流媒体管理系统

流媒体管理系统（精选12篇）

流媒体管理系统 篇1

1 流媒体控制系统的功能

1.1 系统管理功能

系统管理员实现站点管理、设备管理、用户管理等各项管理, 包括配置、修改、删除等。

站点管理:自动搜索并显示设备服务器、转发服务器、录像服务器的信息, 包括名称、IP地址, 可修改站点名称, 可删除无效站点。

提供4种用户类型, 包括管理员、超级用户、一般用户和浏览用户, 分别授予不同的权限范围, 同一类型的用户又可以设置更具体的权限, 共有64级, 可以设置各自的用户名和密码。可以单独为各个用户分配镜头组和电子地图。

设备管理:动态搜索编码器、解码器、矩阵及附属设备等的信息, 可增加、修改、删除设备及配置参数, 以及配置镜头归属的录像站点。

能方便地设置电子地图:导入地图、分配镜头、布置镜头, 并将地图分配给用户。完善的日志管理, 对各个用户的操作进行不可人为修改的记录, 以备查询。

1.2 监控功能

可通过计算机显示器显示图像, 也可通过电视墙显示 (需配解码器) , 一个解码器可以与一个或多个编码器连接, 多路连接时可设定自动轮换时间。

支持多个视频终端同时监控一个监控点同时观看同一个监控点的图像。

通过点击编码器名称方便地播放图像, 提供单画面、4画面、9画面三种视频实时显示界面, 还可切换至全屏。

1.3 录像及回放功能

提供多路音视频同时录像功能, 可设定录像文件存放路径及存放时间, 录像站点可分布在多台计算机或服务器上, 每个站点管理一定数量的编码器, 一个编码器不能同属于多个录像站点。

可进行手动录像、一次性计划录像和周期性 (每周、每日) 计划录像, 可设定计划的起止日期, 可对计划进行修改、删除等操作, 若在录像过程中修改计划, 则可按修改后的设置进行录像。

录像中途若发生设备、网络、服务等方面的故障, 当恢复后可自动继续录像。

录像文件按日期、编码器自动生成文件夹及文件名, 方便的本地及远程录像查询和回放功能, 支持按时间和按计划两种查询方式, 支持暂停、重播、拖拽式时间控制。

1.4 二次开发接口

流媒体服务器提供完整的二次开发包与技术支持, 以完成对相关监控图像的显示和远程控制功能。二次开发包含以下几个方面的功能。一是接口的初始化与释放。二是视频流数据的获取及相关参数的设置:流媒体服务器登录、注销控制;视频传输开始、停止控制;视频图像缓冲区编码数据的获取 (采用回调函数的方式) ;压缩参数的获取及设置。三是摄像机云台控制的支持:方向控制;镜头缩放。

2 二次开发包功能函数示例

2.1 定义视频设备数据结构

2.2 相关功能函数示例

2.2.1 接口的初始化与释放

2.2.2 视频流数据的获取及相关参数的设置

2.2.3 摄像机云台控制的支持

3 小结

通过对监控设备系统的设置, 依托于无锡地区的城域网, 流媒体的获取和传播很方便, 所以无论是在网络中心或者在控制中心, 都可以观察到交通运行情况, 对学院的安全起到了很好的保护作用。

摘要：流媒体控制系统采用Microsoft公司最新的软件编程技术, 可支持的视频服务器设备种类易于扩展, 并可根据客户需要进行定制开发专门系统, 不断满足各行业、客户的不同需求。

关键词：流媒体,控制系统,管理功能

参考文献

[1]谭劲.基于服务器端与代理服务器端流媒体流行性的缓存策略研究[D].武汉:华中科技大学, 2007.

[2]童勇木.网络视频监控系统与拥塞技术的研究[D].天津:天津工业大学, 2005.

流媒体管理系统 篇2

随着计算机技术、压缩技术以及网络技术的发展,网络中的流媒体业务也得到了飞速的发展和应用。但是受现有的网络带宽和服务质量的限制,在网络上传送大数据量的多媒体信息仍然显得很吃力。主要原因其一是传输多媒体数据量相对于网络带宽而言大得多,其二现有的网络环境不够稳定,在传输大数据量时容易造成丢包和拥塞等情况。为了解决此问题,可以采用一种高效的编码手段,将媒体信息在不明显降低质量的情况下,尽可能的压缩数据。并可根据不同网络带宽的条件,按不同的数据压缩比进行数据压缩。此外还需要在编码过程中融入一些容错机制和码率控制技术,以适应各种恶劣的网络条件。

为此，本文着重介绍了应用层的基于视频的压缩编码技术和基于反馈机制的带宽自适应策略，并在此基础上构建了一个可扩展的、鲁棒的流媒体系统。

流媒体技术简介

流媒体技术的开发创意是从传统的TCP/IP协议对通过网络传送信息的控制方法中得到的。流技术能够按照特定的顺序将文件发送出去,而播放程序则可以边接收数据边播放他们。流媒体的形式主要有以下五种:流式音频、流式视频、流式动画、流式图象、流式文本。流媒体实现的关键技术流式传输,流式传输的定义很广泛,现在主要指通过网络传送媒体(如视频、音频等)的技术总称。其特定含义为通过INTERNET将影视节目传送到PC机。目前实现流式传输有两种方法:顺序流式传输(progressivestreaming)和实时流式传输(Realtimestreaming)。在进行流式传输时,首先,多媒体数据必须进行预处理才能适合流式传输,这是因为目前的网络带宽对多媒体巨大的数据流量来说还显得远远不够。预处理主要包括两方面:一是降低质量;二是采用先进高效的压缩算法。其次,流式传输的实现需要缓存。这是因为Internet是以包传输为基础进行断续的异步传输。各个包到达的时间不尽相同,因此采用接收缓存后,可以弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确。再次,流式传输的实现需要合适的传输协议。HTTP协议对文本传输比较适宜,但对于实时图像的传输,一般采用RTP/UDP来传输。

2精细时域可扩展编码

随着因特网业务的巨大增长,在速率起伏很大的IP网络及具有不同传输特性的异构网络上进行视频传输的要求和应用越来越多。在这种背景下,视频分级编码的重要性日益突出,其应用非常广泛,且具有很高的理论研究及实际应用价值,因此受到人们的极大关注。视频编码的可分级性(scalability)是指码率的可调整性,即视频数据只压缩一次,却能以多个帧率、空间分辨率或视频质量进行解码,从而可支持多种类型用户的各种不同应用要求。

MPEG-4通过视频对象层(VOL,VideoObjectLayer)数据结构来实现分级编码。MPEG-4支持三种分级编码方式:时域分层编码和空域分层编码和质量分层编码,此外还支持时域和空域的混合分层编码。每一种分级编码都至少有两层VOL,低层称为基本层,高层称为增强层。基本层提供了视频序列的基本信息,增强层提供了视频序列更高的分辨率和细节。

它在编码的时候一次能生成多个不同分辨率的码流。但各个压缩层的码率在编码完成后就固定了,而且一般间距较大。此外传统的扩展编码方式的对增强层进行预测与补偿编码时,都是以同层的视频帧作为参考帧。在这种情况下,传统的扩展编码存在以下两个问题:其一,码率只能提供跳跃性变换的几种码率,难以完全利用网络带宽资源,用户通过接收多个组播组的压缩视频数据只能获得有限的码率调整范围。例如,当编码时提供32Kbps、96Kbps,224Kbps质量的视频时,如果有一个带宽为180Kbps的用户接入,那么他最多只能获得96Kbps的视频质量,带宽利用率不高。其二、以同一增强层的视频帧作为预测参考帧时,一旦某一个增强层的帧发生错误,它后面的增强层都将无法解码,直到遇到下一个I帧为止,即会导致严重的错误传播现象。所以传统的扩展编码更多的是用于存储,而由于网络的异构性和缺乏Qos保证带宽在一个很大的范围内发生变化,因此面向网络传输的视频编码的目标是将视频压缩成适合一个码率范围的码流。

根据实际应用的需求,要求我们的可扩展编码能够提供一个在一定范围内连续可调的码流,尽可能的提高网络带宽的利用率。目前我们实现的基本思想就是:将视频编码成一个可以单独解码的基本层码流和一个可以在任何地点截断的增强层码流,其中基本层码流适应最低的网络带宽,而增强层码流用来覆盖网络带宽变化的动态范围。

实现这种功能的编码方式就是精细空域可扩展编码FGSS(FineGranularSpatiallyScalable)。PFG则是为改善FGS编码效率而提出的视频编码算法,它克服了FGS编码中编码效率低于非可扩展编码及接收端视频质量非最优两个不足点。其基本思想是在增强层图像编码时使用前一帧重建的某个增强层图像为参考进行运动补偿,以使运动补偿更加有效,从而提高编码效率。

其编码体系结构图如图1

图1 编码体系结构图

3基于反馈的带宽自适应策略

图2为反馈机制的图示，该策略利用接收端对网络接收情况的分析统计信息，对编码发送进行及时、系统的调节。经试验证明该策略能有效地应对移动通信网络带宽抖动的.特性，在时间与空间上具有较强的通用性。其时变性主要表现在该网络发送数据的应用过程中存在的明显的门限效应，即当数据发送速率(R)低于该门限(RT)时，数据包丢失概率基本小于1%，而当数据发送速率超过该门限时，数据包丢失概率将大幅上升，而该门限随信道物理情况改变。因此，通过控制其发送速率小于目前网络带宽门限就可以达到降低数据包丢失概率，从而提高接收端视频回放的实时性，连续性要求。然而，该门限值的获得，实际是难以通过直接测量获得的，我们应用该门限效应来“猜测”当前的带宽门限值(如图3示)。

3.1反馈机制的流程

该“猜测”过程，主要由接收端的反馈和发送端的相应调整所构成，如图4-1所示。

具体步骤如下：

首先在发送端为每一个实际发出的数据包标记连续的序列号SN，且发送端

的包率N保持恒定，初始数据包长度记做L。

接收端解析收到数据包的序号SN，根据接收到的总数据包数量N及在该时间段

内应该收到的总数据包数量

×N，计算出在目前时间

和

-

间的包丢失概率：

并将该丢失概率在时间t反馈至发送端。

发送端根据收到的丢包概率ρt调整目前的数据包长度L。如果

丢包率较高，可能由于

造成则：降低发送速率，减少丢包率

丢包率较低，

则：提高发送速率，提高视频质量

其中，

为每次数据包长度减小常量，

为每次数据包长度增加常量;L为数据包长度最小值，L为数据包长度最大值。

实际应用中，一些情况下丢包还有可能由随机的比特错误造成，在这种情况下降低发送速率将导致不必要的视频质量下降。因此需要将由发送速率大于门限出现的丢包与随机比特错误造成的丢包进行区分。由于信道中的随机比特错误分布相对分散，不会在长时间内连续出现，而当发送速率超过门限产生的丢包往往将持续较长时间。所以当一个检测时间段内发生丢包，而后一个检测时间段内无丢包则把该丢包认为是随机发生的，并不进行发送速率调整，只有当连续两个监测时间段内出现高丢包时才开始降低发送速率。

