流媒体制播技术

流媒体制播技术江苏食品职业技术学院大纲第1章流媒体技术概述第2章音频处理第3章视频处理第4章动画第5章电子相册第6章互联网广播技术第7章发布技术第1章流媒体技术概述1.1何为流媒体流媒体的产生什么是流媒体技术？所谓流媒体技术就是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，而不需要等到整个文件下载完成就可以即时收看的技术。它涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储、传输等多项技术。流媒体技术的核心就是流媒体本身，那么什么是流媒体呢？流媒体是指在网络中使用流式技术的连续的时基媒体，例如：音频、视频、动画或者其他多媒体文件。1.2流媒体文件的格式

流媒体文件格式是经过特殊编码的，以适合在网上边下载边播放，而不是等到整个文件下载完成后才播放。

目前在流媒体领域中，竞争的公司主要有三家：微软，RealNetwork,和苹果公司，而相应的产品就是Windows

Media、Real

System、QuickTime。此外，还有ADOBE公司的FLASH也加入到了竞争者当中。下下表表1--11列列出出了了三三家家公公司司的的主主要的的文文件件格格式式公司名称文件格式媒体类型微软ASF/WMA/WMV视频/音频RealNetworkRM(Real

Video)、RMVB流式视频RA(Real

Audio)流式音频RP(Real

Pix)流式图象RT流式文字苹果MOVE流式视频QT流式视频

另外，还有一些是流媒体发布文件，这类文件本身并不提供影音数据，他们的作用在于以特定的方式安排影音文件的播放。虽然流媒体发布文件在播放过程中并不是必须的，但是使用流媒体发布文件非常有利于流媒体的发展与使用。

常用的流媒体发布文件格式有：Asf、Asx、Ram、Smil、Xml等。1.3流媒体技术的实现

第一，普通的多媒体文件必须进行处理才能适合流式传输，普通的媒体文件很大，不能在现在的网络上传输，另外，普通的媒体文件也不支持流式传输。因此一是要采用高效的压缩算法减小文件的大小，二是向文件中注入流式信息。

第二，流式传输需要合适的传输协议。一般都是采用建立在UDP协议上的RTP、RTSP来传输实时的影音数据。流媒体技术三种解决方案Apple公司的QuickTime

QuickTime是一个非常老牌的媒体技术集成，是数字媒体领域事实上的工业标准。之所以说集成这个词是因为QuickTime实际上是一个开放式的架构，包含了各种各样的流式或者非流式的媒体技术。

QuickTime是最

的视频工业标准，1999年发布的QuickTime4.0版本开始支持真正的流式播放。由于QuickTime本身也存在着平台的便利

(MacOS)，因此也拥有不少的用户。QuickTime在视频压缩上采用的是SorensonVideo技术，音频部分则采用QDesignMusic技术。

QuickTime最大的特点是其本身所具有的包容性，使得它是一个完整的多媒体平台，因此基于QuickTime可以使用多种媒体技术来共同制作媒体内容。同时，它在交互性方面是三者之中最好的。例如，在一个QuickTime文件中可同时包含midi、动画gif、flash和smil等格式的文件，配合QuickTime的WiredSprites互动格式，可设计出各种互动

界面和动画。QuickTime流媒体技术实现基础是需要3个软件的支持，

QuickTime播放器、QuickTime编辑制作、QuickTimeStreaming服务

器。2.RealNetworks公司的RealMediaRealMedia发展的时间比较长，因此具有很多先进的设

计，例如，ScalableVideoTechnology可伸缩视频技术可

以根据用户电脑速度和连接质量而自动调整媒体的播放质

素。Two—passEncoding两次编码技术可通过对媒体内容

进行预扫描，再根据扫描的结果来编码从而提高编码质量。特别是SureStream自适应流技术，可通过一个编码流提供自动适合不同带宽用户的流播放。RealMedia音频部分

采用的是RealAudio，该编码在低带宽环境下的传输性能

非常突出。RealMedia通过基于smil并结合自己的RealPix和RealText技术来达到一定的交互能力和媒体控制能力。

Real流媒体技术需要3个软件的支持，RealPlayer播放器、

RealProducer编辑制作、RealServer服务器。3.Microsoft公司的WindowsMediaWindowsMedia是三家之中最后进入这个市场的，但凭借其操作系统的便利很快便取得了较大的市场份额。

