时间：2023-06-02 09:21:03
1流媒体技术的应用现状
现在，流媒体已经逐渐发展成为一个朝阳产业。有专家预言，流媒体将成为未来因特网上应用的主流，实现沟通和传播的多向性，使传播不再受到时间和空间的限制。流媒体技术广泛用于新闻出版、证券、娱乐、电子商务、远程培训、视频会议、远程教育、远程医疗等互联网信息服务的方方面面，总结起来有三大应用。
1.1网络视频直播目前，流媒体技术作为第四代媒体技术中的一种，很多大型的新闻娱乐媒体，如中央电视台和一些地方电视台等，都在互联网上提供基于流媒体技术的节目，目前流媒体的视频直播应用突破了网络带宽的限制，实现了在低带宽的环境下的高质量影音传输，其中的智能流技术保证不同连接速率下的用户，使得用户可以随时随地应用流媒体技术在网络上观看多媒体信息。
1.2远程教育Internet的使用开创了远程教育的里程碑，它促进了远程教育中的教学传递日趋现代化，这种教育形式能跨越校界、区界甚至国界。流媒体技术应用突破传统的远程教育以文本为主、没有声音和视频，解决了教学模式单
一、交互性差的问题。教学模式多样化体现在教师的在线直播授课和授课视频观看，学员可以由针对性的选择想要学习的章节和内容，极大的提高了学习的效率节省时间。此外，流媒体技术也使远程教育的交互从单向通信的方式，如通过Email、在线聊天、BBS等。采用流媒体技术，把流式视频、音频加入答疑系统将提高它的完整性和交互能力。流媒体的VOD技术还可以进行交互式教学，达到因材施教的目的。像Flash、Shockwave等技术就经常应用到网络教学中。学生可以通过网络共享学习经验。大型企业可以利用基于流媒体技术的远程教育对员工进行培训。
1.3视频点播及电视电话会议视频会议系统指互联网上或者其它数据网络上开展的一种交互式多媒体通信业务。视频会议系统与流媒体技术应用相结合，利用流媒体技术的良好的可访问性、可扩展性和对带宽的有效利用性，实现视频会议内容的广播和录播，并且由于流媒体终端播放软件大多是免费的，因此利用流媒体机制：点对点(unicast)、多址广播(Multicast)和广播(Broadcast)可以很好地满足视频会议的如上需求：首先可以使大量的授权流媒体用户参加到视频会议中，扩大了会议的规模和覆盖面；而且利用流媒体技术的记录功能，视频会议在召开完以后可以实时存储，流媒体用户就可以通过点播的方式来访问会议的内容。
流媒体进行PHP的通信，最常见的就是可视电话。只要两端都有一台接入Internet的电脑和一个摄像头，在世界任何地点都可以进行音视频通信。此外，大型企业可以利用基于流媒体的视频会议系统来组织跨地区的会议和讨论。
2流媒体技术的研究现状
目前，流媒体技术主要表现在三个方面：分别是编码器（编码技术）、播放器（播放支持）和流服务器，三者缺一不可。在数据网络上传输流媒体，需要解决从音/视频源的编码/解码、存储，到网络端的媒体服务、媒体流传输，到用户端的播放一系列问题。
怎样使较好质量的流媒体实时播放，需要考虑媒体流传输的各个环节。其中，影响传输质量的三个最关键的因素是：编码和压缩的性能、媒体服务器的性能、媒体流传输的质量控制。
2.1编码及压缩：流媒体文件需要在网络上实时传输，因此必须考虑传输中数据丢失对解码质量的影响。针对这个问题，采用先进的编码技术，例如错误弹性编码(ErrorResilientEncoding)：在编码中通过适当的控制使得发生数据丢失后能够最大限度地减少对质量的影响。此外，媒体流的压缩/编码还需要考虑速率调节的能力，网络的拥塞状况是实时改变的，流媒体的编码应该最大限度适应网络速率的变化。
2.2服务器的性能提高：流媒体应用规模和范围的扩大，流媒体服务器的性能也成为制约流媒体服务扩展能力的重要因素。提高服务器的性能包括CPU能力提高，I/O总线带宽和传输速度，存储带宽扩展等。
2.3媒体流传输的质量控制：由于流媒体传输对网络带宽、延迟、丢失率等都有很高的要求，提高流媒体系统的整体扩展性和降低单个服务器性能要求是未来发展的趋势。
此外还有流媒体技术研究还有流媒体传输协议和流媒体文件格式的兼容和压缩的研究上，流媒体在网络上传输需要合适的协议，TCP需要较多的开销，故不太适合传输实时数据，流媒体一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据，流媒体中协议有三种：实时传输协议RTP与RTCP；实时流协议RTSP；资源预订协议RSVP。流媒体文件的格式主要有三类：RealSystem的RealMedia文件格式；微软高级流格式ASF简介；QuickTime电影(Movie)文件格式。针对流媒体传输协议的研究和文件格式的转换上也是当前研究的一个方向。
【关键词】流媒体 启动延时 rtp
自互联网产生以来，受网络带宽的限制，互联网上的信息都以文字、图片等静态数据为主，而音频、视频数据则难以在网上发布。随着adsl、视迅宽带、fddi网的出现，网络带宽得到很大的改善，可以达到100m以上的传输速率，但仍无法满足高质量的多媒体信息传输的需要，这就要从数据的传输方式上着手来解决问题。由此，流媒体技
术应运而生。
一、流媒体技术概述
流媒体（streaming）技术是指在发送端和接收端之间以独立于网络负载的以给定速率传输音频、视频信息的一种传输技术。流媒体具有隐含的时间维、传输的实时性和等时性、高吞吐量等特点。目前因特网由于存在带宽不足、服务质量控制机制较弱等局限性，难以满足流媒体的实时性要求，为此因特网工程任务组（ietf）制定了一系列支持流媒体实时传输和服务质量控制的协议，如 rtp、rsvp、rtcp等。其中，rtp是所有这些协议的基础。在网络上传输音频或视频等多媒体信息，目前主要有下载回放和流式传输两种方案。下载回放方式时间长、占的内存多，要求用户等到整个文件全部下载完毕才能回放。流式传输中声音、影像等通过网络向用户计算机进行连续、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几秒的启动延时即可进行观看。
流媒体技术是一种使用流式传输连续的时基媒体的技术。流式传输方式是将视频、音频等其他媒体压缩为一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送，只需要在用户端缓存足够可播放的视频容量就可以开始播放。
二、流媒体系统的组成
1、编码工具。即用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式。利用媒体采集设备进行流媒体的制作。它包括了一系列的工具，从独立的视频、声音、图片、文字组合到制作丰富的流媒体。这些工具产生的流媒体文件可以存储为固定的格式，供发布服务器使用。
2、流媒体数据。即媒体信息的载体。常用流媒体数据格式有.asf、.rm等。
3、服务器。即存放媒体数据。由于要存储大容量的影视资料，因此该系统必须配备大容量的磁盘阵列，具有高性能的数据读写能力，可以高速传输外界请求数据并具有高度的可扩展性、兼容性，支持标准的接口。这种系统配置能满足上千小时的视频数据存储，实现片源的海量存储。
4、网络。即适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。流媒体技术是随着互联网络技术的发展而发展起来，它在现有互联网络的基础上增加了多媒体服务平台。
5、播放器。即供用户欣赏网上媒体的软件。流式媒体系纺支持实时音频和视频直播和点播，可以嵌入到流行的浏览器中，可播放多种流行的媒体格式，支持流媒体中的多种媒体形式，如文本、图片、web页面、音频和视频等集成表现形式。在带宽充裕时，流式媒体播放器可以自动侦测视频服务器的连接状态，选用更适合的视频以获得更好的效果。目前应用最多的播放器有美国real networks公司的real player、美国微软公司的media player、美国苹果公司的quicktime三种产品。
目前，real system 被认为是在窄带网上最优秀的流媒体传输系统，其允许的带宽限制从28.8kbps的拨号上网到10m 的局域网，允许点播的人数从 100 流到 1000 流甚至无限流。real system 系统由三部分组成。一是媒体内容制作工具real producer。主要是用于压缩制作多媒体内容文件，实时压制现场信号并传送给real server进行现场直播；也可以把其他音频、视频和动画等多媒体文件格式转换成real server支持并进行流媒体广播的 real格式。二是服务器引擎 real server。它是目前国际上最强力的因特网和intranet上的流传播服务引擎，利用该服务引擎用户可以在客户端无须等待数据全部下载完毕即可实时收看直播节目。三是客户端播放软件 real player。用来向服务器发出请求，接收并回放从 real server传送的媒体节目。
三、流式传输协议
流媒体协议是流媒体技术的一个重要组成部分，也是基础组成部分。因特网工程任务组的主要工作是设计各种协议来规范与发展世界标准化组织，现已设计出几种支持流媒体的传输协议。
1、rsvp（资源预留协议）。该协议促使流数据的接收者主动请求数据流路径上的路由器，并为该数据流保留一定的资源（即带宽），从而保证一定的服务质量。rsvp是一个在ip上承载的信令协议，它允许路由器网络任何一端上终端系统或主机在彼此之间建立保留带宽路径，为网络上的数据传输预定和保证服务质量。
（1）rsvp协议中涉及到发送者和接收者的概念，这两个概念是在逻辑上进行区分的。发送者指发送路径消息的进程，而接收者是指发送预留消息的进程，同一个进程可以同时发送这两种消息，因此既可以是发送者也可以是接收者。
（2）资源预留的分类。专用预留：它所要求的预留资源只用于一个发送者，即在同一会话中的不同发送者分别占用不同的预留资源。共享预留：它所要求的预留资源用于一个或多个发送者，即在同一会话中的多个发送者共享预留资源。
（3）rsvp提供两种发送者选择方式。通配符方式：默认所有发送者，并通过预留消息中所携带的源端地址列表来限制通配符滤波器。显式指定方式：滤波器明确指定一个或多个发送者来进行预留。
2、rtp（实时传输协议）。用于internet上针对多媒体数据流的传输。rtp协议为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在udp上运行rtp以便使用其多路结点和校验服务。rtp可以与其他适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么rtp可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
3、rtcp（实时传输控制协议）。实现通过客户端对服务器上的音视频流做播放、录制等操作请求。该协议通过rtsp协议实现了在客户端应用程序中对流式多媒体内容的播放、暂停、快进、录制和定位等操作。rtp和rtcp一起提供流量控制和拥塞控制服务。
4、rtsp（实时流协议）。建立并控制一个或几个时间同步的连续流媒体，如音频和视频。尽管连续媒体流与控制流交叉是可能的，但rtsp 本身并不发送连续流，换言之，rtsp充当多媒体服务器的网络远程控制。rtsp 提供了一个可扩展框架，实现实时数据（如音频与视频）的受控、按需传送。数据源包括实况数据与存储的剪辑。rtsp 用于控制多个数据发送会话，提供了选择发送通道（如udp、组播udp与tcp等）的方式，并提供了选择基于rtp的发送机制的方法。
总之，随着流媒体技术的不断发展以及网民对流媒体的需求的增加，流媒体技术将会日臻成熟并稳步发展。
【参考文献】
[1] 肖金秀、蔡均涛：多媒体技术及应用[m].冶金工业出版社，2006．
