時間:2022-11-06 19:18:51
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1、流媒體的出現
長期以來,由于受到網路帶寬的限制,互聯網上的數據都是以文字、圖片之類的靜態內容為主,而那些音頻、視頻數據很難在網上,因為一般非壓縮的廣播級品質視頻需要160Mbps的網絡帶寬;非壓縮CD音質的音頻則需要大約2.8Mbps的網絡帶寬。目前大部分網絡用戶的帶寬還只是56Kbps,這與音頻、視頻的傳播要求相差甚遠。網絡帶寬很難在短期內得到迅速提升,因此要實現網上音頻、視頻傳播就必須在傳播文件本身下功夫,這樣就出現了流媒體(Streaming media)。所謂流媒體是指采用流式傳輸的方式在Internet播放的媒體格式,而流式傳輸方式則是將整個A/V及3D等多媒體文件經過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包,由視頻服務器向用戶計算機連續、實時傳送。
流媒體技術的開發創意是從傳統的TCP/IP協議對通過網絡傳送信息的控制方法中得到的。當我們通過TCP/IP協議下載文件時,服務器會按照一定的次序將文件分成若干個獨立的數據包,然后依次發送出去。而客戶端的程序會將這些數據包重新組裝起來,最終形成和原來完全一樣的完整的文件。這時候,我們就可以對這個文件進行任何可能的操作了。流技術則不然。流技術能夠按照特定的順序將文件發送出去,而播放程序則可以邊接收數據邊播放他們。
2、流媒體形式簡介
目前,在Internet/Intranet上提供流媒體服務的軟件中應用廣泛、成熟的產品還不多。 根據媒體形式的不同,流媒體可分為如下五類:
1)、流式音頻。網上流式音頻主要有數字化聲音、音樂和語音識別三種形式,如ToolVox,RealAudio,Crescendo MIDI等。
2)、流式視頻。如VDO Net公司的VDO Live,CISCO公司的IP/TV, XING Technology公司的StreamWorks等。
3)、流式動畫。如Macromedia公司的FLASH矢量動畫。
4)、流式圖象。新推出的RealPlayer G2支持RealPix流式圖象文件格式。
5)、流式文本。新推出的RealPlayer G2支持RealText流式文本文件格式。
二、流媒體實現的關鍵技術---流式傳輸
流式傳輸的定義很廣泛,現在主要指通過網絡傳送媒體(如視頻、音頻等)的技術總稱。其特定含義為通過INTERNET將影視節目傳送到PC機。
1、 流式傳輸的方式
實現流式傳輸有兩種方法:順序流式傳輸(progressive streaming)和實時流式傳輸(Realtime streaming)。
1)、順序流式傳輸(progressive streaming)
順序流式傳輸是順序下載,在下載文件的同時用戶可觀看再線媒體,在給定時刻,用戶只能觀看已下載的那部分,而不能跳到還未下載的前頭部分,順序流式傳輸不象實時流式傳輸在傳輸期間根據用戶連接的速度做調整。由于標準的HTTP服務器可發送這種形式的文件,也不需要其他特殊協議,它經常被稱作HTTP流式傳輸。順序流式傳輸比較適合高質量的短片段,如片頭、片尾和廣告,由于該文件在播放前觀看的部分是無損下載的,這種方法保證電影播放的最終質量。這意味著用戶在觀看前,必須經歷延遲,對較慢的連接尤其如此。
順序流式文件是放在標準HTTP 或 FTP服務器上,易于管理,基本上與防火墻無關。順序流式傳輸不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻,如:講座、演說與演示。它也不支持現場廣播,嚴格說來,它是一種點播技術。
2)、實時流式傳輸(Realtime streaming)
實時流式傳輸總是實時傳送,特別適合現場事件,也支持隨機訪問,用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內容。理論上,實時流一經播放就可不停止,但實際上,可能發生周期暫停。
實時流式傳輸必須配匹連接帶寬,這意味著在以調制解調器速度連接時圖象質量較差。而且,由于出錯丟失的信息被忽略掉,網絡擁擠或出現問題時,視頻質量很差。如欲保證視頻質量,順序流式傳輸也許更好。實時流式傳輸需要特定服務器,如QuickTime Streaming Server、RealServer與Windows Media Server。這些服務器允許你對媒體發送進行更多級別的控制,因而系統設置、管理比標準HTTP服務器更復雜。實時流式傳輸還需要特殊網絡協議,如:RTSP (Realtime Streaming Protocol)或MMS (Microsoft Media Server)。這些協議在有防火墻時有時會出現問題,導致用戶不能看到一些地點的實時內容。
2、流式傳輸的原理
1)流式傳輸的實現途徑與過程
首先,多媒體數據必須進行預處理才能適合流式傳輸,這是因為目前的網絡帶寬對多媒體巨大的數據流量來說還顯得遠遠不夠。預處理主要包括兩方面:一是降低質量;二是采用先進高效的壓縮算法。
其次,流式傳輸的實現需要緩存。這是因為Internet是以包傳輸為基礎進行斷續的異步傳輸。數據在傳輸中它們要被分解為許多包,由于網絡是動態變化的,各個包選擇的路由可能不盡相同,故到達客戶端的時間延遲也就不等。為此,使用緩存系統來彌補延遲和抖動的影響,并保證數據包的順序正確,從而使媒體數據能連續輸出,而不會因網絡暫時擁塞使播放出現停頓。
再次,流式傳輸的實現需要合適的傳輸協議。WWW技術是以HTTP協議為基礎的,而HTTP又建立在TCP協議基礎之上。由于TCP需要較多的開銷,故不太適合傳輸實時數據。在流式傳輸的實現方案中,一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用RTP/UDP來傳輸實時聲音數據。 2) 、支持流媒體傳輸的網絡協議
A、實時傳輸協議RTP與RTCP
RTP: 實時傳輸協議(Real-timeTransportProtocol)一種用于Internet上針對多媒體數據流的一種傳輸協議。
RPCP: 實時傳輸控制協議(Real-timeTransportControlProtocol)和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。
RTP是用于Internet上針對多媒體數據流的一種傳輸協議。RTP被定義為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,但RTP也可以在TCP或ATM等其他協議之上工作。當應用程序開始一個RTP會話時將使用兩個端口:一個給RTP,一個給RTCP。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。通常RTP算法并不作為一個獨立的網絡層來實現,而是作為應用程序代碼的一部分。
實時傳輸控制協議RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。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。RTP和RTCP配合使用,它們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。 B、 時流協議RTSP
RTSP:實時流協議 (RealTimeStreamingProtocol) 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。
實時流協議RTSP(RealTimeStreamingProtocol)是由RealNetworks和Netscape共同提出的,該協議定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據。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,HTTP傳送HTML,而RTP傳送的是多媒體數據。HTTP請求由客戶機發出,服務器作出響應;使用RTSP時,客戶機和服務器都可以發出請求,即RTSP可以是雙向的。
C、資源預訂協議RSVP協議
RSVP:資源預訂協議(ResourceReserveProtocol )正在開發的Internet上的資源預訂協議。
由于音頻和視頻數據流比傳統數據對網絡的延時更敏感,要在網絡中傳輸高質量的音頻、視頻信息,除帶寬要求之外,還需其他更多的條件。 使用RSVP預留一部分網絡資源(即帶寬),能在一定程度上為流媒體的傳輸提供方便
3) 、識別流媒體類型的途徑--MIME
