流媒體技術第一章

1、流媒體技術流媒體技術數(shù)字媒體教研室數(shù)字媒體教研室 傅慧傅慧11E-mail:E-mail:主要內容：主要內容：第一章第一章 流媒體概述流媒體概述第二章第二章 流媒體技術基礎與制作流媒體技術基礎與制作第三章第三章 流媒體服務器流媒體服務器第四章第四章 SMIL編程編程第五章第五章 移動流媒體技術移動流媒體技術第六章第六章HTML5課程介紹：課程介紹：理論課：理論課：22學時學時實驗課：實驗課：10學時學時期末評定：期末評定：期末考試：期末考試：70% 實驗成績：實驗成績：30%參考書目：參考書目： 1、流媒體技術入門與提高（

2、第二版），、流媒體技術入門與提高（第二版）， 齊俊齊俊杰等編著，國防工業(yè)出版社杰等編著，國防工業(yè)出版社 20092、網(wǎng)絡資源、網(wǎng)絡資源 http:/ 第一章第一章 流媒體概述流媒體概述本章內容：本章內容：1.1了解流媒體技術了解流媒體技術1.2 流媒體的傳輸流媒體的傳輸1.3 流媒體體系結構及四大流媒體格式流媒體體系結構及四大流媒體格式1.4 流媒體傳輸流程流媒體傳輸流程1.5 流媒體關鍵技術流媒體關鍵技術1.6 流媒體技術的國內外動態(tài)流媒體技術的國內外動態(tài)1.11.1了解流媒體技術了解流媒體技術 多媒體與流媒體多媒體與流媒體 多媒體技術？多媒體技術？1.11.1了解流媒體技術了解流媒體技術

3、多媒體多媒體(Multimedia)是融合兩種以上媒體的人是融合兩種以上媒體的人-機交互式信息交流和傳播媒體：機交互式信息交流和傳播媒體：通常認為多媒體中的連續(xù)媒體通常認為多媒體中的連續(xù)媒體(聲音和視頻聲音和視頻)是是人與機器交互的最自然的媒體。人與機器交互的最自然的媒體。1.11.1了解流媒體技術了解流媒體技術1.1.1什么是流媒體技術？什么是流媒體技術？ 視頻格式有哪些？視頻格式有哪些？ 音頻格式有哪些？音頻格式有哪些？ 為什么需要流媒體技術？為什么需要流媒體技術？ 流媒體技術的出現(xiàn)，使得在網(wǎng)上觀看和傳輸流媒體技術的出現(xiàn)，使得在網(wǎng)上觀看和傳輸影音文件成為現(xiàn)實影音文件成為現(xiàn)實 什么是流媒體技

4、術？什么是流媒體技術？ 流媒體（流媒體（Streaming Media)Streaming Media)技術技術 將視音頻文件經(jīng)過壓縮處理后，放在網(wǎng)絡將視音頻文件經(jīng)過壓縮處理后，放在網(wǎng)絡服務器上進行分段（分為多個數(shù)據(jù)包）的傳輸，服務器上進行分段（分為多個數(shù)據(jù)包）的傳輸，客戶端計算機不用將整個的視音頻文件下載到客戶端計算機不用將整個的視音頻文件下載到本地，便可以即時收聽和收看。本地，便可以即時收聽和收看。 這個過程的一系列相關的包稱為“流”。流媒體實際是一種新的媒體傳送方式，而非一種新的媒體。 總的來說，流媒體就是指在網(wǎng)絡上使用流式傳輸技術的連續(xù)回放的多媒體。流媒體具有明顯的優(yōu)點流媒體具有明顯的

5、優(yōu)點: : （1）由于不需要將全部數(shù)據(jù)下載，因此等待時間可）由于不需要將全部數(shù)據(jù)下載，因此等待時間可以大大縮短；以大大縮短； （2）由于流文件往往小于原始文件的數(shù)據(jù)量，并且）由于流文件往往小于原始文件的數(shù)據(jù)量，并且用戶也不需要將全部流文件下載到硬盤，從而節(jié)省了用戶也不需要將全部流文件下載到硬盤，從而節(jié)省了大量的磁盤空間；大量的磁盤空間； （3）由于采用了）由于采用了rstp等實時傳輸協(xié)議，更加適合動等實時傳輸協(xié)議，更加適合動畫、視音頻在網(wǎng)上的實時傳輸。畫、視音頻在網(wǎng)上的實時傳輸。流媒體網(wǎng)絡傳輸過程流媒體網(wǎng)絡傳輸過程流式傳輸流式傳輸 主要指通過網(wǎng)絡傳送媒體（如視頻、音頻）主要指通過網(wǎng)絡傳送媒體（

6、如視頻、音頻）的技術總稱。其特定含義為通過的技術總稱。其特定含義為通過Internet 將影將影視節(jié)目傳送到視節(jié)目傳送到PC機。機。 實現(xiàn)流式傳輸有兩種方法：實時流式傳輸實現(xiàn)流式傳輸有兩種方法：實時流式傳輸（realtime streaming）和順序流式傳輸）和順序流式傳輸（progressive streaming）。）。實時流式傳輸實時流式傳輸( (realtime streaming)realtime streaming) 一般說來，如視頻為實時廣播，或使用流式一般說來，如視頻為實時廣播，或使用流式傳輸媒體服務器，或應用如傳輸媒體服務器，或應用如RTSP的實時協(xié)議，的實時協(xié)議，即為即為