[2] 郑丽娜：网络流媒体技术及其应用[j].山东通信技术，2005（2）．
[摘要]：
流媒体技术的出现使音频文件在网络媒体中的顺利传播成为现实，从而使网络媒体对于广播媒体的直接竞争开始突现。本文以“流媒体时代”下的广播媒体为考察对象，分析了流媒体带给网络媒体的新变化、广播媒体所面临的挑战、生存机会，并提出了广播媒体的生存对策。
当我们在网络上尽情享受美妙的在线 音乐 、欣赏精彩的flash动画、观看感人的在线电影的时候，“流媒体”已经悄然来到我们身边。在线广告、网络广播、网上直播等流媒体形式以其直观、互动、实时等特点，超越传统的文字、图片等静态信息载体，吸引了越来越多网络用户的注意。数据表明，无论是接触频度和范围，还是市场的前期投资反响，都毫无例外地显示，未来属于流媒体。微软总裁比尔·盖茨和雅虎创始人杨致远等it业界的重量级人物，也都对流媒体的未来非常乐观。
2006年，流媒体的 发展 更是来势汹涌，一日千里。直播点播、internettv、p2p流媒体、iptv，视频监控、可视电话、视频会议、音乐视频网站、网络游戏，流媒体几乎在音视频应用领域中遍地开花。广播一向被视作四大媒体中的弱势媒体，流媒体时代带给广播以前所未有的冲击同时，也给广播以前所未有的机会。“流媒体时代”的春天会不会是传统广播的冬天？还是随着流媒体时代的到来，传统广播即将迎来自己的第二个春天？
一、流媒体带来的变化
流媒体（streaming media）是指的是在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，即在因特网上以数据流的方式实时发布音、视频多媒体内容的媒体，音频、视频、动画或者其他形式的多媒体文件都属于流媒体之列。流媒体是在流媒体技术支持下，把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观看、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多媒体文件。
流媒体技术的出现，音频、视频文件得以在网络媒体中顺利、实时地播出，人们不仅可以在网络上顺畅地收听广播、观看影视节目，还可以直接收看赛事实况直播。以前需要通过收音机、cd机、电视机来收听、观看节目，现在只需要一台 计算 机就可以全方位覆盖需求。网络媒体也由以前单纯地发布静态的文字和图片，发展为对动态的音频、视频的传播，这是对网络媒体功能的拓展和传播价值的整合。流媒体技术的运用，不仅可以大大节省网络用户的下载时间，而且使网络媒体与传统的广电媒体在互动、实时、直观等传播特征上，开始站到了同一起跑线上。流媒体技术使网络用户不再需要经历漫长的下载等待时间，就可以实现在网络上收看、收听影音文件，这一模式与传统的广播、电视播出极为相似。同时也意味着，网络媒体对传统广电媒体的冲击真正开始了。
自从1995年4月，美国华盛顿州西雅图市的progressive networks公司（即后来的realnetwork公司），在美国全国广播者联合会上推出了一种名为realaudio的软件，实现音频在因特网上的实时传送以来，以流媒体形式出现的网络音频、视频得到了迅速的发展。根据一组来自国际权威机构的调查，2000年在网上访问流媒体的人数增加65%，西方网络发达国家访问流媒体的人数已达到1.1亿人，约占网民的1/3，在亚洲也迅速增加到2500万人，将近网民的1/9。
二、传统广播面临挑战
自1920年美国匹兹堡kdka广播电台正式播音以来，广播在一段时间内获得了长足的发展。尤其在第一次世界大战期间，广播作为宣传战的最锐利武器，发挥了极为重要的作用。但自从电视出现之后，广播作为媒体的地位开始衰落。由于广播稍纵即逝、形象性差等劣势，在电视蓬勃发展、互联网大行其道的今天，广播更是难以在日趋激烈的媒体大战中找到本应属于自己的位置。
“大霹雳的前十秒种——刹那间，眼前诸象皆改观。”贝若斯如此形容网络的骤然降生。网络媒体的优势不需多说，除了公认的互动即时、开放性、信息海量等特点之外，网络媒体还有一个突出的独有特征，即高度的整合性，也可以称其为多媒体性。从技术手段上来看，网络媒体几乎将所有传统媒体的传播手段悉数囊括：文字、图片、音频、视频……，互联网被称为“媒介大融炉”并不过分。在互联网技术发展的初期，由于带宽等因素的制约，网络媒体仍然以文字和图片信息的发布为主，而要顺畅、实时地收听、收看影音文件则在技术条件的限制下还有一定的困难，但随着流媒体技术的出现，边下载边收听、收看的实时传播成为可能，人们随时可以根据自己的意愿选择自己喜欢的节目来收听和收看。而且，众所周知，宽带是网络发展的主流，随着网络带宽建设的不断发展，网络广播和网上电视已经离我们越来越近了。事实上，目前在网络媒体中，流媒体已经被大量地运用，而且深受网民欢迎。
目前网上广播主要有两种形式：直播——即时播音（live）和点播——随选播音（audio-on-demand）。前者的形式与目前的广播相类似，即按照固定的节目播出表的节目时间播出广播节目，只不过听众收听节目的硬件设备是计算机网络，这种形式只是在接收载体上与传统广播有所区别；而后者则是在网站中存放广播节目，听众可以在按照自己的意愿随时点播收听自己喜欢的节目。与传统广播相比，基于流媒体技术的网上广播具有很多优势，集中体现在以下几个方面。
1、传播范围大。网上广播不受传统广播覆盖范围的限制，可以超越更广大的地理空间，进行全球化传播，各种功率的电台获取听众的机会更加平等而广泛；
2、多媒体性。传统广播传播信息的载体相当单一的，即仅通过声音，这也是传统广播被视为四大媒体中的相对弱势媒体的一大原因，而且其稍纵即逝、过时不候的信息传播特性也使其在媒体竞争中处于劣势，但网上广播则大大弥补了传统广播的这一先天不足，结合文字、图片、声音等多种传播载体，可使信息传播的丰度和厚度大为增强；
3、互动性。互动是网络媒体的一个天然优势，双向交流使得网上广播突破了传统广播“我播你听”的被动模式，使听众可以随时按照自己的意愿调整收听过程，网上点播是对听众获取信息的主动性的最好佐证；
4、可检索性。网上广播的技术优势使得广播电台建立起自己的专业资源库成为可能，同时也为听众对广播节目资源的搜寻检索提供了必要的条件，广播节目成为可查询、可检索的信息资料；
5、全新经营模式。传统广播电台基本依靠广告作为其收入来源，网上广播则为广播电台的这种经营模式提供了新的角度，即对节目内容资源的经营上的转变，付费收听节目可以成为广播电台生存的新方式。
1995年8月，美国abc广播网首先利用网际网路进行全球播音。如今，已有约85％的美国区域性或全国性广播电台都开始了网上播音。dataquest的数据显示，1998年时，因特网上已经有2，500互联网广播电台，这一数量在1999年时增长到了2，700万。据统计，目前因特网上每周约有45000小时的广播节目，58个美国电视台提供web广播，34个电视台提供点播服务[1]。有近半数的跨国 企业 公司在内部使用流媒体实现web广播。据英国bbc的克里斯·韦斯科特在《新媒体变革对bbc的影响》一文中所提到的，12岁以上的全部美国人中有22％，即5，000万美国人曾经访问过一个广播电台的网站，在广播网站的访问者中，46％的人停留长达20分钟以上[2]。
据统计，到1999年初为止，世界各国建起网络广播电台1500多家，其中从1995年到1997年两年间，美国已经有85%的广播电台建设了网络广播，到1998年上网的电台超过了2000家。1996年12月15日，广东的珠江 经济 广播电台首创我国广播电台上网的先例，到2000年5月底，我国的网络广播已经达到100多家[3]。《世界广播电视 参考 》的资料显示：我们现在已经能够听到100多个国家的1550多个网上电台的广播。截止到2000年7月，著名的yahoo中文在“电台”的检索字串下，已编入了15个类目和347个网站。荷兰电台的节目总监马克思说“现在有超过6000个电台在互联网上发布各种形式的流式音频。”[4]
三、广播的生存机会
流媒体技术给网上广播带来的全新气象固然势不可挡，但这并不意味着广播媒体就此失去了生存机会。历次传播革命给了我们这样的认识，传播符号、传播媒介和传播科技始终呈叠加性状态发展，也就是说，新媒体的诞生并不会使旧媒体消亡，而是新旧媒体共进共荣；而叠加性状态又导致了整合性状态，即新的媒体会以整合了旧媒体传播优点的特征出现。
流媒体技术在技术上的进步，也遵循了人类传播革命发展的 规律 。传统的广播媒体在新技术的促进下，并不会消亡，而是会对其功能与价值进行整合，以自身的调整来适应技术变化带来的冲击。
在流媒体时代，传统广播依然具有自己的生存机会，基于两个方面的考虑：其一，经过近百年的发展，广播媒体已经建立起自己独有的、其它媒体所无法取代的优势，这种优势将转化为流媒体时代下广播媒体的核心竞争力；其二，基于流媒体技术的网上广播在实现上还面临着一系列尚待解决的问题，在网上广播从技术到内容的全面完善过程中，传统广播必将找到与因特网结合的最优化模式，从而适应外部环境的变化。
事实上，如果洞悉广播媒体的固有优势，就不会对广播的发展前途悲观失望。因为广播的某些独有的优势，可以成为“流媒体时代”广播生存的新契机，迎来传统广播媒体的“第二个春天”。以下从三个方面来分析广播的固有优势所带来的发展新机会：
1、伴随性。广播媒体伴随性的优势是其他任何媒体所无法比拟的。收听广播节目只占用了听众的听觉器官，并不影响眼、手、口等器官的正常活动，听众可以在从事其他活动时（如做饭、散步、旅行、锻炼等）兼顾广播节目的收听，大大提高了广播媒体的使用率。伴随性的优势在网上广播中也可以得到进一步的发挥。因为网络用户在上网浏览网页、收发邮件、聊天的过程中，占用的只是视觉，其听觉处于闲置状态，而广播伴随性的特征使其在不妨碍网络用户视觉运用的同时，可以顺利完成依赖于听觉的信息传播。网上广播可以顺利避开视觉层面的激烈抢夺战，并转入后台工作，作为背景声音完成对用户听觉的占用。
2、低成本。与电视相比，广播节目的运行成本相对低得多。无论从规模、数量上来讲，广播媒体要完成一个节目所需要投入的资金和人力资源要小得多。相对电视节目的上网，广播节目上网只需调动音频资源，从技术角度看广播上网比电视上网简单便利，从成本角度看广播上网也比电视上网成本更低。
3、高普及率。广播是普及率最高的传统媒体，与报纸、杂志等纸质媒体相比，广播由于通俗易懂，不受文化程度限制，只要是听觉正常的人都可以接收；与电视媒体相比，广播体积小、携带方便，流动状态也能接收，而且接收装置价格低廉，尤其在
3、努力借鉴国内外网上广播的先进经验。
由于起步较早，国外广播界的 发展 经验对我国广播业的发展具有借鉴价值。比如在20世纪50年代，广播业最为发达的美国就开始摸索广播电台专业化发展的道路，并取得了成功，而现在我国广播界也已经开始在专业特色和个性化战略方面进行了尝试。同理，在广播与 网络 相结合的实践过程中，国内外有一些广播电台已经做得相当成功。借鉴一些成功的例子，对于更好地认识广播在“流媒体时代”的生存不无裨益。
英国bbc的网上广播。2001年3月，英国bbc首次实现了对俄罗斯总统普京的网上直播采访。这次访问既有声音，也有图像，并进行 英语 和俄语的同声翻译。在电脑屏幕底端还有显示向普京总统提问的机会的比例，并编辑了有关普京总统执政第一年的资料。在bbc的网站上，网民们可以浏览此次采访的全部内容，包括普京先生的所有讲话和向他提出的每一个问题。通过网上直播，全世界公众都获得了向普京总统提问的机会。这次网上直播采访获得了热烈的反响，对普京总统采访时，bbc网站收到了大量的关于此次采访的e-mail提问和评论，共计24000件，且来自世界各地。
