網(wǎng)絡流媒體技術的應用模式分析

陳潛

(福州外語外貿(mào)學院 福建 福州 350202)

網(wǎng)絡流媒體技術的應用模式分析

陳潛

(福州外語外貿(mào)學院 福建 福州 350202)

作為信息技術中重要的技術構成要素之一，多媒體技術為廣大用戶提供了豐富的感官體驗，其也令網(wǎng)絡的虛擬世界增添了更多的色彩。在多媒體技術中流媒體技術屬于是一種網(wǎng)絡化的視頻技術，這項技術的出現(xiàn)很好的實現(xiàn)了視頻的網(wǎng)絡在線播放，極大的方便了用戶。

網(wǎng)絡；流媒體技術；應用模式；分析

伴隨著信息技術的高速發(fā)展，流媒體技術的定義與概念也在發(fā)生著深刻的改變。流媒體技術已經(jīng)不再僅僅只是一種單一的流形式媒體（視頻）傳輸技術，在不斷的發(fā)展、演化過程中，它衍生出了更多種類和形式的技術，這些技術的出現(xiàn)很好了契合了流形式傳輸?shù)木W(wǎng)絡通信、多媒體數(shù)據(jù)采集、多媒體數(shù)據(jù)壓縮、多媒體數(shù)據(jù)存儲等方面的應用，而這些應用已經(jīng)開始發(fā)展成為一個產(chǎn)業(yè)。在這樣的背景下，從實際情況上來看，流媒體已經(jīng)成為因特網(wǎng)上媒體信息傳遞與應用的主流，它的出現(xiàn)更高的實現(xiàn)了溝通、傳播的多向性，使得媒體文件的傳播不再受時間、空間等方面因素的限制。

1.關于流媒體與流媒體技術的概述

1.1 流媒體的概念

流媒體(Stream Media)主要指的是，在Internet中采用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體，其常見的媒體形式包括了音頻、視頻、動畫或其他多媒體。但是實際上在具體的應用中其還是以視頻為主（當然動畫、音頻等也占有一定的份額），因此在提高流媒體和流媒體技術時，人們更容易聯(lián)想到還是視頻這種媒體形式。傳統(tǒng)的流媒體格式有微軟的.asf、. rm、.ra、.rmvb、.mov等，當然現(xiàn)在比較流行的.flv、.mp4等也都算得上是流媒體形式的文件格式。

1.2 流媒體技術的概念

所謂流媒體技術實際上指的就是將連續(xù)的影像和聲音信息 （文件）經(jīng)過一定的壓縮處理放到web服務器端，讓用戶通過瀏覽器登錄瀏覽的形式實現(xiàn)文件的一邊下載一邊收看、收聽，流媒體技術的應用，改變了傳統(tǒng)音視頻文件播放需要用戶將整個多媒體文件下載完成才可以即時觀看的情況。而作為一種解決多媒體播放的“軟技術”，流媒體技術其本身并不是單一性的技術，其在具體的應用中實際上它融合了多種技術，這些技術涉及了媒體數(shù)據(jù)的采集、壓縮、存儲、傳輸以及通信等多個方面。

2.流媒體技術應用的優(yōu)勢與新形式

2.1 流媒體技術應用的優(yōu)勢

因特網(wǎng)最大的特點在于其具有交互性、不間斷傳輸，但是在流媒體技術出現(xiàn)的年代，多媒體文件的傳輸卻顯得有些困難，因為很多的多媒體文件（主要是視頻文件）所占容量通常是很大的，這些文件需要在用戶下載后存儲到本地硬盤中才能播放，而這個過程一般需要很長時間。而流媒體技術的出現(xiàn)很好的改變了上述的這種狀況，流媒體處理過的多媒體文件其不需要下載完整個文件就可以實現(xiàn)文件（視頻）的播。實際上流媒體播放的文件也是通過下載的形式實現(xiàn)的播放，只不過是一種一邊下載一邊播放的形式，這種播放的形式下，網(wǎng)上點播或觀看實況電影、電視等就成為了可能。

