【宽带网络流媒体技术和应用】
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;;;;背景
流媒体技术是在数据网络上以流的方式传输多媒体信息的技术 。近年来，随着宽带网络的发展和用户需求的驱动，流媒体技术和相关的应用得到越来越多的关注，被认为是未来高速宽带网络的主流应用之一 。本文从流媒体的概念、流媒体应用类型、流媒体要害技术、流媒体的业务系统和运营模式等方面对流媒体技术和应用进行了全面的介绍 。
概念
流媒体(Streaming Media)指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流 。以前人们在网络上观看电影或收听音乐时，必须先将整个影音文件下载并存储在本地计算机上，然后才可以观看 。与传统的播放方式不同，流媒体在播放前并不下载整个文件，只将部分内容缓存，使流媒体数据流边传送边播放，这样就节省了下载等待时间和存储空间 。流媒体数据流具有三个特点：连续性(Continuous) 、实时性(Real - time) 、时序性，即其数据流具有严格的前后时序关系 。我国的863高科技研究计划“高性能信息示范网络3 Tnet ”中，明确提出要从宽带流媒体等典型业务入手，建立一个能适应Internet TV等媒体流实时传输的高性能、广域(城域)宽带演示验证网络3Tnet。除了宽带网络外，流媒体技术还可以广泛地应用于其它网络，例如无线流媒体传输是3G网络的主要应用之一 。在NGN网络中，流媒体也扮演重要的角色 。流媒体应用类型：流媒体应用可以根据传输模式、实时性、交互性粗略地分为多种类型 。
根据上述分类，常见的流媒体的应用主要有：视频点播(VOD)、视频广播、视频监视、视频会议、远程教学、交互式游戏等 。总之，目前基于流媒体的应用非常多，发展非常快 。丰富的流媒体应用对用户有很强的吸引力，在解决了制约流媒体的要害技术问题后，可以预料，流媒体应用必然会成为未来网络的主流应用 。
流媒体要害技术问题
为了在数据网络上传输媒体流，流媒体技术需要解决从音/视频源的编码/解码、存储，到网络端的媒体服务、媒体流传输，到用户端的播放一系列问题 。一个典型的媒体流传输流程如图1所示 。
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从图1中可以看出原始音/视频流经过编码和压缩后，形成媒体文件存储后(直播的方式不需要文件存储)，媒体服务器根据用户的请求把媒体文件(或者直播的媒体流)传递到用户端的媒体播放器 。在媒体传输中间还可能需要代理服务器进行媒体内容的分发或转发 。
为了实现较好质量的流媒体实时播放，需要考虑媒体流传输的所有环节 。其中，影响传输质量的三个最要害的因素是：编码和压缩的性能和效率、媒体服务器的性能、媒体流传输的质量控制 。
(1)编码/压缩的性能
影响音/视频流的压缩/编码性能的因素很多，首先是压缩效率 。压缩效率要求在保证一定音/视频质量的前提下，媒体流的码流速率尽量低 。其次是编码的冗余性和可靠性 。与普通的多媒体文件压缩/编码不同的是，流媒体文件需要在网络上实时传输，因此必须考虑传输中数据丢失对解码质量的影响 。为了解决这个问题，采用了一些先进的编码技术，例如错误弹性编码(ErrorResilient Encoding)：在编码中通过适当的控制使得发生数据丢失后能够最大限度地减少对质量的影响 。在Internet环境下，最典型的方法是多描述编码(MDC) 。MDC把原始的视频序列压缩成多位流，每个流对应一种描述，都可以提供可接受的视觉质量 。多个描述结合起来提供更好的质量 。最后，媒体流的压缩/编码还需要考虑速率调节的能力，因为网络的拥塞状况是不断变化的，流媒体的编码必须能够适应网络速率的变化 。一种方法是采用可扩展的层次编码，可扩展的压缩/编码生成多个子位流(Substream) ，其中一个位流是基本位流，它可以独立解码，输出粗糙质量的视频序列，其他的子位流则起质量增强的作用，所有的子位流一起还原出最好质量的视频序列 。相应的，仅有部分的子位流(必须包含基本子位流)则输出的视频在图像的质量或者图像的分辨率、图像播放的帧速率上较差 。当网络速率变化时，可以通过调节流输出的层次来控制码流的速率，从而适应网络速率的变化 。
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