第十章 移动流媒体技术及应用

1、 第十章 移动流媒体技术及应用1、移动流媒体技术定义、移动流媒体技术定义u流媒体是指视频、声音等数据以实时传输协议承载，并以连续的流的形式从源端向目的端传输，在目的端接收到一定缓存数据后就可以播放出来的多媒体应用。流媒体技术应用到移动网络和终端上，称之为移动流媒体技术。 注：相对于有线网络而言，无线网络状况更不稳定，除去网络流量所造成的传输速率的波动外，无线终端移动速度和所在位置也会严重地影响到传输速率，因此高效的可自适应的编码技术至关重要。 移动流媒体技术的定义及特点移动流媒体技术的定义及特点移动流媒体技术的定义及特点移动流媒体技术的定义及特点2、移动流媒体技术的特点、移动流媒体技术的特点

2、移动流媒体技术有三大特点：1.能够实时播放音视频和多媒体内容。这样可以大大缩短启动延时，避免了用户必须等待整个文件全部从服务器源上下载完成后才能观看的缺点。2.播放的流媒体文件不需要在客户端保存，减少了对客户端存储空间的要求，也减少了缓存容量的需求。3.由于流媒体文件不在客户端保存，从而从一定程度上解决了媒体文件的版权保护问题。返回本节移动流媒体技术的视频编码标准及协议移动流媒体技术的视频编码标准及协议 近年来，国际电信联盟VCEG（视频编码专家组）和ISO的MPEG（活动图像专家组）的专家们组建了JVT（联合视频小组）共同研究视频图像的高效压缩编码。他们制定的标准被分别称为H.264和MPE

3、G-4高级视频编码。在信息产业部和中国科学院支持下，中国音视频编码标准化工作组也制定了适合于移动流媒体的视频编码标准AVS-M。这些编码标准不仅能够适应相对恶劣的无线传输环境，还能满足移动流媒体传输系统在传输质量、传输速度及传输时延等方面的要求 ，下面以AVS-M视频编码标准为例，对这些特性加以简单的描述： （一）视频编码标准（一）视频编码标准u1.高压缩比及低运算量高压缩比及低运算量移动流媒体技术的视频编码标准及协议移动流媒体技术的视频编码标准及协议 一般来说，无线信道所能提供的带宽或数据比特率是受限的，而且与移动终端用户在无线链路上传送的总数据量成正比，这就要求流媒体传输系统在对流媒体进行

4、编码时，要有较高的压缩效率，尤其对视频编码更是如此。AVS-M视频压缩标准提供了包括宏块内运动矢量，无限运动矢量，帧内预测等视频压缩工具，从而可以较好地满足无线流媒体应用对高压缩比的要求。 在选择视频编码标准的时候，不仅要考虑获得高压缩比，还要根据目前移动终端的硬件环境考虑到该标准的运算复杂度。采用较高计算复杂度的编解码标准不仅会提高移动终端的硬件成本，而且由于功耗的增加，会减少移动终端的电源持续时间。和以前的编码标准相比，AVS-M的实现复杂度更加适合无线流媒体的应用。移动流媒体技术的视频编码标准及协议移动流媒体技术的视频编码标准及协议 u2.传输速率可扩展性传输速率可扩展性 为了适应各类应

5、用对码速率的要求及无线链路实际状况，音视频编码器应该能调整诸如帧的大小、帧频及解析度等参数。AVS-M编码器就可以通过调整这些参数，使得编码后的视频流具备多样的数据速率,从而满足移动流媒体应用对编码器可扩展性的要求。移动流媒体技术的视频编码标准及协议移动流媒体技术的视频编码标准及协议 u3.高容错性高容错性 相对于有线传输信道，移动通信所要使用的无线传输信道环境要恶劣得多，数据包的接收误码率要高出几个数量级。而压缩视频流对误码非常敏感，即使接收到数据包的误码率很低，也会对解码后的图像质量造成很严重的影响。这是由于压缩编码去掉了原运动图像中所包含的大部分空间域及时间域上的冗余信息，编码后的视频流

6、即使仅仅出现一个比特的错误，也会使得解码后的图像中有很大一部分空间域及时间域图像数据受到影响无法正常解码显示。而如果受数据包误码影响的帧是作为后面预测帧的参考帧时，造成一个数据包的误码会向后面的图像帧扩散，从而使得解码后图像质量的恶化情况更加严重。为了尽量降低AVS-M视频流对误码的敏感性，以保证压缩视频解压后的恢复质量，AVS-M提供了多种抗误码工具，承载流媒体业务的实时网络传输层及底层移动通信系统也可以进一步改善流媒体传输的抗误码性能。 （二）音频编码标准（二）音频编码标准 u在音频编码标准的制定上，目前无线多媒体标准组织将注意力在音频编码标准的制定上，目前无线多媒体标准组织将注意力集中到

7、几个现存的蜂窝通信语音编码标准上。这些标准包括应用集中到几个现存的蜂窝通信语音编码标准上。这些标准包括应用于于GSM并得到并得到3GPP支持的支持的AMR(AdaptiveMulti-Rate)编码算编码算法以及应用于法以及应用于CDMA得到得到3GPP2支持的支持的EVRC(EnhancedVariableRateCoder)编码算法，这两种算法编码算法，这两种算法都具有良好的抗误码能力。都具有良好的抗误码能力。 MPEG-4音频包括如音频包括如MPEG- 4AAC(AdvancedAudioCoding)等音频编码标准，以支持宽带、可扩展音频通信。等音频编码标准，以支持宽带、可扩展音频通信