日本的网上广播。日本的网上广播大致分为三种形式：一是把无线电广播里的节目原封不动地通过因特网广播；二是广播与因特网的互动节目；三是专门在因特网上播出的节目。自1999年4月开始，日本七家较大的商业广播电台就开始通过与微软公司合作，播出具有个性且具有因特网广播特点的网上广播节目。如“tokyo-fm”电台于1999年7月开始的《tfm即时剧场》，最早使用了活动的画面，用了5分钟的电影画面剪辑介绍最新的电影；被称为开发了因特网上的“广播新娱乐方法”的《山田的有限弧度》属于第二种形式的网上广播节目，当地面广播节目播出时，网上的节目主页就会出现主持人和节目小宠物主人公的网上漫画，而漫画中主持人和小狗的变化是根据用户听众的反馈意见来左右的，深受日本听众、网络用户和广告商的欢迎；而“文化广播”的《望世界》和《因特网广播·在网里相见》则属于第三种形式的网上广播节目，这是专门针对卡通电玩迷们编排的因特网节目，由卡通片的配音演员与特定的因特网听众相互交换电邮地址，向传统广播本体进行挑战，希望把很少收听广播的电脑一族——年轻一代吸引到广播里来。
香港电台的网上广播。1994年12月香港电台率先进行“香港电台联网版”的网上实验服务，以提供新闻演示文稿及少量电视及电台节目为主。1995年9月17日上午7时起，香港电台运用同步直播科通过互联网36小时向全球直播电台选举新闻和节目，成为世界上首个应用同步直播科技进行36小时直播的电台。1997年6月，香港电台在互联网上进行连续48小时视像直播报道有关香港回归的各项庆祝活动，吸引了全球25万人次的收看和收听，到访其网站的人次高达900万。2000年4月，香港电台全面拓展网上广播服务，每天直播全部6个电台频道、所有黄金时段播出的电视节目（每周共7小时视像节目）、提供中文新闻文本。
中国 国际广播电台。1998年12月26日中国国际广播电台正式推出了自己的网站（ .cn ）。1999年底，国际台网站已初步形成了华语（包括普通话、粤语、繁体字）、英语、德语、西班牙语、日语等共九种语言的广播节目文字和声音上网。在国际台的网页中目前已经链接了实时收听和节目回放，在节目回放中还会放上文字稿，以满足用户收听和学习需要。
自1995年推出第一个互联网流媒体播放器以来，流媒体的应用呈爆炸性增长。到2004年，流媒体市场有着巨大的收入潜能，其中为消费者服务创收90亿美元，内容提供商创收28亿美元；全球将有1000多个流媒体网站，2亿多小时视频流。去年在网上访问流媒体的人数增加65%。亚洲访问流媒体的人数迅速增加到3500万人，将近网民的1/6。到2007年，流媒体发展的重点将从以“流”应用为中心转移到以“媒体”为中心，随着iptv以新媒体的身份出场，将流媒体的价值体现得淋漓尽致[6]。
艾瑞市场咨询（iresearch）根据资料整理显示，移动流媒体作为移动多媒体业务的一部分正逐步受到重视，市场将不断扩大。预计到2007年，日本的移动流媒体用户数量将达到2144万人，其次是德国和韩国，而预计中国将有超过190万的用户数[7]。
图表引用自艾瑞资讯网站
不管我们愿不愿意承认，流媒体的时代已经来临。事实上，从技术角度、网民数量的增长，以及宽带的逐步普及等角度来看，流媒体的应用已经打下了良好的基础。但由于政策因素、版权等各种相关问题的制约，流媒体的长足发展也不是一蹴而就的，需要一定的时间与环境催化。传统广播媒体要想在“流媒体时代”下生存并得到不断发展，就必须懂得与网络媒体进行正确有效的合作和功能、价值的整合，从而实现双赢。对我们传统广播媒体而言，必须利用这个时间差，跟上发展的潮流。
“流媒体时代”的到来并不可怕，反而是传统广播焕发“第二春”的绝好契机。由于流媒体技术的出现，传统广播在传播特征上的不足得到弥补，传统广播转瞬即逝、选择性差、直观性差的弱点得以修正。通过流媒体技术，人们可以自由自主地选择自己喜欢的节目、段落，反复多次地收听，同时可以配合文字、图片等各种其他载体，丰富广播内容的传播形式。
随着技术日新月异的发展，广播媒体还会面临更多的挑战和冲击，重要的是要在这种发展中学会变化和调整。正如bbc的克里斯·韦斯科特所说，“广播……不会因为互联网的出现而死亡，但是会改变。”[8]对广播媒体而言，重要的是应该学会怎样更好地改变。
[注释]
[1]《宽带网络的发展将使流媒体成为未来的主流技术》， .cn ，2003/9/26，19：56。
[2][英]克里斯•韦斯科特，《新媒体变革对bbc的影响》，选自邓炘炘、李兴国主编《网络传播与新闻媒体》，北京广播学院出版社，2001年，第75页。
[3]张潇潇、郑一卉《中美两国网络广播现状的比较研究》，《中国广播电视学刊》，2002年第3期。
[4]杨叶青《论网络广播——网络广播现状和经营理念》， academic.mediachina.net/ ，传媒学术网，2003/11/22，21：30。
[5]中国互联网信息中心（cnnic）2007年1月23日第19次中国互联网络发展状况统计报告
[6]《流媒体应用全面开花》 顾荣强 计算 机世界网
关键词：流媒体技术；机遇；挑战；应用；未来
计算机技术、网络技术和通信技术的发展为人们带来了丰富多样的信息，很大程度上满足了人们多方面的需求，但是人们同时也面临着等待文件传输时间上的浪费，在这种背景下，流媒体技术的应运而生。流媒体技术具有传输方式灵活、媒体类型多样、交互性简便、成本低等特点，在互联网中的应用越来越广泛，且具有广阔的发展前景，在互联网背景下，流媒体技术的应用必将对人们的学习、工作和生活带来深刻的影响。
1流媒体技术的应用
1.1流媒体技术的应用机遇
随着计算机技术、网络技术的发展以及互联网在世界范围内的广泛应用，人们利用互联网信息量迅速增加，互联网用户数也日益增长，对网络音频、视频、动画等文件的传输需求越来越大，很多网络媒体都希望通过互联网来扩大自己的业务，造成了业务繁忙，文件传输时间长，这就为流媒体技术的发展提供了一定的条件，而流媒体业务的用户和消费者越来越多，成为了流媒体技术发展的直接推动力。宽带接入技术的发展使各种网络传输问题迎刃而解，为流媒体高质量的信息传输提供了基础，比如接入了高速以太网，为流媒体技术的推广铺平了道路。另外，流媒体技术本身具有节约空间、节省时间、能够进行实况转播、随机访问和互动操作的特点，对于人们来说具有极大的吸引力，大大调动了客户参与的积极性，为了满足客户的需求，流媒体技术必须抓住机遇，迎接挑战，努力使其作用在网络中得到最大限度的发挥。
1.2流媒体技术的主要应用
（1）远程教育。互联网的推广、多媒体技术的发展和计算机的普及极大的推动了教育事业的发展，给远程教育模式的建立带来了新的机遇，而流媒体技术则在此过程中发挥了重要的作用。在远程教育中，是将信息从教师端传到远程学生端进行远程教学，传输的信息主要包括图片、视频、音频、动画、文字等，并将各种信息资源有效的整合起来。流媒体技术不仅能够实现异步教学，还能够实现同步教学，将教学和管理集于一身，突破了空间和时间上的局限，使得远程教育兼具了交互性、丰富性和及时性的优点，并使教学资源得到了合理的使用。
（2）视频点播。视频点播技术随着计算机技术的发展已应用于局域网和有线电视网中，而视频点播技术自身也日趋完善，但是由于音频文件的容量较大，在很大程度上限制了视频点播技术的发展，流媒体技术的出现使得视频点播技术完全可以突破局域网转向互联网。首先，流媒体技术经过了特殊的压缩编码，使得此项技术很容易在互联网上传输；其次，流媒体技术的客户端采用的是浏览器的方式进行点播，基本不需要维护；再次，流媒体技术采用了先进的负载均衡技术，可以分布处理大规模点播请求。总之，随着网络技术以及信息家电的不断发展，流媒体技术也会越来越广泛的应用于视频点播系统中。
（3）视频会议。在网络环境下，人们不仅可以利用互联网进行学习，还能够利用互联网进行交流，方便且省时。目前，在商业领域中，很多人士会通过视频会议的方式传达信息，掌握企业的发展动向。视频会议是流媒体技术重要的应用方向，通过流媒体技术，信息传输的内容更加丰富，且能实时的对传播内容进行观看，无需等待，使用视频会议的人感觉身临其境，能收到良好的会议效果，且大大节约了人们的时间。很多大型企业、具有多个分校校区的院校比较倾向于选用基于流媒体技术的视频会议系统来组织跨地区的会议和讨论。
（4）远程监控。远程监控系统主要是将摄像头安装在不同的地点并与网络连接起来完成监控的，还可以根据不同的需求和途径安装辅助远程监控系统的探测装置。这种视频监控与传统的电视检测系统不同，远程监控系统的信息可以通过网络以流媒体的形式进行传输。通常，远程监控系统应用于经济价值高、安全防范要求高、地理位置较偏的地方，当前，在军队院校减员增效的形势下已被广泛应用，同时，远程监控系统还被广泛应用于通信、电力系统、交通运输、餐饮、水利工程、幼儿看护等领域中。
2流媒体技术未来发展前景展望
2002年举行的中国宽带流媒体大会很大程度上推动了我国宽带多媒体技术的发展，在此过程中，宽带用户日益增多，与之相应的是运行商和宽带应用服务提供商也加大了业务的推广力度，如今，高质量的流媒体技术也已开始被应用。面临着用户越来越多样的需求，流媒体技术自身也在迅速的变革和发展，为互联网用户提供了更多的新服务，未来，流媒体技术的服务形式将会更加丰富。
首先，可扩展流媒体技术来为人们提供电视服务，比如交互式网络电视，它是基于互联网方式将服务器和用户终端连接起来的，可利用流媒体技术通过宽带为广大用户传输数字电视信号，不仅能够提供互联网服务，还能够将电视服务、网页浏览、教育、电子邮件、娱乐、信息查询等多种功能结合在一起，这种有效的将电视、网络和PC结合起来的应用具有非常广阔的发展空间。
其次，在互联网环境下，人们的工作观念和生活观念都在发生着重大的变化，人们可以通过互联网自由选择工作地点，越来越多的人会选择在家里办公，在这样的背景下，家庭电子设备越来越多，种类和功能也越来越丰富和多样。因此，流媒体必须不断完善自身，加强对环境以及不同设备的适应性，扩大服务范围，使人们可以利用流媒体技术进行数据的采集、传输、接收等，并通过流媒体系统提高电视视频播放的质量。
再次，无线网络的容量不断增大，流媒体技术应用在无线设备上已成为必然，而面向无线网络的流媒体应用，对当前的编码和传输技术带来了巨大的挑战，因此，必须保证编码技术的高效性和适应性，同时对于编码的处理也不能太复杂。随着手机技术的发展和运算能力的提高，流媒体在手机领域中的应用也越来越广泛，手机设备的无线上网技术得到了有效的提升。
3结语
总之，随着网络技术的发展和用户需求的变化，流媒体技术也迅速发展。当今，流媒体技术已以其自身的特性和优点备受人们青睐，在互联网中得到了广泛的应用。随着流媒体技术在远程教育、视频点播、视频通讯和远程监控等领域的应用，必将在很大程度上丰富并改变人们使用网络的方式。未来，流媒体技术必将成为互联网发展的主流趋势，并将会在网络中发挥更加重要的作用。
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1流媒体技术概述
流媒体技术指的是用流式传输方式对多媒体信息数据传输的一种多媒体传输技术，不需要对多媒体文件完成下载就可以观看。具体来说，其可以将文件初始部分的声音和图像进行压缩，之后将压缩包放入到流媒体技术专用服务器或相关移动终端、电脑终端等，这就建立了一个多媒体文件的缓冲区域，终端播放设备可以预先播放下载的一部分视频信息和音频信息，而其他信息会自动在后台下载，并将下载之后的压缩包放入到缓冲区域中，用户不断对缓冲区域的多媒体信息进行播放，从而实现多媒体文件的边下边播。相交于传统的播放技术而言，流媒体技术在播放多媒体文件的时候不会占用过大内存，可以实现一边下载一边播放，可以实现多媒体的实时直播。在流媒体技术的运用过程中，用户只需要等待几秒就可以在播放终端设备上对视频或音频的解压包进行观看，其有着特殊的压缩方式，缩短了用户的等待时间，流媒体技术采用了RTP协议、RTSP协议、RTCP协议和RSVP协议，多媒体数据的传输质量更高，实时性更好。