3.2系统参数的设定

:

是统计数据包接受数量的时间单位，

的设置必须使得系统在

能收到足够的数据包用以统计丢包概率，而又不宜设定过长导致对数据发送速率调节效率低下。该参数取值应与移动通信网络信道变化速度频率相适应。

与

:在实际应用中，为了最大程度地保证视频回放的流畅，

的数值应小于

，在面对网络带宽门限RT突然降低的情况下，能在一个

的周期内，调整到网络带宽门限RT以下。

L:L应小于或等于当前网络的最大传输单元(MaximumTransmissionUnit，MTU)。

Ns:Ns应保证当前发送端发送数据的最大速率，即Ns×LH应等于网络的最大有效带宽。

L:L的设定应保证Ns×L的是当前网络能安全地传输数据的最大速率值。

该反馈机制根据当前接收端对数据包接收的统计信息，对视频数据发送速率进行迅速的调整，当信道带宽门限下降时，在最慢两个

的周期内进行调整，将视频传输的停滞控制在两个

的周期内;而当信道带宽上升时，也将逐步提高发送速率，获得较高的带宽利用率。

4系统设计框架

图4 媒体传输流程图

此为该系统完整的原理图，多媒体信息首先通过各种采集设备如摄像头、录像机、摄影机等,将采集多媒体信息经A/D转换后存储。而这些存储的信息就交给媒体编码模块进行高压缩比的编码,在编码过程中,除了采用DCT变换和运动估计和补偿算法等这些常规的媒体压缩技术外,还采用了既满足压缩比、又适应网络条件的精细空域可扩展性编码。这种编码方式经DCT变换后,不是进行简单的量化处理,而采用了位平面编码技术,从而可以对纹理信息进行一个由粗到细的渐进编码过程。媒体信息经编码后需要发送到接收端,此时,中间的网络条件成为影响系统性能的关键因素。为此在该系统的服务器端增加了码流监控模块,实时地反映当前网络情况,上层控制程序则根据这个反馈过来的带宽情况及时调整发送码流的速率。

5结束语

在远程教育、数字图书馆、电子商务、视频点播、交互电视、远程医疗、网络音/视频、实时多媒体会议等方面,多媒体技术都起到很重要的作用。但MPEG-4受传统网络条件的限制,当前要利用网络条件应用多媒体技术还需要采用一些关键性技术。我们相信通过这多种技术的综合使用,必然会推动多媒体技术应用越来越广泛。

参考文献

1 吴国勇,邱学刚,万燕仔《.流媒体技术与应用》.北京:北京邮电大学出版社,.

2 Srinivasan M,Chellappa R.,“Adaptive source/channel subband video coding for wireless channels”.IEEE J.Select.AreasCornmum..16:(9):1830-1839.

流媒体管理系统 篇3

摘要：针对传统的HTTP动态自适应流媒体（DASH）的邻近用户网络带宽竞争问题，提出一种设备对设备（D2D）协作式DASH系统，该系统采用了D2D协作的方式充分利用邻近用户的网络带宽能力下载和分享视频，客户端以中间件架构实现，使得该系统与主流播放器兼容。针对过度追求高视频质量而忽视智能手机能耗的问题，提出了一种能耗优化码率选择算法应用于D2D协作式DASH系统。根据智能手机当前的能耗、CPU使用率、内存占用率与系统停留时间选出领队设备，领队设备负责视频的下载与D2D自组网的分享。实验测试结果表明：该算法与非合作算法相比在保证相同视频质量的情况下可以最多节省25%的能耗。

关键词：流媒体；能耗；设备对设备；码率选择；移动云计算

中图分类号：TN919.8

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.002

0 引言

随着智能手机的普及与无线通信技术的成熟，人们可以随时随地用手机、平板或其他移动设备观看视频内容。HTTP动态自适应流媒体（Dynamic Adaptive Streaming over HTTP，DASH）已经成为目前最流行的视频流媒体播放标准。DASH将这个视频文件分割成一系列的可以基于HTTP传输的小切片，切片的大小是固定的，一般在2-10s之间。分割后每个切片都有覆盖各种不同码率的版本，即服务器上具有多码率编码的源内容。当DASH客户端播放网络视频时将基于自身的网络状况例如吞吐量和时延等条件选择下一段切片的码率。

根据最新的统计，将近五分之一的YouTube用户每天在用智能手机观看视频，其中有近一半的人会与他们的朋友一起观看视频。当一组邻近的用户通过移动客户端观看同一段网络视频时，这一组用户的客户端会分别向服务器请求视频资源，这些客户端获得的视频码率总会受到网络限制。而如果这些用户是通过同样的方式接入网络，他们获取的视频质量就会更加糟糕，因为相互竞争的关系，这些客户端都无法达到网络本身的最大能力。

本文提出了一种设备对设备（Device-to-Device，D2D）协作式DASH系统，充分考虑到用户使用的智能手机设备通常具有多个网络接入方式，当设备通过3G/4G连接网络时，就可以考虑利用Wi-Fi连接，即引入D2D的连接使一组客户端相互合作下载和分享视频资源。客户端以中间件架构实现，在中间件内部处理调度视频的下载、分享与切片的拼接，对外暴露传统的DASH接口，即D2D协作式DASH系统对播放器来说是透明的，主流支持DASH协议的播放器都可以兼容D2D协作式DASH。从而用户可以享受更好的视频质量的同时不用去关心播放器的兼容性问题。

本文还提出了一种能耗优化码率选择算法应用在D2D协作式DASH系统。综合考虑智能手机当前的能耗，CPU使用率，内存占用率与系统停留时间选出领队设备，领队设备负责向云服务器发起视频下载请求并基于领队设备提出了一种自适应码率选择算法，下载好的视频通过D2D自组网分享。实验结果表明能耗优化码率选择算法可以降低约25%的能耗同时保证了视频质量。

1 相关工作

对于新兴的协作式流媒体系统有很多相关研究，可分为两类：采用DASH的协作式流媒体系统和不采用DASH的协作式流媒体系统。在不采用DASH的协作式流媒体系统中，Keller等提出了一种采用网络编码的渐进式合作下载系统，但无法适应网络的变化并造成了资源的浪费。一组用户使用不采用DASH的系统从云服务器发起视频下载请求，而这种一组用户全部参与下载的机制会导致较高的能耗。Zhang等提出让一组用户的客户端全部向云服务器发起下载请求，而只有一个用户的客户端可以播放视频。Yaccoub等提出了一种合作机制，该机制将云服务器的所有视频内容推送到组内某个用户的客户端，并通过该客户端将所有视频内容广播分享至所有组员，显然该机制不能充分利用合作的优势来获得更好的视频质量。

我们之前的工作提出了一种DASH系统部署在Android平台上，一组用户通过D2D白组网进行视频分享。然而该系统仅考虑了网络的可用带宽却并没有考虑智能手机的能耗问题，并且该系统与传统DASH不兼容所以主流播放器无法直接使用该系统。

2 D2D协作式DASH系统

2.1 系统结构

该系统包括一个云服务器和一组客户端设备，系统结构如图1所示。云服务器为客户端设备提供流媒体资源，包括响应客户端设备的请求并对请求的视频资源做动态处理。客户端设备通过3G/4G网络连接到云服务器，一组设备互相之间通过Wi-Fi连接作为D2D的接口，使邻近的客户端互相连接起来。在一组客户端设备中采取分层架构，需要预先制定若干个领队设备，作用是承担发起下载请求的任务，而在下载完成后领队设备需要承担D2D分享的任务。由于蜂窝移动网络模块是智能手机中能耗最高的模块之一，大量触发蜂窝移动网络模块的开启与关闭状态会导致能耗的显著增加。本文所提出的D2D协作式DASH系统会在数据传输活跃阶段避免了蜂窝移动网络模块的频繁开启与关闭，从而能耗显著降低。

2.2 服务器模块设计

服务器由资源管理模块、转码模块和HTTP服务器模块等部分组成。基于小组的资源管理模块负责控制系统的云服务器，首先当服务器收到客户端领队设备代表一个小组发起的视频切片列表的请求时，资源管理模块接受请求，记录小组规模Ⅳ并生成一个随机的认证标识返回给这一组客户端，在之后的通信中用来识别一个小组。另外资源管理模块的重要功能是防止D2D自组网的无线信道碰撞，当一个领队设备完成了视频碎片的下载并且尚未通过D2D自组网进行广播分享，领队设备需要向云服务器的资源管理模块发起D2D无线信道占用请求以防止在D2D无线信道下的数据碰撞。当视频碎片被分享之后，领队设备需要向云服务器的资源管理模块发起D2D无线信道解除占用请求。转码模块是系统中应用移动云计算思想的结构，云服务器上存储了原始的视频资源，与传统DASH系统不同的是，所提供的视频资源是根据领队设备客户端所请求的视频码率动态实时转码得到的，利用转码模块实现了扩展客户端上的网络能力。HTTP服务器模块负责处理客户端发起的HTTP请求，不过当一个设备请求某个视频切片时，并不是直接返回用户请求的完整文件，而是将视频切片分割成碎片并通过HTTP协议的206响应指明当前碎片的偏移量。之后的工作就交给客户端，由小组内的领队设备通过D2D连接完成碎片的拼接和视频分享。

2.3 客户端设备模块设计

客户端设备由客户端资源管理模块、下载模块、广播模块和代理服务器模块组成。客户端资源管理模块负责在客户端一侧系统的整体控制，主要任务包括协调下载模块和广播模块，缓存视频切片，文件读写，响应代理服务器的请求等。当代理服务器模块向资源管理模块请求某一视频切片时，客户端资源管理模块会将下载模块和广播模块通过网络或D2D白组网获取的视频碎片组装，获得完整的视频切片文件后将文件交给代理服务器模块。

2.3.1 代理服务器中间件架构

系统的客户端一侧采用中间件的架构设计。客户端设备的资源管理模块、下载模块和广播模块对于客户端的播放器来说是透明的。播放器通过代理服务器提供的传统DASH接口与系统进行交互。对于任何支持传统DASH协议播放器，在播放开始阶段会先向代理服务器发起HTTP GET请求，请求下载视频资源的切片文件列表，这里的切片文件列表相当于DASH协议中的MPD文件。代理服务器此时暂时阻塞切片文件列表请求，同时将该请求转发给客户端资源管理模块。当资源管理模块通过调度下载模块和广播模块从服务器获取到切片文件列表后，需要将切片文件列表的云服务器视频资源一一映射到客户端本地的虚拟文件，代理服务器重新生成一个包含本地虚拟文件的切片文件列表交付给DASH协议播放器，同时解除阻塞状态。当DASH协议播放器根据切片文件列表向代理服务器请求客户端本地的虚拟文件时，如果该虚拟文件所映射的真正视频切片文件已经通过资源管理模块、下载模块和广播模块的协作之下获取到，那么就将真正的视频切片文件交付给DASH协议播放器。如果该虚拟文件所映射的真正视频切片文件尚未获取到，那么代理服务器就暂时阻塞该请求，直到真正的视频切片文件获取到了为止。这种中间件架构的设计避免了对传统DASH播放器的改动，使得本文所提出的系统可以兼容传统的DASH播放器。

