流媒体信息服务与管理系统毕业论文

1、流媒体信息服务与管理系统摘要流媒体是应用流技术在网络上传输的多媒体文件。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。流媒体信息服务与管理系统主要包括两部分：服务系统和管理系统。其中服务系统包括视频点播、视频直播、视频广播、节目录制这四个模块，管理系统包括节目管理、栏目管理、用户管理、系统管理等。本系统总体方案是以sql server 2003为平台，采用标准的b/s模式，采用access 大型数据库系统，并使用制作网站的常用开发工具。采用模

2、块化、分布式系统设计构建系统。本文主要阐述了流媒体信息服务与管理系统的设计方案，其设计内容包括：系统总体架构设计，视频点播功能模块设计，视频广播功能模块设计，视频直播功能模块设计，后台管理界面，以及系统调试与结果分析。本文在最后进行了测试分析，其测试内容包括：应用功能，管理功能，以及主要参数测试等。关键词：流媒体 服务 管理 数据库 播放 streaming media information service and management systemabstractstreaming media is multimedia file applying streaming technology

3、 on the network transmission. the streaming media is a kind of technology using streaming pattern to convey the continuous time base media. the streaming transmission manner is to compress the other media of the video and audio frequency into every compressing packet, it is real time conveyed contin

4、uously to the user computer through video server, and the broadcast may begin only if caching the adequate playable video content on the user terminal. the streaming media information service and management system is mainly composed of two parts: service system and management system. the service sys

5、tem includes the four modules of the video order playing, the video direct playing, the video broadcast, and the program rec. the management system includes the program management, the column management, the user management, the system management, etc. this system overall scheme is based on sql serv

6、er 2003 as a platform; it adopts the normal b/s pattern, large-scale use of access database system and the use of the production of commonly used web site development tools, modular, distributed system design to build the system.this thesis clarifies the design scheme of the streaming media informat

7、ion service and management system, the design elements include: the overall system architecture design, the video-on-demand function module design, the module design features video broadcast, the video broadcast functions of the modular design, the background of the management interface, and system

8、debug and analysis .this thesis has been tested in the final analysis. the tests include: the application of functions, management functions, as well as testing the main parameters.key words: streaming media service management database playing目录摘要 iabstractii第一章 前言1.1 课题背景1.2 研究要求1.3 研究方法第二章 流媒体概述2.

9、1 流媒体的定义2.2 流媒体系统的组成2.3 流媒体的技术特征2.4 流媒体的播放方式2.5 流媒体的传输实现2.6 流媒体的传输流程第三章 设计方案与要求3.1 设计方案的选择与论证3.2 设计要求3.3 主要技术性能指标第四章 系统总体设计4.1 系统设计4.1.1 系统架构示意图4.1.2 视频采集4.1.3 系统支持的流媒体格式4.1.4 系统的工作方式4.2 视频点播4.2.1 视频点播子系统功能4.2.2 实现流程4.3 视频直播4.3.1 实现流程4.3.2 视频直播子系统功能4.4 视频广播4.5 节目录制4.5.1 节目录制子系统功能4.5.2 实现流程4.6 后台管理4.

10、6.1 视频信息发布管理功能4.6.2 信息发布实现流程第五章 结果分析5.1 系统实现的功能5.2 播放管理5.2.1 节目点播5.2.2 节目直播5.2.3 节目直播5.3 后台管理5.3.1 后台管理界面5.3.2 管理功能5.4 节目制作与发布5.5 系统配置要求5.6 系统运行测试5.6.1 测试内容5.6.2 测试方法5.7.3 测试记录单第六章 结束语参考文献致谢第一章 前言1.1 课题背景 流媒体是应用流技术在网络上传输的多媒体文件，流技术就是把连续的视音频信息经过压缩处理后存放到网站服务器，让用户随时在线视听的网络传输技术。流媒体实现的关键技术就是流式传输，流式传输主要指将整

11、个音频和视频等多媒体文件经过特定的压缩方式解析成一个个压缩包，由视频服务器向用户顺序或实时传送。用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕，而是只需经过几秒的启动延时即可对压缩的多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。该技术先在电脑上创造一个缓冲区，于播放前预先下载一段资料作为缓冲，当网路实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，也使得播放品质得以维持1。本系统可以实时或定时采集多路视音频信号并进行编辑，采集来自电视、录像带、光盘等多种来源的节目内容，可将常见的视音频格式的媒体录制生成多种码