7、實時流式傳輸實時流式傳輸。 實時流式傳輸特點實時流式傳輸特點: : 1 媒體信號帶寬與網(wǎng)絡連接相匹配媒體信號帶寬與網(wǎng)絡連接相匹配( 使媒體可使媒體可被實時觀看到被實時觀看到) 2 需要專用的流媒體服務器與傳輸協(xié)議。需要專用的流媒體服務器與傳輸協(xié)議。 3 特別適合現(xiàn)場事件特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，用，也支持隨機訪問，用戶可戶可快進快進或或后退后退以觀看前面或后面的內容。以觀看前面或后面的內容。實時流式傳輸特點實時流式傳輸特點: :4 實時流一經(jīng)播放就不可停止，但實際上，可能實時流一經(jīng)播放就不可停止，但實際上，可能發(fā)生周期暫停。發(fā)生周期暫停。缺點缺點: 實時流式傳輸必須匹配連接帶寬，這意實

8、時流式傳輸必須匹配連接帶寬，這意味著在以調制解調器速度連接時圖象質量較差。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(wǎng)絡擁而且，由于出錯丟失的信息被忽略掉，網(wǎng)絡擁擠或出現(xiàn)問題時，視頻質量很差。擠或出現(xiàn)問題時，視頻質量很差。實時流式傳輸服務器實時流式傳輸服務器: : QuickTime Streaming Server、 RealServer Windows Media Server。 這些服務器允許你對媒體發(fā)送進行更多級別的這些服務器允許你對媒體發(fā)送進行更多級別的控制，因而系統(tǒng)設置、管理比標準控制，因而系統(tǒng)設置、管理比標準HTTP服務服務器更復雜。器更復雜。實

9、時流式傳輸協(xié)議實時流式傳輸協(xié)議: : 實時流式傳輸還需要特殊網(wǎng)絡協(xié)議，如：實時流式傳輸還需要特殊網(wǎng)絡協(xié)議，如：RTSP (Realtime Streaming Protocol) MMS (Microsoft Media Server) 這些協(xié)議在有防火墻時有時會出現(xiàn)問題，這些協(xié)議在有防火墻時有時會出現(xiàn)問題，導致用戶不能看到一些地點的實時內容。導致用戶不能看到一些地點的實時內容。順序流式傳輸順序流式傳輸( (progressive streaming)progressive streaming) 順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在

10、給定時刻，用戶同時用戶可觀看在線媒體，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載的前頭部分. 順序流式傳輸特點順序流式傳輸特點: : 1 順序流式傳輸不象實時流式傳輸在傳輸期間順序流式傳輸不象實時流式傳輸在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度做調整。根據(jù)用戶連接的速度做調整。 2 由于標準的由于標準的HTTP服務器可發(fā)送這種形式的服務器可發(fā)送這種形式的文件，也不需要其他特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作文件，也不需要其他特殊協(xié)議，它經(jīng)常被稱作HTTP流式傳輸。流式傳輸。順序流式傳輸順序流式傳輸( (progressive streaming)pro

11、gressive streaming) 3 順序流式傳輸比較適合高質量的短片段，如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部分是無損下載的，這種方法保證電影播放的最終質量。的最終質量。4 這意味著用戶在觀看前，必須經(jīng)歷延遲，對這意味著用戶在觀看前，必須經(jīng)歷延遲，對較慢的連接尤其如此。較慢的連接尤其如此。順序流式傳輸適應類型順序流式傳輸適應類型 順序流式文件是放在標準順序流式文件是放在標準HTTP 或或 FTP服務器服務器上，易于管理，基本上與防火墻無關。上，易于管理，基本上與

12、防火墻無關。 順序流式傳輸不適合長片段和有隨機訪問要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。求的視頻，如：講座、演說與演示。 它也不支持現(xiàn)場廣播，嚴格說來，它它也不支持現(xiàn)場廣播，嚴格說來，它是一種是一種點播技術點播技術問題問題: :優(yōu)酷優(yōu)酷 土豆網(wǎng)是那種流式傳輸技術土豆網(wǎng)是那種流式傳輸技術?.2流媒體文件格式流媒體文件格式 流媒體格式文件是經(jīng)過了特殊的編碼，才能夠流媒體格式文件是經(jīng)過了特殊的編碼，才能夠實現(xiàn)在網(wǎng)絡上邊下載邊播放的。實現(xiàn)在網(wǎng)絡上邊下載邊播放的。 通常，編碼由專門的壓縮編碼軟件來完成，通常，編碼由專門的壓縮編碼軟件來完成，而使用者收聽或

13、收看網(wǎng)絡影音文件則是一個解而使用者收聽或收看網(wǎng)絡影音文件則是一個解壓縮的過程，這是由專門的播放器來完成的。壓縮的過程，這是由專門的播放器來完成的。 目前，流媒體領域當中，參與競爭的公司主要目前，流媒體領域當中，參與競爭的公司主要有以下四個：微軟，有以下四個：微軟，Real Networks和蘋果公和蘋果公司，司，Adobe公司。公司。表表1-11-1四家公司使用的流媒體格式四家公司使用的流媒體格式公司產(chǎn)品公司產(chǎn)品文件擴展名文件擴展名服務器部分服務器部分使用者部分使用者部分MicrosoftWindows MediaASFWMVWMAWindows Media ServerWindows Med

14、iaPlayerReal NetworksReal SystemRM，RARP，RTReal ServerRealOne PlayerAppleQuickTimeMOVQTQuickTime(Darwin)Streaming ServerQuickTime PlayerAdobeflv，swf 可提供流媒體服務的可提供流媒體服務的服務器服務器JW FLV media player流媒體播放器流媒體播放器: : QuickTime PlayerRealOne PlayerWindows Media PlayerMacromedia Flash PlayerAdobe Flash Player媒體