Web服務器和Web瀏覽器如何識別流媒體并進行相應的處理呢?答案是MIME。MIME是MultipurposeInternet MailExtensions(通用因特網郵件擴展)的縮略詞。它不僅用于電子郵件,還能用來標記在Internet上傳輸的任何文件類型。Web服務器和Web瀏覽器都基于HTTP協議,而HTTP都內建有MIME。HTTP正是通過MIME標記Web上繁多的多媒體文件格式。
流式傳輸的過程一般是這樣的:
1、 用戶選擇某一流媒體服務后,Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息,以便把需要傳輸的實時數據從原始信息中檢索出來
2、 然后客戶機上的Web瀏覽器啟動A/VHelper程序,使用HTTP從Web服務器檢索相關參數對Helper程序初始化。這些參數可能包括目錄信息、A/V數據的編碼類型或與A/V檢索相關的服務器地址。
3、 A/VHelper程序及A/V服務器運行實時流控制協議(RTSP),以交換A/V傳輸所需的控制信息。與CD播放機或VCRs所提供的功能相似,RTSP提供了操縱播放、快進、快倒、暫停及錄制等命令的方法。
4、 A/V服務器使用RTP/UDP協議將A/V數據傳輸給A/V客戶程序(一般可認為客戶程序等同于Helper程序),一旦A/V數據抵達客戶端,A/V客戶程序即可播放輸出。
需要說明的是,在流式傳輸中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP兩種不同的通信協議與A/V服務器建立聯系,是為了能夠把服務器的輸出重定向到一個不同于運行A/VHelper程序所在客戶機的目的地址。實現流式傳輸一般都需要專用服務器和播放器,其基本原理如圖一所示。
三、流媒體的播放方式
1、 單播
在客戶端與媒體服務器之間需要建立一個單獨的數據通道,從一臺服務器送出的每個數據包只能傳送給一個客戶機,這種傳送方式稱為單播。每個用戶必須分別對媒體服務器發送單獨的查詢,而媒體服務器必須向每個用戶發送所申請的數據包拷貝。這種巨大冗余首先造成服務器沉重的負擔,響應需要很長時間,甚至停止播放;管理人員也被迫購買硬件和帶寬來保證一定的服務質量。
2、 組播
IP組播技術構建一種具有組播能力的網絡,允許路由器一次將數據包復制到多個通道上。采用組播方式,單臺服務器能夠對幾十萬臺客戶機同時發送連續數據流而無延時。媒體服務器只需要發送一個信息包,而不是多個;所有發出請求的客戶只需連結到這個數據流而不是連結到視頻服務器,從而降低帶寬的使用。網絡利用效率大大提高,成本大為下降。
3、 點播與廣播
點播連接是客戶端與服務器之間的主動的連接。在點播連接中,用戶通過選擇內容項目來初始化客戶端連接。用戶可以開始、停止、后退、快進或暫停流。點播連接提供了對流的最大控制,但這種方式由于每個客戶端各自連接服務器,卻會迅速用完網絡帶寬。
廣播指的是用戶被動接收流。在廣播過程中,客戶端接收流,但不能控制流。例如,用戶不能暫停、快進或后退該流。廣播方式中數據包的單獨一個拷貝將發送給網絡上的所有用戶,而不管用戶是否需要。
使用單播發送和廣播方式發送的方式會非常浪費網絡帶寬,組播吸收了上述兩種發送方式的長處,克服了上述兩種發送方式的弱點,組播不會復制數據包的多個拷貝傳輸到網絡上,也不會將數據包發送給不需要它的那些客戶,保證了網絡上多媒體應用占用網絡的最小帶寬。
四、流媒體的文件格式
1、 壓縮媒體文件格式
壓縮格式有時被稱為壓縮媒體格式,包含了描述一段聲音和圖象的同樣信息,盡管它的文件大小被處理得更小。很明顯,壓縮過程改變了數據位的編排。在壓縮媒體文件再次成為媒體格式前,其中數據需要解壓縮。由于壓縮過程自動進行,并內嵌在媒體文件格式中,通常我們在存儲文件時沒有注意到這點。該過程如圖二所示。
2、 流式文件格式
流式文件格式經過特殊編碼,使其適合在網絡上邊下載邊播放,而不是等到下載完整個文件才能播放。可以在網上以流的方式播放標準媒體文件,但效率不高。將壓縮媒體文件編碼成流式文件,必須假如一些附加信息,如計時、壓縮和版權信息。編碼過程如圖三所示。表一列舉了常用的流式文件類型。
3、媒體格式
媒體格式不是壓縮格式,也不是傳輸協議,其本身并不描述視聽數據,也不提供編碼方法。媒體格式是視聽數據安排的唯一途徑,物理數據無關緊要,我們僅需要知道數據類型和安排方式。以特定方式安排數據有助于流式多媒體的發展,因為我們希望有一個開放媒體格式為所有商業流式產品應用,為應用不同壓縮標準和媒體文件格式格式的媒體提供一個事實上的標準方法。我們也可從以相同格式同步不同類型流中獲益。 總有一天,單個媒體格式能包含不同類型媒體的所有信息,如計時、多個流同步、版權和所有人信息。實際視聽數據可位于多個文件中,而由媒體文件包含的信息控制流的播放。常用媒體格式如表二所示。
五、媒體服務器
1、媒體服務器的硬件平臺
視頻服務器的工作模式是當服務器響應客戶的視頻流后,從存儲系統讀入一部分視頻數據到對應于這個視頻流的特定的緩存中,然后此緩存中的內容送入網絡接口發送到客戶。當一個新的客戶請求視頻服務時,服務器根據系統資源的使用情況,決定是否響應此請求。系統的資源包括存儲I/O的帶寬、網絡帶寬、內存大小和CPU的使用率。
1) 、目前有三中類型的視頻服務器結構:
A、通用主機方法
最早的通用視頻服務器采用計算機主機來實現其功能,它運行在一個標準的操作系統上,如UNIX系統,硬件由一系列眾多的的視頻磁盤陣列組成。視頻服務器的主要功能是存儲、選擇、傳送大量的數據,卻很少進行數據處理。因此,將主機作為視頻服務器既不利于發揮主機的主要功能,有增加了系統的成本,因為必須提供大量的并非必須的硬件和軟件。因此,有必要研究具有專門的功能、結構簡單的視頻服務器。
B、緊耦合多處理機
按照視頻服務器功能要求,制作出大量完成某項指令或專門功能的硬件單元,然后將相關單元組合成相應的專用系統。這些系統有的擅長創建靜止圖象,有的是數據庫管理器,還有的是網絡設備和其它動態視頻的數據庫。最后將這些系統級聯起來構成緊耦合多處理機實現的視頻服務器。這種服務器費用低、性能高、功能強,具有解決專項問題的特征,但節目受到一定的限制,擴展性較差。
C、調諧視頻服務器
調諧視頻服務器的主板有一個有獨特微碼的嵌入式仿真器控制。磁盤控制器、ATM打包器和記帳計算機接口都利用這些極高速的仿真器來提供它們的功能和各功能塊間的通訊。仿真器是通過特殊的寄存器總線和微碼緊密耦合的。調諧視頻服務器的結構是可擴展的。只要在主板中插入更多的服務通路,就可以達到擴容的目的。
2、 視頻服務器的軟件平臺
網絡視頻平臺包括媒體內容制作、發行與管理模塊、用戶管理模塊、視頻服務器。內容制作涉及視頻采集、編碼。發行模塊負責將節目提交到網頁,或將視頻流地址郵寄給用戶。內容管理主要完成視頻存儲、查詢;節目不多時可使用文件系統,當節目量大,就必須編制數據庫管理系統。用戶管理可能包括用戶的登記和授權。視頻服務器將內容通過點播或直播的方式播放。對范圍廣、用戶多的播放,可在不同區域的中心(如中國華東上海、華北北京、華中武漢等)建立相應的分發中心,協同完成播放。此外,對商業站點,還應包括計費系統等。網絡視頻播放的結構如圖三所示。
1)任務服務(Session Service)
建立和維持客戶和服務器之間的通信通道;為特定的客戶設備管理一系列的服務器資源;每一個客戶設備只分配一個任務。
2)內容服務(Content Service)
其操作過程如下:
⑴、 為當前的一個或多個視頻主題查詢內容;
⑵、 容服務返回一個與所需要的視頻內容相關聯的"assetcookie";
⑶、 客戶把"assetcookie"交給流服務,準備視頻內容"流化"
⑷、 流服務用節目解析器解析出"assetcookie";
⑸、 流服務定位MDS中所關聯的節目內容;
⑹、 流服務指引"視頻泵""流出"節目內容到客戶端。
3)流服務(StreamService)
流服務指引"視頻泵"(VideoPump)以實時流的形式分發數據(MPEG-1或MPEG-2傳輸流)到客戶端;同"視頻泵"一起執行VCR控制功能(暫停、繼續、快進、快退);客戶端通過媒體網絡(MediaNet)以流(MediaNetStream)的形式接收BLOB數據;
-BLOB(BinaryLargeOBject)二進制大對象,如bitmap(位圖)、imagestills(靜止畫面)及客戶需要下載供本地訪問的一些存儲在VS中的數據,以可靠方式傳輸(通過MN),而實時視頻流的傳輸往往被認為是不可靠的(如圖五)。
4)媒體數據存儲服務(MediaDataStoreService-MDS)