2流媒体技术在综合网络中的运用
流媒体以互联网为基础，其在综合网络中的运用十分广泛也十分重要，下面从视频会议、视频点播和远程教育三个方面进行探讨。
2.1在网络视频会议中的运用
视频会议最早在1964年由美国贝尔实验室提出，是一种远程网络会议模式，传统的视频会议是点对点之间静止或黑白活动图像的一种模拟传输方式，其对音频、视频的解压缩和压缩要求较高，随着网络技术的发展，网络视频会议逐渐发展为彩色活动图像和多点传输的传输方式，人们对网络视频会议专业化、广播化等方面的要求也不断提高。流媒体技术在网络视频会议中的运用能够对会议现场直播，避免了多次信号与模拟信号和数字信号之间的频繁转换，这就提升了视频网络会议的实时性，用户可以将摄像头、耳麦作为自己的视频终端和音频中断，有效降低了网络视频会议的成本，打破了网络视频的空间限制，即使身处异地，用户也可以用笔记本电脑参加网络视频会议，同时其视频和音频的输出和通讯质量较高，有效提升了视频会议质量。此外，网络视频会议运用流媒体技术还可以实现会议人员之间的文件共享、工作协同等功能，这就丰富了网络视频会议的功能，不仅能够结余会议时间和经费，还能够有效提升工作效率，由此可见，流媒体技术在综合网络视频会议中的运用是十分重要的。
2.2在网络视频点播中的运用
网络视频点播中涵盖了多种技术，例如互联网技术、计算机技术、通讯技术、电讯技术等等，其是一种交互式的多媒体视频点播。网络视频点播技术转变了观众观看电视节目的被动状态，能够根据自己的需求来对电视节目进行点播，从而给电视用户提供一种交互式的服务化体验。流媒体技术在网络视频点播技术中的运用是十分显著的，其能够采用多媒体数据的压缩技术和数据库技术实现视频点播。在网络视频点播过程中，需要服务器的存储系统有着大容量的特点，只有这样才能够实现对多媒体文件的大量存储，此外，网络视频点播对于多媒体文件信息的传播速度要求较高，大容量、高速度的特点是传统视频服务器所不具备的，因此传统服务器不可能完成大量的网络视频点播。网络视频点播系统要求音频数据和视频数据传输的同步性，要求信息传输的高速性和稳定性，在运用流媒体技术可以对大量的多媒体数据进行压缩，有效节约了用户视频终端的存储空间，增大了服务器的存储量，这就能够实现大规模的网络视频点播。
2.3在网络远程教育中的运用
网络远程教育是一种跨空间的新型教育模式，其以计算机和网络技术为基础，打破了传统教育空间和时间的限制，提升了教育的灵活性，扩展了教育环境，人们可以随时随地通过网络远程教育来进行学习，主要课程教授单位将教育内容将以图片、音频、视频的方式上传到网络上，用户就可以在自己的视频终端进行学习。如果网络传输速度较低，则用户需要长时间将教育内容的多媒体文件进行下载，之后才能够学习，而学习内容的多媒体文件大都数据量较大，这就给远程教育的实现带来了困难。流媒体技术的运用有效解决了这个问题，其能够实现远程教育的同步性，学生在学习的过程中不仅能够与其他学生一起讨论问题，还可以将自己的疑问反馈给教师，增加了网络教育的互动性，通过流式传输的方式能够将远程教育多媒体信息进行实时传输，从而实现多媒体课件的实时播放。此外，流媒体技术的运用可以产生一种多媒体标准技术和伸缩性编码技术，这就大大提升了用户获取多媒体课件的质量，当前许多公司都开发了网络远程教育流式教学资源，例如ra音频资源、rm视频资源、ASF音频资源、qt多媒体课件格式等，这些远程教育资源的开发都是对流媒体技术的运用，有效提升了网络远程教育的实时性和动态性。
3结论
综上所述，流媒体技术能够实现一边下载一边观看多媒体文件，这就提升了多媒体文件观看的实时性和观看质量。本文简要探讨了流媒体技术在网络视频点播、网络远程教育和网络视频会议等综合网络中的应用，旨在进一步推进流媒体技术的应用和发展。
作者:张立恒 单位:山东建筑大学
参考文献位:
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关键词:流媒体;RealMedia;网络通信;IPTV;视频点播
中图分类号:TN919 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2009)21-196-04
IPTV System Based on Streaming Media Technology
YANG Guorong
(Xi′an Railway Vocational & Technical Institute,Xi′an,710014,China)
Abstract:From the principle of streaming media technology,the implementation of streaming media transmission is realized and taking RealMedia streaming media as an example to illustrate the production,transmission and use of the process,the purpose of streaming media technology in order to gain the advantages of network communication.Through exploration of ASF format,QuickTime format,a deep understanding of streaming media technology applications are given,application and development of streaming media in distance education,video-on-demand,network broadcasting,video conferencing and other business of IPTV are researched,the importance of IPTV is verified.
Keywords:streaming media;RealMedia;network communication;IPTV;video on demand
随着互联网的普及,利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后,也都希望通过互联网来自己的音视频节目。但是,音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下,花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输,不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现,在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。流媒体技术发端于美国,在美国目前流媒体的应用已很普遍,比如惠普公司的产品和销售人员培训都用网络视频进行。与传统的播放方式不同,流媒体在播放前并不下载整个文件,只将部分内容缓存,使流媒体数据流边传送边播放,这样就节省了下载等待时间和存储空间。网络电视正是结合了流媒体技术的特点应运而生,能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势,充分有效地利用网络资源。因此,网络电视的发展离不开流媒体技术,本文着重研究基于流媒体技术的网络电视的应用和发展。
1 流媒体的技术
1.1 流媒体技术的原理
流媒体又叫流式媒体,它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出,传送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后,节目就会像发送前那样显示出来。 这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式,而非一种新的媒体。流媒体技术全面应用后,人们在网上聊天可直接语音输入;如果想彼此看见对方的容貌、表情,只要双方各有一个摄像头就可以了;在网上看到感兴趣的商品,点击以后,讲解员和商品的影像就会跳出来;更有真实感的影像新闻也会出现[1]。
如果将文件传输看作是一次接水的过程,过去的传输方式就像是对用户做了一个规定,必须等到一桶水接满才能使用它,这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是,打开水头龙,等待一小会儿,水就会源源不断地流出来,而且可以随接随用,因此,不管水流量的大小,也不管桶的大小,用户都可以随时用上水。从这个意义上看,流媒体这个词是非常形象的。
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A/V源或存储的A/V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。流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销,故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中,一般采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输实时声音数据。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A/V Helper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。
需要说明的是,在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系,是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/V Helper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器,其基本原理如图1所示[2]。
1.2 流媒体技术的实现过程
流媒体系统包括以下五个方面的内容:
(1) 编码工具:用于创建、捕捉和编辑多媒体数据,形成流媒体格式。
(2) 流媒体数据。
(3) 服务器:存放和控制流媒体的数据。
(4) 网络:适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。
(5) 播放器:供客户端浏览流媒体文件。
这五个部分有些是网站需要的,有些是客户端需要的,而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同[3]。
在运用流媒体技术时,音视频文件要采用相应的格式,不同格式的文件需要用不同的播放器软件来播放,所谓“一把钥匙开一把锁”。目前,采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”,即RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的Windows Media和Apple公司的QuickTime。
按照内容提交的方式,流媒体可以分为两种:实况流媒体广播(即Web广播)和由用户按需访问的存档的视频和音频。不论是哪一种类型的流媒体,其实现从摄制原始镜头到媒体内容的回放都要经过一定的过程。下面以RealMedia为例说明流媒体的制作、传输和使用的过程[4]:
(1) 采用视频捕获装置对事件进行录制。
(2) 对获取的内容进行编辑,然后利用视频编辑硬件和软件对它进行数字化处理。
(3) 经数字化的视频和音频内容被编码为流媒体格式。
(4) 媒体文件或实况数据流被保存在安装了流媒体服务器软件的宿主计算机上。
(5) 用户点击网页请求视频流或访问流内容的数据库。
(6) 宿主服务器通过网络向最终用户提交数字化内容。
(7) 最终用户利用桌面或移动终端上的显示媒体内容的播放程序进行回放和观看。
由于流媒体技术在一定程度上突破了网络带宽对多媒体信息传输的限制,因此被广泛运用于网上直播、网络广告、视频点播、远程教育、远程医疗、视频会议、企业培训、电子商务等多种领域。
2 流式技术的主要解决方案
由于其成熟稳定的技术性能,互联网巨人美国在线(AOL)、ABC、AT&T、Sony和Time Life等公司和网上主要电台都使用RealSystem向世界各地传送实时影音媒体信息以及实时的音乐广播。在我国,大量的影视、音乐点播和春节晚会、昆明世博会开幕式的网上直播都采用了RealSystem系统[5]。
Windows Media Technology是Microsoft提出的信息流式播放方案,其主要目的是在Internet和Intranet上实现包括音频、视频信息在内的多媒体流信息的传输。其核心是ASF文件,ASF是一种包含音频、视频、图像以及控制命令、脚本等多媒体信息在内数据格式,通过分成一个个的网络数据包在Internet上传输,实现流式多媒体内容。因此,把在网络上传输的内容就称为ASF Stream。ASF支持任意的压缩/解压缩编码方式,并可以使用任何一种底层网络传输协议,具有很大的灵活性。Microsoft已将Windows Media技术捆绑在Windows 2000中,并打算将ASF用作将来的Windows版本中多媒体内容的标准文件格式,这无疑将对Internet特别是流式技术的应用和发展产生重大影响。
Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player工具构成。Media Tools是整个方案的重要组成部分,它提供了一系列的工具帮助用户生成ASF格式的多媒体流,分创建工具和编辑工具两种,创建工具主要用于生成ASF格式的多媒体流,包括Media Encoder,Author,VidToASF,WavToASF,Presenter五个工具;编辑工具主要对ASF格式的多媒体流信息进行编辑与管理,包括后期制作编辑工具ASF Indexer与ASFChop,以及对ASF流进行检查并改正错误的ASFCheck。Media Server可以保证文件的保密性,不被下载,并使每个使用者都能以最佳的影片品质浏览网页,具有多种文件形式和监控管理功能。Media Player则提供强大的流信息的播放功能。
Apple公司于1991年开始QuickTime,它几乎支持所有主流的个人计算平台和各种格式的静态图像文件、视频和动画格式,具有内置Web浏览器插件技术,支持IETF流标准以及RTP,RTSP,SDP,FTP和HTTP等网络协议。通过好莱坞影视城检索到的许多电影新片片段,都是以QuickTime格式存放的。
QuickTime包括服务器、带编辑功能的播放器QuickTime Player、制作工、图像浏览器以及使Internet浏览器能够播放QuickTime影片的QuickTime 插件。QuickTime 4支持两种类型的流:实时流和快速启动流。使用实时流的 QuickTime 影片必须从支持 QuickTime 流的服务器上播放,是真正意义上的Streaming Media,使用实时传输协议(RTP)传输数据。快速启动影片可以从任何Web Server上播放,使用超文本传输协议(HTTP)或文件传输协议(FTP)传输数据[5]。
目前,FOX新闻在线、FOX体育在线、BBC WORLD、气象频道等机构都加入QuickTime内容供应商行列,使用QuickTime 技术制作实况转播节目除了上述的流媒体技术的三种主要格式外,在多媒体课件和动画方面的流媒体技术还有Macromedia的Shockwave技术和MeataCreation公司的Meta Stream技术。
通过Shockwave技术可以方便地在Web页面中加入图像、动画以及交互式界面等操作。利用这种Streaming Shockwave, 即通过流的方式使用户在客户端实现边下载边播放的功能,节省了等待时的时间。Shockwave与Macromedia产品紧密联系在一起,包括Flash,Shockwave for Authorware,Shockwave for Director等技术。
MetaStream 3D的图形设计软件是Ray Dream Studio 5 以及Ray Dream 3D,可以方便地在网上创建、及浏览被缩放的3D图形,它具有小文件量及流传输的特点,比其它任何一种已存在的Internet 3D技术压缩率都高。主要应用于游戏开发厂商、页面设计者、电子商务、科学研究者、专业设计者等[6]。
3 流媒体技术在网络电视中的应用
目前我国通信事业正在迅猛地发展,用户对信息服务的要求越来越高,特别是宽带视频信息。可以说中国已基本具备了大力发展IPTV的技术条件和市场条件,而且IPTV网络电视市场竞争越来越激烈。市场竞争竞争对普通的消费者比较有利,抛开这些不管,这里关心的是怎样才能实现网络电视。对于一般的用户来说,一般是采用网络机顶盒+普通电视机。如图2所示,电脑与机顶盒共用一台ADSL Modem宽带上网。通常ADSL用户的电脑和ADSL Modem都在一个地方,因此,ADSL Modem引出五类网线连接到机顶盒上。考虑到大多数ADSL Modem只有一个10BaseT网口,因此要多加一个HUB[7]。网络电视可以提供远程教育、视频点播、网络直播、视频会议等服务,使人们的生活更加丰富多彩,下面就从这几个方面探讨流媒体的应用。
3.1 远程教育
电脑的普及、多媒体技术的发展以及互联网的迅速崛起,给远程教育带来了新的机遇。世界各国都正大力开展包括网络教育在内的远程教育。 在远程教学过程中,最基本的要求是将信息从教师端传递到远程的学生端,需要传递的信息可能是多元化的,这其中包括各种类型的数据:如视频、音频、文本、图片等。将这些资料从一端传递到另一端是远程教学需要解决的问题,而如何将这些信息资料有效的组合起来以达到更好的教学效果更是人们思考的重要方面。由于当前网络带宽的限制,流式媒体无疑是最佳的选择,学生可以在家通过一台计算机、一条电话线、一只Modem就可以参加到远程教学当中来。对于教师来讲,也无须做过多的准备,授课方法基本与传统授课方法相同,只不过面对的是摄像头和计算机而已。
就目前来讲,能够在互联网上进行多媒体交互教学的技术多为流媒体,像RealSystem,Flash,Shockwave等技术就经常应用到网络教学中。远程教育是对传统教育模式的一次革命,它能够集教学和管理于一体,突破了传统“面授”的局限,为学习者在空间和时间上都提供了便利。
除去实时教学以外,使用流媒体中的VOD(视频点播)技术,更可以达到因材施教、交互式的教学目的,学生也可以通过网络共享自己的学习经验和成果。大型企业可以利用基于流技术的远程教育系统作为对员工进行培训的手段,这里不仅可以利用视频和音频,计算机屏幕的图形捕捉也可以被用流的方式传送给学员。现在微软公司自己内部就大量使用了其自己的流技术产品作为其全球各分公司间员工培训和交流的手段[8]。
随着网络及流媒体技术的发展,越来越多的远程教育网站开始采用流媒体作为主要的网络教学方式。
3.2 宽带网视频点播
在前面的远程教育中曾经提到过VOD视频点播,视频点播技术已经不是什么新鲜的概念了,最初的VOD应用于卡拉OK点播,当时的VOD系统是半自动的需要人工参与。随着计算机的发展,VOD技术逐渐应用于局域网及有线电视网中,此时的VOD技术趋于完善,但有一个困难阻碍了VOD技术的发展,那就是音视频信息的庞大容量。 这样服务器端不仅需要大量的存储系统,同时还要负荷大量的数据传输,导致服务器根本无法进行大规模的点播。同时由于局域网中的视频点播覆盖范围小,用户也无法通过互联网等网络媒介收听或观看局域网内的节目。此时流媒体技术的出现,在视频点播方面完全可以遗弃局域网而使用互联网,由于流媒体经过了特殊的压缩编码,使得它很适合在互联网上传输。客户端采用浏览器方式进行点播,基本无需维护。由于采用了先进的机群技术,可对大规模的并发点播请求进行分布式处理,使其能适应大规模的点播环境[9]。
随着宽带网和信息家电的发展,流媒体技术会越来越广泛地应用于视频点播系统,也许有一天你也可以在自己的家中欣赏到与电视节目相当的流式视频节目。就当前而言,很多大型的新闻娱乐媒体都在Internet上提供基于流技术的音视频节目,如国外的CNN、CBS以及我国的中央电视台、北京电视台等,有人将这种Internet上的播放节目称之为“Webcast”。
3.3 互联网直播
也许大家只听说过现场直播、卫星转播之类的名词,对于互联网直播(或称为网络直播)的概念还并不太熟悉,随着互联网的普及网民越来越多,从互联网上直接收看体育赛事、重大庆典、商贸展览成为很多网民的愿望。而很多厂商希望借助网上直播的形式将自己的产品和活动传遍全世界,这也许是任何一种媒体都不能达到的。这一切都促成了互联网直播的形成。但是网络带宽问题一直困扰着互联网直播的发展,不过随着宽带网的不断普及和流媒体技术的不断改进,互联网直播已经从实验阶段走向了实用阶段,并能够提供较满意的音、视频效果。流媒体技术在互联网直播中充当着重要的角色,首先流媒体实现了在低带宽的环境下提供高质量的影音。其次,像Real公司的SureStream这样的智能流技术可以保证不同连接速率下的用户可以得到不同质量的影音效果。此外,流媒体的Multicast(多址广播)技术可以大大减少服务器端的负荷,同时最大限度地节省了带宽[10]。
无论从技术上还是从市场上考虑,现在互联网直播是流媒体众多应用中最成熟的一个。已经有很多公司提供网上直播服务,每年一度的《春节晚会》就提供网上现场直播。
3.4 视频会议
市场上的视频会议系统有很多,这些产品基本都支持TCP/IP网络协议,但采用流媒体技术作为核心技术的系统并不占多数。视频会议技术上涉及到数据采集、数据压缩、网络传输等多项技术。 流媒体并不是视频会议必须的选择,但是流媒体技术的出现为视频会议的发展起了很重要的作用。采用流媒体格式传数影音,使用者不必等待整个影片传送完毕,就可以实时的连续不断的观看,这样不但改善观看前的等待问题,也可以达到即时的效果。虽然损失了一些画面质量,但就视频会议来讲,并不需要很高的音视频质量。视频会议是流媒体的一个商业用途,通过流媒体还可以进行点对点的通信,最常见的例子就是可视电话。只要有一台已经接入互联网的电脑和一个摄像头,就可以与世界任何地点的人进行音视频的通信。此外,大型企业可以利用基于流技术的视频会议系统来组织跨地区的会议和讨论,从而节省大量的开支。一个实际的例子是美国第二大证券交易商从1998年开始,采用Starlight Network公司提供的流技术方案,为其分布在全球500多个城市和地区的分公司经纪人和投资咨询员实时提供到桌面的财经新闻,使他们的客户获取更多的投资利润[11]。
4 结 语