12、流的标准格式的流媒体文件为网络用户提供点播、直播或广播服务，并提供丰富的节目管理功能对流媒体节目进行管理。该系统基于成熟的网络结构标准的b/s模式，使用通用的服务器配置，用符合国际标准的视频采集卡，支持多种标准格式、多种码流的流媒体技术。在通用的网络上利用流技术，通过网站系统，实现点播、直播和广播与系统管理于一体的流媒体信息服务与管理系统。流媒体信息服务与管理系统，综合了计算机、通信、多媒体、电视技术等多项现代先进技术成果，具备高度的交互能力和网络带宽的自适应性，使其在各种领域有着广泛的应用前景，它可用于多媒体教学、网络电视、网络电台、互动式电视会议、电视购物、远程医疗、各类娱乐场所、宾馆可视

13、化服务、广告宣传等领域。将成为人们工作、学习、休闲娱乐进入信息化时代的主要应用之一。1.2 研究要求流媒体信息服务与管理系统涉及视频点播、视频广播、视频直播；节目制作、节目管理、栏目管理、用户管理、权限管理、安全管理、系统管理等。支持并发点播数：服务器支持多达500个并发用户；支持标准主流格式：wmv、rm；支持播放码流范围：0.206 mbps；视频质量：2530帧/秒；播放延迟：5秒。1.3 研究方法系统采用标准的b/s模式，在windows server 2003+iis6.0应用平台上，采用access 大型数据库系统，应用asp、java、activex、vb6.0、visual s

14、tiduo6.0、html和xml等制作网站的常用开发工具软件。采用模块化、分布式系统设计构建的系统使用通用的服务器配置构成的网络上，用符合工业标准的视频采集卡采集节目源，自动压缩编码生成一系列支持wmv、rm标准格式和多种码流速率的流媒体文件，通过http和rstp协议向客户层提供结果。通过设计和实现实时数据流协议构成多媒体数据传输的控制层，通过支持分布式视频服务和分布式视频文件系统来保证系统对不同网络规模和特定用户要求的自适应性，实现了客户端通过网站系统浏览器，实现视频节目的点播、直播和广播应用需求。系统引入分布式管理方案，支持服务器集群，通过数据中心统一管理节目资源索引和用户数据，实现节

15、目资源各服务器的共享和用户信息统一的管理，并为视频节目制作了专门的服务和管理工具2。本系统主要构建了四个子系统：视频点播、视频直播、视频广播、后台管理（视频信息发布）子系统。1. 视频点播：利用网络和流式传输技术实现了流媒体节目的按需收看和任意播放，客户端使用浏览器实现实时、交互、按需点播服务系统。 2. 视频直播与广播：采用最流行的编解码技术，服务器端进行实时与非实时的编码压缩，客户端进行实时解码、实时播放。减少了视频传输所占的带宽，支持在直播的同时把采集到的信号录制成wmv、rm等流媒体格式的文件。主要实现直播（广播）信号实时及非实时采集压缩编码、录播管理、频道管理、节目管理、多码流管理、

16、公告插播、用户认证、系统监控等功能。3. 视频信息发布与系统管理对播放主页面栏目及节目的管理和编辑、添加、删除、修改。对媒体文件按照名称、作者、主要演员等建立必要的索引以便进行快速的媒体检索,提供强大的流媒体服务，方便系统管理员和用户的使用。包括栏目管理、公告管理、用户管理、视频文件目录管理、视频节目管理、视频节目属性管理、限制ip列表等功能。第二章 流媒体概述2.1 流媒体的定义流媒体(streaming media)是应用流技术在internet/intranet网络上传输的多媒体文件，如音频、视频和其它多媒体文件。而流媒体技术就是把连续的视音频信息经过压缩处理后存放到网站服务器，让用户随

17、时在线视听的网络传输技术。它是建立在很多基础技术之上的技术3。它的基础技术包括：网络通信、流媒体数据采集、流媒体数据压缩、流媒体数据存储、流媒体数据传输和流媒体播放。流媒体实现的关键技术就是流式传输，流式传输主要指将整个音频和视频等多媒体文件经过特定的压缩方式解析成一个个压缩包，由视频服务器向用户顺序或实时传送。用户只需经过几秒的启动延时即可对压缩的多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。2.2 流媒体系统的组成流媒体系统包括以下5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