WindowsMediaVideo采用的是mpeg-4视频压缩技术，音频方面采用的是WindowsMediaAudio技术。

WindowsMedia的关键核心是MMS协议和ASF数据格式，

MMS用于网络传输控制，ASF则用于媒体内容和编码方

案的打包。目前WindowsMedia在交互能力方面是三者之中最弱的，自己的ASF格式交互能力不强，除了通过IE支持smil之外就没有什么其他的交互能力了。

WindowsMedia流媒体技术的实现需要3个软件的支持，

WindowsMedia播放器、WindowsMedia工具和

WindowsMedia服务器。总的来说，如果使用Windows服务器平台，WindowsMedia的费用最少。虽然在现阶段其功能并不是最好，用户也不是最多。1.4流媒体技术的应用远程教育视频点播互联网直播远程医疗视频会议流媒体技术的应用远程教育互联网直播宽带视频点播(VOD)突破局域网束缚基于互联网C/S模式基群技术、分布处理网络电台、电视兴起(cctv)视频会议数据采集、压缩、传输损失质量来获得即时效果可视化电话，QQ视聊网络电话与企业远程会议多元化的信息传递VOD技术交互应用1.5流媒体传输技术流式传输基础流媒体传输技术流媒体传输过程传输协议1、流式传输基础流式媒体传输时，声音、影像货动画等是由音/视频服务器向用户计算机连续、实时传送，A/用V户文只件需一经般过都几较秒大货十，数所秒以的需启要动的延存时储即可

容观量看也。大流；式同不时仅由使启于动网延络时宽成带十的倍限、制百倍，地在网流络媒体上就传是指输在音网络/下中视载使缩频常用短流常等，要而多花且数媒不需分体要钟太信甚大至息的数缓目小存时前容，量主所。要有下式传输技术的连续时基媒体以，这种处理方法延迟很大。载和如流音式频、传视输频或两多媒种体方文件案。。流媒体实现的关键技术就是流式传输。

流式传输主要指通过网络传送媒体（音频、视频）的技术总称。1.5流媒体传输技术（1）流式传输基础（2）流媒体传输技术（3）流媒体传输过程（4）传输协议（2）流媒体传输技术

流媒体的主要技术特征就是采用流式传输，即通过Internet将影音节目传送到PC机。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（Real-time

streaming）。

顺序流式传输：采用顺序下载方式，用户可以观看在线媒体节目。但在给定时刻，用户只能

观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前序部分；它不能根据用户的连接速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，而不需要其他特殊协议，它经常被称作

HTTP流式传输。

顺序流式传输：适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，媒体文件在播放前观看的部分是

无损下载的，QoS高；顺序流式文件放在标准

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长片段和有随机访问要求的视频、讲座、演说与演示，它也不支持现场广播。严格说来，它是一种点播技术。

实时流式传输：实时流式传输保证媒体信号带宽与网络连接相匹配，使媒体可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同，需要专用的流媒体服务器与传输协议。

实时流式传输特别适合现场事件，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，实时流一经播放就可不停地收看，但实

际上，可能会发生周期暂停。

实时流式传输需要特殊网络协议，如RTSP实时流协议或MMS（Microsoft

Media

Server）。

实时流式传输需要特殊网络协议，如RTSP实时流协议或MMS（Microsoft

Media

Server）。

需要特定的流媒体服务器，如Real

Server、Windows

Media

Server，这些服务器允许对媒体发送进行更多级别的控制，因而在系统设置、管理等方面比标准HTTP服务器更复杂。

但从视频质量上讲，实时流式传输必须匹配连接宽带，由于错误丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出现问题时，视频质量会很差。另外，在防火墙存在时，可能也会出现问题，导致用户看不到某些内容。但顺序流式传输则不会。1.5流媒体传输技术（1）流式传输基础（2）流媒体传输技术（3）流媒体传输过程（4）传输协议首先，多媒体数据必须进行预处理；其次，流式传输的实现需要缓存；再次，流式传输的实现需要合适的传输协议。流式传输的过程一般如下：（3）流媒体传输过程Web浏览器Web服务器音视频客户程序音视频服务器控制信息RTSP/TCP（UDP）（3）流媒体传输过程Web浏览器Web服务器控制信息RTSP/TCP（UDP）音视频客户程序