2.2 流技術的新形式

早期的web流媒體應用考慮到了Internet的連接的不穩(wěn)定性，很多時候為了實現(xiàn)播放的流暢性，更多時候選擇了降低媒體信息質量的形式來提升加載的速度，從而獲得相對而言較好的用戶體驗。但是隨著智能流技術的出現(xiàn)，這樣的情況得到了很好的改觀。智能流技術主要是通過兩種途徑來達到帶寬和視頻質量之間的有效協(xié)調(diào)。首先,智能流技術需要確立一個基本的編碼框架，在該框架下允許不同速率的多個文件流進行同時編碼，并在編碼后合并成一個文件。其次，智能流技術,采用一種相對而言更為復雜的c/s機制來對帶寬的變化進行測定。最后，為了實現(xiàn)更好的用戶體驗，在編碼記錄不同速率媒體數(shù)據(jù)、形成單一文件的基礎上（該文件被稱之為智能流文件），當客戶端發(fā)出請求后，其可以將其具體的帶寬容量發(fā)送到服務器端，流媒體服務器可以根據(jù)客戶的實際帶寬情況將（智能）流文件分段的傳送到客戶端，客戶端實現(xiàn)文件的邊下載邊播放。通過這種模式，用戶得到的是比較優(yōu)質的文件傳輸效果，而文件的制作人員也就僅僅只需要對文件壓縮一次、管理員也只需要維護一個單一文件，媒體服務器來負責根據(jù)實際的帶寬自動切換。智能的流媒體技術，為Internet上根據(jù)具體的帶寬情況，來發(fā)送高質量媒體文件提供了重要、可靠的保證，其應用也將越發(fā)的廣泛。

3.流媒體系統(tǒng)的基本架構模式

對于一個基本的流媒體系統(tǒng)而言，其主要包括編碼器、服務器和播放器三個部分，下面將會對這三個部分具體應用中的工作模式進行探究。

3.1 編碼器

流媒體系統(tǒng)編碼器負責對原始的音、視頻數(shù)據(jù)實施壓縮、編碼，當然這種壓縮和編碼都是在一定格式和一定標準下進行的。具體編碼的方式，分為實時型和非實時型兩種，常用的音頻編碼形式或者說是音頻編碼器為MP3等，而視頻編碼器的種類可能更多一些，常見的主要有MPEG4、H.261、H.263和H.264等，而目前最為流行的H.264視頻編碼器，其無論是從編碼效率還是具體媒體文件的圖像質量上來看其與其他編碼器相比都具有絕對優(yōu)優(yōu)勢。

3.2 服務器與播放器

在流媒體系統(tǒng)中，服務器（流媒體服務器）負責將編碼的媒體數(shù)據(jù)封裝成RTP數(shù)據(jù)包，并將媒體信息以RTP數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送到網(wǎng)絡中。具體為：服務器每次從播放的節(jié)目中獲取其中的一幀數(shù)據(jù)，然后將其分成幾個RTP數(shù)據(jù)包，并在數(shù)據(jù)包中添加相應的時間戳和序列號，一般情況下屬于同一幀的數(shù)據(jù)包是具有相同時戳的。當數(shù)據(jù)包到達其所應該播放的時間點后，服務器便就會自動將相應的這音視頻數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，接著再去讀取下一幀數(shù)據(jù)、打包、傳送，循環(huán)往復，直到整個文件傳送完畢。

而在客戶端主要是借助播放器每次從數(shù)據(jù)包的頭部讀取數(shù)據(jù)，從具體的時戳中獲得某一幀的播放時間，接著進行音、視頻的同步處理；在同步處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到解碼器中解，而,解碼后的數(shù)據(jù)信息則被送入一個具有循環(huán)讀取功能的緩存中進入等待態(tài)。在該幀信息的播放時間到達時，解碼數(shù)據(jù)則會從緩存中取出，送入到計算機的顯示設備中進行顯示、播放。

4.流媒體的主要應用領域及形式

4.1 視頻點播

視頻點播（VOD）技術最早應用應用于卡拉OK點播，隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，VOD技術逐漸與流媒體技術融合。因為流媒體本事是經(jīng)過了特殊的壓縮編碼的媒體形式，其本身就是為網(wǎng)絡傳輸而設計的，其中采用了一些先進的負載均衡技術，對于實現(xiàn)音視頻的網(wǎng)絡點播功能是完全沒有問題的。而隨著相應技術的發(fā)展，大規(guī)模的并發(fā)點播請求進行下進行分布式處理的點播環(huán)境也是能夠實現(xiàn)的。