15、播放器具有以下功能媒體播放器具有以下功能（1）解壓，為節(jié)省存儲空間和網(wǎng)絡帶寬，音頻）解壓，為節(jié)省存儲空間和網(wǎng)絡帶寬，音頻和視頻通常都是壓縮的。媒體播放器必須在播和視頻通常都是壓縮的。媒體播放器必須在播放時解壓。放時解壓。（2）消除抖動分組。抖動是數(shù)據(jù)流中分組從源）消除抖動分組。抖動是數(shù)據(jù)流中分組從源到目的地的延遲的差異。由于音頻和視頻必須到目的地的延遲的差異。由于音頻和視頻必須同步播放，接收者必須對接收的分組做短期的同步播放，接收者必須對接收的分組做短期的緩存來消除抖動。緩存來消除抖動。（3）糾錯。由于不可預知因特網(wǎng)擁塞，分組數(shù)）糾錯。由于不可預知因特網(wǎng)擁塞，分組數(shù)據(jù)流中的一段可能丟失。如果此

16、片段非常大，據(jù)流中的一段可能丟失。如果此片段非常大，用戶就無法接受音頻和視頻的質量了。許多流用戶就無法接受音頻和視頻的質量了。許多流式系統(tǒng)就嘗試恢復丟失的數(shù)據(jù)。它們或者通過式系統(tǒng)就嘗試恢復丟失的數(shù)據(jù)。它們或者通過冗余分組的傳送重建丟失的分組，或者直接要冗余分組的傳送重建丟失的分組，或者直接要求重發(fā)這些分組，或者從收到的數(shù)據(jù)推斷并插求重發(fā)這些分組，或者從收到的數(shù)據(jù)推斷并插入丟失的數(shù)據(jù)。入丟失的數(shù)據(jù)。（4）帶控制部件的用戶界面。這是用戶可操作）帶控制部件的用戶界面。這是用戶可操作的部分，包括音量控制、暫停的部分，包括音量控制、暫停/繼續(xù)按鈕、時繼續(xù)按鈕、時間跳躍滑動條等。間跳躍滑動條等。1.1.3

17、1.1.3流媒體技術的應用流媒體技術的應用1.網(wǎng)絡視頻點播網(wǎng)絡視頻點播 VOD(Vedio On Demand)視頻點播視頻點播最初應用于卡拉最初應用于卡拉OK中。中。計算機的出現(xiàn)使計算機的出現(xiàn)使VOD視頻點播技術逐步被應用視頻點播技術逐步被應用于局域網(wǎng)和有線電視網(wǎng)中于局域網(wǎng)和有線電視網(wǎng)中流媒體技術的出現(xiàn)，視頻點播跨越到互聯(lián)網(wǎng)。流媒體技術的出現(xiàn)，視頻點播跨越到互聯(lián)網(wǎng)。很多著名的視頻點播網(wǎng)站：優(yōu)酷，土豆等很多著名的視頻點播網(wǎng)站：優(yōu)酷，土豆等.3流媒體技術的應用流媒體技術的應用2.網(wǎng)絡直播網(wǎng)絡直播 現(xiàn)場直播現(xiàn)場直播 衛(wèi)星轉播衛(wèi)星轉播 網(wǎng)絡直播網(wǎng)絡直播 流媒體技術在網(wǎng)絡直播中占有重要

18、地位。流媒體技術在網(wǎng)絡直播中占有重要地位。 1 1）流媒體技術實現(xiàn)了在低帶寬的情況下通過）流媒體技術實現(xiàn)了在低帶寬的情況下通過網(wǎng)絡實時傳輸較高質量的影音文件；網(wǎng)絡實時傳輸較高質量的影音文件； 2 2）流媒體技術中的多播）流媒體技術中的多播(Multicast)(Multicast)技術也技術也可以最大程度地減小流媒體服務器的負荷，節(jié)可以最大程度地減小流媒體服務器的負荷，節(jié)省網(wǎng)絡帶寬。省網(wǎng)絡帶寬。.3流媒體技術的應用流媒體技術的應用3.視頻會議視頻會議 流媒體技術的商業(yè)用途流媒體技術的商業(yè)用途 使用者可以不用將所有的影片傳送完畢，便可使用者可以不用將所有的影片傳送完畢，便可以觀看

19、到連續(xù)不斷的會議實況，解決了觀看前以觀看到連續(xù)不斷的會議實況，解決了觀看前的等待問題，可以達到實時會議效果。的等待問題，可以達到實時會議效果。 另一個重要因素是，使用流媒體技術組織視頻另一個重要因素是，使用流媒體技術組織視頻會議投入少，可以節(jié)省大量的開支。會議投入少，可以節(jié)省大量的開支。.3流媒體技術的應用流媒體技術的應用4.遠程教育遠程教育 遠程教育的最大特點就是教師與學生在時間和遠程教育的最大特點就是教師與學生在時間和空間上的分離?？臻g上的分離。 流媒體技術在網(wǎng)絡上的應用，可以實現(xiàn)在學習流媒體技術在網(wǎng)絡上的應用，可以實現(xiàn)在學習者和教師之間迅捷的信息傳遞，這些信息不再者和教師

20、之間迅捷的信息傳遞，這些信息不再只是文字教學資源，而是視頻、音頻、圖片、只是文字教學資源，而是視頻、音頻、圖片、文本等多媒體的教學資源。文本等多媒體的教學資源。.3流媒體技術的應用流媒體技術的應用5、IPTV 即交互式網(wǎng)絡電視，是一種利用有線電視網(wǎng)，即交互式網(wǎng)絡電視，是一種利用有線電視網(wǎng)，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體和通信等多種技術于一體，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體和通信等多種技術于一體，向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內的多種交互向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內的多種交互式服務的嶄新技術。式服務的嶄新技術。 可以完成接收視頻點播節(jié)目、視頻廣播及網(wǎng)可以完成接收視頻點播節(jié)目、視頻廣播及網(wǎng)上沖浪等功能。上沖浪

