流媒體技術論文
流媒體技術論文
流媒體是指運用可變帶寬技術，在數據網絡上按時間先后次序傳輸和播放的連續音/視頻數據的一種格式。下面是小編精心推薦的一些流媒體技術論文，希望你能有所感觸!
流媒體技術論文篇一
流媒體技術淺析
摘要:文章介紹了流媒體的概念、特點與流媒體系統，比較深入分析了流媒體關鍵技術，對流媒體技術在 發展 中遇到的問題提出了簡單建議。
關鍵詞:流媒體;編碼方式;傳輸協議
目前在 中國 的寬帶 網絡 市場上，基于不同壓縮編碼方式的MPEG-1，MPEG-2，REAL，WMT，QuickTime等各種流媒體技術的產品成了寬帶網絡的寵兒，日益受到人們的關注。
一、流媒體的概念與特點
流媒體是指運用可變帶寬技術，在數據網絡上按時間先后次序傳輸和播放的連續音/視頻數據的一種格式。流媒體在播放前只將部分內容緩存，并不下載整個文件，在數據流傳送的同時，用戶可在 計算 機上利用相應的播放器或其它的硬件、軟件對壓縮的動畫、視音頻等流式多媒體文件解壓后進行播放，這樣就節省了下載等待時間和存儲空間，使時延大大減少，而多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務器內繼續下載。
流媒體數據流具有連續性、實時性、時序性三大特點，具有嚴格的前后時序關系。
二、流媒體系統
流媒體系統包括音/視頻源的編碼/解碼、存儲、流媒體服務器、媒體流傳輸網絡、用戶端播放器5個部分(如圖1所示)，原始音/視頻流經過編碼和壓縮后，形成媒體文件存儲，媒體服務器根據用戶的請求把媒體文件傳遞到用戶端的媒體播放器。
三、流媒體關鍵技術
流媒體系統中，影響流媒體播放質量的3個最關鍵的因素是：編碼和壓縮的性能與效率、媒體服務器的性能、媒體流傳輸的質量控制。
(一)編碼/壓縮
流媒體系統中的編碼用于創建、捕捉和編輯多媒體數據，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/視頻質量的前提下，媒體流的碼流速率盡量低，以達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絡上實時傳輸，因此必須考慮傳輸中數據丟失對解碼質量的影響。在Internet環境下，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，每個流對應一種描述，都可以提供可接受的視覺質量，多個描述結合起來提供更好的質量。最后需要考慮速率調節的能力，一種方法是采用可擴展的層次編碼，生成多個子位流(Substream)，其中一個位流是基本位流，它可以獨立解碼，輸出粗糙質量的視頻序列，其他的子位流則起質量增強的作用，所有的子位流一起還原出最好質量的視頻序列。當網絡速率變化時，可以通過調節流輸出的層次來控制碼流的速率，從而適應網絡速率的變化。
(二)媒體服務器
流媒體系統中的媒體服務器用于存放和控制流媒體的數據。
隨著流媒體規模的擴大，流媒體服務器的性能成為制約流媒體服務擴展能力的重要因素。流媒體服務器性能的關鍵指標是流輸出能力和能同時支持的并發請求數量。影響流媒體服務器性能的因素很多，包括CPU能力、I/O總線、存儲帶寬等。通常單個流媒體服務器的并發數都在幾百以內，因此為了具有更好的性能，目前的高性能流媒體服務器都采用大規模并行處理的結構，例如采用超立方體的結構將各個流媒體服務單元連接起來。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PC流媒體服務器用局域網連接，前端采用內容交換/負載均衡器將流媒體服務的請求分布到各個PC媒體服務單元。后一種方式的性能不如前一種方式，但是成本低，容易實現。
(三)流媒體傳輸 網絡
流媒體在因特網上的傳輸必然涉及到網絡傳輸協議，這是制約流媒體性能的最重要的因素。為了保證對網絡擁塞、時延和抖動極其敏感的流媒體業務在面向無連接的IP網絡中的服務質量，必須采用合適的協議，其中包括Internet本身的多媒體傳輸協議，以及一些實時流式傳輸協議等。
①Internet本身的多媒體傳輸協議
RSVP(Resource Reserve Protocol)協議預留一部分網絡帶寬，能在一定程度上為流媒體的傳輸提供QoS。在某些試驗性的系統如網絡視頻會議工具VIC中就集成了RSVP。該協議的兩個重要概念是流與預定。流是從發送者到一個或多個接收者的連接特征，通過IP包中"流標記"來認證。發送一個流之前，發送者傳輸一個路徑信息到目的接收方，這個信息包括源IP地址、目的IP地址和一個流規格。這個流規格是由流的速率和延遲組成的。接收者實現預定后，基于接收者的模式能夠實現一種分布式解決方案。
②實時流式傳輸協議
目前幾種支持流媒體傳輸的協議主要有用于 Internet上針對多媒體數據流的實時傳輸協議RTP(Real-Time Transport Protocol)、與RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務的實時傳輸控制協議RTCP(Real-time Transport Control Protocol)、定義了一對多的 應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據的實時流協議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，其目的是提供時間信息和實現流同步。RTP通常使用UDP來傳送數據，也可在TCP或ATM等其他協議上工作。RTP本身并不能為按順序傳送數據包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。
RTCP
在RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發送的數據包的數量、丟失的數據包的數量等 統計資料，因此服務器可以利用這些信息動態地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型，以適應網絡的帶寬。通常采用兩個方法來調節：一是窗口法，通過逐漸增大傳送的碼率，當發現網絡上出現了包的碰撞，也就是檢測到了丟包時，再減小發送的碼率;二是基于速率的方法，先估計網絡的帶寬資源，再調整編碼的目標速率來適應網絡的狀態。基于窗口的解決方案會引入類似TCP的重傳，所以經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上的實時數據。
RTSP
RTSP在體系結構上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數據傳輸。HTTP與RTSP相比，前者的請求由客戶機發出，服務器作出響應;使用后者時，客戶機和服務器都可以發出請求，即RTSP可以是雙向的。RTSP是應用級協議，控制實時數據的發送，它提供了可擴展框架，使實時數據的受控、點播成為可能。該協議目的在于控制多個數據發送連接，為選擇發送通道(如UDP、組播UDP與TCP)提供途徑，并為選擇基于RTP上發送機制提供方法。
四、結論
從技術的角度來說，對各種基于流媒體的應用影響最大的不是帶寬，而是流媒體傳輸過程中的抖動和延時。網絡的延遲和抖動影響數據包傳輸順序的正確，使媒體數據不能連續輸出，造成播放出現停頓。為了解決擁塞造成的抖動和延時問題，不但要求網絡有足夠的帶寬,還要有較好的穩定性和可伸縮性。對等網絡(Peer to Peer)以其各節點平權、資源共享的特點避免了傳統的Client/Server模式中對Server集中訪問帶來的網絡擁塞，使網絡有較好的穩定性。
參考 文獻
[1] 流媒體技術及其應用--- 劉炎芬《山西科技》2005年04期
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