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1多媒体通信技术闽南理工学院电子与电气工程系汤巧治,Email:tqzjdt@163.com8.6流媒体技术介绍2011-12-19多媒体通信技术2流媒体技术七：流媒体技术软件应用七：流媒体技术软件应用六：流媒体技术的软件六：流媒体技术的软件五：流媒体系统的基本构成五：流媒体系统的基本构成四：常见流式文件格式四：常见流式文件格式三：流媒体的传输过程三：流媒体的传输过程二：流媒体的技术原理二：流媒体的技术原理一：流媒体定义一：流媒体定义2011-12-19多媒体通信技术3一：流媒体定义一：流媒体定义流媒体其实是一种多媒体文件，其在网络上传输的过程中应用了流技术。所谓流技术，就是把完整的影像和声音数据经过压缩处理后保存在网站服务器上，用户可以边下载边收看，从而无需将整个压缩文件下载之后再观看的网络传输技术。流媒体技术有三大特点：（1）能够实时播放音视频和多媒体内容，也可对其进行点播——具有交互性。（2）边下载，边播放——具有实时性。（3）客户端接收、处理和回放一个流媒体文件，但该文件不在客户端驻留，不占用客户端的存储空间，流媒体处理和播放完随即被清除——不占用户计算机存储空间。——只有同时符合这三个特点的才能称其为流媒体。2011-12-19多媒体通信技术4二：流媒体的技术原理二：流媒体的技术原理目前实现流媒体传输主要有两种方法：顺序流传输和实时流传输。顺序流(progressivestreaming)传输和实时流(realtimestreaming)传输，它们分别适合于不同的应用场合。若视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输；若视频使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送。——当然，流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。1、顺序流传输顺序流传输采用顺序下载的方式进行传输，在下载的同时用户可以在线回放多媒体数据，但给定时刻只能观看已经下载的部分，不能跳到尚未下载的部分，也不能在传输期间根据网络状况对下载速度进行调整。2011-12-19多媒体通信技术51、顺序流传输图8-45：利用Web服务器传输视、音频的结构图延时很大！！如何改进？？2011-12-19多媒体通信技术61、顺序流传输续图8-46：利用Web服务器和元文件传输视、音频的结构图顺序播放！！如何改进？？2011-12-19多媒体通信技术7实时流式传输保证媒体信号带宽能够与当前网络状况相匹配，从而使得流媒体数据总是被实时地传送，因此特别适合于现场事件。实时流传输支持随机访问，即用户可以通过快进或者后退操作来观看前面或者后面的内容。从理论上讲，实时流媒体一经播放就不会停顿，但事实上仍有可能发生周期性的暂停现象，尤其是在网络状况恶化时更是如此。与顺序流传输不同的是，实时流传输需要用到特定的流媒体服务器，而且还需要特定网络协议的支持。在流式传输的实现方案中，浏览器与服务器之间采用HTTP/TCP来传输控制信息；流服务器与播放器之间用RTP/UDP、TCP、RTSP(Real-timeStreamingProtocol)等协议来传输控制信息、实时音/视频数据。2、实时流传输(交互式流传输)2011-12-19多媒体通信技术8交互式流传输图8-46：视、音频交互式流传输的结构图2011-12-19多媒体通信技术93、压缩编码技术压缩编码技术是流媒体技术体系中的关键技术。压缩编码的基本原理是采用一定的编码方式，将文件的数据结构进行重组：一方面，去掉一些重复或占而不用的空间，以达到减小文件“尺寸”的目的；另一方面，将文件分成压缩包，形成数据流，将原有的多媒体文件转化为具有流格式的流媒体。例如，Microsoft采用MPEG4（最新版本为版本3）视频压缩编码算法，能够基于视频内容编码，生成ASF格式流媒体，同时支持多带宽、高带宽视频压缩编码，可以针对不同的网络环境生成包含几种不同传输速率数据流的视频流，为高级流技术的运用提供了可能性。2011-12-19多媒体通信技术10三：流媒体的传输过程三：流媒体的传输过程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，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP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Web浏览器启动音/视频Helper程序，使用HTTP从Web服务器中检索相关参数对Helper程序初始化。——这些参数可能包括目录信息、音/视频数据的编码类型或与音/视频检索相关的服务器地址。2011-12-19多媒体通信技术11三：流媒体的传输过程三：流媒体的传输过程Web浏览器Web服务器A/V播放器(音/视频Helper程序)A/V服务器1、HTTP/TCP控制信息RTSP/TCP(UDP)RTP/RTCP/UDP数据信息元文件2、定位用户端服务器图8-46：视、音频交互式流传输的结构图2011-12-19多媒体通信技术12视、音频交互式流传输的命令交互过程图图8-482011-12-19多媒体通信技术13标准体文件格式大文件流式编码软件或硬件流式媒体文件格式流式数据四：常见流式文件格式四：常见流式文件格式在网上虽能够以流的方式播放标准媒体文件格式，但效率不高，需将媒体文件压缩、编码成流式文件。流式文件格式经过特殊编码，适合在网络上边下载边播放。——常用的流式文件类型有ASF、RM、SWF等。2011-12-19多媒体通信技术14Video/Audio文件扩展名媒体类型与名称.asfAdvancedStreamingFormat（Microsoft）.rmRealVideo/Audio文件（ProgressiveNetworks）.raRealAudio文件（ProgressiveNetworks））.rpRealPix文件（ProgressiveNetworks.rtRealText文件（ProgressiveNetworks）.swfShockWaveFlash（Micromedia）.vivVideoMovie文件（VivoSoftware）表10.1常用的流式文件类型四：常见流式文件格式四：常见流式文件格式目前，Internet上使用较多的流媒体格式主要有：RealNetworks公司的Real-Media、Apple公司的Quick-Time和Microsoft公司的Windows-Media。