流媒體技術(shù)論文

　　流媒體是指運(yùn)用可變帶寬技術(shù)，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按時(shí)間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視頻數(shù)據(jù)的一種格式。下面是小編精心推薦的一些流媒體技術(shù)論文，希望你能有所感觸!

　　流媒體技術(shù)論文篇一

　　流媒體技術(shù)淺析

　　摘要:文章介紹了流媒體的概念、特點(diǎn)與流媒體系統(tǒng)，比較深入分析了流媒體關(guān)鍵技術(shù)，對流媒體技術(shù)在 發(fā)展 中遇到的問題提出了簡單建議。

　　關(guān)鍵詞:流媒體;編碼方式;傳輸協(xié)議

　　目前在 中國 的寬帶 網(wǎng)絡(luò) 市場上，基于不同壓縮編碼方式的MPEG-1，MPEG-2，REAL，WMT，QuickTime等各種流媒體技術(shù)的產(chǎn)品成了寬帶網(wǎng)絡(luò)的寵兒，日益受到人們的關(guān)注。

　　一、流媒體的概念與特點(diǎn)

　　流媒體是指運(yùn)用可變帶寬技術(shù)，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按時(shí)間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視頻數(shù)據(jù)的一種格式。流媒體在播放前只將部分內(nèi)容緩存，并不下載整個(gè)文件，在數(shù)據(jù)流傳送的同時(shí)，用戶可在 計(jì)算 機(jī)上利用相應(yīng)的播放器或其它的硬件、軟件對壓縮的動(dòng)畫、視音頻等流式多媒體文件解壓后進(jìn)行播放，這樣就節(jié)省了下載等待時(shí)間和存儲(chǔ)空間，使時(shí)延大大減少，而多媒體文件的剩余部分將在后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。

　　流媒體數(shù)據(jù)流具有連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、時(shí)序性三大特點(diǎn)，具有嚴(yán)格的前后時(shí)序關(guān)系。

　　二、流媒體系統(tǒng)

　　流媒體系統(tǒng)包括音/視頻源的編碼/解碼、存儲(chǔ)、流媒體服務(wù)器、媒體流傳輸網(wǎng)絡(luò)、用戶端播放器5個(gè)部分(如圖1所示)，原始音/視頻流經(jīng)過編碼和壓縮后，形成媒體文件存儲(chǔ)，媒體服務(wù)器根據(jù)用戶的請求把媒體文件傳遞到用戶端的媒體播放器。

　　三、流媒體關(guān)鍵技術(shù)

　　流媒體系統(tǒng)中，影響流媒體播放質(zhì)量的3個(gè)最關(guān)鍵的因素是：編碼和壓縮的性能與效率、媒體服務(wù)器的性能、媒體流傳輸?shù)馁|(zhì)量控制。

　　(一)編碼/壓縮

　　流媒體系統(tǒng)中的編碼用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式。

　　影響音/視頻流的編碼性能的因素很多：首先是編碼效率，要求在保證一定音/視頻質(zhì)量的前提下，媒體流的碼流速率盡量低，以達(dá)到壓縮流媒體文件的目的。其次是編碼的冗余性和可靠性，與普通多媒體文件壓縮/編碼不同的是，流媒體文件需要在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)傳輸，因此必須考慮傳輸中數(shù)據(jù)丟失對解碼質(zhì)量的影響。在Internet環(huán)境下，最典型的方法是多描述編碼(MDC)。MDC把原始的視頻序列壓縮成多位流，每個(gè)流對應(yīng)一種描述，都可以提供可接受的視覺質(zhì)量，多個(gè)描述結(jié)合起來提供更好的質(zhì)量。最后需要考慮速率調(diào)節(jié)的能力，一種方法是采用可擴(kuò)展的層次編碼，生成多個(gè)子位流(Substream)，其中一個(gè)位流是基本位流，它可以獨(dú)立解碼，輸出粗糙質(zhì)量的視頻序列，其他的子位流則起質(zhì)量增強(qiáng)的作用，所有的子位流一起還原出最好質(zhì)量的視頻序列。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)速率變化時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)流輸出的層次來控制碼流的速率，從而適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)速率的變化。

　　(二)媒體服務(wù)器

　　流媒體系統(tǒng)中的媒體服務(wù)器用于存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)。

　　隨著流媒體規(guī)模的擴(kuò)大，流媒體服務(wù)器的性能成為制約流媒體服務(wù)擴(kuò)展能力的重要因素。流媒體服務(wù)器性能的關(guān)鍵指標(biāo)是流輸出能力和能同時(shí)支持的并發(fā)請求數(shù)量。影響流媒體服務(wù)器性能的因素很多，包括CPU能力、I/O總線、存儲(chǔ)帶寬等。通常單個(gè)流媒體服務(wù)器的并發(fā)數(shù)都在幾百以內(nèi)，因此為了具有更好的性能，目前的高性能流媒體服務(wù)器都采用大規(guī)模并行處理的結(jié)構(gòu)，例如采用超立方體的結(jié)構(gòu)將各個(gè)流媒體服務(wù)單元連接起來。還有一種方法是采用簡單的PC集群的方式，這種方式下多個(gè)PC流媒體服務(wù)器用局域網(wǎng)連接，前端采用內(nèi)容交換/負(fù)載均衡器將流媒體服務(wù)的請求分布到各個(gè)PC媒體服務(wù)單元。后一種方式的性能不如前一種方式，但是成本低，容易實(shí)現(xiàn)。