8、。移动流媒体技术的视频编码标准及协议移动流媒体技术的视频编码标准及协议 移动流媒体技术的视频编码标准及协议移动流媒体技术的视频编码标准及协议u（三）（三）第三代移动流媒体传输标准第三代移动流媒体传输标准 3G-324M作为作为3GPP提出的第三代移动通信流媒体提出的第三代移动通信流媒体传输标准，可确保有线视频传输系统与第三代移动视频传输标准，可确保有线视频传输系统与第三代移动视频传输系统之间的互操作性。它与传输系统之间的互操作性。它与ITU-TH.324中的视讯会中的视讯会议标准有较紧密的联系。议标准有较紧密的联系。3G-324M适用于适用于UMTS移动网移动网络中的络中的64kbit/s电路

9、交换链路，其复用协议为电路交换链路，其复用协议为H.223；控制协议为控制协议为H.245；视频编码器采用；视频编码器采用H.264及及MPEG-4；缺省语音编码器则为缺省语音编码器则为GSM-AMR和和G.723.1。3GPP2将将类似的标准集应用于类似的标准集应用于3GPP2无线网络电路交换视频会议无线网络电路交换视频会议业务。最近，业务。最近，3GPP采纳了基于采纳了基于IP协议的流媒体传输架构，协议的流媒体传输架构，该协议规定了控制信令、背景描述、媒体传输、媒体封该协议规定了控制信令、背景描述、媒体传输、媒体封装及动静态图像、语音、文本的编解码等标准，推荐了装及动静态图像、语音、文本的

10、编解码等标准，推荐了基于流媒体技术的基于流媒体技术的H.264作为作为MPEG-4视音频流媒体网视音频流媒体网络传输协议。络传输协议。u业界移动流媒体目前主要有三种媒体格式：业界移动流媒体目前主要有三种媒体格式： 1. 3gp/3gp2媒体格式：是媒体格式：是3GPP/3GPP2组织组织制定的标准移动流媒体媒体格式，支持终端最多。制定的标准移动流媒体媒体格式，支持终端最多。 2. WMV媒体格式：是媒体格式：是Microsoft公司的私有格式，公司的私有格式，有少量终端支持。有少量终端支持。 3. RM媒体格式：是媒体格式：是Real公司的私有格式，内置公司的私有格式，内置RealPlay播放

11、器的终端支持，播放器的终端支持，RealPlay播放器同时支持播放器同时支持3gp/3gp2媒体格式。媒体格式。 从覆盖用户面来看，媒体格式从覆盖用户面来看，媒体格式3gp/3gp2是首选支是首选支持，持，WMV格式选择支持。而格式选择支持。而RM格式相对于格式相对于3gp/3gp2效果没有优势，目前业界在选用效果没有优势，目前业界在选用3gp/3gp2后不再单独选后不再单独选择支持择支持RM格式。格式。移动流媒体格式移动流媒体格式u移动流媒体业务基本形式由三种：直播、点播、下载。从应用的移动流媒体业务基本形式由三种：直播、点播、下载。从应用的角度来看，分为两大类：媒体类应用和行业类应用。角度

12、来看，分为两大类：媒体类应用和行业类应用。u目前移动流媒体运营存在的问题：目前移动流媒体运营存在的问题： 1.“手机电视手机电视”无线网络带资源问题：无线网络带资源问题： 每一用户使用直播都需要占用信道资源，每一用户使用直播都需要占用信道资源，“手机电视手机电视”运营成运营成本较高。需要有公共信道提供本较高。需要有公共信道提供“手机电视手机电视”服务，降低运营成本。服务，降低运营成本。 2.漫游问题：漫游问题： 由于手机终端基本上流数据的传输采用由于手机终端基本上流数据的传输采用UDP，在目前中国移动，在目前中国移动采用用户使用漫游地的采用用户使用漫游地的GGSN的模式下，如何解决用户在漫游状

13、态的模式下，如何解决用户在漫游状态使用流媒体业务问题需要运营商统一考虑。使用流媒体业务问题需要运营商统一考虑。 移动流媒体应用以及存在的问题移动流媒体应用以及存在的问题 3.媒体内容分发问题：媒体内容分发问题：由于流媒体的对资源占用较多，在有线网络上传输流媒体面临由于流媒体的对资源占用较多，在有线网络上传输流媒体面临着诸多问题，如网络拥塞、服务器超载等。着诸多问题，如网络拥塞、服务器超载等。为了解决这些问题，为了解决这些问题，Internet领域的流媒体业务应用采用了领域的流媒体业务应用采用了CDN(内容分发内容分发)技术。移动流媒体在用户增长到一定数量时，同样技术。移动流媒体在用户增长到一定数量时，同样有此类问题。移动流媒体内容分发网络有此类问题。移动流媒体内容分发网络(Mobile Stream-ing Media Content Delivery Network，MSM-CDN)的概念应运而的概念应运而生。生。4.容错问题：容错问题：相对于有线网络而言，无线网络状况更不稳定，除去网络流量相对于有线网络而言，无线网络状况更不稳定，除去网络流量所造成的传输速率的波动外，无线终端移动速度和所在位置也会严所造成的传输速率的波动外，