進行文件管理(創建、存儲、修改、刪除)及目錄管理功能;當"視 頻泵"(videopump)要"播"一個視頻文件時,它先給MDS目錄服務器(MDSDirectoryServer)發一個消息打開文件,然后從該目錄服務器得到這個文件的磁盤布局數據;由于影像文件都很大,視頻服務器采用RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)存儲影像文件;所有用來存儲影像節目文件的磁盤稱作一個卷(volume),每個卷都有一個TOC(table of contents),存儲卷里面的文件及它們在磁盤陣列的位置,TOC的大小決定了一個卷能存儲文件的個數;AStripe是卷上所有磁盤同樣大小的一塊存儲空間;Striping是把一個文件分散成片(塊)存儲在不同的磁盤上,可以減少單塊盤的訪問次數和時間,以利于并發流的處理;存儲節目時,先存tableofcontents(如文件的大小、創建的時間、在磁盤陣列中的位置等),然后橫跨磁盤連續地存儲,每一塊盤上存一個stripe,當寫完第一個RAID后,繼續下一個RAID,當寫到最后一個RAID的最后一塊硬盤時,又從第一個RAID寫起。當最后一個stripe沒寫滿時,會留下空的小塊,下次寫盤時,又從下一個RAID開始寫盤;因為采用RAID存儲機制,當硬盤出現故障,不影響視頻服務器正常運行,數據不會丟失。視頻服務器還支持"熱插拔"(hot-swap)磁盤。
5)文件(節目)上傳和下載(FTPService)
視頻服務器提供遠程訪問MDS的能力,即mdsftp。遠程客戶計算機 運行FTP即可上傳和下載視頻服務器中的MDS文件(影像節目文件),如圖六所示。
視頻服務器還提供遠程兩臺視頻服務器之間上傳和下載MDS文件(影 像節目文件)的能力,這特別適合分布式大規模VOD系統的實現。
6)RTSP服務
RTSP(RealTimeStreamingProtocol)服務處理客戶與服務器之間的 通信任務;接收客戶基于RTSP協議的請求;把請求映射為適當的基于媒體網絡(MN)的視頻服務器呼叫;執行呼叫到合適的視頻服務器進程;轉發視頻服務器應答并返回給客戶如圖七。
六、未來屬于流媒體
人們常說互聯網是一場革命,實際上在流媒體全面發展之前,這場革命是不徹底的。沒有流媒體的互聯網無聲無影,所謂"虛擬的世界"的說法名與實相去太遠。流媒體技術全面應用后,人們在網上聊天就不必用文字表達自己的語言了,直接語音輸入就行了。如果想彼此看見對方的容貌、表情,只要雙方各有一個攝像頭就可以了;電子商務的貨品展示也不再限于圖片的二維觀看了,看到感興趣的商品,點擊后,就會有講解員和商品的影像出現,可以達到與現實完全一致的展示效果,而且你可以與講解員進行現場交流;網上新聞也不僅僅只能用文字和圖片表達,更有真實感的影像新聞也會出現。非但如此,流媒體還將給互聯網帶來全新的內容,如網絡電視、網絡影院、網上教育等。
流媒體發端于美國,目前的流媒體技術都源于美國,而且美國的帶寬比國內豐富得多,因此流媒體在美國的應用已經非常廣泛。像如今在美國如火如荼的MP3.COM就是得益于流媒體技術. 網絡電視,相對于傳統電視,它的優勢是:
第一,提升電視臺的形象,在國內眾多的電視臺網站中,能夠把電視臺最大的優勢資源--視頻節目在互聯網上進行全面應用的電視臺并不多,網絡電視能夠馬上提升電視臺的國內國際形象。
第二,網絡電視是一個全互動的電視概念,它是雙向的,對電視臺和觀眾的溝通反饋起著非常大的作用,傳統電視這方面是相當弱的,基本上,它是單向的。
第三,網絡電視除了能在互聯網上進行廣播外,它還能讓全世界的網民對電視節目進行點播,想看什么就看什么,想什么時候看就什么時候看。傳統電視能做到這一點嗎?不能。
關鍵詞:流媒體;傳輸協議;系統結構
流媒體(Streaming Media)是指采用流式傳輸的方式在Internet播放的多媒體格式。在流媒體出現之前,人們在互聯網上獲取音視頻信息的唯一方式就是將音視頻文件下載到本地計算機進行觀看。而流媒體技術把連續的影像和聲音信息以數據流的方式實時,即邊下邊播的方式,使得用戶無需等待下載或只需少量時間緩沖即可觀看,大大提高了音視頻信息的可觀賞性,節約用戶時間及系統資源。
自從1995年progressive Network公司(即RealNetwork公司)第一個流產品以來,流媒體得到巨大的發展,已經成為目前互聯網上呈現音、視頻信息的主要方式。
1. 流媒體傳輸的方法
流媒體傳輸技術分為兩類::順序流傳輸(Progressive streaming )和實時流傳輸(Realtime streaming)。
順序流方式又叫漸進式下載,其傳輸方式是順序下載,在下載文件的同時用戶可觀看在線內容,用戶只能觀看已下載的部分,而不能跳到還未下載的部分。由于標準的HTTP服務器可發送順序流式傳輸的文件,也不需要其他特殊協議,所以順序流式傳輸經常被稱作HTTP流式傳輸。
實時流方式:實時流式傳輸使媒體可被實時觀看到,特別適合現場廣播并提供VCR 功能,具備交互性,可以在播放的過程中響應用戶的快進或后退等操作。實時流式傳輸必須匹配網絡帶寬,其出錯的部分一般被忽略,傳輸質量特別時低帶寬時的質量要比順序傳輸的差。實時流傳輸需要專門的流媒體服務器和流傳輸協議。
2. 流媒體技術原理
流式傳輸方式是指通過特定算法將音頻和視頻等多媒體文件分解成多個小的數據包,由服務器向客戶端連續傳送,用戶可播放已經接收到的數據包,而不需要將整個文件下載到客戶端。由于TCP協議不太適合傳輸多媒體數據,故在實時流媒體方案中,一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用RTP/UDP來傳輸實時數據。
3. 流媒體技術的系統結構
目前不同公司的流媒體解決方案各不相同。但就其本質來說,一個完整的流媒體系統至少包括三個組件:編碼工具、服務器及播放器。這三個組件間通過特定的通信協議相互聯系,按特定的格式相互交換數據。
4. 傳輸協議
流媒體系統各組件通過傳輸協議相互通信。對于順序流傳輸,可采用HTTP協議進行傳輸。但HTTP協議并不適合傳輸實時流數據。在流式傳輸的實現方案中,一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用RTP/UDP來傳輸實時多媒體數據。傳輸協議是流媒體技術的一個重要組成部分,也是基礎組成部分。它包括"RSVP(資源預留協議)"、"RTP(實時傳輸協議)"、"R T C P (實時傳輸控制協議)" 和"RTSP(實時流協議)",這四種協議構成了"rea1-time"服務的基礎。
4.1 資源預留協議RSVP (Resource Reserve Protocol)
RSVP是Internet上的資源預訂協議,使用RSVP可以讓流數據的接收者主動請求流數據上的路由器,為該數據流預留一分網絡資源(即帶寬),在一定程度上為流媒體的傳輸提供服務質量。
4.2 實時傳輸協議RTP與RTCP
RTP是用于Internet/Intranet針對多媒體數據流的一種傳輸協議。RTP被定義為在一對一或一對多傳輸的情況下工作,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,但它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和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。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,特別適合傳送網上的實時數據。
4.3 實時流協議RTSP
RTSP是由Real Networks和Netscape共同提出的,該協議定義了一對多應用程序如何有效地通過IP網絡傳送多媒體數據。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。RTSP 是應用級協議,它以底層的RTP和RSVP為依托,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。在客戶端應用程序中對流式多媒體內容的播放、暫停等操作都是通過RTSP協議實現的。
4.4 MMS協議(Microsoft Media Server Protocol)
與QuickTime和Realsystem流媒體技術采用RTSP協議進行傳輸不同,微軟采用專用協議MMS進行流式傳輸。
MMS協議是用來訪問并且流式接收Windows Media服務器中流媒體文件(asf或 wmv)的一種協議。MMS協議是訪問Windows Media點上的單播內容的默認方法。觀眾在 Windows Media Player 中必須使用 MMS 協議才能引用該流。
5. 主要的流媒體技術
5.1 四大流媒體技術
目前,互聯網上流媒體主要流媒體技術方案有Real Networks公司的Real System方案,微軟公司的Windows Media流式媒體解決方案,Apple公司的QuickTime流式媒體解決方案及Adobe公司的Flash流媒體解決方案。