随着网络通信的不断发展,IPTV必将成为发展趋势,流媒体技术作为IPTV的关键技术之一,它的发展和应用倍受关注。虽然流媒体服务系统和传统的网络文件服务系统有许多相似之处,但是,流媒体技术更为强调对高速、稳定和边疆的寻体流的访问支持,以及对不同媒体同步的支持,从而确保媒体数据以最小的时延到达并在本地终端同步回放。由于当前的流媒体服务系统存在着对连续性、实时性的严格要求以及对数据巨量需要,现阶段的网络尚有些免为其难。随着计算机网络的进一步发展,网络带宽的不断扩大,网络多媒体平台将不断完善,流媒体技术必将会在未来的网络应用中发挥更大的作用。正如当初图像处理要求对计算机的影响一样,可以预见,流媒体服务系统也将对网络和终端的硬件和软件设计产生重大影响。
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关键词 网络流媒体；系统组成；传输方式以及传输协议；技术应用
中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-058-01
目前，我国在互联网的应用技术上，还存在一定的缺陷，随着人们对互联网的应用需求越来越大，网络流媒体成为解决部分缺陷的主力军。网络宽带一直影响着互联网的信息状态，因受其限制，互联网存在的信息仅能以文字和图片等静态方式呈现出来，对于音频、视频数据却无法实现在互联网上的。而FDDI网、AD-SL以及视迅宽带的产生，很大程度上完善了网络宽带的限制性，虽然传输速率上有了很大的提高，但是却依然不能实现传输高质量的多媒体信息，如此，流媒体技术随之产生。
1 网络流媒体技术的概念
根据指定的速率，在发送端与接收端两者之间独立传输音频和视频信息的传输技术，即为网络流媒体技术。网络流媒体具有多方面特点，其中包括：传输的实时性与等时性、隐含的时间维以及高吞吐量等。因为互联网受网络宽带的限制，并且存在服务质量的控制机制弱等不足，无法实现流媒体在实时性方面的要求。为了解决这一难题，因特网工程任务组，即IETF，制定了RTCP、RTP、RSVP等一系列协议，这些协议不仅支持流媒体的实时传输，还可以有效地控制服务质量。音频和视频等数据由于数据流是在时间上展开的，数据量比较大，并且实时。如此，当在多媒体终端上重复播放多媒体信息时，数据流的平滑度显得尤为重要。有了这种流式传输技术，通过网络，便可向用户机连续、实时的传送声音和影像等，用户不仅不用耗时间等着全部文件下载成功，而且只需几十秒甚至几秒的启动延时就可以随心观看。
2 网络流媒体技术的系统组成
1）服务器。它具有存放媒体数据的作用。因为需要储存的几乎都是大容量的视频资料，所以需要与之匹配的足够大的磁盘阵列，不仅可以高速度的向外界传输所请求的数据，还能提供较高性能的数据读写的能力，可实现高度的兼容性和可扩展性，并且支持标准接口。这种配置能实现几千小时的视频数据的存储，达到海量的存储要求。
2）编码的工具。通过媒体采集设备实现制作流媒体，具有创建、捕捉以及编辑多媒体数据，制成流媒体格式的功能。它包括视频、声音、图片、文字从独立形式组合为多元化流媒体的一系列制作工具。通过这些工具获得的流媒体文件可以用固定的储存格式进行储存，提供给服务器进行使用。
3）适合传输协议的网络。一方面指适合实时传输协议的网络，另一方面指适合多媒体传输协议的网络。流媒体技术是在互联网的发展基础上产生和发展起来的，并且在原有的基础上添加了为多媒体服务的平台。
4）高端播放器。也就是用户用于浏览网上媒体信息的软件。流式媒体系统不仅支持音频的点播，还支持视频的直播，从而可以转到想使用的浏览器中进行播放，并且支持多媒体的许多种播放格式以及媒体形式，包括音频、视频、Web页面、图片以及文本等组成表现形式。现阶段使用最多的分别是由美国苹果公司、美国Real Networks公司以及美国微软公司推出的Quicktime、Real Player和Media Player三种播放器。
5）流媒体数据。所谓的流媒体数据就是指媒体信息的载体。媒体数据的格式有很多种，其中以ASF、RM两种格式最为常用。
3 网络流媒体的传输方式以及传输协议
3.1 网络流媒体的传输方式
网络流媒体的传输方式主要有顺序流式传输和实时流式传输两种。顺序流式传输是在指定时刻，只有已经下载的信息用户才可浏览，还没有完成下载的信息无法跳过浏览。即为一种适用于点播的传输技术。而实时流式传输是可以保证媒体信息实时可被用户看到的传输技术，它在媒体进行信息传输时，信息带宽可以自己适应网络带宽，使网络连接和媒体信号带宽相吻合，达到实时传输的要求。
3.2 网络流媒体的传输协议
网络流媒体协议是流媒体技术中的重要基础组成部分。目前，经因特网任务组已经设计出的流媒体传输协议有以下几种：
1）实时传输协议。简称为RTP，主要用于多媒体数据流的传输，具有端对端的实时传送服务功能，并且可以跟其他的传输协议以及适合的底层网络同时使用。
2）实时流协议。简称：RTSP，它是一个连续的流媒体，可以建立以及控制一个甚至几个时间的同步，例如视频跟音频。虽然连续控制是可以达到的，但实时流协议本身是不进行连续流的发送的，换句话说，实时流协议相当于一种远程网络控制。
3）资源预留协议。简称为RSVP，不但可以在一定程度上保证服务质量，为数据流留下一定的宽带，还可以实现数据的接收者主动对数据流路径上的路由器发起请求。资源预留协议是承载在IP上的一个信令协议，实现对网络上的数据进行传输预定。
4）实时传输控制协议。简称为RTCP，具有对音频流和视频流进行播放以及录制等操作的作用。
4 网络流媒体技术的应用
随着互联网的不断发展，网络流媒体技术的应用越来越普及，其中包括：远程培训、视频会议、客户支持以及电子商务等。其主要应用于以下几方面：
1）远程培训。远程培训将成为教学道路上的得力助手，使更多的人得到受教育的机会。首先由教学者在网上通知，听众可在教学开始前对某个URL进行访问，在开始授课时，听众便可以及时看到授课的内容，包括声音。不但可以及时收看，而且还可以记录下来，方便以后再观看。
2）视频会议。视频会议虽然和远程培训有着诸多相似的地方，但是它需要更高的实时性。
3）视频播放。应用流媒体的重要场合便是娱乐。在通过摄像机以及其他装置得到视频信号后，便可以利用站点进行现场的直播，并且可以保存成适合流媒体的格式，方便以后的使用。在其中应用中也可以计费的方式提供多项有偿多媒体服务。
5 结束语
本文通过对网络流媒体的基本概述、系统组成、传输协议和传输方式以及应用的初步分析与探讨，阐述了网络流媒体的关键技术。综合上述来看，根据目前人们对互联网的认可和需求，网络流媒体技术在未来发展中将被更为普及应用，网络流媒体技术将会逐步走向成熟稳步的发展道路。
【关键词】流媒体；宽带网络；技术原理；应用系统
0引言
随着互联网的普及，利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后，也都希望通过互联网来自己的音视频节目。从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。人们希望互联网不再只有简单的网页浏览、文件下载等功能，更能承载实时的视、音频信息。因此，能满足“边下载边播放”的流媒体技术应运而生并且得到快速发展，流媒体业务也被认为是未来高速宽带网的主流业务。它的诞生和发展推动了互联网整体架构的革新，同时赋予宽带应用更多的娱乐性和互动性。
1.流媒体的概念与特点
1.1流媒体的概念
流媒体（Streaming Media）是指视频、声音和数据通过实时传输协议以连续流方式顺序从源端向目的地传输，目的地只需接收到一定数据缓存后就可以立即播放的多媒体应用。以前人们在网络上观看电影或收听音乐时，必须先将整个影音文件下载并存储在本地计算机上，然后才可以观看。与传统的播放方式不同，流媒体在播放前并不下载整个文件，只将部分内容缓存，使流媒体数据流边传送边播放，这样就节省了下载等待时间和存储空间。如果将文件传输看作是一次接水的过程，过去的传输方式就像是对用户做了一个规定，必须等到一桶水接满才能使用它，这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是，打开水头龙，等待一小会儿，水就会源源不断地流出来，而且可以随接随用，因此，不管水流量的大小，也不管桶的大小，用户都可以随时用上水。从这个意义上看，流媒体这个词是非常形象的。流式传输不仅使启动时延大大缩短，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下载完毕之后才能观看的缺点。
1.2流媒体三大特点
流媒体数据流具有连续性、实时性、时序性三大特点，具有严格的前后时序关系。
1.3流媒体传输方式
2.流媒体系统及其关键技术
2.1流媒体系统的组成
2.2流媒体技术原理
流式传输的实现需要缓存。因为一个实时音视频源或存储的音视频文件在传输中被分解为许多数据包，而网络又是动态变化的，各个包选择的路由可能不相同，故到达客户端的时延也就不同，甚至先发的数据包有可能后到。为此，需要使用缓存系统来消除时延和抖动的影响，以保证数据包顺序正确，从而使媒体数据能够连续输出。通常高速缓存所需容量并不大，因为通过丢弃已经播放的内容可以重新利用空出的空间来缓存后续尚未播放的内容。
2.3流媒体应用类型
流媒体应用可以根据传输模式、实时性、交互性粗略地分为多种类型。
传输模式主要是指流媒体传输是点到点的方式还是点到多点的方式。点到点的模式一般用单播（Unicast）传输来实现。点到多点的模式一般采用组播（Multicast）传输来实现，在网络不支持组播的时候，也可以用多个单播传输来实现。实时性是指视频内容源是否实时产生、采集和播放的，实时内容主要包括实况（Live）内容，视频会议节目内容等，而非实时内容指预先制作并存储好的媒体内容。交互性是指应用是否需要交互，即流媒体的传输是单向的还是双向的。
根据上述分类，常见的流媒体的应用主要有：
视频点播（VOD）：这是最常见、最流行的流媒体应用类型。最初的视频点播应用于卡拉OK点播，随着计算机技术的发展，VOD技术逐渐应用于局域网及有线电视网。
视频会议：视频会议可以是双方的，也可以是多方的。前者可以作为视频电话，视频流媒体信息可以以点到点的方式传送，是典型的具有交互性的流媒体应用。
远程教学：远程教学目前应用也比较广泛，而且具有很好的市场应用前景。远程教学可以看作是前面多种应用类型的综合，在远程教学中，可以采用多种模式，以应用对象明确、内容丰富实用、运营模式成熟，成为目前商业上较为成功的流媒体应用。
网络游戏：需要通过流媒体的方式传递游戏场景的交互游戏近年来也得到了迅速的发展。其它的一些应用，例如虚拟现实漫游等也具有很大的发展潜力。
2.4流媒体关键技术问题
流媒体系统中，影响流媒体播放质量的3个最关键的因素是：编码和压缩的性能与效率、媒体服务器的性能、媒体流传输的质量控制。
2.4.1编码/压缩的性能
流媒体系统中的编码用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式。
2.4.2服务器性能
流媒体系统中的媒体服务器用于存放和控制流媒体的数据。
2.4.3内容分发网络（CDN）
采用内容分发网络（CDN）可以实现应用层的质量控制机制。
除了以上提到的问题外，宽带流媒体应用还需要解决媒体同步控制、安全、数字版权管理（DRM）、媒体兼容性等问题。
3.结束语
从前面的叙述中可以看出，流媒体技术包含了从服务器构架到网络协议等一系列技术，目前这些技术还在不断发展和完善中，为了解决拥塞造成的抖动和延时问题，不但要求网络有足够的带宽，还要有较好的稳定性和可伸缩性。但是从目前的技术层面上看，流媒体技术已经初具雏形，技术的进步和用户的需求促进了流媒体应用的迅速发展。可以预见，流媒体业务将成为宽带网络上的主流信息业务。
参考文献：
[1]李崇荣.INTERNET基础与应用[M].北京：科学出版社，1999.