18、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.2.3 流媒体的技术特征流媒体主要技术特征是流式传输。流式传输指通过网络传送媒体（如视频、音频等）技术总称4。特定含义为通过网络将流媒体内容传送到客户机。两种方法实现：顺序流式传输(progressive streaming)和实时流式传输(realtime streaming)。1顺序流式传输 顺序流式传输是顺序下载，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，而不能直接观看还未下载的部分，顺序流式传输不像实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。由于标准

19、http服务器可发送这种形式的文件，也不需其他特殊协议，被称作http流式传输。顺序流式文件是放在标准http或ftp服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合片段和有随机访问要求的视频它也不支持现场广播。 2. 实时流式传输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。理论上，实时流一经播放就不会停止，但实际上，可能发生周期暂停5。2.4 流媒体的播放方式单播：在客户端与媒体服务器之间建立一个单独的数据通道，从1台服务器送出的每个数据包只能传送给1个客户机，这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询，

20、而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。组播：组播技术构建的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式，媒体服务器只需要发送一个信息包，所有发出请求的客户端即可同时收到连续数据流而无延时。这就大大减少了网络上传输的信息包的总量6。点播与广播：点播连接是客户端与服务器之间的主动连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制，但这方式由于每个客户端各自连接服务器，会迅速用完网络带宽。广播是用户被动地接收流。在广播过程中，数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户，客户端接收流，但不能控制流。

21、2.5 流媒体的传输实现流式传输的实现需要合适的传输协议。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来传输实时多媒体数据。1实时传输协议rtp与rtcprtp：实时传输协议（realtime transport protocol），一种用于internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。rtp被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，它提供时间标志、序列号以及其他能够保证在实时数据传输时处理时间的方法，目的是提供时间信息和实现流同步，rtp依靠rvsp保证服务质量标准7。rtcp：实时传输控制协议(real

22、time transport control protocol)，和rtp一起提供流量控制和拥塞控制服务。在rtp会话期间，各参与者周期性地传送rtcp包。rtcp包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型8。rtp和rtcp配合使用，它们能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化，因而特别适合传送网上的实时数据。2实时流协议rtsprtsp(real time streaming protocol)定义了一对多应用程序如何有效地通过ip网络传送多媒体数据。rtsp是由realnetworks和netscap

23、e共同提出的，它在体系结构上位于rtp和rtcp之上，它使用tcp或rtp完成数据传输。http与rtsp相比，http传送html，而rtp传送的是多媒体数据。http请求由客户机发出，服务器作出响应；使用rtsp时，客户机和服务器都可以发出请求，即rtsp可以是双向的。3资源预订协议rsvp rsvp(resource reserve protocol)是internet上的资源预订协议。使用rsvp预留一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供qos。4mms协议microsoft media服务器(mms)协议是microsoft为windows media servi

24、ces的早期版本开发的专有流式媒体协议。单播流方式传递内容时，可使用mms协议。此协议支持快进、倒回、暂停、启动和停止索引数字媒体文件等播放机控制操作。2.6 流媒体的传输流程1. 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。2. 用http从web服务器检索相关数据，a/v播放器进行初始化。3. 从web服务器检索出来的相关服务器的地址定位a/v服务器。4. a/v播放器与a/v服务器之间交换a/v传输所需要的实时控制协议。5. 一旦a/v数据抵达客户端,a/v播放器就可以播放了。第三章 设计方案与要求3.1 设计方案的选择与

25、论证系统总体架构主要由流媒体服务器、web网站服务器、媒体存储系统、节目制作工作站和客户端工作站组成。服务器上运行流媒体服务系统、管理系统、网站系统和数据库系统，提供媒体发布窗口界面到客户端工作站，供客户端使用浏览器实现在线视频点播、直播和广播节目的观看9。主要实现方式是，管理员对节目源就进行编辑审查后，在网站系统发布媒体文件，按不同的栏目分类和不同播放方式在播放主界面显示出来，待用户进行交互式选择播放。播放时由流媒体服务器从存储设备中读取媒体文件，以流媒体形式发送给用户，流媒体节目源的采集由节目制作工作站完成。流媒体服务系统设计如图3.1节目制作流媒体信息服务系统主页面视频点播主页面视频直播

26、主页面信息发布主页面图3.1 服务系统设计框图后台管理功能的主要实现方式是管理员通过浏览器，登录网站后台管理系统，对信息进行配置。主要功能是对客户端播放主页和媒体节目在网站上的展现形式进行编辑和管理，包括节目栏目管理、媒体信息编辑、用户管理、公告管理及其他系统管理功能。流媒体管理系统设计如图3.2视频点播视频广播视频直播节目管理栏目管理用户管理其它管理功能流 媒 主体 页系 面统图3.2 管理系统设计框图系统软件采用完全基于标准的b/s模式，在windows server 2003+iis6.0应用平台，数据库系统采用access 大型数据库系统，服务器端开发工具采用微软asp实现，实现用户对

