流媒体技术的应用及其发展趋势

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时间:2019-09-16

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1、流媒体技术的应用及其发展趋势(华中科技大学电子与信息工程系 武汉430074)摘 要流媒体是一种以音视频数据流的方式在网络上传递多媒体信息的技术,具有实时性和连续性的特点。本文从流媒体技术的基础和系统结构入手,主要就流媒体技术的应用和未来发展趋势进行了探讨。关键词流媒体 应用0引 言近年来,随着网络宽带的发展和用户需求的驱动,流媒体技术和相关的应用得到越来越多的关注,随时随地观看的方式深受教育、娱乐等行业的喜爱,被认为是未来高速宽带网络的主流应用之一。在网络上传输音视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。音视频文件一般都较大,所以需要的存储容量也较大;同

2、时由于网络带宽的限制,下载常常要花数分钟甚至数小时,所以这种处理方法延迟也很大。流式传输时,声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送,用户不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时,文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短,而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。本文首先概要的介绍了流媒体技术的基础和流媒体系统的基本结构,接着重点介绍了流媒体技术的应用,最后对流媒体技术未

3、来的发展趋势进行了探讨。1流媒体技术基础所谓流媒体技术,就是将连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上,让浏览者一边下载一边收看、收听,而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。它是一种解决多媒体播放时网络带宽问题的技术。流媒体技术并不是单一的技术,它是融合很多网络技术之后所产生的技术,涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储、传输以及网络通信等多项技术。采用流媒体技术由于不需要将全部数据下载,因此等待时间可以大大缩短,也节省了大量的磁盘空间。流媒体作为在互联网上实时传输多媒体文件的技术,前景被一致看好。流媒体指在Internet中使用流式传输技

4、术的连续时基媒体,如:音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件,只将开始部分内容存入内存,流式媒体的数据流随时传送随时播放。流媒体技术的核心技术是流(Streaming)技术和高压缩技术,使多媒体视音频信息以边下载,边播放的形式提供服务。流式传输,表示声音、影像或动画等媒体由视频服务器向用户计算机连续、实时地传送。流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输,对一个实时音视频源或存储的音视频文件,在传输中它们要被分解为许多包,由于网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等,甚至先发

5、的数据包还有可能后到。为此,使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,从而使媒体数据能连续输出,而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大,因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据:通过丢弃已经播放的内容,流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。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浏览器启动程序,使用HTTP从WEB服务器检索相关参数。这些参数可能包括目录信息、音

6、视频数据的编码类型或与音视频检索相关的服务器地址.对于流媒体来说,目前比较常见的几种流媒体格式有微软的.asf,RealNetworks公司的.rm、.ra、.rmvb以及苹果公司的.mov等。1流媒体系统的基本结构一个基本的流媒体系统包括编码器、服务器和播放器三部分。编码器对原始的音、视频数据进行一定格式的压缩编码,编码的方式有实时和非实时两种,常用的音频编码器主要有MP3,常用的视频编码器主要有MPEG-4、H.261、H.263和H.264等,其中H.264视频编码器无论是在编码效率还是在图像质量上都优于其它现有视频编码器。服务器负责将编码数据封装成RTP数

7、据包发送到网络中。每次从节目中获取一帧数据,然后分成几个RTP数据包,并将时间戳和序列号添加到RTP包头,属于同一帧的数据包具有相同的时戳。一旦到达数据包所应播放的时间后,服务器便将这一帧的音视频数据包发送出去,然后再读取下一帧数据。客户端每次从队列头部读取一帧的数据,从包头的时间戳中解出该帧的播放时间,然后进行音视频同步处理。同步后的数据将送入解码器进行解码,解码后的数据被送入一个循环读取的缓存中等待。一旦该帧的播放时间到达,解码数据就会从缓存中取出,送入播放模块驱动底层硬件设备进行显示或播放。2流媒体技术的应用2.1在线直播目前在线直播(或称为网络直播)已经得

8、到了迅猛发

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