21、等功能。.3流媒體技術的應用流媒體技術的應用6、移動視頻、移動視頻 不再滿足于：移動語音，簡單數(shù)據(jù)溝通。不再滿足于：移動語音，簡單數(shù)據(jù)溝通。 移動視頻技術就是流媒體技術在移動網(wǎng)絡和移動視頻技術就是流媒體技術在移動網(wǎng)絡和終端的應用，主要是利用移動通信網(wǎng)為手機終終端的應用，主要是利用移動通信網(wǎng)為手機終端提供音頻、視頻和數(shù)據(jù)的流媒體服務。端提供音頻、視頻和數(shù)據(jù)的流媒體服務。 典型應用：典型應用：按需點播按需點播實況事件實況事件模擬實況模擬實況.4流媒體技術的三個方面流媒體技術的三個方面 流媒體技術包含三個基本方面：流媒體技術包含三個基本方面： 1、編碼器（編碼技術）；

22、、編碼器（編碼技術）； 2、播放器（播放支持）；、播放器（播放支持）； 3、流服務器。、流服務器。 三者缺一不可。僅僅具有其中一到兩個要素三者缺一不可。僅僅具有其中一到兩個要素是不能被稱為流媒體技術的是不能被稱為流媒體技術的。.4流媒體技術的三個方面流媒體技術的三個方面流媒體技術更全面的內容流媒體技術更全面的內容: 流媒體數(shù)據(jù)采集、流媒體數(shù)據(jù)采集、 視視/音頻編解碼、音頻編解碼、 存儲、存儲、 傳輸、傳輸、 播放播放流的兩種含義流的兩種含義: : 廣義上的流是使音頻和視頻形成穩(wěn)定和連續(xù)廣義上的流是使音頻和視頻形成穩(wěn)定和連續(xù)的傳輸流和回放流的一系列技術、方法和協(xié)議的傳輸流和回放流

23、的一系列技術、方法和協(xié)議的總稱，我們習慣上稱之為流媒體系統(tǒng)；的總稱，我們習慣上稱之為流媒體系統(tǒng)； 狹義上的流是相對于傳統(tǒng)的下載回放狹義上的流是相對于傳統(tǒng)的下載回放（Download-Playback）方式而言的一種媒）方式而言的一種媒體格式，它能從體格式，它能從Internet上獲取音頻和視頻等上獲取音頻和視頻等連續(xù)的多媒體流，客戶可以邊接收邊播放，使連續(xù)的多媒體流，客戶可以邊接收邊播放，使時延大大減少。時延大大減少。1.21.2流媒體的傳輸流媒體的傳輸1.2.1傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議 網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)傳輸需要一些協(xié)議作為支持。網(wǎng)絡上數(shù)據(jù)傳輸需要一些協(xié)議作為支持。 支持流媒體傳輸?shù)囊恍﹨f(xié)議：支持流媒體傳輸

24、的一些協(xié)議： RSVP:資源預留協(xié)議資源預留協(xié)議 RTP：實時傳輸協(xié)議：實時傳輸協(xié)議 RTCP：實時傳輸控制協(xié)議：實時傳輸控制協(xié)議 RTSP：實時流協(xié)議：實時流協(xié)議.1傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議RSVP協(xié)議：協(xié)議： RSVP(Resource Reservation Protocol)資源預留協(xié)議。資源預留協(xié)議。 該協(xié)議保證流媒體傳輸時，能夠預留出一部該協(xié)議保證流媒體傳輸時，能夠預留出一部分網(wǎng)絡資源（即帶寬），能在一定程度上為流分網(wǎng)絡資源（即帶寬），能在一定程度上為流媒體的傳輸提供媒體的傳輸提供Qos. Qos(Quality of Service):服務質量服務質量.1

25、傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議RTP協(xié)議：協(xié)議： RTP(Real-Time Transport Protocol) 實時傳輸協(xié)議實時傳輸協(xié)議 RTP被定義為一對一或者一對多的傳輸情被定義為一對一或者一對多的傳輸情況下工作。其目的是提供時間信息和保證實現(xiàn)況下工作。其目的是提供時間信息和保證實現(xiàn)流的同步，它通常使用流的同步，它通常使用UDP協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，但也可以在但也可以在TCP或者或者ATM等其他協(xié)議上工作。等其他協(xié)議上工作。 .1傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議RTCP協(xié)議：協(xié)議： RTCP(Real-Time Control Protocol)實時傳輸控制協(xié)議實時傳輸控制協(xié)議 RTCP

26、是一個控制協(xié)議，是與是一個控制協(xié)議，是與RTP協(xié)議共同工協(xié)議共同工作的，功能是為順序傳輸數(shù)據(jù)包提供精確可靠作的，功能是為順序傳輸數(shù)據(jù)包提供精確可靠的傳送機制，并且提供流量控制功能，使服務的傳送機制，并且提供流量控制功能，使服務器可根據(jù)接收端的反饋信息動態(tài)地控制數(shù)據(jù)的器可根據(jù)接收端的反饋信息動態(tài)地控制數(shù)據(jù)的傳輸速率。傳輸速率。.1傳輸協(xié)議傳輸協(xié)議RTSP協(xié)議：協(xié)議： RTSP(Real-Time Streaming Protocol)實時流協(xié)議實時流協(xié)議 它是由它是由Real NetWorks 和和 Netscape共同提出共同提出的，該協(xié)議定義了一對多應用程序如何有效地的，該協(xié)

27、議定義了一對多應用程序如何有效地通過通過IP網(wǎng)絡傳輸多媒體數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡傳輸多媒體數(shù)據(jù)。 RTSP協(xié)議使用協(xié)議使用TCP或者或者RTP完成數(shù)據(jù)傳輸。完成數(shù)據(jù)傳輸。.2流媒體的播送流媒體的播送單播、多播、點播和廣播單播、多播、點播和廣播 單播和多播是指客戶端從媒體服務器收數(shù)據(jù)單播和多播是指客戶端從媒體服務器收數(shù)據(jù)包的兩種方式包的兩種方式 點播和廣播是用來描述客戶端與服務器之間點播和廣播是用來描述客戶端與服務器之間的關系的。的關系的。 .2流媒體的播送流媒體的播送 例如：例如： 在單播的接受方式為前提下，客戶端與服務在單播的接受方式為前提下，客戶端與服務器之間存在兩種關

