第20讲 流媒体技术和视频会议 流媒体技术基础 流媒体文件格式 流媒体制作与发布 视频会议系统

流式媒体技术简介 流媒体技术（Streaming media Technology ）是为解决以术因特网为代表的中低带宽网络上多媒体（以视、音频信息为重点）传输问题而产生、发展起来的一种网络新技术 流媒体技术能按采用边接收边播放的形式，避免了用户必须等待整个文件全部从下载才能观看的缺陷，实现了视、音频的网上直播 流媒体技术广泛地应用于互联网多媒体新闻发布、在线广播、远程教育、视频点播、电子商务、实时视频会议、远程医疗等诸多方面

流媒体技术基础 流媒体指在网络中使用流式传输技术传送音频、视频或多媒体文件 流媒体在播放前并不需要下载整个文件，只将部分内容存入本地PC缓冲存储器中，就可以播放 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 流式传输定义很广泛，现在主要指通过网络传送媒体（如音频、视频）的技术总称 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）

流式传输的两种方法 顺序流式传输 实时流式传输 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 通过标准HTTP服务器可发送这种形式的文件，它经常被称作HTTP流式传输 不支持交互式操作，是一种点播技术 实时流式传输 实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接配匹，使媒体可被实时观看到 实时流与HTTP流式传输不同，需要专用流媒体服务器与传输协议

流媒体播放图例

流媒体技术原理 缓冲存储是流式传输实现的基本技术 流式传输的实现需要合适的传输协议 这是由于在网络中存在传输延迟抖动，使用缓存可以有效地弥补延迟和抖动的影响，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 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 什么是RTP协议?　　　 实时传输协议（RTP）是一个Internet协议标准，它描述了程序管理多媒体数据实时传输的方式。最初在Internet工程任务组（IETF）的请求注解（RFC）1869中对RTP协议进行了描述，RTP由IETF的音视频传输工作组设计，它支持多个地域上分布的参与者的视频会议。RTP普遍应用于Internet的电话应用中。RTP本身并不保证多媒体数据的实时传输（因为这取决于网络特性），但是，当数据尽最大努力到达后它将提供必要的方法来管理这些数据。 　　RTP与控制协议（RTCP）配合工作，RTCP使得大的组播网络能够监视数据传输。监视能使接收器侦测到任何的包丢失，还可以补偿任何的延迟抖动。两个协议都独立于下面的传输层和网络层协议。RTP头中的信息将告诉接收器如何重建数据，并描述了比特流失如何打包的。通常，RTP工作于用户数据报协议（UDP）之上，但它也能使用其他的传输协议。会话发起协议（SIP）和H.232都使用RTP。

流式传输的过程 用户选择某项流媒体服务后，浏览器与Web服务器之间先交换控制信息，以便检索需要传输的媒体数据 媒体播放器及媒体服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换媒体传输所需的控制信息 媒体服务器使用RTP/UDP 协议将媒体数据传输给媒体播放器，一旦媒体数据抵达客户端，媒体播放器程序即可播放输出

Streaming Stored Audio & Video Streaming stored media: 流媒体文件存储在服务器 用户请求流媒体文件 流媒体被传送给用户 允许交互 Media player: 去除抖动 解压缩 错误检测 提供交互的图形界面 可以嵌入到浏览器中

Streaming from Web server (1) Audio和video文件存储在Web server中 “原始做法”： 浏览器用HTTP 请求消息请求文件 Web server通过HTTP响应消息发送文件 content-type header line 指示audio/video编码类型 浏览器加载media player, 并且将文件递交给media player media player 播放文件 主要缺点: 媒体播放器与服务器交互需要Web浏览器的中介

Streaming from Web server (2) 方法2: 在服务器与播放器之间建立连接 Web浏览器请求并接收 一个元文件（meta file） 而不是接收文件本身； Content-type header 指示特定的audio/video应用类型 浏览器加载媒体播放器并且把元文件递交给它 播放器与服务器建立 TCP连接，发出HTTP 请求 一些考虑: 媒体播放器的通信是通过HTTP协议，而它并不适宜多媒体交互 可以用UDP传输媒体

Streaming from a streaming server 这种结构允许服务器和媒体播放器采用非HTTP协议 可以使用TCP/UDP

流媒体播放方式 单播　 在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播 组播 IP组播技术构建一种具有组播能力的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上 点播与广播 点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接；广播指的是用户被动接收流

音频和视频格式 大部分数字电子的摄录机，可以产生较高品质的音、视频文件，可以直接在计算机上播放，称为多媒体桌面应用 由于计算机的I/O系统比网络有高的多的带宽，并非所有的数字化音频和视频格式都适合在网络上传送或联机播放 网络应用的流媒体一般需要对桌面应用格式的媒体文件进行“再处理”，获得更高的压缩比，以期适合在网络上发布