[2]陈俊良.计算机网络实用教程[M].北京：科学出版社，1999.
关键词：音视频数据传输 流媒体技术监测系统
中图分类号：TN948文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)03(A)-0000-00
1前言
如何实现在有限的回传宽带内，经济、高效地回传包括音视频数据在内的各种监测数据，是监测网系统建设过程中必须要解决的关键问题。
2广播电视监测网及流媒体简介监测网系统的组成
监测系统的网络建设在省级SDH光传输网络上，采用两层星状网络结构：一级节点为监测中心数据处理中心；二级节点为无人遥控监测点，作为会监测点主要作用是聚合本省辖市的监测业务量，向省局监测中心传输。
2.1 流媒体技术特点
流媒体(Streaming Media)指采用流式传输方式在网络播放的媒体格式，在网络上实时顺序地传输和播放音视频等多媒体内容的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、音视频编解码、存储、传输、播放等领域。流是相对于传统的下载－回放（Download-Playback）方式而言的一种媒体格式，它能从网络上获取音频和视频等连续的多媒体流；流式传输则把多媒体信息通过服务器向用户实时地提供，其优点一方面大大地缩短了启动延时，同时也降低了对缓存容量的需求，另一方面，又可以实现实时数据传输。
2.2 流式传输的方式
实现流式传输有两种方法：顺序流式传输（progressive streaming）和实时流式传输（Realtime streaming）。
2.2.1顺序流式传输（progressive streaming）
顺序流式传输，指顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分，顺序流式传输在传输期间不能根据用户连接的速度进行调整。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，不适合长片段和有随机访问要求的视频，它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术。
2.2.2实时流式传输（Realtime streaming）
实时流式传输总是实时传送，特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。实时流式传输必须配匹连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图象质量较差。
在监测网系统中，实时音视频数据的传输采用实时流式传输方式，自动录像文件的回传采用了顺序流式传输方式。
3 流媒体技术在监测网系统音视频数据传输中的解决方法
监测网系统中，音视频数据传输量大，实时性强，对数据安全性、可靠性、一致性、同步性要求高，监测前端与省监测分中心之间仅为2M带宽的连接，而每路实时视频流媒体传输占用带宽为1～1.5M，如何满足多个用户同时向一个监测前端请求流媒体视频的需求，系统采用流媒体技术、流媒体无缝拼接技术，以及支持应用层多播协议的媒体网关解决了上述问题。
3.1流媒体技术
监测网系统的流媒体解决方案包括：视音频信号的解调与采集、压缩与存储、传输与播放。
3.1.1音视频数据的解调与采集
在监测网系统中，前端监测设备放置于各电视播出运营机构的播出前端，播出前端给出的射频信号经过调整后，进入监测前端中的解调设备进行解调。
3.1.2音视频数据的压缩与存储
采集设备采集后的信号是未压缩格式的，需要进行压缩后才能够存储、传输。监测网系统采用MPEG4格式将流媒体文件存储在前端监测主机。在录制过程中保证存储数据不丢失，录像节目连续，通过录像文件的自动删除程序，两天以上的节目可以自动删除，从而保证录制的连续性。
3.1.3音视频数据的传输与播放
监测网系统中，实时音视频的传输采用直播方式实现。当前端监测设备接收到省监测中心发来的调度命令时，会立即启动视频采集、压缩和直播服务，并送直播流到监测中心。音、视频直播流输出带宽范围为350Kbps到1Mbps。客户端使用微软 MediaPlayer通用播放器播放流媒体。
3.2流媒体无缝拼接技术
采用传统的共享方式观看录像，安全性差、各文件拼接时不能避免接缝、不能准确定位录像查询时间。在监测网系统中对录像文件采用顺序流方式，通过监测设备中的流媒体点播程序将对多个录像文件的查询操作虚拟为对一个大录像文件的操作，采用HTTP传输协议，将数据传回，保证了数据的安全性、可以准确定位录像查询时间，保证各文件间无接缝。为了支持录像文件的流媒体传输，在Web Server上开发了录像点播Filter程序，在后台实现了各个录像文件之间的剪切和拼接。
4结语
流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活产生深远的影响。流媒体技术在电视监测中的应用中取得了很好的效果，具有便于网络传输、查询、存储和节省存储空间的特点，特别是应用层多播技术和多媒体网关设备的应用，在监测网的多用户实时监测过程中发挥了巨大作用。广播电视监测网系统是流媒体技术大规模应用的一个成功范例。随着流媒体技术的日新月异和硬件产品的不断研发，在数字电视、移动电视等其他领域，如何利用流媒体技术进行有效监测和监管是值得我们探讨的课题。
参考文献
本文在引言部分阐述了流媒体技术的基础：流媒体的一般概念及相关的概念。在正文部分介绍了流媒体技术的原理以及媒体服务器的硬件平台。最后主要的介绍了流媒体技术了两种教育应用：校园网视频系统的解决方案和远程多媒体教学方案。
关键字: 流媒体 流式传输 媒体服务器 校园网视频系统 远程多媒体教学系统
一、引言
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。A/V文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同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。
流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，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，只是在开始时有一些延迟。
在这篇文章中，主要是讨论流媒体的技术基础，以及流媒体技术在教育中的应用。
二、流媒体技术基础
1、 流媒体技术的原理
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A/V源或存储的A/V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A/VHelper程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。
A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序），一旦A/V数据抵达客户端，A/V客户程序即可播放输出。
需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图1所示。
图1.流式传输的基本原理
2、 媒体服务器硬件平台
视频服务器把存储在存储系统中的视频信息以视频流的形式通过网络接口发送给相应的客户，响应客户的交互请求，保证视频流的连续输出。视频信息具有同步性要求，一方面必须以恒定的速率播放，否则引起画面的抖动，如MPEG-1视频标准要求以1.5Mb/s左右的速度播放视频流。另一方面，在视频流中包含的多种信号必须保持同步，如画面的配音必须和口型相一致。另外，视频具有数据量大的特点，一个经MPEG-1压缩的90 min的电影，长度约为1GB，它在存储系统上的存放方式，直接影响视频服务器提供的交互服务，如快进和快倒等功能的实现。视频服务器必须解决视频流特性提出的要求。
视频服务器的工作模式是当服务器响应客户的视频流后，从存储系统读入一部分视频数据到对应于这个视频流的特定的缓存中，然后此缓存中的内容送入网络接口发送到客户。当一个新的客户请求视频服务时，服务器根据系统资源的使用情况，决定是否响应此请求。系统的资源包括存储I/O的带宽、网络带宽、内存大小和CPU的使用率。
三、流媒体技术的应用
互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。 流媒体技术广泛用于多媒体新闻、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、 实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活将产生深远的影响。
一个完整的流媒体解决方案应是相关软硬件的完美集成，它大致包括下面几个方面的内容： 内容采集、 视音频捕获和压缩编码、内容编辑、内容存储和播放、应用服务器内容管理及用户管理等。
下面就介绍流媒体技术在教育上的两个具体的应用方案。
1、 校园网视频系统
校园网的建设随着教育产业的兴起和发展也逐渐呈现出蓬勃向上的态势。随着多媒体技术的不断发展，特别是多媒体传输技术的突破，使网络多媒体教学得以实现。现在已经有许多的成熟的产品可以用来组建网络多媒体教学的解决方案。
一般一个校园网视频系统的要求有：
（1）通过校园网实现音、视频实况转播、视频预订，制作并存储节目。
（2）在校园网上实现VOD教学。
图2.校园网系统方案
每个教室安装相应的软件及视频卡，摄像头，麦克风，可以把教室实时的声音和图象通过校园网传到监控中心。在存储服务器安装SERVER软件，可以存贮传输过来的实时图象。在点播服务器安装SERVER软件，存储视频节目。
虽然现在校园网络硬件水平和质量现在都非常高，但是，困惑也随之而来，具体表现为以下几个方面：
A、校园网投入大，但没有用在教育主业上。
B、网络仅用在办公自动化中，投资效益低。
C、无法实现充分共享。即享受好的教育资源的学生很有限；同样的课程需要年复一年的教授；同样的问题需要一次次重复回答；材质差异明显的学生按同一模式接受教育，做不到因材施教。
计算机网络技术在教育产业中的应用现状和由此产生的问题引起了教育界和计算机界对于计算机网络条件下教学模式的思考。教学模式在网络条件下最终会变化成什么样子？目前和将来一段时间内网络技术发展到底能导致产生哪些更富成效的教育手段，逐步推动教学模式的改变？
2、 远程多媒体教学系统
知识经济的时代需要人们不断的学习新的知识、技能，才能跟上时代的步伐。学习必须转变成一个伴随每个人一生的过程。网上教育突破了传统"面授"教学的局限，为求知者提供了时间分散、资源共享、地域广阔、交互式的教学新方式，因而广受人们观注。
从远程教育的定义可以看出它有下列三方面的内涵:学生与教师的分离，学生与学生的分离，利用传播媒体和传输系统组织教学。从技术上讲，远程教育系统是建立在现代传媒技术基础上的多媒体应用系统，它通过现代的通信网络将教师的图象、声音和电子教案传送给学生，也可以根据需要将学生的图象、声音回送给教师，从而模拟出学校教育的授课方式；同时还可以利用现有的网络条件建立虚拟的班级，加强学生之间的交流。
鉴于远程教育的深远意义，我们的远程多媒体教学系统所要实现的功能有：实现教学课件的点播（VOD），教学直播，网络课堂等等。
在IP网上开展远程教学活动，需要解决两个基本问题：音频、视频流信息的传送以及它们与数据之间的同步。由于音频、视频信息的带宽比较宽，不可能让学生将所有的节目下载到本地计算机上后再播放，必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。此外，由于在教学过程中教师会经常使用电子教案来辅助教学，比如用PowerPoint，而电子教案的展示与音频、视频流之间有严格的时间同步关系，这就要求在传输过程中我们仍然要保持它们之间的同步关系。
图3.远程教育网络结构
系统的工作过程如下：输入的视频和音频信号将送给MPEG4的编码器进行编码，编码器输出的节目流既可以存入存储设备也可以直接送给MediaServer，MediaServer的主要功能是完成节目流的播出。MediaServer播出的节目有三个来源，它可能是保存在存储设备中的ASF文件，也可以是编码器实时传送来的节目，它播出的节目还可以从其它的MediaServer上获取。普通的用户可以通过LAN或通过无线网络接入到该系统之中。
参考文献
[1]曹功靖，王晖，吴玲达 Real流媒体技术及其在远程教学中的应用 计算机应用研究 2001.