2.3.2 自适应码率选择算法

下载模块负责向云服务器的HTTP服务器模块发起请求。组内的领队设备负责下载合适码率的视频切片。为了让用户获得更好的视频质量，客户端需要应对多变的网络状况以获取合适的视频码率。如果客户端所请求的视频码率超过了当前的网络带宽会导致播放缓存不足，就会出现播放停顿。如果客户端所请求的视频码率过于保守则会导致较差的视频质量。所以关键问题是如何根据多变的网络带宽选择合适的视频码率。本文提出了一种自适应码率选择算法来应对多变的网络带宽。该算法会以组内所有领队设备的平均缓存大小作为考虑因素。该算法会持续监测所有领队设备的播放缓存状态，通过组内所有领队设备当前平均缓存大小与设定的两个阈值的比较，可以确定下一个视频切片的合适码率。每当一个视频切片下载完成，就会执行该算法来计算下一个切片的码率。为了保证不卡顿的情况，也就是要保证缓存始终处于安全的阈值之上，定义一个缓存大小的下限，称为低阈值P₀另一方面，要保证为用户提供较高的视频质量，那么当缓存大小足够大的时候需要考虑提高视频质量，定义一个缓存大小的正常阈值C₀当缓存小于低阈值P，意味着马上就将因为缓存不足而导致播放停止，该算法会尽可能地选择最低码率的视频切片来保证视频流畅性。当缓存大于低阈值P小于正常阈值C，该算法将采取平稳的码率选择策略，因此会选择与前一个视频切片一样的码率等级g。如果缓冲区大于正常阈值C，即缓存足够大的时候，该算法会根据缓存大小的变化趋势来选择合适的视频码率。如果缓存呈增长趋势，那么该算法会选择q或q+l码率等级的视频切片，反之则会选择q或q-1码率等级的视频切片。每次码率调整只会变动一个等级，避免码率变化跨度过大，引起用户反感。白适应码率选择算法的具体实现算法如下：

算法1 自适应码率选择算法

1）buffer←Calculate the current buffer which is the average of all captain devices'huffer

2）q←O（the quality to download）

3）while new video segment do

4）if buffer>common threshold C then

5）q←q+l

6）if buffer

7）q←O （the poorest video quality）

8）else if huffer is decreasing rapidly then

9）q←q-1

10）Download the segment with quality q

11）end while

算法中的第1）行是算法开始计算所有领队设备的平均缓存；第2）行对码率等级进行初始化；第3）-11）行开始进行视频切片的下载与视频码率的选择；第4）-5）行判断如果缓冲区大于正常阈值C则会选择q+l等级的视频切片；第6）-7）行判断如果缓存小于低阈值尸则选择最低等级的视频切片；第8）-9）行判断如果缓存区大小下降过快则会选择q-1等级的视频切片；第10）行表示如果缓存大于低阈值P小于正常阈值C时会选择与前一个视频切片一样的码率等级q。

2.3.3 D2D自组网的视频分享

广播模块负责系统在客户端设备一侧的核心功能，实现设备对设备的连接。当组内的各个领队设备下载完视频碎片之后，通过D2D自组网将视频碎片广播给其他领队设备和所有的组员设备。虽然组内的各个领队设备只负责下载很小一部分的视频碎片，但是广播模块使得每个设备都能获得领队设备下载的内容，这样就实现了对单个设备网络能力的扩展。当领队设备向云服务器请求视频切片时，云服务器的转码模块将视频切片分割成j个碎片并被领队设备所下载。针对组内的每个超级节点分别建立队列长度为L的任务队列。如果该领队设备的任务队列所积压的任务没有超过队列长度并且该视频切片尚未被下载完全，则一个新的碎片任务会被分配至该领队设备。当遇到下载碎片失败的情况，失败的碎片bi将会被重新放入云服务器的任务池。

3 能耗优化码率选择算法

考虑到一组用户的参与向云端下载视频切片的领队设备数目是在不断变化的，从而组内的可用带宽也是在不断波动的，导致了组内用户观看的视频质量和能耗也是在不断变化。如果一组用户观看的视频切片的视频质量较高，这时对视频切片的视频质量的些许提升就会导致严重的能耗损失，综合视频质量的提升与损失的能耗来看这样做是不必要的。因此D2D协作式DASH系统将从一组用户中选出m个领队设备负责向云服务器下载视频切片，在保证可接受的视频质量前提下尽可能降低能耗。当选择领队设备时，一组用户内每个用户设备的电量、CPU利用率、内存占用和用户在组内停留的时间都将被考虑在内。当m个领队设备选择完毕，m个领队设备将代表该组内的所有用户向云服务器发起视频切片下载的请求，根据领队设备平均缓冲和网络带宽来选择下载合适码率的视频切片。

3.1 领队设备

选择更多的领队设备参与视频切片下载和分享会获取更高的视频质量，同时也导致了更大的能耗损失。然而视频质量的提升与能耗损失并不成正比。本文通过计算分析峰值信噪比（Peak Sig-nal-to-Noise Ratio.PSNR）和能耗的关系来决定一组用户需要多少领队设备参与视频切片的下载和分享。考虑这样一个场景，一组用户观看一个码率为br的视频，每个视频切片时长ts，则每个视频切片的数据量为。

峰值信噪比由于它与主观视频质量的高相关性被广泛用于评估视频质量，峰值信噪比取值越大表示信号越清晰而噪声越小，亦即拥有更高的视频质量。选取某一段视频切片为例，将其转码到不同的码率等级，从200kbps到3000kbps，以lOOkbps的粒度分为29个等级，然后分别与转码前的原始资源对比计算峰值信噪比，如图2可以看出，当视频码率大于lOOOkbps后峰值信噪比提升不明显。

由于蜂窝移动网络模块即无线网卡是智能手机中能耗最高的模块之一，本文采用一种线性能耗模型来计算该模块的能耗，通过无线网卡（NIC）发送数据的能耗与接收数据的能耗可认为大体相等。所以无线网卡的能耗可以由网卡工作状态的能耗和发送接收数据的能耗组成，如式（l）所示：

图3表示客户端从云服务器下载不同码率视频的能耗与lOOOkbps码率视频的能耗之比。从图3可以看出能耗与码率呈线性关系。由于峰值信噪比与能耗均与码率相关，并且当码率较高时能耗的增长显著高于视频质量的提升，所以需要综合考虑能耗与视频质量的关系来选择合适的码率。

4 实验结果与性能分析

4.1 实验环境

本文采用8核Intel Xeon E51620 CPU和16GBRAM配置的主机作为云服务器，7个Android平台的智能手机组成一组。预先选好一段实验视频，将其转码到不同的码率等级，从200kbps到3000kbps，以1OOkbps的粒度分为29个等级，然后转码成不同目标码率的视频切片。每个视频切片包含2s的视频内容。原始视频的码率为5000kbps。

4.2影响因子c

根据式（10），影响因子c、峰值信噪比和能耗共同影响视频码率的选择。当c趋近于1时，视频质量对码率的影响会越来越重要。同理当c趋近于0时，能耗对码率的影响会加重。图4显示了c对码率选择的影响，其中N=7，t=2，w=4。

当c的取值由0到l变化时，br的最优解将会趋近更高的视频码率。如图5显示了归一化后的峰值信噪比与能耗分别在P=0.25，0.35，0.5，0.65，0.75的极值点。当c取值0.5时，可以获得较高的视频质量的同时降低能耗。

4.3 协作式与非协作式流媒体系统对比

本文在进一步研究对比协作式与非协作式流媒体系统时，参考了微软的平滑式流媒体技术（Microsoft Smooth Streaming，MSS）。MSS是微软的流媒体技术方案可作为传统DASH系统。考虑一组用户规模为7。能耗优化码率选择算法的影响因子c设为0.5。由图6可以得出，在网络带宽波动剧烈的环境下，与MSS系统相比较，本文提出的D2D协作式DASH系统对可用带宽的利用率有着显著的提升。同样的如图7所示，与MSS系统相比，本文提出的D2D协作式DASH系统可以获取更高的视频质量。由t=2可知每个视频切片时长2秒，本文对组内的所有组员进行间隔2秒的采样来获取当前的能耗状况。同样的，采用MSS系统的对照组采取同样的采样间隔对能耗状况进行检测。表1表示了各系统的能耗与观看lOOOkbps码率视频所消耗的能耗相对值。由表1可以得出，D2D协作式DASH所采用的能耗优化码率选择算法与MSS系统相比较，可以减少约25%的平均能耗损失。

5 结论

流媒体管理系统 篇4

关键词：虚拟存储,媒体资产管理,应用

引言

虽然虚拟存储技术已经有了很长的发展历史,但目前人们对其关注程度正不断加强。从SUN公司提出的“存储就是计算机”这句口号很容易可以了解其原因。虚拟存储技术可以解决海量信息科学管理的需求,可以解决提高存储空间利用率的需求,同时能够满足屏蔽异构操作环境的需求和自动与智能存储管理的需求。因此,虚拟存储不已仅仅是研究机构和产品开发商所关注的领域,也成为了各个与数据信息存储相关行业所关注的焦点。

时至今日,虽然对虚拟存储的研究已经得到了长足的发展,应用也越来越普及,但是仍然没有制定出一个统一的标准,各个厂商对虚拟存储的看法和理解也各有不同。综合各方观点,大致可以得出:虚拟存储是指将不同类型的存储物理媒介和不同层面的存储子系统通过软硬件技术转化到统一的用户存储应用界面的技术。它实际上是逻辑化存储,是一种高效、智能地管理数据的方式。它对实际设备进行逻辑化处理,并将逻辑视图呈现给用户,既可充分利用设备的优势,又可克服设备的局限性。目前,虚拟存储技术主要应用于企业级存储用户和存储网络。它对硬盘驱动器、RAID、磁带库和光盘库等存储设备进行虚拟,使用户能够在存储容量、性能、可靠性、连通性和易管理性方面更随心所欲地使用存储系统。

1 虚拟存储的实现方式

下面,我们从虚拟化存储的实现方式上来分析不同的虚拟存储技术:

1.1 主机级虚拟存储

外部设备都被转化成连续顺序的逻辑存储区间。设备的逻辑视图在服务器上实现,除了容量大小,其他的物理存储属性都被屏蔽。用户可利用虚拟管理软件对它们进行管理,最终将实际设备转化为逻辑卷的形式使用。此种虚拟存储技术的优点是可在不需要硬件支持的条件下实现形式多样的存储管理,如多种级别的软阵列。它还可以通过集群技术将共享存储空间扩展到多台服务器。这对于改善存储系统的可管理性,提高存储的安全性和可靠性很有益处。其缺点是扩展性差,调度工作会影响服务器的应用性能。

