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网络流媒体技术的发展及应用【摘要】互联网的产生使得网络流媒体技术与我们的生活息息相关。随互联网大发展的时代到来，下载已经无法满足人们的需求，互联网技术飞速发展和普及，以网络作为传播平台的第四代媒体中独特的一种媒体“流媒体”凭借其体积小、信息量大等特点已经日益流行。本文就流媒体技术的认识，概念，分类及其发展应用进行了浅分析，对其现状简单阐述，对流媒体技术的未来进行了展望。【关键词】流媒体流媒体技术发展流媒体应用网络传输自互联网产生以来，受网络带宽的限制，互联网上的信息都以文字、图片等静态数据为主，而音频、视频数据则难以在网上发布。随着ADSL、宽带、FDDI网的出现，网络带宽得到很大的改善，可以达到100M以上的传输速率，但仍无法满足高质量的多媒体信息传输的需要，这就要从数据的传输方式上着手来解决问题。由此，流媒体技术应运而生。一、流媒体技术概述目前为止，市场上视频文件都比较大，所以需要存储容量也比较大；同时由于网络宽带的限制，下载常常要花数分钟甚至数个小时，所以这种处理方法延迟也很大，就有了流媒体的产生。流媒体传输方式是将整个多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个的压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而只是需要几秒或者几十秒的启动延时即可在用户的计算机上采用解压设备（硬件或软件）对压缩A/V、3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。流媒体是一项很重要而先进的通信技术，其重要原因与目前社会的信息饱和有关，信息如此之多，人们必须努力找出对自己有用的信息。流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。流媒体又叫流式媒体，它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出，传送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。采用不同的码率传输，可以使用户在几十Kbit/s低带宽到几十Mbit/s高带宽的不同网络环境中都能在线欣赏到连续不断的较高品质的音视频节目。流媒体技术具有十分广泛的应用领域，如在线直播、网络广告、视频点播、视讯会议、远程教育等。流媒体是指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音、视频数据流。流媒体数据流具有3个特点：连续性、实时性、时序性，即其数据流具有严格的前后时序关系。由于流媒体的这些特点，它已经成为在互联网上实时传输音、视频的主要方式。本质上，流媒体技术是一种在数据网络上传递多媒体信息的技术。目前数据网络具有无连接、无确定路径、无质量保证的特点，给多媒体实时数据在数据网络上的传输带来了极大的困难，流媒体技术的主要目标就是：通过一定的技术手段实现在数据网络上有效地传递多媒体信息流。二、流媒体系统的组成目前，流媒体技术主要由三个方面组成：分别是编码器（编码技术）、播放器（播放支持）和流服务器，三者缺一不可。在数据网络上传输流媒体，需要解决从音/视频源的编码/解码、存储，到网络端的媒体服务、媒体流传输，到用户端的播放一系列问题。怎样才能使具有较好质量的流媒体实时播放，需要考虑媒体流传输的各个环节。其中，影响传输质量的三个关键的因素是：编码和压缩的性能、媒体服务器的性能、媒体流传输的质量控制。1、编码及压缩：流媒体文件需要在网络上实时传输，因此必须考虑传输中数据丢失对解码质量的影响。针对这个问题，采用先进的编码技术，例如错误弹性编码(ErrorResilientEncoding)：在编码中通过适当的控制使得发生数据丢失后能够最大限度地减少对质量的影响。此外，媒体流的压缩/编码还需要考虑速率调节的能力，网络的拥塞状况是实时改变的，流媒体的编码应该最大限度适应网络速率的变化。2、.编码及压缩：流媒体文件需要在网络上实时传输，因此必须考虑传输中数据丢失对解码质量的影响。针对这个问题，采用先进的编码技术，例如错误弹性编码(ErrorResilientEncoding)：在编码中通过适当的控制使得发生数据丢失后能够最大限度地减少对质量的影响。此外，媒体流的压缩/编码还需要考虑速率调节的能力，网络的拥塞状况是实时改变的，流媒体的编码应该最大限度适应网络速率的变化。3、媒体流传输的质量控制：由于流媒体传输对网络带宽、延迟、丢失率等都有很高的要求，提高流媒体系统的整体扩展性和降低单个服务器性能要求是未来发展的趋势。