27、视频文件的在线点播及管理员的后台操作。视频文件及用户信息的存取选用access数据库，在程序中设置搜索、最近更新及点击排行等功能以给用户提供更完善的服务。代码编写用java语言实现，同时还用到activex、visual stiduo6.0、vb6.0、 html和xml等制作网站的常用工具软件10。设计成的系统使用通用的服务器配置，在网络上用符合工业标准的视频采集卡采集节目源，自动压缩编码生成一系列支持wmv、rm标准格式和多种码流速率的流媒体文件，通过http和rstp协议向客户层提供结果。在通用的网络上利用流传输技术，用同一网站系统，实现节目源的点播、直播和广播与系统后台管理于一体的流媒

28、体信息服务与管理系统。本系统包括：视频点播、视频直播、视频广播、后台管理等几个子系统。流媒体系统的设计方案还有很多，比如：1. 基于p2p结构的流媒体系统设计视频流媒体网络技术主要包括:传统的c/s模型、ip多播、应用层组播等。传统的c/s模型中，客户都直接从服务器获取数据，视频流媒体数据传输具有较高的可靠性和最小的延时。ip多播改善网络效率，通过路由器复制数据包，实现点对多高效的数据传输。但由于网络异构性、协议的复杂性和可靠性、需要专门的多播路由器等诸多因素，ip多播没有在internet上大范围使用。 应用层组播是使用网络层的单播，通过建立一个覆盖网络，在应用层实现组播。应用层组播很好的解

29、决了带宽有效性的问题。但是应用层组播也存在不少的问题，其中一个显著的问题是树中父节点的离开都不可避免的会影响到后续的子节点。视频流媒体数据传输出的可靠性下降。另个问题是树的高层节点(离服务器较远)不可避免的会有较大的时延产生。当组播树的深度较大的时候， 每一层的时延积累将相当的严重11。一种使用中心目录式网状拓扑结构的p2p视频流媒体广播模型，我们将其称为p2p一video模型。该模型包括内容控制服务器、追踪服务器和客户端三个模块组成。系统通过内容控制服务器进行数据发送，追踪服务器辅助实现客户端的相互发现，客户端建立具有自身维护特性的网状结构，实现一种高效但又简单易行的视频流媒体网络。p2p一

30、video系统设计中，将视频流媒体文件分割成多个数据分块，按播放时间进行顺序播发数据分块，每一个时刻有且只有一个数据分块在网络中播发。每个数据分块的传输使用类似于bittorrent的方式。通过这样的设计实现视频文件整体的顺序播放和独立分块数据高效的分发。p2p一video模型包括内容控制服务器、追踪服务器和客户端三个通信实体。内容控制服务器提供实际的视频媒体流；追踪服务器用于保存和追踪接入系统的节点信息。客户端通过追踪服务器发现相邻的客户端，并与其建立直接连接，实现流媒体数据的交互。2. 基于jmf的流媒体系统设计在过去几乎所有的c/s架构中，出现了一个不可避免的问题就是在客户端数量过多的时

31、候，出现了服务器端由于负载过重而导致系统性能急剧下降甚至崩溃。为了解决这个问题，在c/s架构中的各个层次采用了多种方法如服务器集群技术，负载均衡技术代理技术等等。caching-proxy技术已经在www服务中广泛应用并取得了很好的效果。对于同样是c/s架构的流媒体系统上述问题同样不可避免。目前realsystem也采用了caching-proxy技术。设计一个可扩展的，与平台无关的高效流式媒体传输系统，利用java技术实现具有平台无关性，利用jmf （java media framework） 的多媒体功能并对其原有接口加以扩展，可以实现基于的rtp/rtcp的流媒体传输模型。jmf(jav

32、a media framework)是sun公司提出的java媒体架构，它是对应java 2 平台标准版(j2se)的一种可选用的应用编程接口(api)jmf的源代码通过scsl(sun社团源代码许可模式)发布，这一强大的媒体工具包可以在任何版本(1.1.x及以上版本)的java平台上的运行。jmf 2.1.1技术提供了先进的媒体处理能力，从而扩展了java平台的功能。 jmf中还包括了一个开放和统一的媒体架构，可使开发人员灵活采用各种媒体回放 ，捕获组件或采用他们自己的定制的内插组件。jmf定义了自己的时间模型。在jmf架构中，jmf架构api包括了很多的接口对象，这些接口对象是用来定义捕捉