5.1.1 Real System
Real Networks是Internet上流媒體傳輸的先驅者和領導者。其流媒體文件包括RealAudio,Real Video,Real Presentation和RealFlash4類文件。
5.1.2 Windows Media
Windows Media的前身是微軟公司的Netshow產品,隨著流媒體的廣泛應用,微軟推出了整套的流媒體制作、和播放產品。由于Windows Media的成本較低且簡單易學,支持屏幕錄制等功能,故在教育方面應用較廣。其流媒體文件包括視頻文件WMV/ASF,音頻文件WMA等。
5.1.3 QuickTime流式媒體解決方案
Apple的QuickTime是一個跨平臺的解決方法,同時支持蘋果系統及Windows,其播放器支持多達40種的格式,交互性較強。由于大部分QuickTime編碼器和服務器軟件均運行在蘋果操作系統中,故QuickTime流式媒體在PC機上應用較少。
5.2 新型流媒體技術
5.2.1 HTTP流式媒體
傳統的順序流傳輸(Progressive streaming )由于采用傳統的HTTP協議傳輸,并不支持現場直播等實時流傳輸。而隨著網絡技術的發展,最新的流媒體技術已經支持采用HTTP協議傳輸流媒體文件和進行實時流傳輸。HTTP流式媒體的代表有Microsoft公司 IIS平滑流式媒體(IIS Smooth St reaming)、APPLE公司HTTP流媒體直播(HTTP Live streaming),Adobe公司最新的Flash Media Server 4.5也支持HTTP流式媒體傳輸。
5.2.2 P2P流媒體
P2P流媒體技術并不是一個嶄新的流媒體技術。他是P2P技術同流媒體技術結合的產物。基于P2P 的流媒體服務系統并不改變現有的流媒體服務架構, 只是在現有系統的基礎上, 改變傳統模式下的服務方式和數據傳輸路徑, 使請求同一媒體流的客戶端組成一個P2P 網絡, 使服務器只須向這個P2P 網絡中的少數節點發送數據, 而這些節點可以把得到的數據共享給其余的節點。
6.總結
截至2011年6月,我國的網民人數已經達到4.85億,其中中國家庭電腦寬帶上網網民規模達到3.90億人。如此巨大的網民數量,為流媒體的發展帶來了前所未有的機遇發展機遇。隨著互聯網的飛速發展,人們對互聯網內容多樣化的需求也越來越強烈,流媒體業務的需求與只俱增。目前,流媒體已經廣泛應用于網絡電視,遠程教育,移動設備,數字電視,安防監控,視頻會議等多個領域。今后流媒體的發展趨勢是:①隨著流媒體技術的進步、網絡帶寬的增加及新型高質量編碼方式的出現,流媒體的質量進一步提高,高清流媒體將成為主流。②流媒體技術的應用更加廣泛。基于流媒體技術的數字電視將取代傳統有線電視成為主流;同時隨著3G網絡基礎設施的完善和移動終端功能的增強,融合語音、文字、圖像等多種形態的移動實時流媒體業務,如手機流媒體直播、移動網絡會議等,將使流媒體的應用達到一個新的高度。
參考文獻:
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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。
關鍵詞:多媒體技術 圖形 圖像
中圖分類號:TP39 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2011)006-082-02
多媒體技集文字、聲音、圖像、視頻、通信等多項技術于一體,采用計算機的數字記錄和傳輸傳送方式,對各種媒體進行處理,具有廣泛的用途,甚至可代替目前的各種家用電器,集計算機、電視機、錄音機、錄像機、VCD機、DVD機、電話機、傳真機等各種電器為一體,是一個涉及面極廣的綜合技術,是開放性的沒有最后界限的技術,其產業涉及電子工業、計算機工業、廣播電視、出版業和通訊業等。
1 多媒體技術應用的意義
多媒體技術發展到今天,已經對人類的現實生活產生了深遠的意義和影響,具體表現在以下幾個方面:一是使計算機可以處理人類生活中最直接、最普遍的信息,從而使得計算機應用領域及功能得到了極大的擴展。二是使計算機系統的人機交互界面更加友好方便,非專業人員可以方便地使用和操作計算機。這也使計算機的應用可以很快速的普及;三是多媒體技術使音像技術、計算機技術和通信技術三大信息處理技術緊密地結合起來,大大的促進了信息處理技術的發展,聲音、視頻、圖像壓縮方面的基礎技術已逐步成熟,并形成了產品進入市場,形成一個巨大的產業鏈。
2 多媒體技術涉及的內容
多媒體技術涉及的內容包括多媒體數據壓縮、多媒體處理、多媒體數據存儲、多媒體開發工具等。下面加以簡單介紹:
多媒體數據壓縮涉及多模態轉換、壓縮編碼;多媒體處理主要是音頻信息處理,如音樂合成、語音識別、文字與語音相互轉換;
多媒體數據存儲主要涉及數據庫技術,這里指多媒體數據庫,如圖像處理會產生大量數據,就要考慮數據庫存儲技術;
多媒體開發工具:第一種是基于時間的,它以可視的時間軸來決定事件的順序和對象上演的時間。這種時間軸包括許多行道或頻道,以使安排多種對象同時展現。比如Director和Action;第二種是基于圖符或流線的,它把多媒體成分和交互隊列(事件)按結構化框架或過程組織為對象。使項目的組織方式簡化且多數情況下是顯示沿各分支路徑上各種活動的流程圖。比如Authorware;第三種是基于卡片或頁面的,它提供一種可以將對象連接于頁面或卡片的工作環境,一頁卡片便是數據結構中的一個節點,它類似于教科書中的一頁或數據袋內的一張卡片,如HyperCard;第四種是以傳統程序語言為基礎的,需要用戶編程量較大,而且重用性差、不便于組織和管理多媒體素材、調試困難,如VB、Delphi等。
3 主要多媒體技術的發展狀況
多媒體技術的發展狀況可以從以下幾個方面分析:
(1)音頻技術。音頻技術主要包括四個方面:音頻數字化、語音處理、語音合成及語音識別。
音頻數字化目前是較為成熟的技術,多媒體聲卡就是采用此技術而設計的,在這種技術的支持下,數字音響一改傳統的模擬方式而達到了理想的音響效果。音頻采樣包括兩個重要的參數即采樣頻率和采樣數據位數。采樣頻率即對聲音每秒鐘采樣的次數,采樣頻率越高音質越好,存貯數據量越大。采樣數據位數即每個采樣點的數據表示范圍,目前常用的有8、12和16位三種。采樣位數越高,存貯數據量越大,音質也越好。
語音處理主要集中在音頻壓縮上,目前最新的MPEG語音壓縮算法可將聲音壓縮六倍。
語音合成又稱文語轉換(Textto Speech)技術,它能將任意文字信息實時轉化為標準流暢的語音朗讀出來,相當于給機器裝上了人工嘴巴。涉及聲學、語言學、數字信號處理、計算機科學等多個學科技術。
語音識別在音頻技術中難度最大最吸引人,就是讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉變為相應的文本或命令的高級技術。語音識別技術主要包括特征提取技術、模式匹配準則及模型訓練技術三個方面。讓計算機聽懂人說話是發展人機語音通信和新一代智能計算機的主要目標。
(2)視頻技術。視頻技術包括視頻數字化和視頻編碼技術兩個方面。視頻數字化是將模擬視頻信號經模數轉換和彩色空間變換轉為計算機可處理的數字信號,使得計算機可以顯示和處理視頻信號。視頻數字化后色彩、清晰度及穩定性都有了明顯的提高。視頻編碼技術是將數字化的視頻信號經過編碼成為電視信號,從而可以在電視上播放。
(3)圖像壓縮技術。圖像壓縮一直是技術熱點,是計算機處理圖像和視頻以及網絡傳輸的重要基礎,目前有三個壓縮標準即JPEG、MPEG和H.26。
JPEG是國際上彩色、灰度、靜止圖像的第一個國際標準,它不僅適于靜態圖像的壓縮,電視圖像序列的幀內圖像的壓縮編碼,也常采用JPEG壓縮標準。它包括兩部分:一是基于DPCM(空間線性預測)技術的無失真編碼,一是基于DCT(離散余弦變換)和哈夫曼編碼的有失真算法。前者圖像壓縮無失真,但是壓縮比很小,目前主要應用的是后一種算法,圖像有損失但壓縮比很大,壓縮20倍左右時基本看不出失真。MPEG是針對運動圖像的數據壓縮技術。目前又分為MPEG-I、MPEG-II、MPEG-IV、MPEG-7和MPEG-21。它除了對單幅圖像進行編碼以外還利用圖像序列中的相關原則,將幀間的冗余去掉,這樣大大提高了圖像的壓縮比例。H.26是視頻圖像壓縮編碼國際標準,主要用于視頻電話和電視會議,可以以較好的質量來傳輸更復雜的圖像。
4 多媒體技術應用領域
多媒體技術的應用領域非常廣泛,涉及農業生產、軍事、旅游、互聯網、家庭娛樂、電子地圖、網絡通信、辦公自動化、航空航天、生產管理、教育教學、信息咨詢、商業廣告等等,下面從幾個方面進行簡單說明:
(1)教育和娛樂:它可能是多媒體技術應用最多的一個領域,一般的游戲都使用了動畫,三維圖形,視頻播放,聲音處理等技術,還有影視娛樂業中的電影特技、變形效果,電視/電影/卡通混編特技、MTV特技制作、仿真游戲。在教育方面,多媒體技術主要體現在形象教學、模擬展示上,比如電子教案、形象教學、模擬交互過程、網絡多媒體教學、仿真工藝過程等,這使得教學過程具有很好的交互性,并可用逼真的形象表現所需的信息。
(2)商業廣告:是另一種對多媒體技術需求較多的應用領域,主要體現在特技合成、大型演示中,象影視商業廣告、公共招貼廣告、大型顯示屏廣告、平面印刷廣告等,這里要用到視頻捕捉、圖像壓縮與解壓縮、圖像編輯與轉換、音頻同步,添加字幕等技術。
(3)虛擬現實技術和遠程傳輸:它可以用來模擬復雜的動作和仿真,利用計算機和其它的相關設備將人們帶入一個虛擬的世界。虛擬現實技術體現在人工智能模擬上,象生物形態模擬、生物智能模擬、人類行為智能模擬,比較典型的例子就是駕駛訓練系統,它就使用了虛擬現實技術;多媒體技術在遠程傳輸上的最成功表現就是多媒體在Intemet上的應用,它突破了Intemet只能傳輸字符的限制,從而展示給遠處一個接近現實的畫面,這在醫療上體現了具大的作用,象遠程診斷、遠程手術。
多媒體技術在上述應用領域發展的過程中,不僅促進了多媒體軟件的發展,同時也促進了多媒體硬件的發展。對于軟件來說,可以分成以下幾類:
文字處理:記事本、寫字板、Word、WPS
圖形圖像處理:PhotoShop、CorelDraw、Freehand等;
動畫制作:AutoDesk、Animator Pro、3DS MAX、Maya、Flash等;
聲音處理:Ulead Media Studio、Sound Forge、Audition(Cool Edit)、Wave Edit等;
視頻處理:Ulead Media Studio、Adobe Premiere等;
對于硬件來說,不僅聲頻卡(Audio Card)、光盤(CD-ROM)、視頻卡(Video Card)等這些基本產品得到了廣泛的發展,其它的硬件設備如攝像機、掃描儀、觸摸屏、打印機、影碟機、音響設備等也得到快速的發展和廣泛的普及,這些產品已走進平常百姓家,給人們帶來了很多生活樂趣。
參考文獻:
關鍵詞:多媒體;視頻智能編輯;視頻感興趣區;圖像視頻場景分析
中圖分類號:TP37 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599(2012)01-0000-02
Multimedia Technology Study
Du Pengxiang,Huang Shanshi
(China Telecom Co.,Ltd.,Wenzhou Branch,Wenzhou325000,China)
Abstract:This article is from the macro summarizes the development and application point of the current image video of the underlying technology from the perspective of an image of video algorithms researchers talk about the understanding of this area.The field of image and video business applications, multimedia entertainment,the Internet, intelligent monitoring,industrial machine vision,OCR,biometrics, medical image processing,as well as military defense in several areas, multimedia areas is an important branch of a lot of image field of video the new algorithms and new theories are often the first application in the multimedia field.
Keywords:Multimedia;Video intelligent editing;Video interest region;Image video scene analysis
多媒體領域主要集中了MicroSoft、Adobe、MITSUBISHI、Cyberlink、Muvee、Autodesk、Corel、Sony、2D3、MotionDSP等一批公司,以及與之相關的PAMI、IJCV、CVPR、ICCV、ECCV、SIGRAPH等眾多多高水平的學術期刊和學術會議。多媒體領域的研究方向比較雜,包括但不限于下面幾類,視頻智能編輯、視頻感興趣區、圖像視頻場景分析、圖像視頻修復及后處理、人臉系列技術、非真實感渲染(NPL)系列技術、3D系列技術、人機交互技術等。
主要包括視頻鏡頭邊界檢測以及在此基礎上的視頻自動故事片生成、視頻廣告檢測、視頻廢鏡頭檢測等。視頻鏡頭邊界檢測在經歷了一段時間的發展之后,檢測率也達到一定的程度,目前基本上不再有新的文章出現。視頻自動故事片生成往往需要音視頻技術的結合,并且由于缺乏有效的評級機制,最近幾年已經不是研究的熱點,但是相信各個視頻編輯領域的公司仍在研究或者開發過程之中。視頻中的廣告檢測作為其中的一個小的分支,可能因為沒有很大的商業價值,研究的并不多,但想要真正實現高的檢測率,仍然有很多值得研究的地方。視頻廢鏡頭檢測其實是視頻修復的一部分,包括檢測視頻中的抖動片段、模糊片段、過曝過暗片段等,從而達到視頻修復的目的。
(一)視頻感興趣區的研究
最近是一個熱點方向,感興趣區提取和跟蹤可以用來做視頻智能縮放,可以用來指導視頻編輯中的精彩視頻片段選擇,還可以在片源采集時就用來指導攝像機捕捉精彩片段。人臉、人物、車輛、小動物、房屋、花草樹木等在特定的場景下等都可以作為感興趣區,感興趣區提取的方式方法也比較多,但除了人臉、人物檢測技術上還比較成熟之外,其他目標的檢測很難達到滿意的準確度。人物檢測基礎上的精細分割摳像技術,也是圖像領域的一個基礎研究方向,準確的摳像,是換背景等智能化效果的基礎。
(二)圖像視頻場景分析
主要用在視頻管理和視頻按場景選擇和編輯。通過對不同的場景的特征進行分析設計分類器進行分類,對于視頻管理這種不要求很高精度的應用點可以滿足要求。照片和視頻按場景內容管理,跟基于人臉識別技術的照片管理,是基于內容管理的兩個方式,相信今后的多媒體編輯和管理軟件都會逐步增加這個功能。
(三)圖像視頻的修復及后處理
主要包括視頻抖動修復、圖像視頻去模糊、視頻過曝過暗修復、視頻去霧化、老電影舊照片修復、馬賽克修復、視頻圖像超分辨率、視頻圖像智能變比例縮放、視頻幀插值、圖像視頻去噪等。
視頻抖動修復關鍵是攝像機軌跡的檢測,確定了攝像機的移動軌跡,視頻修復就有了基礎的指導。通過尋找視頻中的特征點,然后對特征點進行跟蹤,通過分析每個特征點的軌跡,確定攝像機的整體軌跡。如果假定視頻中的內容都是一個平面上,只考慮攝像機在2D平面的軌跡,事情要容易的多,但事實上攝像機的軌跡應該是3D的,這就變成了一個“Structure from Motion”的問題,處理起來就比較復雜,但如果想得到理想的穩像效果,得出攝像機3D軌跡是必須的。另外,攝像機3D軌跡的求取,也是其他基于3D的視頻應用的基礎,這個后面再講。
圖像視頻去模糊,這個的關鍵是尋找模糊核,也就是拍攝的瞬間攝像機或相機的運動軌跡,在這個運動軌跡上反卷積,就可以恢復攝像機不動情況下拍攝的視頻、圖像,也就是不模糊的視頻、圖像了。所以,對視頻的去模糊,比起對圖像的去模糊,手段要多一些,因為視頻去模糊可以通過視頻序列的信息來得到攝像機的運動軌跡。而圖像的去模糊,這個運動軌跡只能是通過對圖像內部結構的分析進行估計。考慮到軌跡估計和反卷積的運算量,不管是圖像去模糊還是視頻去模糊,目前都不算很成熟,但是成熟的產品應該會在短期內出現。
視頻過曝過暗修復,如果視頻質量不是太差,直方圖被擠壓的不是太厲害,還可以通過直方圖均衡化的方式進行簡單修復,但是如果直方圖被擠壓的很嚴重,那就只能刪除了。
視頻、圖像去霧化,簡單點說,就是把被霧化的圖像建模為一個正常的無霧的圖像與純霧的圖像的合成,因為拍攝得到圖像中霧的灰度值與景深有關,所以好的去霧算法,應該是以準確的景深估計為基礎的,3D景深估計也是一個很熱的方向。
老電影舊照片修復,大概包括色彩的修復和一些劃痕修復,色彩修復,可以以類似去霧的建模方式,也可以簡單的做色調調節,問題都不大。劃痕修復就比較復雜,除了要把劃痕檢測到,還要用周圍的像素來填充劃痕的像素,比較典型的全變分方法可以用來處理這類問題。