1.2 设备级虚拟存储

设备级虚拟技术包含两个方面。一个是对存储设备物理特性的仿真,它主要包括磁盘仿真技术和磁带仿真技术。磁盘仿真技术主要指利用磁带设备仿真实现磁盘设备的技术。管理软件将磁带介质视作线性连续的逻辑块区间,并利用它来构建虚拟磁盘。在读写时,程序将发往虚拟磁盘的I/O命令调度到磁带驱动器执行。这种处理方式可以通过增加磁带容量的方式来扩展磁盘存储容量,从而降低存储系统的成本。磁带仿真技术主要指利用磁盘存储空间仿真实现磁带设备的技术。管理软件将磁盘设备的逻辑块空间视作线性连续的字节流空间,或者磁带设备支持的大小可变的块空间,并将它划分为多条磁带进行处理。由于磁盘设备的I/O速率比磁带设备要快得多,因此它可以加快磁带备份的速度。这种方法有利于提高磁盘或者磁带的利用率,但是技术还不太成熟,仍有许多问题需要研究。设备级虚拟技术的另一个方面是实现虚拟存储设备。它可将磁盘驱动器、RAID、SAN设备等组合成新的存储设备。由于虚拟化管理软件嵌入在硬件实现,可提高虚拟化处理和虚拟设备I/O的效率。例如可利用压缩算法的嵌入式处理模块,对写入/读出存储设备的数据进行压缩/解压处理,从而既增大了设备的存储容量,又提高了存储设备的I/O速率。可在内部集成高性能的I/O通道控制器和Buffer/Cache模块实现I/O操作的并行处理和缓冲调度。

1.3 网络级虚拟存储

网络级虚拟存储通过在主机、交换机或路由器上执行虚拟化模块实现。网络是实现虚拟存储中最具有逻辑含义的部分,被认为能实现最为“开放”的虚拟化。当管理费用成为关注的焦点时,网络级虚拟方法要比通过纯软件实现的主机级虚拟方法好得多。主机级虚拟方法需要在每台主机上安装、配置和维护软件,其费用取决于共享存储的主机数量,因而在投资和管理上都比较累赘。网络级虚拟存储可以提供一种中央虚拟化方式将网络中的存储资源集中起来进行管理,仅需要少量的管理人员。

三种虚拟存储技术可以单独使用,也可以在同一个存储系统中配合使用。对于一个大型的存储环境,综合应用三种虚拟方法能发挥整体优势,取得最好的效益。

2 虚拟存储系统特点及应用分析

目前我国的虚拟化存储尚处在应用阶段。虽然还没有到自主开发的阶段,但是技术应用已经达到了一个比较高的层次。虚拟化存储在许多领域得到了深入的应用。下面就该技术应用相对比较广泛和深入的电视节目存储系统做一具体介绍和分析。随着数字化技术在电视领域不断深入的应用,电视节目数字化程度不断提高,对节目存储的需求也产生了很大的变化,目前各电视机构新建的新闻资源共享系统和节目非线性编辑网络系统都着重使用了虚拟存储技术。随之而来的流媒体管理系统更是在虚拟存储基础上建立的海量节目数据信息管理共享系统。

下面分别就两种基于不同结构的虚拟存储系统在流媒体管理系统中的应用进行分析。

2.1 基于对称式存储器池结构

如图1所示,虚拟存储的控制交换设备直接存在于服务器和存储设备之间,用运行在虚拟存储控制设备中的管理软件来管理和配置所有的存储设备,组成一个大型的存储池,其中的若干存储设备以一个逻辑分区的形式被系统中所有的服务器访问。

该结构的优点在于:

a.虚拟存储控制设备有多个数据通道与存储设备连接,多个存储设备并发工作,所以系统总的存储设备访问速度可以达到较高的水平。b.设备非常集中,因此系统的安装和管理非常简便。c.存储设备对主机是透明的。

但是,这种结构也有它的不足之处,主要体现在以下几个方面:

a.所有服务器对存储设备的访问都要经过控制交换设备的通道。控制交换设备容易成为整个系统的带宽瓶颈。b.数据传输和控制设备在整个系统中是一个单点失效点,它的故障将导致整个系统的瘫痪。c.系统扩展性相对较差。

在该流媒体管理系统的设计中大量地使用了IT技术。其中大容量、高速共享存储网络、虚拟存储技术及分级存储管理技术是组成该存储子系统的核心技术。由于媒体数据存储共享系统中视音频资料所具有的巨大数据量,使得存储子系统的成本问题显得十分突出。SDD(SAN Data Director,简称SDD)是一种新型的集中存储设备,它的核心技术是SAN技术,其实质是对称式虚拟存储技术。它将交换、缓存、RAID、I/O、ASIC以及数据和文件的管理集于一身,并可以完成数据和网络的管理,为数据交换提供高带宽、高容错的集中存储访问。SDD内部有二个完全相同的组件,称之为HSTD(High Speed Traffic Directors)。每个HSTD有四个100MB/s带宽流量的数据交换端口,称之为HOST。一个SDD拥有二个HSTD的800MB/s带宽。HOST端口可直接与服务器、工作站相连,也可与光通道交换机相连。每个HSTD还有一个60芯的数据总线用于和硬盘阵列相连完成数据交换。SDD具有5GB容量的数据缓存能力,为整个系统读写公用,从而保证大量数据的持续读写性能。如图2是使用IBM存储服务的基于SDD的媒体资产网络结构图。

2.2 非对称式虚拟存储技术

非对称式虚拟存储技术又称通道外虚拟存储技术。如图3所示。主要通过软件手段实现虚拟存储控制,其虚拟存储控制器独立于数据传输通道之外,数据和控制信息在传输通道上分离虚拟存储控制器不直接参与数据的传输,运行在其上的虚拟存储控制软件对存储设备进行统一管理和配置并形成逻辑存储单元和存储设备映射表,任何服务器在初始化时,均要通过虚拟存储控制器获得存储设备的映射表并实现对虚拟存储单元的访问。

非对称式虚拟存储系统的优点:

a.可将不同物理硬盘阵列进行逻辑组合以实现虚拟存储,并可将多个硬盘阵列控制器端口绑定提高系统的可用带宽。b.在交换机端口数量足够的情况下,可在一个网络内安装冗余备份的两台虚拟存储设备。c.系统配置非常灵活,具有较高的开放性和可扩展性。d.系统的安全性较高,虚拟存储控制器位于数据传输通道之外虚拟存储控制器出现故障,不会引起存储系统的数据传输通道阻塞。e.由于服务器通过连接设备直接访问存储设备,因此存储虚拟化后不会带来任何延迟。f.存储系统对于操作系统和应用系统都是透明的,因此存储系统的管理比较方便。

但是非对称式虚拟存储系统也存在着一些缺点:

a.由于虚拟存储控制器保存有存储设备信息映射表,如果虚拟存储控制器发生故障,则新加入设备无法获得映射表,无法访问存储系统。b.需要FC光纤通道接口卡来实现与存储设备的数据读写。c.该方案本质上属于磁盘阵列群结构一旦磁盘阵列群中的某个磁盘阵列控制器损坏,或者这个阵列到交换机路径失效,都会导致相应的虚拟存储控制器离线并丢失其数据。d.可用带宽的提高通过磁盘阵列端口绑定来实现,因此很难实现几百兆以上的可用带宽。e.由于不同品牌或型号的磁盘阵列的性能不完全相同,出于虚拟化的目的将不同品脾或型号的阵列进行绑定,会带来一个问题:即数据写入或读出时各并发数据流的速度不同原来的数据包顺序在传输完毕后被打乱,系统需要占用时间和资源去重新进行数据包排序整理,这会严重影响系统性能。

结束语

虚拟存储是存储技术发展的重要方向之一。目前,虚拟存储技术取得了很大进展,很多产品化的解决方案已经出现。通过对虚拟存储技术特征的分析,有助于我们更好地理解虚拟存储技术,并为我们在流媒体管理系统的应用设计中提供有益的帮助。

参考文献

[1]吴卫东.存储虚拟化技术[C].中国电影电视技术学会论文,2004.

[2]张江陵,冯丹.海量信息存储[M].北京:科学出版社,2003.

[3]谭毓安,曹元大.SAN存储虚拟化技术[R].NCIS2002第十二届全国信息存储学术会议.

[4]S2A9500 WHITE PAPER,Data Direct Net-works,2005.

流媒体管理系统 篇5

能源作为国民经济发展的基础性战略资源，对我国社会经济发展的支撑作用也必将更为突出。未来的三至五年内，随着煤、油、气等一次能源供需矛盾日益突出，以及电力市场化与竞争的加剧，企业盈利能力将受到前所未有的挑战。在经历了五年的快速发展之后，浙能集团清醒地意识到了即将到来的对发电企业的严峻挑战。

面对即将到来的挑战，浙能集团将信息化工程列为战略重点工作之一，围绕企业战略定位和战略目标，编制了信息化发展规划，明确把企业资产管理系统作为集团信息化核心应用系统加以建设，并制定了具体的实施计划。

项目概述

VIEWGOOD长期关注流媒体领域的客户需求，结合浙能集团用户的实际需求，为其提供电力能源行业整体解决方案。通过该系统，浙能集团员工可以即时收看电视节目转播、点播视频新闻、宣传教育资料片等，为浙能集团精神文明建设、职业技能学习提供了良好的窗口和途径。

项目需求

1、建立统一规划的浙能集团流媒体视频应用平台，涵盖浙能集团总部及下属13个分支单位，浙能集团本部流媒体平台(100 路并发 4 路直播)，下属单位流媒体平台支撑能力

满足100并发2路直播的应用要求。

2、建设“分布式” 部署的流媒体系统，浙能集团总部的流媒体和各下属单位的流媒体能实现动态交流及所有资源的本地化访问，解决各下属单位到集团的专线带宽瓶颈及集

团中心流媒体服务器的负荷问题。

3、通过流媒体平台，可将发生的一些重大事件,例如上级管理部门的会议等重大的事件通过该平台直播到集团的每一个员工的计算机桌面，使员工及时了解这些重大事件信息

及动态。

4、集团各个下属单位建设有自己相对独立的视频分享门户(流媒体平台)及系统，方便与集团的统一管理和交流。通过流媒体平台将浙能每期视频报道及各种宣传教育资料及时发布给所有员工观看，让员工能更深入的了解企业文化，贯彻企业精神，促进员工与企业和谐成长。构架各单位的视频分享门户，实现本体媒体信息的点播和直播。

5、集团中心及各下属单位将各种技术领域的视频培训资料通过集团流媒体平台统一发布到各单位供集团内部各员工学习和交流，满足集约化办公的需要。

系统应用

1、企业视频新闻：建立浙能集团企业新闻视频发布系统，让员工及时了解企业内外重

要事件动态，方便快捷的检索新闻信息。

2、在线学习培训：随着集团大能源战略的实施，集团员工对新技术、新行业的学习需求越来越迫切，通过流媒体平台的构架可以将各种技术领域的视频培训资料通过集团流媒体平台统一发布到各下属单位供集团内部各员工学习和交流，真正满足了集约化办公的需