33、，处理和播放实时媒体的，为了实现和已经存在的类实现无缝连接 jmf引入了一些中介对象 manager jmf中使用了四种manager。jmf的媒体播放器利用 datasource对象来进行媒体内容的传输对于 datasource对象一旦确定了它的位置和类型，对象中就封装了多媒体的位置信息和能够播放该多媒体的软件信息jmf control提供了对对象的属性进行设置和查询的机制 control 为相应的用户提供了对对象进行操纵的接口，这些对象包括controller对象datasource对象 datasink对象和其他jmf插件。在jmf中对应播放器的接口是playerplayer对象将音频/

34、视频数据流作为输入，然后将数据流输出到音箱或屏幕上jmf技术提供了先进的媒体处理能力，从而扩展了java平台的功能，这些功能包括：媒体捕获，压缩，流转，回放，以及对各种主要媒体形式和编码的支持如m-jpegh.263mp3等 jmf 2.1.1还支持广受欢迎的各种时基媒体类型。此外，jmf软件中包括了一个开放的媒体架构可使开发人员灵活采用各种媒体回放，捕获组件或采用他们自己的定制的内插组件。更为重要的是jmf提供了对rtp/rtsp基于jmf的支持，在实现rtp/rtcp传输模型的基础上完成了一个适应网络动态变化的智能流机制。经过以上的分析论证，我选择了本文开始时叙述的设计方案，原因如下：1.

35、 系统采用b/s模式，是标准的三层结构体系。最终用户端为浏览器、应用服务和数据存放在服务器端，应用服务逻辑采用中间件技术实现。通过一种集中处理的模式将应用的客户端最小化到只需一个浏览器，大大降低了对客户端的软硬件需求、降低了维护量、减轻了程序修改与升级的难度。2. 系统将web服务器作为信息管理平台，选择web浏览器作为终端用户的操作界面，使系统能够直接支持internet/intranet中业已存在的各种服务。同时，系统遵循开放的协议、标准设计其服务软件、管理工具和客户端插件，实现了在统一的ip+web框架中提供宽带视频信息服务。使用户能够在熟悉的web浏览器环境中检索、浏览网络信息和实时点

36、播视频节目，能够充分利用用户已有的软硬件技术和资源；能够保证系统具有良好的开放性和可扩展性；具有包容其它web信息服务应用的能力，也能够以一种业务形式嵌入现有信息管理平台。 3. 自动采集、自动压缩编码。对于节目编码，有两种操作方式，一种是手工操作，即手工在局域网中选择媒体源文件，进行编码操作。一种是自动编码，即监控一个文件目录，一旦发现有新媒体文件复制到这个目录中，则自动将其压缩编码，生成wmv、rm标准格式和多种码流速率的流媒体文件。4. 分布式视频文件存取方式。视频点播业务的一大特点是大量用户可能突发地点播同一视频节目，由于热点节目并发点播集中而导致硬盘i/o成为瓶颈；一种解决方案是将视

37、频数据制作多个备份，以供不同用户分别访问，另一种解决方案是将视频数据存储在多个磁盘的扇区中，由此增强系统同时播放节目的能力。在系统中，一个视频服务器可同时服务于多个点播用户，而多个视频服务器也可为某个视频节目相继传播数据，提高了并发点播数，减小了播放延迟时间。 在系统中，不同视频节目通过节目信息标识来区分。节目信息包括数据类型、节目类型和节目名称，它们连同实际视频数据文件存放位置、节目介绍等信息集中存储在数据库中，而实际的海量视频文件数据既可以用分布方式存储在多个视频服务器的存储媒介中，也可以集中存储在磁盘阵列中被多个视频服务器共享。节目数据库不仅记录视频节目信息，而且动态维护着视频服务器名称

38、、服务器运行状态、服务器硬件配置等数据。5. 动态自适用码流技术，支持应用带宽控制管理。系统能将各种格式的节目源的文件进行编码压缩，生成wmv、rm标准格式和多种码流速率的流媒体文件。播放时系统根据网络带宽，可灵活调节播放码流速率，平均码流范围 0.20-6 mbps。可设置向用户发送码流的最大带宽，保证在同一应用内，不会发生网络冲突和拥塞，同时也可设置系统总的最大输出带宽，使系统预留一定的带宽，保证不影响其他业务。6. 引入分布式管理方案，通过数据中心统一管理节目资源索引和用户数据，实现节目资源各服务器的共享和用户信息统一的管理。应用节目管理机制，通过制定节目资源的不同访问权限，建立起最严密