　　(三)流媒體傳輸 網(wǎng)絡(luò)

　　流媒體在因特網(wǎng)上的傳輸必然涉及到網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，這是制約流媒體性能的最重要的因素。為了保證對網(wǎng)絡(luò)擁塞、時(shí)延和抖動(dòng)極其敏感的流媒體業(yè)務(wù)在面向無連接的IP網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)質(zhì)量，必須采用合適的協(xié)議，其中包括Internet本身的多媒體傳輸協(xié)議，以及一些實(shí)時(shí)流式傳輸協(xié)議等。

　?、買nternet本身的多媒體傳輸協(xié)議

　　RSVP(Resource Reserve Protocol)協(xié)議預(yù)留一部分網(wǎng)絡(luò)帶寬，能在一定程度上為流媒體的傳輸提供QoS。在某些試驗(yàn)性的系統(tǒng)如網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議工具VIC中就集成了RSVP。該協(xié)議的兩個(gè)重要概念是流與預(yù)定。流是從發(fā)送者到一個(gè)或多個(gè)接收者的連接特征，通過IP包中"流標(biāo)記"來認(rèn)證。發(fā)送一個(gè)流之前，發(fā)送者傳輸一個(gè)路徑信息到目的接收方，這個(gè)信息包括源IP地址、目的IP地址和一個(gè)流規(guī)格。這個(gè)流規(guī)格是由流的速率和延遲組成的。接收者實(shí)現(xiàn)預(yù)定后，基于接收者的模式能夠?qū)崿F(xiàn)一種分布式解決方案。

　　②實(shí)時(shí)流式傳輸協(xié)議

　　目前幾種支持流媒體傳輸?shù)膮f(xié)議主要有用于 Internet上針對多媒體數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP(Real-Time Transport Protocol)、與RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務(wù)的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP(Real-time Transport Control Protocol)、定義了一對多的 應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP(Real-Time Streaming Protocol)。

　　RTP

　　RTP被定義在一對一或一對多的傳輸情況下 工作，其目的是提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。RTP通常使用UDP來傳送數(shù)據(jù)，也可在TCP或ATM等其他協(xié)議上工作。RTP本身并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務(wù)。

　　RTCP

　　在RTP會(huì)話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等 統(tǒng)計(jì)資料，因此服務(wù)器可以利用這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬。通常采用兩個(gè)方法來調(diào)節(jié)：一是窗口法，通過逐漸增大傳送的碼率，當(dāng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了包的碰撞，也就是檢測到了丟包時(shí)，再減小發(fā)送的碼率;二是基于速率的方法，先估計(jì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，再調(diào)整編碼的目標(biāo)速率來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)?；诖翱诘慕鉀Q方案會(huì)引入類似TCP的重傳，所以經(jīng)常采用基于速率的解決方案。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特別適合傳送網(wǎng)上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

　　RTSP

　　RTSP在體系結(jié)構(gòu)上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸。HTTP與RTSP相比，前者的請求由客戶機(jī)發(fā)出，服務(wù)器作出響應(yīng);使用后者時(shí)，客戶機(jī)和服務(wù)器都可以發(fā)出請求，即RTSP可以是雙向的。RTSP是應(yīng)用級協(xié)議，控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的發(fā)送，它提供了可擴(kuò)展框架，使實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的受控、點(diǎn)播成為可能。該協(xié)議目的在于控制多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送連接，為選擇發(fā)送通道(如UDP、組播UDP與TCP)提供途徑，并為選擇基于RTP上發(fā)送機(jī)制提供方法。

　　四、結(jié)論

　　從技術(shù)的角度來說，對各種基于流媒體的應(yīng)用影響最大的不是帶寬，而是流媒體傳輸過程中的抖動(dòng)和延時(shí)。網(wǎng)絡(luò)的延遲和抖動(dòng)影響數(shù)據(jù)包傳輸順序的正確，使媒體數(shù)據(jù)不能連續(xù)輸出，造成播放出現(xiàn)停頓。為了解決擁塞造成的抖動(dòng)和延時(shí)問題，不但要求網(wǎng)絡(luò)有足夠的帶寬,還要有較好的穩(wěn)定性和可伸縮性。對等網(wǎng)絡(luò)(Peer to Peer)以其各節(jié)點(diǎn)平權(quán)、資源共享的特點(diǎn)避免了傳統(tǒng)的Client/Server模式中對Server集中訪問帶來的網(wǎng)絡(luò)擁塞，使網(wǎng)絡(luò)有較好的穩(wěn)定性。

　　參考 文獻(xiàn)

　　[1] 流媒體技術(shù)及其應(yīng)用--- 劉炎芬《山西科技》2005年04期

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