求。

3、企业形象宣传：建立企业及产品、服务视频形象宣传展示平台，改变以往文字+图片的固有模式，通过灵活及更富表现力的视频形式立体展现企业实力。

4、庆典、活动直播：通过流媒体平台的进一步构架可将发生的一些重大事件,例如中央及上级管理部门的会议、集团公司的职代会等重大的事件通过该平台覆盖到集团的每一个员工的计算机桌面，使员工及时了解这些重大事件信息及进一步动态。

5、生产活动观摩：各下属企业可以远程、异地观摩优秀企业管理活动、企业内部业务运转流程等，达到经验推广与分享的目的。

6、电视、会议直播：播放相关电视频道节目，建立会议直播室，通过网络收看专题电视、会议节目，达到统一收看和学习节目和会议要点目的。

7、远程招标：实现招标视频现场直播，真正实现公开、公正的网络开标。

8、视频播放录制：将电视直播、领导讲话、会议过程、文艺汇演、重大活动等在视频直播过程中同步录制，做成流媒体文件放在系统平台上供以后应用。



流媒体系统实施拓朴架构图

1、流媒体系统架构：集团总部与其下属单位分别架设一套流媒体平台，各自有一套独立的视频点播直播系统，有各自独立的视频管

理平台(流媒体平台)。

2、集团与各下属节点之间采用MSTP专线连接，可实现集团总部视频资源、网络电视直播资源分发至各分节点;最终实现集团总部和

各下属单位可以互联分享各种实况直播、培训视频资源等。

3、流媒体平台应采用分布式架构设计。各下属单位用户直接通过本地网络访问本单位的流媒体平台进行本单位内部的流媒体点播和直播。下属单位员工通过浙能流媒体平台访问集团发布的流媒体，浙能流媒体平台可根据访问的IP信息实现自动重定位到下属单位的媒体库，最终实现下属单位用户对集团发布的流媒体的就近访问。

4、各下属单位存放两个流媒体库。一个为本单位内部的流媒体库，另一个为集团同步到各下属单位的流媒体库，在这个同步的流媒

体库中保留集团一年的同步文件，超过一年后自动删除。

5、在集团流媒体管理平台(流媒体平台)网页上要布置访问下属单位的导航菜单，集团流媒体管理员可以通过该菜单访问下属单位的流媒体平台进行媒体的浏览和访问，可以将下属单位的媒体节目内容

复制到集团的流媒体平台。初步的页面风格见下图。

6、在各下属单位流媒体平台主页上要布置集团流媒体平台按钮，用来供下属单位快速访问集团流媒体平台，进行集团发布的流媒体的访问。由集团负责对流媒体的同步，下属单位也可申请同步内容。

项目界面

提高员工业余生活质量 加强精神文明建设

浙能集团总部及下属13个分支单位，员工数量较多。作为企业最重要的资源，员工的自身素质往往被电力企业十分看重。通过流媒体平台，企业可将精神文明建设视频资料、岗位技能视频培训资料上传到视频点播平台上，通过视频点播平台，各级员工可以自由的访问，使得学习组可以在拥有联网的计算机上随时进行。

企业招标采购信息化 公开公正公平讲原则

能源企业发展到现在，从小规模的发电站到现在大型电力企业，无不展现着电力企业发展的历程，而每一个成长的阶，都离不开新项目、新设备的上马。浙能集团进行招标项目众多，所有的招标项目都在“公开，公平，公正”的原则下进行招投标。而传统的招投标会议，手续繁杂。招标方发公告，投标方报资料，来回奔波，并且要指定会场，投标双方面对面问答。通过建立流媒体系统平台，将招标的信息，第一时间

向社会发布出去，使得所有投标方都能够相同时间获得信息，提

高了浙能集团采购工作效率。

(1)WebVOD视频点播系统

该模块适用于浙能集团各下属企业网内，主要用于视频资源的存储、管理与接收点播。

整个模块基于B/S架构，采用VIEWGOOD自主知识产权的VConnect服务内核，除支持MPEG-1(mpg、dat、mp3)、MPEG-4(avi、asf、wmv)、REAL(rm、rmvb)、REAL10等众多主流媒体外，还支持所有非媒体流格式，同时采用NoDelay独创技术，支持广域网任意拖拽，响应时间极短。采用标准HTTP协议，全面实现对多网卡、跨网段、跨路由、跨防火墙的支持。

单服务器支持1000并发流(无缓冲)。

(2)WebLIVE视频直播系统

该模块适用于浙能集团各下属企业网内，主要用于活动现场直播、电视转播等。

整个模块基于B/S架构，它综合了计算机网络技术和视频技术的优点，采用VIEWGOOD自主知识产权VConnect服务内核，支持最先进的MPEG-

4、H.264编解码技术。采用独创的KeyBuffer技术，音视频完全同步，系统时延极短。

(3)WebCDN视频融合云端服务系统

该模块适用于浙能集团，主要用于将各企业、培训机构的点播(直播)资源进行整合，实

现浙能集团内部资源共享与评定。

随着企业信息化建设的广泛普及，各个企业都积累了大量的流媒体等培训资源，但是由于在第一期浙能集团进行建设视频培训资源时，独立性比较高，没有统一的数据接口，流媒体应用系统不能互联互通，因此缺少统一管理从而形成了众多的信息孤岛，导致基础资源重复建设，特色优秀资源缺乏有效的分享途径，这样不仅增加了存储设备的投资，而且增加了管理与维护的人力、物力成本，企业间的资源交流等增值应用也无从谈起，鉴于以上出现的种种弊端，远古结合自身在流媒体行业的技术优势，基于共建共享共荣的理念，远古实现区

域内独立系统之间的WebCDN资源融合。

方案综述

VIEWGOOD为浙能集团打造的的流媒体项目群的建设，将大大满足了浙能集团视频新闻、视频培训、电视转播、活动直播、远程招标等日益增长的迫切需要，解决点播数和广域网带宽限制带来的不利影响，建立起包括浙能集团总部和下属13家单位分开独立部署而又整体有机统一的浙能集团流媒体视频应用平台。

流媒体管理系统 篇6

关键词：新媒体系统；广电媒体；应用

中图分类号： TP34.6 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）20-117-2

0 引言

在科技高速发展的背景下，各类新技术进入了广播媒体行业。当前，各类视频运用技术较为成熟，极大地促进了视听媒体领域的进步。视听媒体技术是现阶段广播媒体工作中应用的最普遍、最先进的技术之一，有效地提升了广播节目的质量。随着网络技术的飞速发展，新媒体系统在广电媒体网站中的应用将越来越广泛、越来越频繁。

1 新媒体概述

互联网技术是新媒体系统的技术核心，为系统各种功能的实现提供了有力的保障。国内的新媒体系统技术进步较快，已经展现出较高的水平。我国的新媒体系统具有信息发布快、节目画面质量高以及与受众互动性强等优势。

网络技术在新媒体系统中的应用是系统得以快速普及的奥秘所在。今天，中国拥有世界上最大的网民群体，互联网市场一片繁荣。目前，上网已经成为许多人一天中不可或缺的生活内容，这就为新媒体系统的普及奠定了坚实的基础。现阶段，互联网技术仍在高速前行，为新媒体系统不断地注入着动力[1]。

2 新媒体平台设计

2.1 软件设计

软件是新媒体系统的重要组成成分，是发出、传递与执行相关指令的基础。吞吐量、主体性能以及稳定性是新媒体系统的关键技术指标，为了强化上述系统基本性能，必须要做好系统软件部署以及算法优化工作。经验表明，在系统软件的设计工作中应用不同且稳定的部署技术能够最大程度地提升新媒体系统的性能。

2.2 硬件设计

当前，应用于广电媒体网站中的新媒体系统采用了数据库集群管理机制，应用的是多服务器分布设计。应用服务器、数据库服务器以及缓存服务器是新媒体系统的主要硬件成分。应用服务器的主要作用是储存相关文件或者广电节目数据，通常情况下，广电节目文件较大、数据量庞大，一般需要借助超大容量的高速硬盘来储存节目数据。

节目信息、服务器信息、点播信息以及各类用户信息的查询、储存以及更新等工作主要由数据库服务器负责。数据库服务器中存储了大量重要的数据，因此必须要做好针对数据库服务器的维护工作，力求保障数据的绝对安全。系统数据库层面的负载均衡工作由缓存服务器负责。

2.3 网络结构

广播站电信机房中存放着系统的管理服务器、数据库服务器、模块服务器以及web服务器。系统与网友之间的互动依靠因特网实现，模块服务器以及web服务器能够为广大网友提供信息服务，网友也可以访问储存于系统主服务器中的相关数据。对于广电网站而言，日常维护以及管理工作是必不可少的，为了实现这一目的，技术人员可以直接访问广电网站的后台服务器。

2.4 安全管理

对于新媒体系统而言，安全管理工作极为重要，其是保障网站信息安全的关键手段。系统安全管理管理工作分为硬件安全保障与软件安全保障，具体如下：①硬件安全保障。许多计算机病毒具有复制率高、潜伏性强的特点，因此在硬件安全管理工作中需要采取有效的防病毒手段。当前，硬件网关阻断与防火墙技术在新媒体系统中应用广泛，事实表明，上述技术能够有效地保障系统硬件的安全。与此同时，为了防止信息丢失现象的发生，技术人员为系统设置了数据自动—手动双备份模式，配合先进的数据统计以及检测技术的应用，赋予了新媒体系统强大的数据安全保障能力[2]。除了设有各类硬件安全保障机制外，系统还配有故障自动报警机制。报警机制贯穿全系统，对每一台服务器进行动态监控，在发现服务器出现故障后会第一时间通知技术人员进行抢修，从而最为有效地降低经济损失。②软件安全保障。权限分级管理是系统软件安全保障工作的核心机制，通过对工作人员操作权限的划分能够有力地保护各类软件的安全。工作人员在使用系统的过程中可能发生一些误操作，而误操作会破坏软件保护机制，从而增加系统被计算机病毒感染的风险。当前，新媒体系统中设有操作跟踪机制，能够对工作人员的操作路径进行详尽全面的记录，一些先进的新媒体系统已经实现了自动检测误操作的功能，有效地提升了软件系统的安全性。

多层次的系统备份有利于对重要服务器数据的保护，该安全保障模式已经成为新媒体系统的标配。除了采用上述软件安全保障手段外，系统还可以应用安全体系结构来实现提升网络安全性的目的。