39、的安全保障。支持节目资源、用户信息、新闻公告等管理。使用搜索引擎加上强大的数据管理，轻松实现用户的模糊查找。 7. 支持各种国际标准和国际主流的视频音频格式，低采样码流情况下仍有很好的图像质量。8. 支持播放画面放大、缩小和全屏播放，支持拖动、快进、快退播放，播放缓冲延迟小于3秒。9. 高清晰度播放，支持业界最流行的mpeg4标准，可在系统资源占用极小的情况下实现dvd级的播放效果，真正实现高清晰度播放。10. 点播视频内容响应速度快，无需预读、即点即播，快而准；读取播放画面流畅、清晰。11. 提供全面解决方案：全面实现多媒体信息内容的采集、数字化、编辑、存储、传输与分发一体化，支持自动录制、

40、自动压缩编码功能。12. 系统对硬件要求很低，不需专用视频服务器的高额投入，对网络带宽要求较低，普通100m局域网即可良好地运行本系统。13. 实现了一网多用，同时拥有计算机数据网、iptv有线电视网和视频点播、现场视频直播与广播功能。经过以上分析，由此可见，本文所选的设计方案，简单，实用，可行性好，操作设计起来也更方便容易一些。3.2 设计要求系统能够使用通用服务器，在通用网络上实现以下主要功能：视频点播：客户端可实时点播各种流媒体格式的视音频节目。 视频广播：客户端在线即可接收到循环播放的广播节目。视频直播：实时采集、实时转播，客户端在线接收。节目制作：采集、编辑节目源，自动生成多种码流的

41、流媒体文件。节目管理：对节目的管理和编辑、添加、删除、修改。 栏目管理：播放主页面栏目、公告等内容的编辑、添加、删除。用户管理：实施分组管理和帐号管理。其他管理功能包括：权限管理、安全管理、系统管理、流量负载均衡管理、统计管理以及实时系统监控。系统满足：采用b/s结构完全基于web开发的模块化、分布式系统，客户端使用浏览器界面上实现点播、直播和广播功能；系统支持各种国际标准和国际主流的视频音频格式；播放时根据网络带宽，能灵活调节码流速率，自适用的码流速率范围：0.26 mbps；可同时支持多达500不同站点的并发访问；系统支持自动录制、压缩编码功能；画面清晰25-30帧/秒；播放画面支持放大、

42、缩小和全屏播放；播放缓冲延迟小于3秒；支持快进、快退和拖动播放节目片段观看。3.3 主要技术性能指标1. 系统支持视频点播、转播、直播、自动录制和编码压缩等应用功能。2. 系统支持栏目管理、节目管理、用户管理、公告管理、系统监控管理功能。3. 支持播放窗口可放大、缩小、全屏或任意缩放功能。4. 支持节目播放可以快进、快退、暂停、播放等播放功能。5. 支持各种国际标准和国际主流的视频音频格式，包括：mpeg1、vcd、svcd、avi、mpeg2、dvd、vob、mpg、mpeg4、divx、asf、wmv、rm、quicktime、mp3、cd、midi、wav、ra、au等视音频格式。6.

43、支持热点影片推荐功能，支持点击率排行榜、最新上传影片显示等功能。7. 支持播放的视频格式：wmv、rm格式播放器。8. 自适用码流速率调节范围 ：0.20-6 mbps。9. 支持并发点播数：一台点播服务器可支持120500站点并发点播。10. 视频质量：25-30帧/秒。11. 播放延迟3秒。第四章 系统总体设计4.1 系统设计4.1.1 系统架构示意图视频电视机cd刻录机dvd驱动器节目录制 工作站视频直播服务器视频点播服务器数据库光纤磁盘阵列以态网客户端客户端客户端用户认证图4.1 系统架构示意图系统硬件部分主要包括：1. www服务器：提供接入用户的web服务，可以方便的设置系统的各种