28、系，即點播和廣播。器之間存在兩種關系，即點播和廣播。 在進行廣播時，也可以采用單播和多播兩種在進行廣播時，也可以采用單播和多播兩種方式實現(xiàn)。方式實現(xiàn)。.2流媒體的播送流媒體的播送1.單播單播 客戶端與服務器之間建立一個點到點客戶端與服務器之間建立一個點到點（P2P）的單獨數(shù)據(jù)通道，在流媒體播放過程）的單獨數(shù)據(jù)通道，在流媒體播放過程中從一臺服務器發(fā)送出的數(shù)據(jù)包只能傳給一個中從一臺服務器發(fā)送出的數(shù)據(jù)包只能傳給一個客戶機。客戶機。 所以只有當客戶端發(fā)出請求時，媒體服所以只有當客戶端發(fā)出請求時，媒體服務器才向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。務器才向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。 單播基本原理圖單播基本原理圖 1.2

29、.21.2.2流媒體的播送流媒體的播送1.單播單播 局限性局限性: 這種方式接收數(shù)據(jù)時，每個客戶端必須分這種方式接收數(shù)據(jù)時，每個客戶端必須分別對媒體服務器發(fā)出請求。而相應的，媒體服別對媒體服務器發(fā)出請求。而相應的，媒體服務器也必須向，向每一個客戶發(fā)送所申請的數(shù)務器也必須向，向每一個客戶發(fā)送所申請的數(shù)據(jù)。這樣服務器負擔很大，同時由于每個客戶據(jù)。這樣服務器負擔很大，同時由于每個客戶端都自行地連接服務器，這樣也會占用很大的端都自行地連接服務器，這樣也會占用很大的網(wǎng)絡帶寬。網(wǎng)絡帶寬。 單播這種方式受到客戶端數(shù)量的限制。單播這種方式受到客戶端數(shù)量的限制。 .2流媒體的播送流媒體的播送2.

30、多播多播 也稱為組播。多播是一種多地址廣播。服也稱為組播。多播是一種多地址廣播。服務器與客戶端之間是一對多的關系，在流媒體務器與客戶端之間是一對多的關系，在流媒體播放過程中，服務器只向一組特定的用戶發(fā)送播放過程中，服務器只向一組特定的用戶發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，組內各個用戶可以共享這個數(shù)據(jù)一個數(shù)據(jù)包，組內各個用戶可以共享這個數(shù)據(jù)包，而組外的用戶無法接收。包，而組外的用戶無法接收。 使用多播使原來由服務器承擔的重復的數(shù)使用多播使原來由服務器承擔的重復的數(shù)據(jù)分發(fā)工作被轉移到路由器中完成。據(jù)分發(fā)工作被轉移到路由器中完成。 多播方式解決了單播中服務器的負擔和對多播方式解決了單播中服務器的負擔和對網(wǎng)絡帶寬的占用

31、問題，同時能夠保證網(wǎng)絡的服網(wǎng)絡帶寬的占用問題，同時能夠保證網(wǎng)絡的服務質量。務質量。.2流媒體的播送流媒體的播送2.多播多播 局限性：局限性：需要網(wǎng)內的路由器支持多播，否則用戶是需要網(wǎng)內的路由器支持多播，否則用戶是無法接收多播數(shù)據(jù)的。這點要在廣域網(wǎng)中實現(xiàn)無法接收多播數(shù)據(jù)的。這點要在廣域網(wǎng)中實現(xiàn)是比較困難的。是比較困難的。多播方式靈活性相對較差，組內客戶端接多播方式靈活性相對較差，組內客戶端接受的多播內容完全相同。受的多播內容完全相同。多播基本原理圖多播基本原理圖問題？問題？視頻點播適合采用多播方式嗎？視頻點播適合采用多播方式嗎？答：視頻點播適合采用單播的方式。因答：視頻點播適合采

32、用單播的方式。因為點播時特定一組內的用戶的需求是各不相同為點播時特定一組內的用戶的需求是各不相同的的視頻直播適合采用哪種方式？視頻直播適合采用哪種方式？答：采用多播方式更好。答：采用多播方式更好。.2流媒體的播送流媒體的播送3.點播點播 是客戶端與服務器之間主動的連接，是用戶的是客戶端與服務器之間主動的連接，是用戶的主動行為。在點播的過程中，用戶可以對影音主動行為。在點播的過程中，用戶可以對影音文件進行開始、停止、后退、快進、或暫停等文件進行開始、停止、后退、快進、或暫停等控制?？刂?。 點播是通過單播方式從服務器接收數(shù)據(jù)，所以點播是通過單播方式從服務器接收數(shù)據(jù)，所以它的基本原理

33、同單播的基本原理。它的基本原理同單播的基本原理。.2流媒體的播送流媒體的播送4.廣播廣播 廣播是一種客戶端被動接收數(shù)據(jù)的播送方廣播是一種客戶端被動接收數(shù)據(jù)的播送方式。在廣播過程中，用戶不可以對影音文件進式。在廣播過程中，用戶不可以對影音文件進行開始、停止、后退、快進或暫停等控制。行開始、停止、后退、快進或暫停等控制。 廣播可以分為兩類：廣播單播和廣播多播廣播可以分為兩類：廣播單播和廣播多播 廣播方式實際上是多播的一種特殊情況，廣播方式實際上是多播的一種特殊情況，這里沒有特定的組存在，而是服務器把相同的這里沒有特定的組存在，而是服務器把相同的數(shù)據(jù)發(fā)送給所有的客戶端。數(shù)據(jù)發(fā)送給所有