馬賽克修復,馬賽克修復基本上還是要從產生的原因入手,如果是編解碼層的問題,可以對編解碼的數據嘗試修復。如果到了解碼后的圖像數據,想要修復就是一個無中生有的問題了,只能是依靠邊緣紋理來去掉馬賽克的效果,但是想要恢復圖像內容,除非后臺有一個強大的針對特定目標的數據庫來支持虛構類似的內容,否則毫無辦法。
視頻、圖像超分辨率,超分辨率的方法,總體來說兩種思路,一種是挖掘圖像的邊緣信息,在圖像放大的時候,盡量保邊緣,這類方法以NEDI方法為典型,缺點是速度比較慢。另一類是基于Patch的方法,首先建立一個低分辨率Patch對應高分辨率Patch的映射表,前期先把這個映射關系建立好,然后就只需要通過查找映射表來進行超分辨率操作了。如果建立的映射表足夠大,那就可以得到比較理想的超分辨率結果,理論上講不論速度還是質量都比前一種方法要好。
視頻圖像智能變比例縮放,是指通過分析圖像視頻中的內容,在圖像、視頻縮放的過程中,保留有內容的關鍵區域比例不變,而壓縮、擴展不重要的區域,這樣看起來縮放后的圖像、視頻主要內容不會變形。基于圖像的智能縮放算法比較成熟,基于視頻的由于要考慮視頻序列的前后幀的連續性,必須加入時間軸的約束,因此效果不如圖像理想,做的不好會引出視頻的抖動問題。
視頻幀插值,可以用來解決幀率變化的情況下,出現的視頻抖動問題,主要是一個視頻的全局運動,類似于視頻抖動檢測,應該說技術上不復雜,但是視頻中的局部運動會干擾全局的運動估計,這樣插值出來的幀就會存在一定的瑕疵。
圖像視頻去噪,方法很多,簡單點通過濾波高頻信號的方法如高斯濾波,或者簡單的中值濾波都可以有一定的效果,但是目前看來,最理想的方法還是非局部均值(NLM)方法。其他的一些例如偏微分方程的方法也可以嘗試。
五、人臉系列技術
包括人臉檢測、跟蹤,人臉特征點定位,人臉識別,人臉的表情識別,人的年齡、性別識別,人臉的美化,人臉卡通效果,人臉的變形效果,人臉的3D重建等以及與此相關的眼睛檢測和紅眼修復等。
六、非真實感渲染(NPL)系列技術
包括水墨畫、水彩畫、油畫、漫畫效果等人工畫效果,風、雪、雨、煙、霧、火焰、海浪等一些自然環境的模擬效果。
人工畫效果的實現主要是基于Stroke的方式,難點在于圖像的解析,一個好的人工畫效果,需要正確的將圖像分解為不同的區域,并分析不同區域的結構特點來確定用筆方式、Stroke的精細度等參數。
對自然環境的模擬,主要是一些粒子的模擬,可以采用基于物理模型的方式研究粒子的受力及運動方式,流體力學的相關方法是這個領域的核心。
NPL技術,除了用于對圖像、視頻的特效上,另外像一些煙霧效果和水墨畫效果用于藝術字的特效也是不錯的選擇。
七、3D系列技術
3D技術在視頻中的應用點,可以看到的有3D穩像、3D對象嵌入等等,這里的關鍵是獲取攝像機的3D軌跡與視頻中的特征點的3D深度信息,通過視頻序列分析攝像機的3D軌跡的技術叫“Structure from Motion”,大量的文章可以參考。有了攝像機的3D軌跡與視頻中的特征點的3D深度信息,2維的圖像信息就一定程度擴展到了3維。全景圖的拼接技術,本質上也利用了基于雙目視覺3維重構的一部分技術。得到了3D攝像頭軌跡,可以利用這個信息進行3D插幀,借此虛擬重構雙目視覺畫面,通過3D眼鏡,就可以看到比較理想的3D場景了。3D的應用,可以想象的空間比較大,多了一維信息,總可以做出一些新的東西。
八、人機交互技術
人機交互是指通過攝像頭捕捉人的手勢、身體的姿態、面部表情、眼睛的移動等信息,代替傳統的鼠標鍵盤來指導計算機做出相應的處理。技術層面主要涉及目標的檢測、跟蹤以及姿態的識別。相比之前提到的多媒體的各種方向,人機交互應該是最有市場前景的方向,應用點也非常多。
關鍵詞:多媒體;新媒體藝術;創意;設計人性化
中圖分類號:J93 文獻標識碼:A 文章編號:2095-4115(2013)08-63-1
多媒體,是一個人們熟知的詞語。換句話說,我們生活在多媒體時代。它作為一種傳播形式,集文字、圖像、視頻、音樂、動畫等藝術形式于一身。設計者根據不同年齡層次的受眾的不同心理需求對各個藝術項目進行創意策劃,最后加以整合,便形成了現在各種多媒體藝術作品――如實景加3D動畫片、3D電影等、加油站滾動服務信息等。我們把這些集合多種藝術形式,并結合電腦、網絡的多媒體技術的藝術作品,統稱為“新媒體藝術”。
那么,我們首先要了解新媒體藝術的定義、內涵。
一 新媒體藝術的定義與內涵
新媒體藝術是什么?它是以光學媒介和電子媒介為基本語言的新藝術學科,其大量繼承交流方式中的一種新方式,亦稱為電子傳媒,普遍具有交互性。它涉及計算機技術、藝術學、傳播學、社會學、哲學、科學等諸多領域,是一個多學科交叉、融合的綜合體。從這些文字中,我們不難發現,新媒體藝術既承載著藝術設計構思,又承載著多媒體技術的運用。
設計師們可以在其上自如地設計,并與外界增強溝通。換一種說法,即多媒體技術為設計師提供了廣闊的、便捷的展示空間與表現環境。那么,“這張畫紙”是如何吸引各年齡層次受眾的呢?
二 多媒體技術的巧妙應用,使藝術新媒體化
筆者在此舉一例:廣西藝術學院于2012年1月15日在相思湖校區美術館舉行編導系畢業展――《面世》。這次畢業展吸引了社會各界人士的加盟參與,并在鳳凰網、騰訊網、廣西新聞網等多家大型新聞媒體大力報道、宣傳,可見其反響之大。為什么這個畢業展能取得成功?全靠策展人的創意與多媒體技術的巧妙結合。《面世》既體現了2013屆編導系畢業生在微電影、攝影構思、編排與操作技術上的創新,也體現了他們通過努力,將自己的學習成果展示于社會的自信,展現了編導系學生對于“面世”的欣喜之情,從側面反映出他們的自信與朝氣。從藝術造詣上說,就是在普通視覺傳達上,運用多媒體技術修飾、整合,使整部作品、整個展會,變成了調動所有人體感官的互動性、交融性藝術品,其內涵更富人文氣息,反映了當代設計師、策展人對作品內涵中“設計人性化”的追求。
三、多媒體技術的特征
綜上所述,多媒體技術傳達出的藝術特征有:(1)多媒體并置,多感官綜合體驗,這是傳統傳媒形式(即單一的視覺體驗)無法達到的。在包括網絡計算機和傳感器、投影、音效等多種設備的共同作用下,多媒體技術下所產生的新媒體藝術,讓受眾在虛擬場景中將視覺、聲音、氛圍、觸覺一并體驗,新媒體藝術所呈現的形態就超越了傳統媒介給受眾帶來的單一視覺體驗。(2)結構交互。傳統媒介作品很難在受眾與受眾間、媒介與受眾間進行雙向互動,進而產生共鳴。而多媒體技術下產生的新媒體藝術所具有的交互性,使其自身成為一種體驗式游戲,手中可參與其中,直接構成作品的一部分,從而使作品得以真正完成。(3)跨學科資源共享、整合。這既是多媒體技術交互性的另一種表現,又是新媒體藝術連結、交互性質的另一種體現――新媒體藝術涵蓋了諸多技術與學科,最大限度體現了藝術與科技的結合。作為藝術作品,它的交互性可以用來描述兩種互不關聯的特征。一方面,它表明藝術作品的觀賞者可以控制自己采用何種順序來進入某一個藝術作品;另一方面,這一概念也可以用來描述在藝術作品的生產者與消費者間日益增長的交互性關系。(4)虛擬現實。在電腦硬件和軟件所控制、創造的幻真性虛擬情境,受眾可以使用數據頭盔、電子手套等工具,或直接用手指點觸,讓自己進入一個幻真世界。但是,這么豐富的特征展示,追根溯源,還得專注于創意以及內涵,凸顯設計人性化 。
四、結語
總體而言,多媒體技術使藝術走向了新媒體化,藝術家創作有了新的突破,他們不再是獨立創作,而是有觀賞者(受眾)一同參與創作,完成作品。觀賞者參與創作的特點恰好迎合了大眾的自娛心理。多媒體技術的出現,它改變了藝術的創作方式、欣賞方式和傳播方式,甚至影響到了藝術創作的理想、觀念,最終使新媒體藝術成為藝術創新勢在必行的一個重要元素。
現代新型藝術之路必須形成的氣候、景象。因為,新媒體藝術代表著當今藝術發展中最有力、最尖銳的探索力量,綜合并融匯各種藝術形式,從而最大限度地展現其自身的復合性與多元性特征,并釋放其自身魅力。久而久之,新媒體藝術將起著翻天覆地的變化,它將會作為一種強大的傳播手段,塑造人們的情感與思想,改變人們的生活習慣,從而更好地服務于大眾,促進社會的發展。
參考文獻:
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Abstract: Combined with the development practice of new media platform, this paper fully clarifies the general outline of the new media platform technology, discusses the working principle and interfaces of various aspects in detail.
