流式播放多媒体服务系统

“流式播放”多媒体服务系统流式播放多媒体服务系统 2004 年度河南省广播电视优秀科技论文一等奖前言流式媒体服务具有广阔的应用领域，可以广泛应用于局域网、广域网、宽带综合接入网利用光纤基带网、双绞线通信和改造后的双向有线电视网等。它能在众多领域中使用如电视台、广播电台节目查询、节目制作，出版社多媒体网上出版，音像公司产品制作，展览馆、博物馆的信息查询、信息发布，以及娱乐、交互式教学、网络会议和其他商业运作。较于传统的电视，网络媒体文件信息形式和来源丰富，有良好的互动性，具有索引结构的媒体文件能随意快进或快退到希望的位置。不受地域限制，没有节目时间限制，提供在线增加频道和更新播放列表等诸多优点。观众可以在电视和网络之间比较灵活地切换，例如可以在观看球赛的同时，从有关球队的万维网网址上阅览比赛和球员的背景资料，以及其它媒体相关信息。提供信息的同时，它能够对信息本身的安全性加以控制，对不同用户建立不同的安全级别和权限。目前，流式媒体点播较为常见，称为技术。节目点播系统是伴随着视频、音频处理及计算机网络技术的发展而迅速兴起的一门综合性技术。网络结构中的多媒体数据以实时数据流的形式传输，与传统的文件数据不同，多媒体数据流一旦开始传输，就必须以稳定的速率传送到桌面电脑上，以保证其平滑地回放，视频、音频数据流都不能有停滞和间断；网络拥堵、争用或瓶颈都可能导致传送的延迟，引起数据流传输阻塞。服务是综合技术，它包括多媒体数据压缩技术、多媒体网络技术、多媒体数据库技术等专业技术。第一部分基本概念整个系统所围绕的核心是如何安全快速高效地传输数据，并流畅的播放数据流。为此，提出了一种流式传送数据的方式。第一节文件传递方式流式媒体能够通过下载和流式播放两种方式将数字媒体文件传递到客户端，供用户使用。这两种方式各有优缺点，但是这里推崇使用流式播放的方式对远程用户提供服务。下面对这两种方式作简单介绍。下载为了通过使用下载方法将内容传递给用户，通常需要将内容保存到服务器并通过在网页上添加指向该内容的链接来向用户提供指向内容的链接。于是用户可单击链接，将文件下载到其本地硬盘上，然后使用播放机播放内容。但是下载需要用户首先将既耗费时间又耗费磁盘空间的整个文件复制到其计算机中，然后才能播放。另外，因为整个文件必须在下载之后才能播放，因此，下载不能用于实况流。下载不能高效地使用可用带宽。当客户端开始下载数字媒体文件时，所有可用网络带宽用于尽可能快地传输数据。因此，其他网络功能可能会减慢或被中断。流式播放要通过使用流式播放方法将内容传递给用户，您可以将内容保存到服务器，然后将该内容分配给发布点。然后，您可以通过创建公告文件或通过向用户提供发布点的来向用户提供对该内容的访问。您可以将公告文件或嵌入到网页中或将其以电子邮件形式发送。当用户单击链接或公告文件时，播放机就打开并连接到相应的流。因为流式播放只以客户端正确呈现它所必需的速度通过网络发送数据，实现边下载、边解码、边播放，所以它比下载更高效地使用带宽。这有助于防止网络变得过载并有助于维持系统的可靠性。因为播放机必须首先缓冲数据以防在流中存在延迟或间歇，所以在播放机接收流的时间和它开始播放流的时间之间通常有一个延迟。因为对数据进行流式播放和呈现是同时发生的，所以流式播放还允许您传递实况内容。可看出两种传输方式都有一定的缺点，但是就多媒体服务来说，它对数据的实时性要求较高，强调查询和浏览，不要求对数据存储，不要求数据传输中百分之百的完整性，所以使用流式播放能够在满足用户需求的基础上，更有效的减少带宽的占用，提高网络效率。另外，值得一提的是快速流式播放，快速流式播放结合了流式播放和下载的优点的功能。服务器可使用快速启动功能来确保客户端可以在传输开始之后尽可能快地开始播放内容。该功能允许播放机在开始播放内容之前，以网络所允许的最快速度从服务器下载和缓存一小部分内容。当在播放机上建立了缓冲区之后，服务器减慢流的传输，直到与播放机的呈现速度一致。当服务器使用快速缓存功能时，服务器以尽可能高的比特率将所有内容传输到播放机，以使网络阻塞或中断所带来的影响降到最小。与普通的流式播放一样，当缓存了所需数量的数据之后，播放机立即开始呈现内容。数据的其余部分存储在客户端上的临时缓冲区中。第二节系统结构组成我们以基于技术的流式播放媒体系统为例，详细介绍流式播放媒体系统组成结构。基于技术的流式播放媒体系统通常由运行编码器如编码器的计算机、运行的服务器和播放机组成。编码器允许您将实况内容和预先录制的音频、视频和计算机屏幕图像转换为格式。运行的服务器名为服务器，它允许您通过网络分发内容。用户通过使用播放机如接收您分发的内容。系统主干包括如下几个部分服务器、流媒体服务器、客户端。如图一用户首先从服务器那里获得流媒体文件的相关信息，从中搜索自己需要的链接；用户点击链接之后，服务器响应消息，将请求定位到流媒体服务器；用户端播放器连接流媒体服务器，流媒体服务器提供相应服务，以流方式传送数据到用户计算机，用户计算机播放器流文件。以上是最简单的流媒体服务系统。除此之外，该系统中还可以加入视频采集系统、文件服务器和分发服务器，其中视频采集系统又包括摄像机和编码器。如图二编码器是指一台计算机，它使用软件例如编码器将压缩解压缩算法和流格式应用到采用模拟或数字音频和视频格式的内容上，然后将内容重新生成为数字文件或流。该过程称为编码。对内容进行编码后，即可通过进行分发。大多数情况下，用于内容编码的软件安装在不同于的一台单独的计算机上，以确保流式媒体系统稳定、冗余并且能够承受预期负载。第三节建立发布点当您已经获取了内容之后，下一步就是设置运行的服务器以便分发该内容。设置服务器的基本步骤包括添加和配置发布点以标识打算传输的内容；通知用户该内容可用。媒体服务器上必须首先设置发布点，发布点是向用户分发内容的途径。内容可通过创建将客户端重定向到发布点的公告文件来发布，也可通过分发指向发布点的来发布。服务器使用发布点将客户端对内容的请求转换为安置该内容的服务器的物理路径。简单形容，发布点就是在媒体服务器中预先存放的，一个填写了所要提供给客户的媒体文件的一个列表，列表的某一项指明了该媒体文件的具体位置，相关属性如文件名、位置、文件大小、播放时间等。发布点类型与内容发布点有不同的类型，一个服务器上可设置若干个发布点，服务器根据发布点的类型，向用户提供不同的服务。您可以向服务器添加两种类型的发布点点播发布点和广播发布点。点播是传递内容的一种方法，该方法只有在客户端向服务器发出请求时，才通过单播传输来播放相应内容。每个请求流的客户端通常都可完全控制流，可以快进、倒回、暂停和重新启动内容。这是因为点播发布点为请求内容的每个客户端提供了一个唯一的数据路径。广播是一种同时向大量观众传输数据的方法。在中，广播是通过使用广播发布点来实现的。接收广播的客户端不能控制内容的开始和播放，也不能让流快进或倒回。该流由服务