34、的客戶端。 廣播基本原理圖廣播基本原理圖1.3 1.3 流媒體系統(tǒng)組成及四大流媒體格式流媒體系統(tǒng)組成及四大流媒體格式流媒體系統(tǒng)包括：流媒體系統(tǒng)包括：1、編碼工具：用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)、編碼工具：用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式；據(jù)，形成流媒體格式；2、流媒體數(shù)據(jù)、流媒體數(shù)據(jù):壓縮編碼后的信息壓縮編碼后的信息+音視頻同步音視頻同步等信息等信息+字幕字幕+聲道選擇等聲道選擇等+網(wǎng)絡傳輸控制信息網(wǎng)絡傳輸控制信息3、服務器：存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)；、服務器：存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)；4、網(wǎng)絡：適合多媒體傳輸協(xié)議甚至實時傳輸協(xié)、網(wǎng)絡：適合多媒體傳輸協(xié)議甚至實時傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡；議的網(wǎng)絡

35、；5、播放器：供客戶端瀏覽流媒體文件（通常是、播放器：供客戶端瀏覽流媒體文件（通常是獨立的播放器和獨立的播放器和ActiveX方式的插件）。方式的插件）。MicrosoftMicrosoft公司的公司的Windows MediaWindows Media的核心是的核心是ASFASF（Advanced Stream FormatAdvanced Stream Format）。微軟將）。微軟將ASFASF定義為同步媒體的統(tǒng)一容器文件格式。定義為同步媒體的統(tǒng)一容器文件格式。ASFASF是一是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息通過這種格式

36、，以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)腳本等多媒體信息通過這種格式，以網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實現(xiàn)流式多媒體內容發(fā)布。包的形式傳輸，實現(xiàn)流式多媒體內容發(fā)布。四大流媒體格式四大流媒體格式1.1.微軟高級流格式微軟高級流格式ASFASFASFASF最大優(yōu)點就是體積小，因此適合網(wǎng)絡傳最大優(yōu)點就是體積小，因此適合網(wǎng)絡傳輸，使用微軟公司的最新媒體播放器輸，使用微軟公司的最新媒體播放器（Microsoft Windows Media PlayerMicrosoft Windows Media Player）可以直）可以直接播放該格式的文件。接播放該格式的文件。用戶可以將其他格式的視頻和音頻轉換為用戶可以將其他格式的視頻和音頻轉換為A

37、SFASF格式，而且用戶還可以通過聲卡和視頻捕獲格式，而且用戶還可以通過聲卡和視頻捕獲卡將諸如麥克風、錄像機等等外設的數(shù)據(jù)保存為卡將諸如麥克風、錄像機等等外設的數(shù)據(jù)保存為ASFASF格式。另外，格式。另外，ASFASF格式的視頻中可以帶有命令格式的視頻中可以帶有命令代碼，用戶指定在到達視頻或音頻的某個時間后代碼，用戶指定在到達視頻或音頻的某個時間后觸發(fā)某個事件或操作。觸發(fā)某個事件或操作。四大流媒體格式四大流媒體格式1.1.微軟高級流格式微軟高級流格式ASFASF可擴展的媒體類型：可擴展的媒體類型： ASFASF文件允許制作者文件允許制作者很容易地定義新的媒體類型。很容易地定義新的媒體類型。AS

38、FASF格式提供了格式提供了非常有效的靈活地定義符合非常有效的靈活地定義符合ASFASF文件格式定義文件格式定義的新的媒體流類型。的新的媒體流類型?？缮炜s的媒體類型：可伸縮的媒體類型：ASFASF是設計用來表示是設計用來表示可伸縮的媒體類型的可伸縮的媒體類型的“帶寬帶寬”之間的依賴關系。之間的依賴關系。四大流媒體格式四大流媒體格式1.1.微軟高級流格式微軟高級流格式ASFASFRealNetworksRealNetworks公司的公司的RealMediaRealMedia包括包括RealAudioRealAudio、RealVideoRealVideo和和RealFlashRealFlash三

39、類文件，三類文件，其中其中RealAudioRealAudio用來傳輸接近用來傳輸接近CDCD音質的音頻數(shù)據(jù)，音質的音頻數(shù)據(jù)，RealVideoRealVideo用來傳輸不間斷的視頻數(shù)據(jù)，用來傳輸不間斷的視頻數(shù)據(jù)，四大流媒體格式四大流媒體格式2.RealMedia2.RealMedia文件格式文件格式RealFlashRealFlash則是則是RealNetworksRealNetworks公司與公司與MacromediaMacromedia公司新近聯(lián)合推出的一種高壓縮比公司新近聯(lián)合推出的一種高壓縮比的動畫格式的動畫格式RealMediaRealMedia文件格式的引入了，它文件格式的引入了，

40、它使得使得RealSystemRealSystem可以通過各種網(wǎng)絡傳送高質量可以通過各種網(wǎng)絡傳送高質量的多媒體內容。的多媒體內容。第三方開發(fā)者可以通過第三方開發(fā)者可以通過RealNetworksRealNetworks公公司提供的司提供的SDKSDK將它們的媒體格式轉換成將它們的媒體格式轉換成RealMediaRealMedia文件格式。文件格式。四大流媒體格式四大流媒體格式2.RealMedia2.RealMedia文件格式文件格式AppleApple公司的公司的QuickTimeQuickTime電影文件現(xiàn)已成為電影文件現(xiàn)已成為是數(shù)字媒體領域的工業(yè)標準。是數(shù)字媒體領域的工業(yè)標準。Quick

41、TimeQuickTime電影文電影文件格式定義了存儲數(shù)字媒體內容的標準方法，件格式定義了存儲數(shù)字媒體內容的標準方法，使用這種文件格式不僅可以存儲單個的媒體內使用這種文件格式不僅可以存儲單個的媒體內容容( (如視頻幀或音頻采樣如視頻幀或音頻采樣) )，而且能保存對該媒，而且能保存對該媒體作品的完整描述；體作品的完整描述；四大流媒體格式四大流媒體格式3.QuickTime3.QuickTime電影文件格式電影文件格式QuickTimeQuickTime文件格式中媒體描述和媒體文件格式中媒體描述和媒體數(shù)據(jù)是分開存儲的，媒體描述或元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是分開存儲的，媒體描述或元數(shù)據(jù)（meta-datameta-