此外还有流媒体技术研究还有流媒体传输协议和流媒体文件格式的兼容和压缩的研究上，流媒体在网络上传输需要合适的协议，TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据，流媒体一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据，流媒体中协议有三种：实时传输协议RTP与RTCP；实时流协议RTSP；资源预订协议RSVP。流媒体文件的格式主要有三类：RealSystem的RealMedia文件格式；微软高级流格式ASF简介；QuickTime电影(Movie)文件格式。三、流媒体技术的发展及应用流媒体技术的发展依赖于网络的传输条件、媒体文件的传输控制、媒体文件的编码压缩效率及客户端的解码等几个重要因素。其中任何一个因素都会影响流媒体技术的发展和应用。早期的流媒体主要是在窄带互联网上应用，因为受带宽条件的制约，1999年，人们在网上仅仅可以看到一个很小的视频播放窗口。在具备一定带宽的局域网上，人们很难欣赏到高画质的影音节目。当流媒体在实时应用中（如现场流媒体广播），根据当前的网络状况和用户的终端参数，多媒体数据是一边被编码一边被流媒体服务器传输给用户。而在其他的非实时应用中，多媒体数据可以被事先编码生成多媒体文件，存储在磁盘阵列中。当提供多媒体服务时，流媒体服务器直接读取这些文件传输给用户，这样服务方式对设备的要求较低。目前许多流媒体服务属于后一种方式，这样就要求流媒体服务器具有一定的机制来适应网络状况和用户设备。目前流媒体技术的应用主要有基于宽带和窄带两种方式。窄带方式包括:多媒体新闻、重大新闻事件的直播、远程教学、e-Learning、股评分析、股东大会等。宽带方式包括：网络电视、KTV、企业内部公告广播、培训、多媒体IDC等。流媒体技术广泛用于新闻出版、证券、娱乐、电子商务、远程培训、视频会议、远程教育、远程医疗等互联网信息服务的方方面面，总结起来有三大应用。（1）网络视频直播目前，流媒体技术作为第四代媒体技术中的一种，很多大型的新闻娱乐媒体，如中央电视台和一些地方电视台等，都在互联网上提供基于流媒体技术的节目，目前流媒体的视频直播应用突破了网络带宽的限制，实现了在低带宽的环境下的高质量影音传输，其中的智能流技术保证不同连接速率下的用户，使得用户可以随时随地应用流媒体技术在网络上观看多媒体信息。（2）远程教育Internet的使用开创了远程教育的里程碑，它促进了远程教育中的教学传递日趋现代化，这种教育形式能跨越校界、区界甚至国界。流媒体技术应用突破传统的远程教育以文本为主、没有声音和视频，解决了教学模式单一、交互性差的问题。教学模式多样化体现在教师的在线直播授课和授课视频观看，学员可以由针对性的选择想要学习的章节和内容，极大的提高了学习的效率节省时间。此外，流媒体技术也使远程教育的交互从单向通信的方式，如通过Email、在线聊天、BBS等。采用流媒体技术，把流式视频、音频加入答疑系统将提高它的完整性和交互能力。流媒体的VOD技术还可以进行交互式教学，达到因材施教的目的。像Flash、Shockwave等技术就经常应用到网络教学中。学生可以通过网络共享学习经验。大型企业可以利用基于流媒体技术的远程教育对员工进行培训。（3）视频点播及电视电话会议视频会议系统指互联网上或者其它数据网络上开展的一种交互式多媒体通信业务。视频会议系统与流媒体技术应用相结合，利用流媒体技术的良好的可访问性、可扩展性和对带宽的有效利用性，实现视频会议内容的广播和录播，并且由于流媒体终端播放软件大多是免费的，因此利用流媒体机制：点对点(unicast)、多址广播(Multicast)和广播(Broadcast)可以很好地满足视频会议的如上需求：首先可以使大量的授权流媒体用户参加到视频会议中，扩大了会议的规模和覆盖面；而且利用流媒体技术的记录功能，视频会议在召开完以后可以实时存储，流媒体用户就可以通过点播的方式来访问会议的内容。流媒体在中国的宽带建设中被列为最主要的应用之一，越来越多提供网络在线服务的运营商开始采用网络视频媒体服务解决方案，以增强在网络服务上的优势。互联网在这一点上的进步，与从传统的广播电台到电视节目的进步十分相似。人们普遍看好流媒体技术未来的发展，微软的Windows2000中就集成了MediaServer，其目的十分明显，微软已经开始行动。随着宽带网络互联时代的到来，新一轮的商业竞争已经开始，更多商家的竞争，流媒体才会有更大的发展。参考文献[1].刘肖笛.《网络流媒体技术大全》.2006-12．[2].郑丽娜.《网络流媒体技术及其应用[J].山东通信技术》.2005-2[3].高奎.《实时流媒体系统若干关键技术的研究》.2007-02.[4].张生花，谢水珍.《流媒体技术在校园网上的应用》.2007-17.[5].肖金秀，蔡均涛.《多媒体技术及应用》.2006