44、频道设置并生成统一的网站页面及各种服务功能。2. 视频点播服务器：支持视频点播服务，包括rm和wmv两种格式。3. 视频直播服务器：支持视频直播服务，包括rm和wmv两种格式。4. 数据库：支持采用流行的oracle、sql server、access等数据库为系统管理提供数据库服务12。5. 光纤磁盘阵列：存储流媒体文件提供海量存储。6. 节目录制工作站: 对各种节目源如电视信号、摄像信号、vcd、dvd、等各节目源进行采集压缩并编码为mwv、rm等流媒体格式，生成流媒体文件。7. 客户工作站：通过浏览器收看系统的节目。4.1.2 视频采集视频采集卡的选择直接决定了视频点播、直播的视频质量。

45、osprey视频采集卡是为多媒体数据流设计的专业级视频采集卡。它在国际互联网上掀起了视频流的革命。osprey 能捕获电视质量的视频后以每秒30帧进行非压缩重现。该卡是作为在internet/intranet上进行流媒体，视频会议，电影制作，网络摄像及其它数字影像服务应用的最佳选择。我们选择了osprey-2000用于节目制作，osprey-500视频直播以保证视频的质量，通过端到端的数字编码和预处理特性，可提供优越的节目源的数据质量。4.1.3 系统支持的流媒体格式本系统播放完全支持real networks公司的real media和微软公司的windows media这两种流媒体13。

46、1. real media：real networks公司是世界领先的网上流式音视频解决方案的提供者，提供从制作端、服务器端到客户端的所有产品。它提供了世界上领先的网上流式音视频解决方案，在最广的范围、以最快的连接速度提供性能最好的多媒体效果，具有强有力的系统管理和可伸缩能力，并具有开放的、标准的、跨越平台的架构。real系统是支持流媒体技术的优秀系统，real格式具有极高的压缩比和很好的传输能力，很适合在网络上进行信息发布。服务器端软件为 real server，它是一个卓越的跨平台流媒体服务器，具有强大的网络管理功能，支持广泛的媒体格式，支持最大量的互联网用户群与流媒体商业模式。所采用的s

47、ure stream（自适应流）技术是real networks公司代表性的技术。该技术根据客户端不同的拨号速率（不同的带宽），传输的信息自动适应带宽，并始终以流畅的方式播放。2. windows media：微软公司推出的windows media技术以其方便性、先进性、集成性、低费用等特点，逐渐被人们所认识。微软推出了一整套的流媒体制作、发布和播放产品，windows media产品的一大特点是其制作、发布和播放软件与windows 系统、集成在一起，不需要额外购买。微软的流视频解决方案在微软视窗平台上是免费的，制作端与播放器的视音频质量都上佳，且易于使用，但目前只能在微软平台使用。4.1

48、.4 系统的工作方式客户端适用浏览器登录到服务系统主页，浏览器通过网络服务(web服务器等)获得信息并将结果显示在客户窗口，当用户选择视频服务时，浏览器调用安装在web服务器上的视频节目管理脚本。然后节目管理脚本调用iis的数据库连接对象，将存储在节目数据库中的视频节目列表呈现给用户，供用户选择播放。播放节目时，web服务器上的播放脚本将被调用，脚本通过节目服务器选择视频服务器，并将结果返回给浏览器，并将通过浏览器激活视频播放器，视频播放器请求视频服务器传输数据，并在解码、播放影片的同时调节传输速率和响应用户控制，这些控制操作由播放器与视频服务器经过协商共同完成。在节目播放完毕或者在节目播放期

49、间，用户都可以通过与浏览器界面和播放器界面的交互，跳转到其它的网页。系统后台管理功能，由管理员登陆到后台管理主页界面，使用管理主页上配置的各种管理工具完成相应的管理功能。4.2 视频点播系统采用vod（video on demand）即交互式视频点播，实现了节目的按需收看和任意播放，为用户提供实时、交互、按需点播服务的系统。4.2.1 视频点播子系统功能频道管理：提供多级点播频道及频道的增删改等功能。节目源管理：提供视音频文件的统一管理、分类、入库、检索等功能。视音频信息发布：提供视音频信息发布流程、频道属性、模板管理等功能。点播控制：提供对视窗大小、状态等进行控制等功能。用户认证：提供用户权

50、限等用户认证功能。公告插播：提供在当前视频流中插播公告信息功能。报表统计：提供各种相关统计报表。系统监控：提供系统的实时监控（包括cpu负载、内存使用、在线用户等）。4.2.2 实现流程图4.2 视频点播流程图yn按频道选择选择节目频道选择点播节目视频点播用户登录显示非法用户n是否搜到按主题搜索搜索要点播的节目yn检查客户端是否已安装相应的播放器下载安装相应的播放器(realplayer、mediaplayer等)播放点播的节目 4.3 视频直播视频直播是将视频信号实时采集并实时压缩编码成数字信号，通过直播形式传送到每个请求的客户端。采用最先进的mpeg-4编解码技术，服务器端进行实时编码压缩