42、data）叫做電影（）叫做電影（moviemovie）, ,包含軌包含軌道數(shù)目、視頻壓縮格式和時間信息。同時道數(shù)目、視頻壓縮格式和時間信息。同時moviemovie包含媒體數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的索引。包含媒體數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的索引。媒體數(shù)據(jù)是所有的采樣數(shù)據(jù)，如視頻幀媒體數(shù)據(jù)是所有的采樣數(shù)據(jù)，如視頻幀和音頻采樣，媒體數(shù)據(jù)可以與和音頻采樣，媒體數(shù)據(jù)可以與QuickTime QuickTime moviemovie存儲在同一個文件中，也可以在一個存儲在同一個文件中，也可以在一個單獨的文件或者在幾個文件中。單獨的文件或者在幾個文件中。四大流媒體格式四大流媒體格式3.QuickTime3.QuickTime電影文件

43、格式電影文件格式四大流媒體格式四大流媒體格式4. FlV4. FlV文件格式文件格式Flash MXFlash Player2005年，年，F(xiàn)lash8采用采用VP6視頻編碼格式，同等視頻編碼格式，同等碼率下，視頻質量可以全面超越碼率下，視頻質量可以全面超越windows Media9,Real9甚至甚至H.2642005年，年，Adobe公司果斷以公司果斷以34億美元收購了億美元收購了Macromedia公司。公司。Adobe FlashAdobe Flash技術逐漸成為流媒體解決方案技術逐漸成為流媒體解決方案 在互聯(lián)網(wǎng)中，主要的視頻網(wǎng)站都采用了在互聯(lián)網(wǎng)中，主要的視頻網(wǎng)站都采用了FlashF

44、lash的流媒體解決方案。的流媒體解決方案。 20082008年春節(jié)聯(lián)歡晚會也使用了年春節(jié)聯(lián)歡晚會也使用了FlashFlash解決解決方案中的方案中的Adobe Flash Media ServerAdobe Flash Media Server技術提供技術提供了網(wǎng)上視頻點播服務。了網(wǎng)上視頻點播服務。 整個方案包含四個部分：交互服務、版權整個方案包含四個部分：交互服務、版權保護、媒體流服務、編碼服務。分別對應一系保護、媒體流服務、編碼服務。分別對應一系列軟件：列軟件：Adobe Flash Media Interactive Adobe Flash Media Interactive Serv

45、er, Adobe Flash Meclia Rigths Server, Adobe Flash Meclia Rigths Management Server, Adobe Flash Media Management Server, Adobe Flash Media Streaming Server, Adobe Flash Media Streaming Server, Adobe Flash Media Encoding Server Encoding Server 1.41.4流媒體傳輸流程流媒體傳輸流程Web瀏覽器瀏覽器HTTP/TCPWeb服務器服務器媒體播放器媒體播放器媒體

46、服務器媒體服務器控制信息控制信息RTCP/TCP(UDP)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息RTP/UDP源文件源文件搜索搜索定位定位1.51.5流媒體關鍵技術流媒體關鍵技術3個關鍵技術：個關鍵技術： 數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮技術解壓縮技術流媒體的網(wǎng)絡傳輸技術流媒體的網(wǎng)絡傳輸技術媒體文件在流式傳輸中的版權保護問題。媒體文件在流式傳輸中的版權保護問題。支持大規(guī)模用戶在線使用的流媒體應用是支持大規(guī)模用戶在線使用的流媒體應用是InternetInternet中極富潛力的一項中極富潛力的一項“重磅級應用重磅級應用”, ,但但由于由于InternetInternet缺乏服務質量缺乏服務質量(QoS)(QoS)與相應的安全

47、與相應的安全保障保障, ,并且網(wǎng)絡和終端系統(tǒng)又存在著較大的異構并且網(wǎng)絡和終端系統(tǒng)又存在著較大的異構性性, ,這使得在這使得在InternetInternet上構建支持大規(guī)模用戶的上構建支持大規(guī)模用戶的在線流媒體應用面臨很多的挑戰(zhàn)在線流媒體應用面臨很多的挑戰(zhàn). .1 1、大規(guī)模流媒體應用中關鍵技術的研究、大規(guī)模流媒體應用中關鍵技術的研究1.6 1.6 流媒體技術的國內外動態(tài)流媒體技術的國內外動態(tài)從支持該應用的流媒體編碼技術和網(wǎng)絡技術從支持該應用的流媒體編碼技術和網(wǎng)絡技術兩個角度出發(fā)兩個角度出發(fā), ,針對編碼技術與網(wǎng)絡技術的發(fā)展針對編碼技術與網(wǎng)絡技術的發(fā)展與現(xiàn)狀與現(xiàn)狀. .研究一個新的流媒體應用體

48、系結構研究一個新的流媒體應用體系結構, ,以同以同時解決大規(guī)模流媒體應用中的性能瓶頸、異構性、時解決大規(guī)模流媒體應用中的性能瓶頸、異構性、安全傳輸以及服務質量等問題安全傳輸以及服務質量等問題, ,并指出了大規(guī)模并指出了大規(guī)模流媒體應用中關鍵技術的研究方向流媒體應用中關鍵技術的研究方向. .請參考請參考: :計算機學報計算機學報 20082008年第年第5 5期：大規(guī)模流媒體應用期：大規(guī)模流媒體應用中關鍵技術的研究中關鍵技術的研究1.4 1.4 流媒體技術的國內外動態(tài)流媒體技術的國內外動態(tài)2 2、具有高緩存寫入效率的流媒體分段緩存方法、具有高緩存寫入效率的流媒體分段緩存方法流媒體代理服務器緩存是