音视频服务器用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用视频服务器交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；客户机上的Web浏览器启动音视频客户程序，使用音视频服务器检索相关参数对音视频客户程序初始化。包括目录信息、音视频数据的编码类型或与音视频检索相关的服务器地址等参数。接着音视频客户程序及视频服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换音视频传输所需的控制信息。实时流协议（RTSP）提供执行播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。音视频服务器使用RTP/UDP协议将音视频数据传输给音视频客户程序，一旦音视频数据抵达客户端，音视频客户程序即可播放输出。1.5流媒体传输技术（1）流式传输基础（2）流媒体传输技术（3）流媒体传输过程（4）传输协议RTPRTCPRTSPRSVP……（4）传输协议实时流式传输（Real

timestreaming）顺序流式传输（progressive

streaming）视频为实时广播、使用流式传输媒体服务器、应用如RTSP等的实时协议使用HTTP服务器的

流媒体在互联网上的传输必然涉及到网络传输协议，其中包括网络本身的多媒体传输协议，以及一些实时流式传输协议等，只有采用合适的协议才能更好地发挥流媒体的作用，保证传输质量。实现流式传输的两种方法：常见的实时流传输协议包括：RTP：Real-time

Transport

Protocol实时传输协议RTCP:Real-time

Transport

Control

Protocol实时传输控制协议RTSP:Real

Time

Streaming

Protocol实时流协议RSVP:Resource

Reserve

Protocol资源预留协议MMSP:Microsoft

Media

Server

Protocol媒体服务器协议实时传输协议RTPRTP（

Real-time

Transport

Protocol）协议最初是在70年代为了尝试传输声音文件，把包分成几部分用来传输语音，时间标志和队列号。经过一系列发展，RTP第一版本在1991年8月由美国的一个实验室发布了。到1996年形成了标准的的版本。很多著名的公司如Netscape,就宣称“Netscape

LiveMedia”是基于RTP协议的。Microsoft也宣称他们的

“NetMeeting”也是支持RTP协议。实时传输协议RTPRTP被定义为传输音频、视频、模拟数据等实时数据的传输协议。最初设计是为了数据传输的多播，但是它也用于单播的。与传统的注重的高可靠的数据传输的运输

层协议相比，它更加侧重的数据传输的实时性。此协议提供的服务包括时间载量标识、数据序列、时戳、传输控制等。RTP本身并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。RTP协议是如何工作的：发送端依照即时的采样在数据包里隐蔽地设置了时间标签。在接受端收到数据包后,就依照时间标签按照正确的速率恢复成原始的适时的数据。威胁多媒体数据传输的一个尖锐的问题就是不可预料数据到达时间。但是流媒体的传输是需要数据的适时的到达用以播放和回放。RTP协议就是提供了时

间标签,序列号以及其它的结构用于控制适时数据的流放。RTP本身并不负责同步，RTP只是传输层协议，为了简化了运输层处理，提高该层的效率。将部分运输层协议功能（比如流量控制）上移到应用层完成。同步就是属于应用层协议完成的。RTP协议和UDP二者共同完成运输层协议功能。UDP协议只是传输数据包，是不管数据包传输的时间顺序。RTP的协议数据单元是用UDP分组来承载的，它比用TCP/IP协议更快更高效。实时传输控制协议RTCP

RTCP（Real-time

Transpor、Control

Protocol）是设计和RTP一起使用的，进行流量控制和拥塞控制的服务控制协议。RTCP协议如何工作：当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。。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。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。RTCP协议处理机根据需要定义了五种类型报文:RR:

receiver

reportSR:

sender

reportSDES:

source

description

items.BYE:

indicates

end

of

participation.APP:

application

specific

functions它们完成接收、分析、产生和发送控制报文的功能。实时流协议RTSP

RTSP（Real

Time

Streaming

Protocol）协议定义了如何有效地通过IP网络传送多媒体数据，是一种客户端到服务器端的多媒体描述协议。

RTSP是一个非常类似于HTTP的应用层协议，由RealNetworks和Netscape以及哥伦比亚大学共同提出的。它是从RealNetworks的“RealAudio”和Netscape的“LiveMedia”的实践和经验发展来来的。

