流媒體技術論文

　　流媒體是指運用可變頻寬技術，在資料網路上按時間先後次序傳輸和播放的連續音/視訊資料的一種格式。下面是小編精心推薦的一些，希望你能有所感觸!

　　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

　　目前在中國的寬頻網路市場上，基於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頻網路的寵兒，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頻寬技術，在資料網路上按時間先後次序傳輸和播放的連續音/視訊資料的一種格式。流媒體在播放前只將部分內容快取，並不下載整個檔案，在資料流傳送的同時，使用者可在計算機上利用相應的播放器或其它的硬體、軟體對壓縮的動畫、視音訊等流式多媒體檔案解壓後進行播放，這樣就節省了下載等待時間和儲存空間，使時延大大減少，而多媒體檔案的剩餘部分將在後臺的伺服器內繼續下載。

　　流媒體資料流具有連續性、實時性、時序性三大特點，具有嚴格的前後時序關係。

　　二、流媒體系統

　　流媒體系統包括音/視訊源的編碼/解碼、儲存、流媒體伺服器、媒體流傳輸網路、使用者端播放器5個部分***如圖1所示***，原始音/視訊流經過編碼和壓縮後，形成媒體檔案儲存，媒體伺服器根據使用者的請求把媒體檔案傳遞到使用者端的媒體播放器。

　　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：編碼和壓縮的效能與效率、媒體伺服器的效能、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於建立、捕捉和編輯多媒體資料，形成流媒體格式。

　　影響音/視訊流的編碼效能的因素很多：首先是編碼效率，要求在保證一定音/視訊質量的前提下，媒體流的碼流速率儘量低，以達到壓縮流媒體檔案的目的。其次是編碼的冗餘性和可靠性，與普通多媒體檔案壓縮/編碼不同的是，流媒體檔案需要在網路上實時傳輸，因此必須考慮傳輸中資料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把原始的視訊序列壓縮成多位流，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。最後需要考慮速率調節的能力，一種方法是採用可擴充套件的層次編碼，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，輸出粗糙質量的視訊序列，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訊序列。當網路速率變化時，可以通過調節流輸出的層次來控制碼流的速率，從而適應網路速率的變化。

　　***二***媒體伺服器

　　流媒體系統中的媒體伺服器用於存放和控制流媒體的資料。

　　隨著流媒體規模的擴大，流媒體伺服器的效能成為制約流媒體服務擴充套件能力的重要因素。流媒體伺服器效能的關鍵指標是流輸出能力和能同時支援的併發請求數量。影響流媒體伺服器效能的因素很多，包括CPU能力、I/O匯流排、儲存頻寬等。通常單個流媒體伺服器的併發數都在幾百以內，因此為了具有更好的效能，目前的高效能流媒體伺服器都採用大規模並行處理的結構，例如採用超立方體的結構將各個流媒體服務單元連線起來。還有一種方法是採用簡單的PC叢集的方式，這種方式下多個PC流媒體伺服器用區域網連線，前端採用內容交換/負載均衡器將流媒體服務的請求分佈到各個PC媒體服務單元。後一種方式的效能不如前一種方式，但是成本低，容易實現。

　　***三***流媒體傳輸網路

　　流媒體在因特網上的傳輸必然涉及到網路傳輸協議，這是制約流媒體效能的最重要的因素。為了保證對網路擁塞、時延和抖動極其敏感的流媒體業務在面向無連線的IP網路中的服務質量，必須採用合適的協議，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***協議預留一部分網路頻寬，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路視訊會議工具VIC中就集成了RSVP。該協議的兩個重要概念是流與預定。流是從傳送者到一個或多個接收者的連線特徵，通過IP包中"流標記"來認證。傳送一個流之前，傳送者傳輸一個路徑資訊到目的接收方，這個資訊包括源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。接收者實現預定後，基於接收者的模式能夠實現一種分散式解決方案。

　　②實時流式傳輸協議

　　目前幾種支援流媒體傳輸的協議主要有用於 Internet上針對多媒體資料流的實時傳輸協議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式如何有效地通過IP網路傳送多媒體資料的實時流協議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，其目的是提供時間資訊和實現流同步。RTP通常使用UDP來傳送資料，也可在TCP或ATM等其他協議上工作。RTP本身並不能為按順序傳送資料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，各參與者週期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已傳送的資料包的數量、丟失的資料包的數量等統計資料，因此伺服器可以利用這些資訊動態地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷型別，以適應網路的頻寬。通常採用兩個方法來調節：一是視窗法，通過逐漸增大傳送的位元速率，當發現網路上出現了包的碰撞，也就是檢測到了丟包時，再減小發送的位元速率;二是基於速率的方法，先估計網路的頻寬資源，再調整編碼的目標速率來適應網路的狀態。基於視窗的解決方案會引入類似TCP的重傳，所以經常採用基於速率的解決方案。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資料。

　　RTSP

　　RTSP在體系結構上位於RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成資料傳輸。HTTP與RTSP相比，前者的請求由客戶機發出，伺服器作出響應;使用後者時，客戶機和伺服器都可以發出請求，即RTSP可以是雙向的。RTSP是應用級協議，控制實時資料的傳送，它提供了可擴充套件框架，使實時資料的受控、點播成為可能。該協議目的在於控制多個數據傳送連線，為選擇傳送通道***如UDP、組播UDP與TCP***提供途徑，併為選擇基於RTP上傳送機制提供方法。

　　四、結論

　　從技術的角度來說，對各種基於流媒體的應用影響最大的不是頻寬，而是流媒體傳輸過程中的抖動和延時。網路的延遲和抖動影響資料包傳輸順序的正確，使媒體資料不能連續輸出，造成播放出現停頓。為了解決擁塞造成的抖動和延時問題，不但要求網路有足夠的頻寬,還要有較好的穩定性和可伸縮性。對等網路***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集中訪問帶來的網路擁塞，使網路有較好的穩定性。

　　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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