49、能有效降低網(wǎng)絡流媒體代理服務器緩存是能有效降低網(wǎng)絡傳輸負載的技術傳輸負載的技術. .長時間持續(xù)和大傳輸碼率的兩長時間持續(xù)和大傳輸碼率的兩個流媒體訪問特點使得流媒體代理服務器面臨個流媒體訪問特點使得流媒體代理服務器面臨的負載問題十分嚴峻的負載問題十分嚴峻. .流媒體緩存方法是流媒體流媒體緩存方法是流媒體代理服務器的核心組成代理服務器的核心組成, ,其引發(fā)的緩存寫入操作其引發(fā)的緩存寫入操作數(shù)量對代理服務器負載有著重要的影響數(shù)量對代理服務器負載有著重要的影響. .1.4 1.4 流媒體技術的國內外動態(tài)流媒體技術的國內外動態(tài)1.4 1.4 流媒體技術的國內外動態(tài)流媒體技術的國內外動態(tài)從流媒體緩存的執(zhí)行

50、特點入手從流媒體緩存的執(zhí)行特點入手, ,研究高網(wǎng)絡研究高網(wǎng)絡傳輸減少效果和低緩存寫入負載的流媒體分段緩傳輸減少效果和低緩存寫入負載的流媒體分段緩存方法存方法. .緩存寫入與訪問熱度相結合是緩存方法的主緩存寫入與訪問熱度相結合是緩存方法的主要特點要特點. . 該緩存方法相比目前減少網(wǎng)絡傳輸最好該緩存方法相比目前減少網(wǎng)絡傳輸最好的的Adaptive&LazyAdaptive&Lazy緩存方法能減少緩存方法能減少2/32/3的緩存寫的緩存寫入負載入負載, ,并能獲得同樣的網(wǎng)絡傳輸減少效果并能獲得同樣的網(wǎng)絡傳輸減少效果. .請參考請參考: :計算機學報計算機學報 20072007年第年第4 4期：具有

51、高緩存寫入效期：具有高緩存寫入效率的流媒體分段緩存方法率的流媒體分段緩存方法3 3、P2PP2P流媒體關鍵技術的研究進展流媒體關鍵技術的研究進展傳統(tǒng)的流媒體系統(tǒng)建立在客戶傳統(tǒng)的流媒體系統(tǒng)建立在客戶- -服務器模式服務器模式的基礎上的基礎上, ,系統(tǒng)伸縮性差系統(tǒng)伸縮性差, ,服務器常常成為系統(tǒng)服務器常常成為系統(tǒng)的瓶頸的瓶頸而最近興起的而最近興起的P2P(peer-to-peer)P2P(peer-to-peer)技術技術在充分利用客戶資源、提高系統(tǒng)伸縮性等方面在充分利用客戶資源、提高系統(tǒng)伸縮性等方面具有巨大的潛力具有巨大的潛力, ,基于基于P2PP2P方式的流媒體的研究方式的流媒體的研究也逐步引

52、起了人們的注意也逐步引起了人們的注意. .1.4 1.4 流媒體技術的國內外動態(tài)流媒體技術的國內外動態(tài)當前當前P2PP2P流媒體關鍵技術的研究進展流媒體關鍵技術的研究進展, , P2PP2P流媒體的研究現(xiàn)狀流媒體的研究現(xiàn)狀, P2P, P2P流媒體的未來研流媒體的未來研究方向。究方向。請參考請參考: :計算機研究與發(fā)展計算機研究與發(fā)展 20052005年第年第1212期：期：P2PP2P流媒流媒體關鍵技術的研究進展體關鍵技術的研究進展近來，以美國為代表的西方國家依據(jù)版權近來，以美國為代表的西方國家依據(jù)版權理念，不斷對理念，不斷對P2PP2P軟件中的軟件中的BTBT的應用進行封殺。的應用進行封殺

53、。從從BTBT平臺到平臺到BTBT個體使用者；從美國國內到西歐個體使用者；從美國國內到西歐國家再到發(fā)展中國家。在網(wǎng)絡技術條件下，版國家再到發(fā)展中國家。在網(wǎng)絡技術條件下，版權制度面臨顛覆與重構，以重新平衡人們自由權制度面臨顛覆與重構，以重新平衡人們自由傳播的需求與追逐利潤的市場之間的關系。傳播的需求與追逐利潤的市場之間的關系。P2PP2P版權問題版權問題大陸首例涉及大陸首例涉及P2PP2P網(wǎng)絡下載侵權的案件網(wǎng)絡下載侵權的案件20072007年年3 3月在北京二中院宣判，兩被告侵權行月在北京二中院宣判，兩被告侵權行為成立，并要求賠償原告經(jīng)濟損失人民幣為成立，并要求賠償原告經(jīng)濟損失人民幣2020萬萬

54、元。元。此前，日本法院也宣判了同樣基于此前，日本法院也宣判了同樣基于P2PP2P技技術的術的WinnyWinny文件共享軟件的發(fā)明者金戶勇犯有文件共享軟件的發(fā)明者金戶勇犯有侵犯版權罪，并處以侵犯版權罪，并處以150150萬日元的罰款。這也萬日元的罰款。這也是日本首次對該類案件作出判決。是日本首次對該類案件作出判決。 在在P2PP2P網(wǎng)絡中，由于信息的傳輸分散在各節(jié)網(wǎng)絡中，由于信息的傳輸分散在各節(jié)點之間進行而無需經(jīng)過某個集中環(huán)節(jié)，用戶的點之間進行而無需經(jīng)過某個集中環(huán)節(jié)，用戶的隱私信息被竊聽和泄漏的可能性大大縮小。此隱私信息被竊聽和泄漏的可能性大大縮小。此外，目前解決外，目前解決InternetInternet隱私問題主要采用中繼隱私問題主要采用中繼轉發(fā)的方法，從而將通信的參