51、，客户端进行实时解码、实时播放14。采用点对多点的组播功能，服务器每路视频只发送一次信号，该信号被复制到所需的用户设备，不需要为每个用户单独发送一路信号。系统支持一机多卡、一卡多路、支持客户端多频道选择。4.3.1 实现流程图4.3 视频直播流程图播放直播的节目n视频直播用户登录用户认证显示非法用户下载安装相应的播放器(realplayer、mediaplayer等)检查客户端是否已安装相应的播放器选择直播节目频道查看直播节目列表biaobiao表yyn4.3.2 视频直播子系统功能直播信号实时采集压缩：对电视信号等数据实时采集压缩并编码为wmv格式和rm 格式等流媒体格式，支持一机多卡、一卡

52、多路直播15。录播管理：基于文件的直播（广播）管理。频道管理：对直播节目源及采集工作站管理控制。节目管理：对直播频道中的节目列表、节目属性进行管理控制。多码流管理：针对不同带宽的用户进行多码流压缩编码及分发。公告插播：提供在当前视频流中插播公告信息功能。用户认证：提供用户权限等用户认证功能。4.4 视频广播广播功能的实现流程将已采集录制好的视频信号压缩编码成数字信号，按照一定要求定时以定时或循环传送方式传送到每一个指定的客户端。服务器端进行定时或循环送出压缩数据，客户端进行实时解码、实时播放，系统可以设置广播节目的定时或循环方式。广播同样采用组播功能，服务器每路视频只发送一次信号，该信号会被复

53、制到所需的用户端，不需要为每个用户单独发送一路信号，系统支持客户端多广播频道选择16。服务器具有网上广播发布功能，客户可按广播频道点击接收广播节目。节目播放过程中，您可以随时停止和继续播放某个广播节目，但不能快进或快退播放。4.5 节目录制4.5.1 节目录制子系统功能节目源录制：对电视信号、dvd、等各种节目源进行采集压缩并编码为mwv、rm等流媒体格式，生成流媒体文件。可以实时录制，也可以定时录制或按指定的时间表录制，以达到无人值守。媒体转换：将各种格式的视音频文件转换为mwv、rm格式的流媒体文件。媒体编辑：可将媒体文件进行头尾、叠加、马赛克处理等编辑。节目管理：节目文件的分类、入库、上

54、传服务器等。4.5.2 实现流程图4.4 节目录制流程图yn选择节目源录像机、dvd、vcd、电视节目、视频文件等用户认证插入公告字幕文件开始录制节目录制用户登录显示非法用户视频采集卡是否插入公告字幕选择录制格式（real or window）是否剪辑字幕剪辑文件保留视频文件 上传视频服务器 节目属性定义yn4.6 后台管理系统引入分布式管理方案，支持服务器集群，通过数据中心统一管理节目资源索引和用户数据，实现节目资源各服务器的共享和用户信息统一的管理。为视频节目制作了专门的服务和管理工具。它设计提供的节目服务器、节目数据库、服务管理程序、web服务器端脚本程序库，可使节目管理人员方便地查看已

55、有节目、添加新节目和删除过时的节目，同时简化节目制作人员的工作，而且让用户能以最快的速度选择需要的节目。系统对所生成的流媒体信息进行统一的信息发布管理，形成流媒体信息网站的各个频道及子频道，对媒体文件按照名称、作者、演员等建立必要的索引以便进行快速的媒体检索，提供强大的流媒体服务，方便系统管理员和用户的使用。系统的管理工具方便了系统管理员和用户的使用，包括栏目管理、公告管理、用户管理、文件目录管理、节目管理、节目属性管理、限制ip列表等功能。系统还具有能同时实现栏目管理、节目管理、实时系统监控、实时用户监控、存储管理、统计管理、实时流量监控、工作日志等功能。4.6.1 视频信息发布管理功能栏目管理：对网站的各个栏目进行定义，和视频频道相对应，形成整个网站的框架性定义。公告管理：对重要的系统提示以系统公告的形式出现在网站的首页醒目位置提醒用户注意。用户管理：对登陆系统的用户权限管理,不同的用户依其权限可对系统行使相应的管理职能。文件目录管理：在视频