此协议现在的应用是广泛的，Apple、IBM、Silicon

Graphics、VXtreme、Sun等公司都宣称它们的在线播放器支持RTSP协议，不过微软一直都坚持不支持此协议。RTSP协议的特点：RTSP是应用层协议，与RTP、RSVP一起设计来完全流式服务。RTSP有很大的灵活性，可被用在多种操作系统上,它允许客户端和不同厂商的服务平台交互。RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，使用RTP完成数据传输,将流式媒体数据可控制的通过网络传输到客户端。RTSP可以保持用户计算机与传输流业务服务器之间的固定连接，用于观看者与单播（Unicast）服务器通信并且还允许双向通信，观看者可以同流媒体服务器通信。提供类似“VCR”形式的例如暂停、快进、倒转、跳转等操作。RTSP操作的资源对象可以是直播流也可以是存储片段。RTSP提供传输通道选择，如使用UDP还是多点UDP或是TCP。资源预留协议RSVP

RSVP

(Resorce

reSerVation

Protocol)资源预留协议并不是一个路由协议，而是一种IP网络中的信令协议，但它与路由协议相结合来实现对网络传输服务质量（QoS）的控制。RSVP是为支持因特网综合业务而提出的。

利用RSVP能从一定程度上减少网络对信息处理的时延，提高网络节点的工作效率，改善信息传输的服务质量（QoS）。这是解决IP通信中QoS（服务质量）问题的一种技术。什么是QoS？•

QoS的英文全称为"Quality

of

Service"，中文名为"服务质量"。QoS是网络的一种安全机制,是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，比如Web应用，或E-mail设置等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要。当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。思考：QoS有什么功能呢？小结前面我们讨论了一些实时媒体控制的相近的四个协议。在这里再概括性的说明一下：RTP是实时数据传输协议。它提供时间标志，序列号以及其它能够保证在实时数据传输时处理时间的方法。它是依靠RVSP保证服务质量标准的。RTCP是RTP的控制部分,用来保证服务质量和成员管理的。RTSP是开始和指引流媒体数据从流媒体服务器流出。它又可叫做“网上录像机控制协议”，它是提供远程的控制，具体的数据传输是交给RTP的。RSVP是Internet上的资源预留协议，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。它是不传输数据的。MMSP协议

Windows

Media使用MMSP（Microsoft

MediaServer

Protocol，Microsoft媒体服务器协议）的应用程序层协议，用来访问并流式接收WindowsMedia服务器中.asf文件的一种协议。

MMSP协议用于访问Windows

Media发布点上的单播内容。MMSP是连接Windows

Media单播服务的默认方法。

例如，指向ASF文件的URL将MMS作为其协议包括进去：mms://servername/filename.asfrtsp:///broadcast/testP2P协议（P89)1.1

什么是P2PP2P：Peer-to-Peer对等(网络，计算)…;端到端…(指网络主机在充当客户端获取资源的同时充当服务器向其它对等体（Peer）提供服务。)以非集中方式使用分布式资源来完成关键任务的一类系统和应用资源包括计算能力、数据（存储和内容）、网络带宽和场景（计算机、人和其它资源）

关键任务可能是分布式计算、数据/内容共享，通信和协同、或平台服务随着计算机网络的广泛应用和多媒体资源的丰富，P2P技术被主要应用于文件（主要是大型的多媒体文件）共享方面。当前用于文件共享的P2P协议种类很多，在美国大量使用的是KaZaA，在欧洲存在大量用户的是

eDonkey和WinMx。我国使用最频繁的是BitTorrent和Emule；其它常用的P2P协议还有如FastTrack、Grokster、Groove、Gnutella等,Skype也是一种P2P协议的软件。P2P的特点1、使用向多个IP终端并发多个连接的方法使用带宽。2、在下载数据的同时，使用相当的带宽上传数据。3、单独用户上载、下载持续时间长，一般为几个小时。4、总使用时间遍布24小时，峰值集中在晚上和周末。Most

of

attacks

are

over

port

80

and

therefore

cannot

be

blocked

byfirewalls

which

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scan

L3/L4

information.

Therefore,

deep

packetinspection

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level

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