3 新媒体系统在广电媒体网站中的应用

3.1 节目排单管理

流媒体的排单管理是新媒体系统在广电媒体网站中应用的主要方向之一。新时期的流媒体节目排单工作应当具有快捷、简单的特点。系统的节目单编排控制软件负责开展节目排单工作，该种操作方式具有操作效率高、时效强的优势。节目单排单系统在获取相关节目播出单后将开展节目单解析工作，如此便能将广电节目单的内容显示在系统的页面上供网友浏览。节目单的编排要求能够有效地吸引网友的目光，如此方能增加广电节目的观看量。系统中存储了大量的节目单信息，一般来讲，节目排单的周期为星期，系统每日从服务器中调集节目单信息，在整理节目单信息后发布节目单信息。节目单信息的调集可以是随机的，也可以根据近期内网友的口味需求来考虑节目单编排方案。节目单中包含准确有效的节目信息，其中包括相关节目的播放起止时间、演员国别、名称以及历史浏览量等。

3.2 内容采集

①节目拆条。值得注意的是，某些情况下，一些节目没有必要进行进一步的编辑，那么需要及时对这些节目开展入库工作。在节目入库前，系统需要提供相关逻辑分段并做好入库节目信息描述与标注工作。对入库文件的逻辑标注有利于后期节目内容的快速拆条。批量打点工作具有重要的现实意义，在开展该工作的过程中，应当充分确保原节目文件的完整性。在开展流媒体剪辑工作的过程中，应当实现诸如拖动、快进、快退以及手动输入时间定位等具化功能[3]。②内容上载。出于保护系统安全的考虑，新媒体系统设有强大的用户权限管理机制，所以工作人员不能跨越权限的限制来管理节目。新媒体系统能够实现节目标题与节目关联词等关键检索信息的设置，具备可靠的节目内容编目分类功能。现代社会中，网友观看节目时热衷于截取精彩片段的缩略图，新媒体系统同样支持该功能。③格式转换。许多网友喜爱将自己拍摄的精彩视频上传至网站中供大家欣赏，而上传的视频码流种类较多，为广电网站工作人员的视频格式转换工作增加了不小的难度。新媒体系统诞生后，其良好的格式转换能力为广电网站视频转码工作带来了曙光。

新媒体系统的转码功能丰富多样，支持多种格式视频的统一转码工作。批量节目转码是新媒体系统的核心转码方式，该种形式的转码技术的工作效率极高，能够最大程度地满足人们的转码需求。

3.3 分系统业务流程

①视频点播业务。智能收录系统与内容生产中心形成的多媒体内容在经过编辑、转码等一系列操作后生成一定格式的文件，这类文件具有适合互联网传输的特点，传输效率较高。②视频直播业务。广电网站工作人员在直播信号被压缩后设置特定的编码参数。媒体流在编码器的作用下抵达流媒体服务器，随之而来的是流媒体属性设置工序。通常情况下，需要工作人员设置的流媒体服务器属性包括存储类型、负载均衡以及防盗链等。目前，P2P视频直播比较流行，若需要开展P2P直播工作，则可以使用流媒体服务器推送直播流，直播流抵达至服务并最终被客户端接受。播出节目单、播放器以及直播频道的有机结合能够有效地完成直播播放组件的生成工作，组件最终在前台完成显示[4]。

4 结语

新的发展形势下做好新媒体系统在广电网站的应用工作具有重要的现实意义，为此，广大技术人员应当积极扩充理论知识储备、善于总结借鉴系统优化与维护经验，政府部门要加强对新媒体系统开发工作的扶持，从而促进广电事业的长足发展。

参 考 文 献

[1] 张建敏.广电媒体的新媒体的发展之路：现状、困境与路径[J].新闻大学，2015（02）.

[2] 王朋祥，赵洪深.新媒体系统在广电媒体网站中的应用[J].西部广播电视，2015（03）.

[3] 潘洪涛.大数据时代广电新媒体的发展[J].青年记者，2013（27）.

基于流媒体技术的IPTV系统 篇7

随着互联网的普及,利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。广播电视等媒体上网后,也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是,音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下,花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输,不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现,在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。流媒体技术发端于美国,在美国目前流媒体的应用已很普遍,比如惠普公司的产品发布和销售人员培训都用网络视频进行。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。网络电视正是结合了流媒体技术的特点应运而生,能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势,充分有效地利用网络资源。因此,网络电视的发展离不开流媒体技术,本文着重研究基于流媒体技术的网络电视的应用和发展。

1 流媒体的技术

1.1 流媒体技术的原理

流媒体又叫流式媒体,它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出,传送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后,节目就会像发送前那样显示出来。 这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式,而非一种新的媒体。流媒体技术全面应用后,人们在网上聊天可直接语音输入;如果想彼此看见对方的容貌、表情,只要双方各有一个摄像头就可以了;在网上看到感兴趣的商品,点击以后,讲解员和商品的影像就会跳出来;更有真实感的影像新闻也会出现[1]。

如果将文件传输看作是一次接水的过程,过去的传输方式就像是对用户做了一个规定,必须等到一桶水接满才能使用它,这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是,打开水头龙,等待一小会儿,水就会源源不断地流出来,而且可以随接随用,因此,不管水流量的大小,也不管桶的大小,用户都可以随时用上水。从这个意义上看,流媒体这个词是非常形象的。

流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输,对一个实时A/V源或存储的A/V文件,在传输中它们要被分解为许多包,由于网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等,甚至先发的数据包还有可能后到。为此,使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,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。通常高速缓存所需容量并不大,因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据:通过丢弃已经播放的内容,流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。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。在流式传输的实现方案中,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。流式传输的过程一般是这样的: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HTTP/TCP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;然后客户机上的Web浏览器启动A/V Helper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。

需要说明的是,在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系,是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/V Helper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器,其基本原理如图1所示[2]。

1.2 流媒体技术的实现过程

流媒体系统包括以下五个方面的内容:

(1) 编码工具:用于创建、捕捉和编辑多媒体数据,形成流媒体格式。

(2) 流媒体数据。

(3) 服务器:存放和控制流媒体的数据。

(4) 网络:适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。

(5) 播放器:供客户端浏览流媒体文件。

这五个部分有些是网站需要的,有些是客户端需要的,而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同[3]。

在运用流媒体技术时,音视频文件要采用相应的格式,不同格式的文件需要用不同的播放器软件来播放,所谓“一把钥匙开一把锁”。目前,采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”,即RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft的Windows Media和Apple公司的QuickTime。

按照内容提交的方式,流媒体可以分为两种:实况流媒体广播(即Web广播)和由用户按需访问的存档的视频和音频。不论是哪一种类型的流媒体,其实现从摄制原始镜头到媒体内容的回放都要经过一定的过程。下面以RealMedia为例说明流媒体的制作、传输和使用的过程[4]:

(1) 采用视频捕获装置对事件进行录制。

(2) 对获取的内容进行编辑,然后利用视频编辑硬件和软件对它进行数字化处理。

(3) 经数字化的视频和音频内容被编码为流媒体格式。

(4) 媒体文件或实况数据流被保存在安装了流媒体服务器软件的宿主计算机上。

(5) 用户点击网页请求视频流或访问流内容的数据库。

(6) 宿主服务器通过网络向最终用户提交数字化内容。

(7) 最终用户利用桌面或移动终端上的显示媒体内容的播放程序进行回放和观看。

由于流媒体技术在一定程度上突破了网络带宽对多媒体信息传输的限制,因此被广泛运用于网上直播、网络广告、视频点播、远程教育、远程医疗、视频会议、企业培训、电子商务等多种领域。

2 流式技术的主要解决方案

由于其成熟稳定的技术性能,互联网巨人美国在线(AOL)、ABC、AT&T、Sony和Time Life等公司和网上主要电台都使用RealSystem向世界各地传送实时影音媒体信息以及实时的音乐广播。在我国,大量的影视、音乐点播和春节晚会、昆明世博会开幕式的网上直播都采用了RealSystem系统[5]。

Windows Media Technology是Microsoft提出的信息流式播放方案,其主要目的是在Internet和Intranet上实现包括音频、视频信息在内的多媒体流信息的传输。其核心是ASF文件,ASF是一种包含音频、视频、图像以及控制命令、脚本等多媒体信息在内数据格式,通过分成一个个的网络数据包在Internet上传输,实现流式多媒体内容发布。因此,把在网络上传输的内容就称为ASF Stream。ASF支持任意的压缩/解压缩编码方式,并可以使用任何一种底层网络传输协议,具有很大的灵活性。Microsoft已将Windows Media技术捆绑在Windows 2000中,并打算将ASF用作将来的Windows版本中多媒体内容的标准文件格式,这无疑将对Internet特别是流式技术的应用和发展产生重大影响。

Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player工具构成。Media Tools是整个方案的重要组成部分,它提供了一系列的工具帮助用户生成ASF格式的多媒体流,分创建工具和编辑工具两种,创建工具主要用于生成ASF格式的多媒体流,包括Media Encoder,Author,VidToASF,WavToASF,Presenter五个工具;编辑工具主要对ASF格式的多媒体流信息进行编辑与管理,包括后期制作编辑工具ASF Indexer与ASFChop,以及对ASF流进行检查并改正错误的ASFCheck。Media Server可以保证文件的保密性,不被下载,并使每个使用者都能以最佳的影片品质浏览网页,具有多种文件发布形式和监控管理功能。Media Player则提供强大的流信息的播放功能。

Apple公司于1991年开始发布QuickTime,它几乎支持所有主流的个人计算平台和各种格式的静态图像文件、视频和动画格式,具有内置Web浏览器插件技术,支持IETF流标准以及RTP,RTSP,SDP,FTP和HTTP等网络协议。通过好莱坞影视城检索到的许多电影新片片段,都是以QuickTime格式存放的。

QuickTime包括服务器、带编辑功能的播放器QuickTime Player、制作工、图像浏览器以及使Internet浏览器能够播放QuickTime影片的QuickTime 插件。QuickTime 4支持两种类型的流:实时流和快速启动流。使用实时流的 QuickTime 影片必须从支持 QuickTime 流的服务器上播放,是真正意义上的Streaming Media,使用实时传输协议(RTP)传输数据。快速启动影片可以从任何Web Server上播放,使用超文本传输协议(HTTP)或文件传输协议(FTP)传输数据[5]。

目前,FOX新闻在线、FOX体育在线、BBC WORLD、气象频道等机构都加入QuickTime内容供应商行列,使用QuickTime 技术制作实况转播节目除了上述的流媒体技术的三种主要格式外,在多媒体课件和动画方面的流媒体技术还有Macromedia的Shockwave技术和MeataCreation公司的Meta Stream技术。

通过Shockwave技术可以方便地在Web页面中加入图像、动画以及交互式界面等操作。利用这种Streaming Shockwave, 即通过流的方式使用户在客户端实现边下载边播放的功能,节省了等待时的时间。Shockwave与Macromedia产品紧密联系在一起,包括Flash,Shockwave for Authorware,Shockwave for Director等技术。

MetaStream 3D的图形设计软件是Ray Dream Studio 5 以及Ray Dream 3D,可以方便地在网上创建、发布及浏览被缩放的3D图形,它具有小文件量及流传输的特点,比其它任何一种已存在的Internet 3D技术压缩率都高。主要应用于游戏开发厂商、页面设计者、电子商务、科学研究者、专业设计者等[6]。

