件工程以及管理信息系统等多个学科的综合成果，是信息技术在教育教学领域应用的结果。,第8章网络多媒体应用8.3多媒体网络教学环境8.3.2多媒体网络教学环境的结构与功能,1.基本结构多媒体网络教学环境的基本结构可以划分为三个层次，即网络基础层、教学环境层和教学应用层。,多媒体网络教学环境的基本结构,第8章网络多媒体应用8.3多媒体网络教学环境8.3.2多媒体网络教学环境的结构与功能,（1