關鍵詞: 門戶;產品;流媒體;CDN
Key words: portal;product;streaming media;CDN
中圖分類號:TN919 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)17-0208-02
0 引言
新媒體平臺技術不僅是業務的重要支撐,更是業務的靈魂主體。由于新媒體的高度互聯網化,平臺技術在相當程度上決定了產品和服務,這是一般技術平臺所不具備的重要特征。一個成熟的互聯網或新媒體服務,應為用戶提供端到端的服務。新媒體形態種類繁多,這里討論限定為以視聽體驗為主的媒體形態。
1 總體架構
新媒體平臺技術最簡模型是:業務平臺、傳輸通道和終端。業務平臺實現三大功能:門戶、產品和訂購關系,形成客戶購買服務的商業行為;傳輸通道由第三方運營商提供基礎平臺(互聯網),服務商在此基礎上構建內容分發網絡(CDN)進行通道優化;最后通過客戶端將業務平臺的服務傳遞至最終用戶。
2 業務平臺
業務平臺主要由門戶、產品、訂購關系組成。
2.1 門戶 門戶是用戶使用服務的窗口,由展示層、門戶管理和數據庫三層架構支撐,載體是多種類型用戶終端。展示層開發流程是:用戶界面設計、視覺設計、Web前端開發。用戶界面設計完成人機交互和操作邏輯;視覺設計完成平面渲染;Web前端開發基于標記語言(HTML、CSS)和腳本語言(JS)完成Web服務器前端代碼的開發。
用戶界面設計和視覺設計接口是:邏輯說明文檔和線框圖;視覺設計和Web前端開發的接口是PSD、JPEG文件;Web前端開發和門戶管理的接口是API調用。
門戶管理包括:門戶內容管理、門戶模板管理、門戶展示管理、門戶。門戶內容管理負責門戶內容的采集編輯;門戶模板管理對可復用頁進行分類整合;門戶展示管理基于模板對展位布局進行調控;門戶是門戶頁的物理節點,由服務器集群和均衡組成,也是分布式部署的根節點。由此有序下發到傳輸通道的門戶CDN(也稱Web CDN);門戶管理涵蓋所有終端,同時支持用戶終端的交互轉換。門戶的終端匹配是瀏覽器。垂直搜索和智能推薦是優化門戶的重要手段。依據大數據可以實現門戶的個性化分組。優秀的門戶設計目標是:高效和簡便,使用戶感覺不到門戶的存在。這需要大量技術支撐。
2.2 產品 視聽體驗的媒體產品核心是直播和點播。主要由產品管理系統、素材數據庫、音視頻編碼、流媒體、編輯生產、存儲系統、版權管理等系列核心技術組成。
①產品管理系統由用戶界面、產品管理、產品數據庫支撐。用戶界面是人機交互界面,與對外門戶不同,采用簡約工具軟件風格。產品管理包括:素材庫導入、產品內容管理、直播管理、點播管理、分發管理、上線管理。產品數據庫是素材數據庫的下游。從素材庫提取消息到產品庫,經過整理分類,生成規定格式的文件,有序下發到傳輸通道的點播文件CDN。②素材數據庫也稱媒體資源庫,將不同來源的消息進行標注和結構化處理。對消息遵照標著錄規則進行統一錄入,著重記錄消息的內容屬性(摘要、主題詞)和層次屬性(節目、片段、場景、靜幀);同時將非結構化、半結構化和結構化原始消息進行統一結構化處理。③音視頻編碼是信源壓縮編碼。由于數字化最高采樣頻率為定值,導致數字音視頻必存在冗余。主導視頻壓縮編碼格式是:MPEG.X和H.26X。由于面向對象編碼方案仍存在技術障礙,而H.264網絡友好協議的特征,使其成為目前主流視頻編碼格式,用以生成時移、回看、點播的音視頻文件。④流媒體服務器和核心路由器組成直播流源。直播流利用組播協議發送至傳輸通道,減輕網絡壓力。流媒體技術是一個協議族,跨越、服務器和客戶端。由于流文件隨播即逝,起到了保護版權作用。⑤新媒體業務編輯生產要素是簡捷和高效,日常大量任務是拆條、快編。MPEG.2是演播室友好的編碼格式,而網絡友好的H.264貫穿新媒體生產全業務流程,因此,應采用簡化技術流程的H.264編碼格式進行編輯生產。⑥傳統存儲系統按實體組成分為:硬盤接口、存儲交換、存儲體;按體系結構分為:DAS、NAS、SAN。硬盤接口有兩大類:ATA接口、SCIS接口,包含串聯和并聯。由于并聯互擾,串聯效率高于并聯。硬盤容錯采用RAID技術(獨立磁盤冗余陣列)。存儲交換是將盤陣和主機網絡化的交換協議,采用主流FC協議。存儲體按成本由低到高分為:SATA硬盤、SAS硬盤、FC硬盤、固體硬盤等。在線存儲一般采用成本高可靠性好的硬盤;近線和離線存儲一般采用成本低容量大的硬盤。在存儲體系結構中,DAS是原始硬盤的一種延伸,SAN是封閉的高成本存儲網絡,NAS是開放的廉價存儲網絡。云存儲在傳統存儲系統的基礎上做廣泛延展,通過對所有計算、存儲、網絡的虛擬化,形成存儲資源池,達到存儲資源利用的最大化。新媒體存儲方案總體原則是:核心高可靠、邊緣低成本、逐步向云存儲過渡。⑦音視頻產品版權管理采用數字水印技術,在不影響產品使用價值前提下,提取隱藏在載體中的信息,達到產品版權保護目的。
2.3 訂購關系 訂購關系主要由業務運營支撐系統(BOSS)組成。業務運營支撐系統按主體分為客戶和商家兩部分。客戶包括:計費、支付、預存、結算、鑒權、認證、客戶服務等;商家包括:營業、賬務、產品和業務管理、決策支持等。計費是用戶有償消費記錄,結算是用戶支付記錄,認證是合法性確認,鑒權是訪問權力限定;營業是商家的進、銷、存記錄,賬務是商家間貿易記錄。系統提供兩種被訪問方式:用戶直接訪問和第三方間接訪問。業務運營支撐系統的技術平臺采用三層架構,與Web開發可視化不同,BOSS業務邏輯繁雜,因此,邏輯清晰、可擴展性、大流量并發、穩定性是BOSS的重點。
3 傳輸通道
傳輸通道由直播流保障通道和基于運營商互聯網的CDN共同組成。直播流保障通道是指:城域網和接入網擴容、路由組播協議、QoS保障等網絡技術手段。由于數字視頻碼率較常規通信業務的大幅提高,城域網和接入網的節點和鏈路都要做相應擴容;路由組播協議部署在城域網的同時,在接入網中也盡可能的下沉,最大限度的接近用戶終端,以減輕網絡流量壓力;QoS保障是在現實資源條件下用戶與網絡的約定,以期達到有限資源利用最大化。CDN分為門戶CDN和點播CDN,兩個CDN相互獨立,門戶CDN每戶幾十Kbps,點播CDN每戶幾Mbps。CDN節點的部署應根據區域用戶實際活躍度有目標的逐步延伸。
4 終端
終端涉及平臺、接入和切換。互聯網終端平臺是開放平臺,如操作系統、瀏覽器、播放器等;接入主導趨勢是:高質量同步產品接入優化通道的“私網”,可延時產品接入共享“公網”;利用無線局域網技術實現移動終端和固定終端之間自由切換。
5 安全
新媒體平臺融于互聯網技術體系,在開放的互聯網環境中,安全保障難度極高。網絡信息安全的熱點長期集中在邊界防護上。保密、保護和保障,在信息安全發展的不同階段,思想和方法不斷變化。目前主導方向是:依據可信計算的思想,防內為主,從主機加固開始,向外擴展直至邊界。做真實系統的影子系統,按照等級保護的規范進行模擬測試,穩定后將安全策略移植到真實系統上。
參考文獻:
[1]康彬.新媒體時代的受眾研究――由麥奎爾的《受眾分析》談起[J].新聞知識,2011(01).