关键词 流媒体;视频;监控
中图分类号 TP39 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）131-0041-01
在当前社会环境下，一方面信息领域的技术逐步成熟，另一个方面社会本身也存在于对应的需求，如此供需两个角度的共同力量，推动着网络视频监控系统的逐步发展与成熟。近年来在该领域中，视频技术有了长足的发展与进步，作为安全防范体系中的重要环节，其自身的直观特征以及信息内容的丰富与充实，在很多场合中都得到了深入应用。而在整个发展过程中，流媒体成为一个不容忽视的重要技术元素。
1 网络视频监控系统的发展与实现
对于网络视频监控系统的发展历程而言，总体上大概经历了三个主要的阶段。其一是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，存在于上世纪九十年代之前以及该年代初期，这个阶段的视频信号以模拟信号作为主要形式，并且展开进一步的信息传输。此种信号在传输过程中易于受到传输质量以及外界干扰的影响，造成信号画面质量的下降。第二个阶段则是从九十年代中期开始的，基于PC的多媒体主控台系统，这种系统也会被称作是第二代数字化本地视频监控系统，其特征在于由计算机开始参与整个体系之中，并且呈现出极强的高速数据处理能力。发展到九十年代末期，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，远程视频监控系统开始涌现，即通过数据传输网络实现视频监控相关信息数据的传输，因此也成为网络视频监控系统。在这样的系统之中，数字视频数据的压缩、传输、存储和播放成为其整个系统的技术核心，基于流媒体视频数据的传输技术和框架在这个阶段中逐步得到发展和完善。
以应用特征来看，第一代和第二代的视频监控技术，通常不会涉及到长距离的数据传输，通常布控区域较小，扩展性相对较差，因此多用于小范围的监控需求。但是随着通信技术的不断发展，数据的传输瓶颈逐渐得到改善，相关的图像视频压缩技术以及标准都日趋成熟，诸如MJPG系列标准以及H.263等标准逐步成熟，用于实现对于视频数据的压缩，而在网络传输领域中，RTP、RTCP网络传输机制则得到更多重视。但是在这个阶段中，对于系统的开发方法多采用面向过程或者对象，系统弹性仍然有所不足，并且进一步考虑到网络视频监控系统多采用C/S架构，直接造成的维护成本升高也是不容忽视的重要方面。
基于其发展过程中三个阶段的各自特征，在当前环境之下，进一步关注流媒体直播技术以及B/S架构，并且在此基础上展开对于网络视频监控的实现是当前的主要的工作方式。
2 分布式网络视频监控系统实现
无论是面向过程还是面向对象，在当前的流媒体网络视频监控体系中都存在一定的不适用特征，因此采用面向对象的一种更为延伸的方法来对此种系统加以实现，即面向组件的开发方法。此种方法本身是将系统的多个功能视为多个单一功能的组件，兼顾环境中对象的实际功能需求，实现系统本身在软硬件两个层面的弹性特征。
从技术角度看，当前分布式网络视频监控系统逻辑结构参见图1。
图1 分布式网络视频监控系统的逻辑结构
整个分布式网络视频监控系统采用B/S结构，在监控系统前段，采用数码摄像探头作为数据采集设备，而后产生数字信号送入当地的编码器环境展开编码，使其符合相应的信息通路并且能够实现传输。编码完成后的ASF格式文件将存入本地文件服务器，同时采集到的数据会转换成为Windows Media媒体流，并且经由Windows Media服务器提供给终端用户。同时，从终端用户的角度看，Windows Media服务器和Web服务器共同提供数据和服务，并且通过媒体播放器和Web浏览器作为载体，对相应的流媒体数均展开播放。在整个播放过程中，Windows Media服务器一方面支持以Windows Media媒体流格式存在的实时播放，同时也能够支持ASF文件的点播播放，从而满足用户对于多个时点的监控信息需求。并且从用户端角度看，通常将Windows Media播放器直接嵌入Web浏览器环境中，实现技术层面的透明播放，便于深入展开应用。
在整个分布式系统的服务器端，主要需要从两个层面实现具体功能，即本地和远程。本地方面重点用以负责视频的采集、本地回放和录制，而远程则重点实现远程命令的接收和视频传输以及相关数据完整性和安全水平的保持等。在本地端通常需要围绕视频的采集建立起三个过滤器，以确保形成Filter Graph链路，实现视频有效采集。其中包括视频采集过滤器（Capture Filter）、视频回放过滤器（Video Render）和色度空间转换过滤器（Color Space Converter）。而对于数据的本地保存而言，则首选Windows Media Video 9编码器进行压缩，而后采用多种工具生成ASF文件，主要考虑到平衡存储空间和画面之间的关系，在此基础之上同样可以考虑采用其他格式文件实现存储。最后，虽然视频数据的传输过程不能算入本地职能，但是网络发送仍然需要在本地展开，并且这一个环节工作的整体质量，对于传输过程的有效性而言至关重要。
另一个方面，对于远程网络视频监控客户端而言，重点需要面向视频展开逆向处理，从而解析出对应的质量合格的流媒体信号。并且就传输过程而言，同样应当积极引入相关领域的安全手段，诸如加扰、复用等技术，都有待于在该领域中展开进一步深入的应用。
3 结论
就网络视频监控系统的实现而言，首先当前流媒体和分布式是其主要存在的两个方面突出特征。因此首先应当对这样两个方面的特征进行深入的把握和分析，并且综合相关领域中的技术特征进行判断，确定相应的体系框架，有的放矢对相应的系统展开优化工作。唯有如此才能切实构建起流媒体环境之下的分布式网络视频监控系统，并且平衡各类网络资源承载能力，打造适用视频监控体系。
参考文献
[1]吴满原.网络视频监控系统关键技术研究及软件开发[D].上海：东南大学，2007.
[2]黄颖.基于DirectShow 的视频播放系统研究与实现[D].武汉：华中科技大学，2008.
关键词：流媒体；加密技术；变换方法
中图分类号： TP309.7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）36-189-2
0 引言
流媒体是网络中传输的可以实时获取实时解析的一种媒体格式。这种类型的媒体文件可以实现上传、下载与播放的同步。目前传统有线电视的直播功能就是应用的这种媒体格式实现的。随着网络功能不断进步，网络资源与有线资源的竞争不断恶化，近年内已经发生多起数据盗窃转发案件。为了保证数据安全，维护网络秩序，优秀的数据加密技术成为其中的关键因素。
1 加密与破解
目前我国在密码加密技术的应用研究方面与国外还有一定的差距，实际应用方面与国外的差距较大，还没有自己的算法、标准和体系[1]。国际最通用的加密技术是AES加密技术。AES加密技术是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的DES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院（NIST）于2001年11月26日于FIPS PUB197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一[2]。目前主要有2种加密体系：对称密钥加密和非对称密钥加密[3]。AES属于对称加密技术，这种加密技术不仅可以保证数据的安全，还可以通过硬件实现快速的数据加解密。
将网络传输中的流式媒体信息进行加密的目的是使非授权阅读人员无法读取该信息，并为该信息在网络上的实时传输提供高度的机密性、完整性、非否定性和真实性。即使攻击者中途截获，也不能攻击和破译[4]。但是人们往往能从一项技术中找出漏洞。
由于加密技术的运算方法是固定的。转发解扰字的方法就可以在已知加密方法的情况下破解绝大多数的加密方式。无论采用的加密算法多么复杂，一但方法被知道，解扰字被知道，就很难对数据再进行保护。而要实现数据的安全，唯有算法本身的运算方式也在不断变换，而且这种变化是没有规律的才能高强度的保护数据。
流媒体的数据长度可以是无限的。在加密时不可能将一个文件整个都加密完成再进行传输。加密通常都是针对一小段等长数据的，每段数据称为一组。在一个分组内，总的变换结果是有限的。假设分组长度为Nk，即分组数有2进制Nk位。如果把每一个数的位置关系计算在内，那么变换的最终结果有Nk！×2Nk种。AES的位置变换关系是固定的，因此AES相当于只是取了其中的2Nk种变换。如果能将Nk！×2Nk种变换无规律的替换，数据保护强度将会进一步增加。
2 变换方式参考量
分组变换方式有Nk！×2Nk种，那么表示一个分组长度变换的2进制位数为log2Nk！×2Nk。假设Nk=128，那么表示分组变换种类的2进制位数为845位。把这个数据作为变换方式参考量。这是一个相当大的数。为了使得这845位2进制数能清晰的表示每一种变换。可以将数据分为128位和717位两个部分。128位表示参数本身是否发生变化，717位表示参数移动的位置。根据移动位置的特性，一个数占据了这个位置则另一个数不能与之占用同一个位置则有：
3 参考量的同步
授权用户解密时变换方式参考量必须与加密时所用的一致。而这个同步可以分两次进行。第一次同步在用户授权的同时，服务器与客户端完成参数移动的位置部分的同步。第二次同步在加密数据发送的同时，服务器与客户端完成数据变换参数部分的同步。这样数据变换参数部分可以在短期内变换多次。同时数据变换参数可以使用如下传送方式保证解密的连续性。
在密文R1传递的前半段，可以收到S0、S1两个解密参数。S0用于上一密文文件解密S1用于当前文件解密，当密文传输过半时S0被S2替换准备下一段密文S2的解密进入到R2接收阶段后S1并不消失而是等到R2过半时换成S3准备R3密文的解密。这样的传输方式可以保证在解密前已经有解密参数传递到客户端，并完成解密的准备工作。
如此交替变换的方式可以保证正在解密的参数在异或参数变换时不受影响，同时可以保证客户端提前预知下各时刻的参数，保证解密的连续性，同时还可以保证授权用户在任意时刻开始接收都能获取到正确的明文数据。
4 加解密时的逆变换方法
已知变换方式参考量之后，加密变换时明文分组数据与变换参数进行异或运算。运算完毕的数据依照位移参数依次进行按位移动，即可形成密文数据。但是位移运算的方式并不是依照正序变换最为快捷。位移变换如果从末尾开始排列则计算机会节省更多寻址时间。即将末尾数据先填入密文空间，再根据倒数第二个参数Cx的大小决定倒数第二个数据的位置，之后的数据依次往后移动一个数据位。
密文数据进行逆变换时则需根据位移参数将原始数据位移回原来的位置。则密文数据需要按位移参数的运算值Cx依次计算出原始数据移动到的位置再还原出原始数据。由于没办法知道最后一个数据所在位置，所以只能依次运算还原。
由于变换算法逻辑复杂，在变换算法的一个周期内，系统并不直接存贮变换参数或者变换的运算值Cx，而是直接将变换的位图保存起来。当需要加解密变换时直接根据位图重新调整参数的位置从而实现高效的加解密流程。
同时由于在变换过程中只更改变换参数，位置参数短期内并不会改变。未授权用户无法通过变换参数来还原明文文件，使得该算法在非高安硬件上也具备相当高的可靠性。
5 算法初步测评
这种变换算法解决了目前加密方法解扰字容易被转发导致数据泄露的问题。但是这种数据非对称性算法，同时加解密位移方式较为复杂，不像AES能够用单纯的更改线序的方式来完成，很难用硬件实现。但是对于保密等级比较高，不要求加解密速度的文件，可以采用以上方式来进行加解密。这种加解密方式也可以用在其他数据的传输保护当中。但是对于没有用户授权机制的数据保护并不能起到由于AES等加密方式的保护作用，并且还会延缓加解密效率，在此时不建议使用。
参 考 文 献
[1] 登国国内外信息安全研究现状及发展趋势[J].世界科技研究与发展，2000，22（2）：2-8.
[2] http：///link？url=3rVA7mGbxfOcJP6CQnb6Q2_i0EqIAdjKO2uF-P775ygAmLo7vwEYm8O7QXiCl51aFedQN8MPJ5dMWNCDj-ujpK.