2011-12-19多媒体通信技术15四：常见流式文件格式四：常见流式文件格式1、RealNetworks公司的RealMedia包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三类文件。其中：RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据；RealVideo用来传输不间断的视频数据；RealFlash则是RealNetworks公司与Macromedia公司新近联合推出的一种高压缩比的动画格式。RealVideo的.rm视频影像格式和.ra的音频格式.ra格式是该公司开发的新型流式音频RealAudio文件格式。.rm格式则是流式视频RealVedio文件格式，主要用来在低速率的网络上实时传输活动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率；在数据传输过程中边下载边播放视频影像，从而实现影像数据的实时传送和播放。客户端通过RealPlayer播放器进行播放。2011-12-19多媒体通信技术16四：常见流式文件格式四：常见流式文件格式2、Apple公司的QuickTime于1991年登台亮相，是Apple公司面向专业视频编辑、Web网站创建和CD-ROM内容制作领域开发的多媒体技术平台。QuickTime支持几乎所有主流的个人计算平台，是数字媒体领域事实上的工业标准：是创建3D动画、实时效果、虚拟现实、A/V和其他数字流媒体的重要基础。QuickTime的.qt格式QuickTimeMovie的.qt格式是Apple公司开发的一种音频、视频文件格式，用于保存音频和视频信息，具有先进的音频和视频功能。由包括AppleMacOS，MicrosoftWindows95/98/NT在内的所有主流计算机操作系统支持。Quicktime文件格式支持25位彩色，支持RLC、JPEG等领先的集成压缩技术，提供150多种视频效果。2011-12-19多媒体通信技术17四：常见流式文件格式四：常见流式文件格式3、Microsoft公司的WindowsMedia的核心是ASF，即（AdvancedStreamFormat）。.asf格式是一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种ASF格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。其中，在网络上传输的内容就称为ASFStream。ASF支持任意的压缩/解压缩编码方式，并可以使用任何一种底层网络传输协议，具有很大的灵活性。它的使用与windows操作系统是分不开的，其播放器MicrosoftMediaPlayer已经与windows捆绑在一起，不仅用于Web方式播放，还可以用于在浏览器以外的地方来播放影音文件。2011-12-19多媒体通信技术18四：常见流式文件格式四：常见流式文件格式4、Macromedia的ShockwaveFlash技术：用户通过这一技术可以方便地在Web页面中加入图像、动画以及交互式界面等操作。此外，在ShockwaveFlash中还采用了矢量图形技术，使得文件下载播放速度明显提高。Macromedia又成功地推出了ShockwaveforAuthorware、ShockwaveforDirector技术，并对它们进行了优化，同时推出StreamingShockwave,即通过流的方式使用户在客户端实现一边下载一边播放的功能。Flash的.swf格式.swf是基于Macromedia公司Shockwave技术的流式动画格式，是用Flash软件制作的一种格式，源文件为.fla格式，由于其体积小、功能强、交互能力好、支持多个层和时间线程等特点，故越来越多地应用到网络动画中。SWF文件是Flash的其中一种发布格式，已广泛用于Internet上，客户端安装Shockwave的插件即可播放。2011-12-19多媒体通信技术19五：流媒体系统的基本构成五：流媒体系统的基本构成媒体内容制作包括媒体采集与编码；媒体内容管理完成媒体存储、查询及节目管理、创建和发布；用户管理用户的登记、授权、计费和认证；视频服务器管理媒体内容的播放；客户端系统主要负责在用户端的PC上呈现比特流的内容。2011-12-19多媒体通信技术20媒体内容制作媒体内容制作模块可进行Stream的制作与生成。它包括了从独立的视频、声音、图片、文字组合到制作丰富的流媒体的一系列的工具。转档/转码软件可将普通格式的音频、视频或动画媒体文件通过压缩转换为流服务器进行流式传输的流格式文件，它是最基本的制作软件，实际也就是一个编码器(Encoders)。2011-12-19多媒体通信技术21媒体内容管理媒体内容管理包括流媒体文件的存储、查询及节目管理、创建和发布。节目不多时可使用文件系统；当节目量大时，就必须使用数据库管理系统。通常包括：(1)视频业务管理媒体发布系统：包括广播和点播的管理，节目管理、创建、发布及计费认证服务，提供定时按需录制、直播、传送节目的解决方案，管理用户访问及多服务器系统负载均衡调度的服务。(2)媒体存储系统：媒体存储系统主要存储大容量的影视资料，因此必须配备大容量的磁盘阵列，具有高性能的数据读写能力，访问共享数据，高速传输外界请求数据，并具有高度的可扩展性、兼容性，支持标准的接口。这种系统配置能满足上千小时的视频数据的存储，实现大量片源的海量存储。2011-12-19多媒体通信技术22媒体内容管理续(3)媒体内容自动索引检索系统：对媒体源进行标记，捕捉音频和视频文件并建立索引，建立高分辨率媒体的低分辨率代理文件，从而可以用于检索、视频节目的审查、基于媒体片段的自动发布，形成一套强大的数字媒体管理发布应用系统。(4)索引和