3 流媒体技术在网络电视中的应用

目前我国通信事业正在迅猛地发展,用户对信息服务的要求越来越高,特别是宽带视频信息。可以说中国已基本具备了大力发展IPTV的技术条件和市场条件,而且IPTV网络电视市场竞争越来越激烈。市场竞争竞争对普通的消费者比较有利,抛开这些不管,这里关心的是怎样才能实现网络电视。对于一般的用户来说,一般是采用网络机顶盒+普通电视机。如图2所示,电脑与机顶盒共用一台ADSL Modem宽带上网。通常ADSL用户的电脑和ADSL Modem都在一个地方,因此,ADSL Modem引出五类网线连接到机顶盒上。考虑到大多数ADSL Modem只有一个10BaseT网口,因此要多加一个HUB[7]。网络电视可以提供远程教育、视频点播、网络直播、视频会议等服务,使人们的生活更加丰富多彩,下面就从这几个方面探讨流媒体的应用。

3.1 远程教育

电脑的普及、多媒体技术的发展以及互联网的迅速崛起,给远程教育带来了新的机遇。世界各国都正大力开展包括网络教育在内的远程教育。 在远程教学过程中,最基本的要求是将信息从教师端传递到远程的学生端,需要传递的信息可能是多元化的,这其中包括各种类型的数据:如视频、音频、文本、图片等。将这些资料从一端传递到另一端是远程教学需要解决的问题,而如何将这些信息资料有效的组合起来以达到更好的教学效果更是人们思考的重要方面。由于当前网络带宽的限制,流式媒体无疑是最佳的选择,学生可以在家通过一台计算机、一条电话线、一只Modem就可以参加到远程教学当中来。对于教师来讲,也无须做过多的准备,授课方法基本与传统授课方法相同,只不过面对的是摄像头和计算机而已。

就目前来讲,能够在互联网上进行多媒体交互教学的技术多为流媒体,像RealSystem,Flash,Shockwave等技术就经常应用到网络教学中。远程教育是对传统教育模式的一次革命,它能够集教学和管理于一体,突破了传统“面授”的局限,为学习者在空间和时间上都提供了便利。

除去实时教学以外,使用流媒体中的VOD(视频点播)技术,更可以达到因材施教、交互式的教学目的,学生也可以通过网络共享自己的学习经验和成果。大型企业可以利用基于流技术的远程教育系统作为对员工进行培训的手段,这里不仅可以利用视频和音频,计算机屏幕的图形捕捉也可以被用流的方式传送给学员。现在微软公司自己内部就大量使用了其自己的流技术产品作为其全球各分公司间员工培训和交流的手段[8]。

随着网络及流媒体技术的发展,越来越多的远程教育网站开始采用流媒体作为主要的网络教学方式。

3.2 宽带网视频点播

在前面的远程教育中曾经提到过VOD视频点播,视频点播技术已经不是什么新鲜的概念了,最初的VOD应用于卡拉OK点播,当时的VOD系统是半自动的需要人工参与。随着计算机的发展,VOD技术逐渐应用于局域网及有线电视网中,此时的VOD技术趋于完善,但有一个困难阻碍了VOD技术的发展,那就是音视频信息的庞大容量。 这样服务器端不仅需要大量的存储系统,同时还要负荷大量的数据传输,导致服务器根本无法进行大规模的点播。同时由于局域网中的视频点播覆盖范围小,用户也无法通过互联网等网络媒介收听或观看局域网内的节目。此时流媒体技术的出现,在视频点播方面完全可以遗弃局域网而使用互联网,由于流媒体经过了特殊的压缩编码,使得它很适合在互联网上传输。客户端采用浏览器方式进行点播,基本无需维护。由于采用了先进的机群技术,可对大规模的并发点播请求进行分布式处理,使其能适应大规模的点播环境[9]。

随着宽带网和信息家电的发展,流媒体技术会越来越广泛地应用于视频点播系统,也许有一天你也可以在自己的家中欣赏到与电视节目相当的流式视频节目。就当前而言,很多大型的新闻娱乐媒体都在Internet上提供基于流技术的音视频节目,如国外的CNN、CBS以及我国的中央电视台、北京电视台等,有人将这种Internet上的播放节目称之为“Webcast”。

3.3 互联网直播

也许大家只听说过现场直播、卫星转播之类的名词,对于互联网直播(或称为网络直播)的概念还并不太熟悉,随着互联网的普及网民越来越多,从互联网上直接收看体育赛事、重大庆典、商贸展览成为很多网民的愿望。而很多厂商希望借助网上直播的形式将自己的产品和活动传遍全世界,这也许是任何一种媒体都不能达到的。这一切都促成了互联网直播的形成。但是网络带宽问题一直困扰着互联网直播的发展,不过随着宽带网的不断普及和流媒体技术的不断改进,互联网直播已经从实验阶段走向了实用阶段,并能够提供较满意的音、视频效果。流媒体技术在互联网直播中充当着重要的角色,首先流媒体实现了在低带宽的环境下提供高质量的影音。其次,像Real公司的SureStream这样的智能流技术可以保证不同连接速率下的用户可以得到不同质量的影音效果。此外,流媒体的Multicast(多址广播)技术可以大大减少服务器端的负荷,同时最大限度地节省了带宽[10]。

无论从技术上还是从市场上考虑,现在互联网直播是流媒体众多应用中最成熟的一个。已经有很多公司提供网上直播服务,每年一度的《春节晚会》就提供网上现场直播。

3.4 视频会议

市场上的视频会议系统有很多,这些产品基本都支持TCP/IP网络协议,但采用流媒体技术作为核心技术的系统并不占多数。视频会议技术上涉及到数据采集、数据压缩、网络传输等多项技术。 流媒体并不是视频会议必须的选择,但是流媒体技术的出现为视频会议的发展起了很重要的作用。采用流媒体格式传数影音,使用者不必等待整个影片传送完毕,就可以实时的连续不断的观看,这样不但改善观看前的等待问题,也可以达到即时的效果。虽然损失了一些画面质量,但就视频会议来讲,并不需要很高的音视频质量。视频会议是流媒体的一个商业用途,通过流媒体还可以进行点对点的通信,最常见的例子就是可视电话。只要有一台已经接入互联网的电脑和一个摄像头,就可以与世界任何地点的人进行音视频的通信。此外,大型企业可以利用基于流技术的视频会议系统来组织跨地区的会议和讨论,从而节省大量的开支。一个实际的例子是美国第二大证券交易商从1998年开始,采用Starlight Network公司提供的流技术方案,为其分布在全球500多个城市和地区的分公司经纪人和投资咨询员实时提供到桌面的财经新闻,使他们的客户获取更多的投资利润[11]。

4 结 语

随着网络通信的不断发展,IPTV必将成为发展趋势,流媒体技术作为IPTV的关键技术之一,它的发展和应用倍受关注。虽然流媒体服务系统和传统的网络文件服务系统有许多相似之处,但是,流媒体技术更为强调对高速、稳定和边疆的寻体流的访问支持,以及对不同媒体同步的支持,从而确保媒体数据以最小的时延到达并在本地终端同步回放。由于当前的流媒体服务系统存在着对连续性、实时性的严格要求以及对数据巨

量需要,现阶段的网络尚有些免为其难。随着计算机网络的进一步发展,网络带宽的不断扩大,网络多媒体平台将不断完善,流媒体技术必将会在未来的网络应用中发挥更大的作用。正如当初图像处理要求对计算机的影响一样,可以预见,流媒体服务系统也将对网络和终端的硬件和软件设计产生重大影响。

参考文献

[1]庄捷.流媒体原理与应用[M].北京:中国广播电视出版社,2007.

[2]李伟.IPTV关键技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2007.

[3]许永明,谢质文,欧阳春.IPTV技术与应用实践[M].北京:电子工业出版社,2006.

[4]聂祥.浅析现阶段IPTV业务的应用及运营[J].电信科学,2005,21(5):38-40.

[5]陈凯.IPTV发展分析[J].通信企业管理,2005(6):69-72.

[6]袁琦.应用在IPTV中的CDN技术[J].电信网技术,2006(2):18-21.

[7]王正国.IPTV关键技术及其应用分析[J].有线电视技术,2006,13(6):26-29.

[8]喻昂.IPTV系统中的媒体分发和存储技术研究与实现[D].武汉:华中科技大学,2006.

[9]董艳荣.IPTV机顶盒研究与实现[D].天津:天津大学,2006.

[10]陈博.IPTV中的关键技术[J].广东通信技术,2005(5):16-17.

流媒体管理系统 篇8

（一）视频通讯系统的发展概况

视频通讯系统以其需求的广泛性满足了各类群体的需要。第一类是企业和机关。对于企业和机关来说，视频通讯系统更多地被用来传递商务信息、政务信息，处理工作事务。第二类是个人，这是一群时尚群体和需要亲情沟通的人群，视频通讯系统对于他们来说不仅是一种体验，也是一种沟通的需要。对市场而言，在这两类人群中，前者具有更多的商业价值，而后者却代表了视频通讯产品的方向和潜力。

从1990年视频通讯技术起步至今的10多年中，视频通讯主要应用于多点会议电视、远程医疗、远程监控等领域。由于建设成本高、网络要求严、组网能力弱、操作难度大、设备兼容性差等因素，传统的视频通讯系统始终无法广泛地被市场所接受，是名符其实的“贵族”通讯手段。随着视频通讯系统的普及，在IP技术以及IP网络的带动下，已经表现出系统组网灵活、管理集中高效、网络建设成熟、终端成本低廉、业务种类多样等运营特性，政府部门、公安、税务、气象、水利等领域的应用更为广泛，视频通讯已经脱下了贵族化的外衣。目前个人视频应用发展迅猛，通讯的视频化正在形成，视频这一贵族化的产品应用终于进入寻常百姓家，穿上了老百姓的家常衣服，而这一切无疑得益于互联网的迅猛发展。宽带网络的迅速普及和服务的不断提高、完善，一方面为视频技术突破提供了一个良好的应用环境，另一方面也刺激了用户对视频的个性化需求，基于IP的视频系统以前所未有的速度占据了主流市场，而且伴随着国际互联网的成熟，开始了它的“平民化”道路。现在，支持IP的视频终端越来越便宜，越来越多的网民使用摄像头，网上已经有越来越多的视频聊天俱乐部。有数据显示，目前国内40%的QQ用户通过网吧沟通，由视频应用所拉动的新一轮宽带网络的增长，将促进整个宽带产业链的良性循环。视频通信行业的收入在科技领域中增长最为迅速，这种爆炸式的增长反映了在技术品质上的不断飞跃，其中包括便捷、实时的通信、CD品质的音效以及多媒体功能。此外，IP网络、基于IP的语音以及基于IP的视频将极大降低视频通信的成本。可以说，一个新的“视频时代”已经到来。