常见(桌面)多媒体文件格式

流媒体文件格式 压缩媒体格式，包含声音和图像描述信息，而文件被处理得更小 多数用于流媒体的压缩技术都是有损失的，造成了音频、视频信息质量上的变化 一些流媒体编码器，可以根据目标用户的可用带宽，进行 最终文件的压缩规格（实际上也是信号的受损程度）

常见（网络）流式文件

RTP实时传输协议 RTP（Real-time Transport Protocol）是用于因特网上针对多媒体数据流的一种传输协议 RTP是由IETF开发的一组实时传输协议，可以在面向连接或无连接的下层协议上工作，通常和UDP协议一起使用

RTP实时传输协议（续） 实时传输控制协议RTCP 实时流协议RTSP RTCP(Real-time Transport Control Protocol)和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务 实时流协议RTSP Real Time Streaming Protocol是由RealNetworks和Netscape共同提出的，该协议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 由于该协议应用的普遍性， RTSP几乎成为因特网流媒体协议的事实上的标准

流媒体制作 流媒体制作就是一个压缩编码的过程 利用RealProducer可以将多媒体文件格式转换为能进行流式传输的Real流式文件 可以现场实时压缩编码信号并通过I/O端口把流传送给RealServer进行现场流式直播 RealProducer提供2种编码方式，HTTP（单编码速率）和SureSteream（多编码速率）

流媒体的发布 简单的流媒体VOD可以直接在Web服务器上发布（见本单元实验内容） 要实现网上视频流直播，可安装一个专用服务器端RealServer RealServer与RealPlayer之间则通过RTSP协议实现通信，所以用“rtsp://”为开头地址

媒体流的播放 RealPlayer既可以独立运行，也可以作为插件在浏览器中运行 用户访问流媒体的方式有以下几种： 直接访问，只需运行RealPlayer（RealOne） 在Web页中访问。这种方式需要采用Microsoft IE浏览器提供的ActiveX技术 RealServer 的播放,可以单播、广播和多播

视频会议系统 视频会议系统，又称会议电视系统，是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传 实现即时且互动的沟通，以实现会议目的的系统设备

视频会议系统主要特性 文字特性 语音特性 视频特性 可以根据自己的网络状况主动调节视频占用的网络带宽，可调范围为8~999K 基于Web浏览器的文字交流功能 语音特性 基于Web浏览器的语音聊天功能 视频特性 基于ActiveX控件的视频图像交互 可以根据自己的网络状况主动调节视频占用的网络带宽，可调范围为8~999K

视频会议系统的分类（网络） 基于局域网的视频会议： 基于广域网的视频会议： 用H.323标准实现多点会议，实现每秒30帧的画面传输质量，基于现有的局域网，到桌面带宽要求10~100Mb/s 基于广域网的视频会议： 用H.320标准实现多点会议，实现每秒15-30帧的画面传输质量，支持会议室和桌面系统协同工作

视频会议系统的分类（节点） 点对点视频会议系统(PC)： 系统中的任意2个用户可以通过拨打对方的IP地址来进行点对点的连接，速率可设置为64k~1.5Mb/s 在384kb/s以上图像即可达到完全实时 可实现远端摄像头控制 多点视频会议系统 允许3个以上不同地点参加者同时与会 关键技术之一是多点控制问题

视频会议系统的分类（终端） 可视电话视频会议系统： 电视终端视频会议系统： 用于点到点通信 带宽受制于电话网络限制 会议室型视频会议系统，它适用于规模较大的会议，对图像质量、音响效果要求较高 国内的各级公众会议电视系统都属于这一类

单元思考题 流式传输有哪两种方法？有何差别？ 存储式流媒体的服务有哪几种形式，各有哪些优缺点？ 视频会议系统在局域网和广域网上实现，需要各自依据什么标准？主要的性能指标是什么？ 下一讲，讨论与多媒体实验相关的内容

思考题参考答案（1） 请说明流式传输有哪两种方法？有何差别？ 顺序流式传输通过标准HTTP服务器可发送流媒体文件不支持交互式操作 实时流式传输，保证媒体信号带宽与网络连接配匹，需要专用流媒体服务器与传输协议

思考题参考答案（2） 存储式流媒体的服务有哪几种形式，各有哪些优缺点？ 一、流媒体直接通过HTTP协议由浏览器转给媒体播放器，最简单原始 二、浏览器负责连接，后由流媒体服务器直接与媒体播放器通过HTTP交互，稍好一些，但是，流媒体服务器仍用ＴＣＰ与浏览器交接 三、浏览器负责连接，后由流媒体服务器直接与媒体播放器通过ＵＤＰ交互，效率高

思考题参考答案（3） 视频会议系统在局域网和广域网上实现，需要各自依据什么标准？主要的性能指标是什么？ 基于局域网的视频会议用H.323标准实现多点会议，实现每秒30帧的画面传输质量 基于广域网的视频会议用H.320标准实现多点会议，实现每秒15-30帧的画面传输质量

本讲到此结束 下一讲，讨论与多媒体实验相关的内容