4.2 在線直播

目前，在線直播或者說是網(wǎng)絡直播是網(wǎng)絡視頻領域的新興產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展實際是離不開流媒體技術的支持的。流媒體技術為在線直播提供了良好的音、視頻效果保證。而在線直播業(yè)務，除了常見的娛樂功能之外在教學和電視節(jié)目轉播等領域也得到了廣泛應用。在網(wǎng)絡直播領域，目前流媒體技術與Multicast技術的結合在降低服務器端負荷的同時更極大程度的節(jié)省了網(wǎng)絡帶寬。

4.3 視頻會議

視頻會議也是目前流媒體技術應用中的一種，流媒體實現(xiàn)了點對點的通信,如可視電話、視頻會議等。在實際應用中，只要一臺已經(jīng)接入Internet的計算機和一個攝像頭實際上就能實現(xiàn)了世界上任何地點的任何人進行音、視頻的通信。從實際效益來看，在基于流技術的視頻會議的應用中，人、財、物等方面的成本得到了極大的節(jié)省，這也成為流媒體技術應用的典型成功案例之一。

4.4 遠程教學

遠程教育與教學是對傳統(tǒng)教育、教學模式的重要補充，其突破了“面授”的局限，實現(xiàn)了學習者空間、時間上的解放。實際上上面提到各種應用模式也都能應用在遠程教學領域，而多媒體交互教學的技術也多為流媒體,像RealSystem、Flash、Shockwave等技術就經(jīng)常應用到遠程教育和教學當中。

4.5 IPTV

IPTV也就是交互式網(wǎng)絡電視，其也是流媒體技術應用的一種模式，IPTV是利用流媒體通過寬帶網(wǎng)絡傳輸數(shù)字電視信號給用戶。這一應用，有效的將電視、網(wǎng)絡和PC三個領域充分的整合到了一起。IPTV主要有組播或者廣播方式和視頻點播(VOD)方式兩類形式。IPTV是基于現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的方式來實現(xiàn)服務器和用戶之間的連接，因此其也能獲得一些互聯(lián)網(wǎng)領域的服務，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)電視功能的更新和擴充。

4.6 其他

流媒體的應用模式實際上還有很多種，其中主要包括無線流媒體技術、以及P2P技術中的應用。其中無線網(wǎng)絡技術和流媒體技術的融合實現(xiàn)了無線流媒體，用戶獲得流媒體信息的形式、方式則變得更為的自由。而P2P技術也可以和流媒體技術結合并應用到相應領域中。每個流媒用戶都可以作為一個P2P節(jié)點,建立相應的連接來分享媒體數(shù)據(jù)信息，這種模式能有效減少服務器的負擔和提高每個用戶的媒體質量。

5.小結

從實際的流媒體技術應用的實際情況上來看，其已經(jīng)成為因特網(wǎng)上多媒體應用的主流，其很好的實現(xiàn)了溝通和傳播的多向性，使傳播不再受到時間和空間的限制。諸多的基于流媒體技術的應用極大的方便了用戶，也為新的技術的出現(xiàn)提供了很大的支持。

［1］尹浩,林闖,文浩,陳治佳,吳大鵬.大規(guī)模流媒體應用中關鍵技術的研究[J].計算機學報,2008,05:755-774.

［2］楊武.流媒體技術的研究及其在網(wǎng)絡教學系統(tǒng)中的應用[D].電子科技大學, 2004.

［3］李光清.流媒體技術的應用和發(fā)展趨勢述論[J].甘肅聯(lián)合大學學報(自然科學版),2007,06:78-81.

［4］馬健.流媒體技術在網(wǎng)絡教學中的應用[J].中國西部科技,2011,21:40-41.

The application of network streaming media technology pattern analysis

ChengQian
（FuZhou college of foreign studies and trade FuJian Fuzhou 350202）

As one of the important technical components in the information technology,multimedia technology provides customers with rich sensory experience,it also makes the network virtual world added more color.In multimedia technology belongs to the stream media technology is a kind of network video technology,the emergence of this technology is very good for video online,greatly convenient for the user.

Network;Streaming media technology;Application mode;Analysis of the

TN80

A

2095-7327（2017）-08-0153-02

陳潛（1975.5—），男，漢族，福建永泰人，本科學歷，福州外語外貿(mào)學院副教授，研究方向為數(shù)據(jù)庫技術。