多媒體技術的發展迅速,軟件也在不斷地更新,這就使舞臺表現中計算機的應用越來越廣泛,不僅如此,多媒體技術在舞美領域的應用,也為舞臺的視覺和人們的審美觀念都產生了很大的改變。由于多媒體技術的運用,舞美技術不斷的突破了手工時代的封閉性和局限性,實現舞臺的時間藝術與空間藝術的綜合,不僅具有音樂與文學的聽覺性和文學性,還有建筑與繪畫的視覺性和空間性。另外,多媒體技術在舞美領域中運用的作用也是具有一定意義的,不僅能夠將人們的視覺范圍得到擴展,還在一定程度上促進人們思維能力的提升。在圖形設計和舞美創作上,計算機起到了非常重要的主導作用,幫助我們開發新的思路,將計算機語言轉換成舞臺語言,從而激發出創意的火花。
二、多媒體技術在舞美中的運用
1、虛擬現實技術
計算機具有非常神奇的表現力,能夠隨心所欲地創造理想形態。計算機的三維技術,在仿真和創造上具有非常強的能力,可以在虛擬的空間里,創造出極其逼真的世界,還能夠在想象力下創造出大自然的視野,在三維動畫所表現的空間畫面中,以超現實的表現力設計出動態的理想世界,而這些功能對于傳統的材料工具和技法來說是很難實現和企及的。在傳統的舞美設計中,首先要進行構思,做出初步的草圖,在導演和相關部門協商之后,形成具體化的構思,然后做出效果圖。而手繪圖只能通過二維空間來表現三維空間,不能直觀的顯示出真實的場景。還有舞美中的燈光效果也不能僅僅通過手繪來顯示,由于燈光變化很多,不能手繪出每一種燈光變化的效果圖。另外在舞臺上,所有的燈光、布景在安排設定完畢,一旦產生燈光和布景的問題是很難解決的,所以只有通過計算機三維技術來進行彌補。通過計算機燈光設計的相關軟件,對于燈光的顏色、材質和影子以及相關的附加效果進行編輯和圖像生成,從而真實地展現現場燈光效果。
2、新型影像設備
由于科學技術的發展,在舞臺演出中也不斷的應用種類更多、更加先進的影像設備,不僅提升了舞臺效果,對于舞臺演出藝術的進步和發展也有著一定的促進作用。LED電子顯示屏作為一個先進的科技產品,具有非常強大的功能,在現代舞臺中的應用也在日益的廣泛。LED有著極其豐富的表現力,不僅能夠模擬實景,將自然再現出來,還可以作為顯示器顯示一些效果圖像和資料等。而傳統布景與LED相比,靈活性和虛擬性遠遠不如LED,在燈光系統上也有著很大的差距,LED屏幕除了能夠模擬出現實的空間造型,也能夠很好地表現出燈光效果。而LED也在不斷完善和發展,成為舞美中非常重要的組成部分。在演出過程中,大屏幕能夠代替傳統的布景,顯示出搭配節目的畫面,這種虛擬畫面可以為我們提供想象的空間和真是的氣氛。相對于實體布景來說,LED的制作成本更低,表現的效果更好。
3、視聽特技
在視聽技術中,應用于舞美領域中最為重要的就是舞臺照明和舞臺音響。舞臺照明主要是在演出要求和整體構思下,通過燈光技術設備和相關手段與舞臺人物和景物進行配合,使舞臺表現出理想的視覺形象。傳統的舞臺燈光的工作是人工更換滌綸色紙,而這種手動操作的方式不僅程序繁瑣,缺乏安全性,在演出過程中同一盞燈也不可以換色,不利于燈光設計的發展。在進行燈光設計時,必須緊扣舞臺的主題,有針對性地對每一個節目進行燈光藝術創作,實現燈光表現形式與節目內容的高度統一。近年來我國文藝事業的發展對舞臺燈光提出了更高的要求,必須逐步的實現舞臺燈光的自動化、智能化以及科學化。舞臺音響技術在舞臺上也占有非常重要的地位,在當代傳媒技術的影響下,音響技術也在不斷的提升設計理念,使舞臺表現更加完整。當前多維數字音響技術已經開始為人們所了解,并在不久的將來一定會得到創新和普及,這對于舞美來說無疑也是一個值得探究的領域。
三、結束語
1流媒體技術的應用現狀
現在,流媒體已經逐漸發展成為一個朝陽產業。有專家預言,流媒體將成為未來因特網上應用的主流,實現溝通和傳播的多向性,使傳播不再受到時間和空間的限制。流媒體技術廣泛用于新聞出版、證券、娛樂、電子商務、遠程培訓、視頻會議、遠程教育、遠程醫療等互聯網信息服務的方方面面,總結起來有三大應用。
1.1網絡視頻直播目前,流媒體技術作為第四代媒體技術中的一種,很多大型的新聞娛樂媒體,如中央電視臺和一些地方電視臺等,都在互聯網上提供基于流媒體技術的節目,目前流媒體的視頻直播應用突破了網絡帶寬的限制,實現了在低帶寬的環境下的高質量影音傳輸,其中的智能流技術保證不同連接速率下的用戶,使得用戶可以隨時隨地應用流媒體技術在網絡上觀看多媒體信息。
1.2遠程教育Internet的使用開創了遠程教育的里程碑,它促進了遠程教育中的教學傳遞日趨現代化,這種教育形式能跨越校界、區界甚至國界。流媒體技術應用突破傳統的遠程教育以文本為主、沒有聲音和視頻,解決了教學模式單
一、交互性差的問題。教學模式多樣化體現在教師的在線直播授課和授課視頻觀看,學員可以由針對性的選擇想要學習的章節和內容,極大的提高了學習的效率節省時間。此外,流媒體技術也使遠程教育的交互從單向通信的方式,如通過Email、在線聊天、BBS等。采用流媒體技術,把流式視頻、音頻加入答疑系統將提高它的完整性和交互能力。流媒體的VOD技術還可以進行交互式教學,達到因材施教的目的。像Flash、Shockwave等技術就經常應用到網絡教學中。學生可以通過網絡共享學習經驗。大型企業可以利用基于流媒體技術的遠程教育對員工進行培訓。
1.3視頻點播及電視電話會議視頻會議系統指互聯網上或者其它數據網絡上開展的一種交互式多媒體通信業務。視頻會議系統與流媒體技術應用相結合,利用流媒體技術的良好的可訪問性、可擴展性和對帶寬的有效利用性,實現視頻會議內容的廣播和錄播,并且由于流媒體終端播放軟件大多是免費的,因此利用流媒體機制:點對點(unicast)、多址廣播(Multicast)和廣播(Broadcast)可以很好地滿足視頻會議的如上需求:首先可以使大量的授權流媒體用戶參加到視頻會議中,擴大了會議的規模和覆蓋面;而且利用流媒體技術的記錄功能,視頻會議在召開完以后可以實時存儲,流媒體用戶就可以通過點播的方式來訪問會議的內容。
流媒體進行PHP的通信,最常見的就是可視電話。只要兩端都有一臺接入Internet的電腦和一個攝像頭,在世界任何地點都可以進行音視頻通信。此外,大型企業可以利用基于流媒體的視頻會議系統來組織跨地區的會議和討論。
2流媒體技術的研究現狀
目前,流媒體技術主要表現在三個方面:分別是編碼器(編碼技術)、播放器(播放支持)和流服務器,三者缺一不可。在數據網絡上傳輸流媒體,需要解決從音/視頻源的編碼/解碼、存儲,到網絡端的媒體服務、媒體流傳輸,到用戶端的播放一系列問題。
怎樣使較好質量的流媒體實時播放,需要考慮媒體流傳輸的各個環節。其中,影響傳輸質量的三個最關鍵的因素是:編碼和壓縮的性能、媒體服務器的性能、媒體流傳輸的質量控制。
2.1編碼及壓縮: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。針對這個問題,采用先進的編碼技術,例如錯誤彈性編碼(ErrorResilientEncoding):在編碼中通過適當的控制使得發生數據丟失后能夠最大限度地減少對質量的影響。此外,媒體流的壓縮/編碼還需要考慮速率調節的能力,網絡的擁塞狀況是實時改變的,流媒體的編碼應該最大限度適應網絡速率的變化。
2.2服務器的性能提高:流媒體應用規模和范圍的擴大,流媒體服務器的性能也成為制約流媒體服務擴展能力的重要因素。提高服務器的性能包括CPU能力提高,I/O總線帶寬和傳輸速度,存儲帶寬擴展等。
2.3媒體流傳輸的質量控制:由于流媒體傳輸對網絡帶寬、延遲、丟失率等都有很高的要求,提高流媒體系統的整體擴展性和降低單個服務器性能要求是未來發展的趨勢。
此外還有流媒體技術研究還有流媒體傳輸協議和流媒體文件格式的兼容和壓縮的研究上,流媒體在網絡上傳輸需要合適的協議,TCP需要較多的開銷,故不太適合傳輸實時數據,流媒體一般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用RTP/UDP來傳輸實時多媒體數據,流媒體中協議有三種:實時傳輸協議RTP與RTCP;實時流協議RTSP;資源預訂協議RSVP。流媒體文件的格式主要有三類:RealSystem的RealMedia文件格式;微軟高級流格式ASF簡介;QuickTime電影(Movie)文件格式。針對流媒體傳輸協議的研究和文件格式的轉換上也是當前研究的一個方向。