（二）基于PC的视频通讯系统的设计

首先对基于PC的视频通讯系统进行分析，目的是设计一个应用程序，来实现即时的文字通讯、音/视频通讯和数据传输等功能;并且为了安全需求，要对用户登陆和权限进行设置，在这里用到了数据库访问功能。

先设计的是用户登陆部分。这部分工程以ACCESS创建的User.mdb为数据源，数据源里要包括用户名和密码，权限管理部分，然后在新建的工程里通过ADO连接到数据源。不同的用户可以拥有不同的权限使用和管理，可以根据用户名来设计此类权限。登陆后为主程序部分，在主程序里要实现即时文字通讯、音/视频通讯和数据传输等功能，所设计的主程序界面上共五个按钮，分别为“视频音频调节”、“视频音频请求”、“文字聊天”、“文件传输”、“帮助”以及“退出”。

1. 用户登录

主要由用户交互接口、权限生成模块、加密解密模块和数据访问模块4部分组成。这4部分的关系如图1所示。

当用户开始登录系统时，系统首先显示用户登录界面(用户交互接口)等待用户的信息输入。用户输入用户名和密码并确认后，用户交互接口从数据访问模块中读取原始的用户信息(用户名、密码等)，并通过调用加密解密模块进行加密解密处理后对密码进行校验，并根据校验结果用权限生成模块生成权限控制模块。

2. 视频通讯

“视频音频调节”和“视频音频请求”用来实现音/视频通讯功能，这一部分采用微软实时通信(RTC) API创建接口来实现。实时通信API为任何基于Microsoft Windows XP的应用程序提供了基于个人计算机的通信性能——即时消息、音视频通讯，在处理实时通信事件和处理实时流会话事件中实现。用户先进行音、视频调节后，通过单击“视频音频请求”按钮来输入IP来请求对方的应答。

3. 文字通讯

这一部分也采用微软实时通信(RTC) API创建接口来实现，属于处理实时流会话事件。

4. 数据通讯

“文件传输”是用来实现两用户间进行数据传输的功能。由于这部分采用基于TCP/IP的Winsock编程。单击此按钮后会出现文件传输界面，两用户间一个作为服务器端，另一个作为用户端进行连接后就可以实现文件的传输功能。端口号可以在1024以上自由设定。

5. 帮助

对软件的使用介绍以便用户能够快速掌握软件的使用方法。

6. 退出

（三）流媒体技术概述

流媒体是指在Internet中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。这个词英文是“StreamingMedia”，中文翻译为“流媒体”。流媒体把连续的影像和声音信息经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视/音频服务器向用户计算机连续、实时地传送。让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到自己的机器后才可以观看。该技术先在用户端的电脑上创造一个缓冲区，于播放前预先下载文件的一小段数据作为缓冲，播放程序取用这一小段缓冲区内的数据进行播放。在播放的同时，多媒体文件的剩余部分在后台继续下载填充到缓冲区。这样，当网络实际连线速度小于播放所耗用数据的速度时，可以避免播放的中断，也使得播放品质得以维持。所以流媒体最显著的特征是“边下载、边播放”。与传统多媒体相比，流媒体具有以下优点：

1. 启动延迟大幅度地缩短

用户不用等待所有内容下载到硬盘上才开始浏览。一般来说，一个45分钟的影片片断在1分钟以内就能够显示在客户端上，而且在播放过程中一般不会出现断续的情况。另外，全屏播放对播放速度几乎无影响，但快进、快倒时需要时间等待。

2. 对系统缓存容量的需求大大降低

由于Internet是以包传输为基础进行断续的异步传输，数据被分解成许多包进行传输，动态变化的网络使各个包可能选择不同的路由，故到达用户计算机的时间延迟也就不同。所以，在客户端需要缓存系统来弥补延迟和抖动的影响以及保证数据包传输顺序的正确，使媒体数据能连续输出，不会因网络暂时拥堵而使播放出现停顿。虽然流式传输仍需要缓存，但由于不需要把多媒体文件所有的动画、视/音频内容都下载到缓存中，因此，对缓存的要求大大降低了。

3. 流式传输的实现有特定的实时传输协议

采用RTSP等实时传输协议，更加适合动画、视/音频在网上的流式实时传输。流媒体的应用领域十分广泛。

（四）流媒体实现原理及视频通讯中流媒体应用

简单地说，就是通过采用高效的压缩算法，在降低文件大小的同时伴随质量的损失，让原有的庞大的多媒体数据适合流式传输。然后通过架设流媒体服务器，修改MIME标识，利用各种实时协议传输流数据。流媒体实现原理图如图3所示。

为实时视频通讯的界面，以下为界面中相应的控制：

1. 视频通讯中实时流媒体事件的处理

在建立视频通讯后，实时流传输之前需要先处理流媒体事件来取得流媒体的类型，然后取得事件类型和原因，再把消息发送到会话窗口。此工程中可以使用get_MediaType () 方法接收用于音频、视频、T120和实时转送协议(RTP)事件的消息，如：

2. 视频通讯中的实时流强度控制

在视频通讯流媒体传输过程中强度事件是当扬声器或者麦克风设备的强度等级改变的时候发生的事件。应用程序可以使用get_Direction()函数获得改变的音频设备。当所用的设备被确定之后，应用程序可以取得当前的设备属性和处理改变。在视频进行的时候可以通过控件来改变音量的大小。程序控制如下：

3. 视频通讯中实时流客户事件

流媒体传输中的客户事件类型可能包括关闭连接或者闲置状态事件等。下面的程序代码则说明了客户事件是如何被处理的：

（五）文字聊天功能中的流媒体传输应用

下表为文字聊天中的各功能的详细控件说明：

1. 文字聊天中的实时流媒体传输

在两个用户间建立了文字聊天之后，也就是建立了实时流媒体传输。如果要处理各种可能的流媒体事件过程为首先取得流媒体类型，然后取得事件类型和原因，然后把消息发送到会话窗口。在此工程中可以使用get_MediaType () 方法来接收用于音/视频、T120和实时转送协议(RTP)事件的消息，类似如下：

2. 文字聊天中的实时流状态控制

在文字聊天中流传输会话状态的改变遵循和其他实时通信事件一样的过程。会话状态改变可向客户端通知一条即时消息。如下面程序所示：

3. 文字聊天中流媒体传输客户事件

在流媒体传输中的来自于客户端的客户事件类型可能包括类似关闭连接或者闲置状态等事件。下面的程序代码则说明了客户事件是如何被处理的：

（六）小结

本文介绍了基于PC的视频通讯系统的分析设计，在对相关资料进行收集调研后，对系统的组成原理和相关功能进行了分析。并利用VC++设计了主程序及相关的各子系统，包括音/视频通讯子系统、文件传输子系统等。还对网络中的流媒体技术进行详细的研究分析，对流媒体技术、流媒体传输协议、流媒体中应用的编解码进行了介绍。所设计的基于PC的视频通讯系统具有操作简单易懂、界面简洁等优点。一台基本配置的个人PC即可利用本系统实现网上多人间的视频通讯等系列功能。宽带网络的飞速发展为视频技术发展提供了一个良好的环境，同时网络用户对视频的需求性不断增强，越来越多的视频通讯技术不断成熟发展并为人们服务，可以预见视频通讯有着广泛的发展潜力。

参考文献

[1]蒲在毅, 钟乐海.流媒体传输控制的性能评价及其优化[J].长春师范学院学报, 2006 (25) .

流媒体管理系统 篇9

1 Wowza流媒体技术

1.1 什么是Wowza

Wowza Media Server刚一推出, 就赢得了用户的一片赞誉, 并对流媒体市场产生了强烈的冲击。其作为一款高性能、多线程的流媒体服务器软件, 可以为多种终端设备提供音视频内容播放服务, 支持iOS、windows、Android、BlackMerry等系统的终端设备以HTTP、RTSP/RTP、RTMP传输协议的流播放, 还支持利用机顶盒进行播放的IPTV。Wowza的独立产品模块还包括nDVR (回放) 、Transcoder (转码) 与DRM (数字版权) , 其系统架构图如图1所示。

1.2 Wowza与传统流媒体技术的比较

传统的流媒体技术有三种, 分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft公司的WindowsMe-dia和Apple公司的QuickTime。它们都经过了长期的技术集成与发展, 各有优缺点, 总的来说, 如果使用Windows服务器平台, Windows Media的费用最少, 但功能较少;QuickTime功能强大, 但费用昂贵;而RealMedia则在支持的用户数量上有优势, 价格也很贵, 因为其服务器软件的费用是和流数 (可同时观看人数) 挂钩的, 流数越多费用越高。相比之下, Wowza在性能价格比上有明显的优势, 而且支持在多种平台上都可使用。它们之间的对比见表1。

1.3 Wowza与新型流媒体技术的比较

除了传统的流媒体技术, 时下流行的新技术还有Adobe公司的FMIS (Flash Media Interactive Server) 及Microsoft公司的IIS Smooth Streaming (实时平滑流式处理) 。由于Adobe Flash平台的广泛影响, 凭借其无处不在的渗透, Flash平台使视频供应商可以最大限度地扩大其影响和用户体验, 但其昂贵的价格令很多用户望而却步;IIS Smooth Streaming作为微软下一代流媒体解决方案, 该解决方案是在IIS web中集成媒体传输平台IIS media services, 实现利用标准HTTP Web技术以及高级Silverlight功能, 确保在互联网上传输质量最佳、播放流畅音视频节目。缺点是支持的终端播放平台不多及编码格式单一, 而且使用平滑流式处理技术实施直播必须使用Microsoft Expression Encoder Pro做为流媒体编码器, 该软件是集成在Microsoft Expression中的, 同样收费不少。而相较之下, Wowza无论是支持的码流格式与终端设备, 还是数字版权等辅助功能都要胜出一筹, 详细比较参照表2。

2 Wowza流媒体直播系统的构成及实现

2.1 系统概述

佛山电台以前一直使用Microsoft公司的Windows Media Server作视音频网络直播, 但智能手机及平板电脑的迅速发展, 用户观看习惯的改变, 令这个只能在普通电脑观看的方案满足不了市场发展的需求。因此, 我们结合自身特点, 在2012年8月搭建了一套基于Wowza技术的流媒体直播系统。该系统通过在服务器端安装Wowza Media Server软件, 接收来自编码机 (本系统采用Flash Media Live Encoder) 发过来的码流, 然后将音视频内容发布出去, 用户可以在多种终端设备观看直播节目, 例如搭载iOS、Windows、Android、BlackMerry系统的智能手机、平板电脑等, 同时我们还可以通过JDK里的JConsole来监控系统的整体情况, 系统的拓扑图如图2所示。

2.2 系统实施

2.2.1 Wowza Media Server的安装配置

Wowza支持安装在多种平台上, 我们选择CentOS 6 linux系统。将Wowza的安装光盘挂载到系统后, 首先安装JAVA JDK, 然后再安装Wowza, 安装完成提示输入密钥, 这里注意输入密钥过程中不可以出错。

Wowza提供了多种安全认证来保障所提供的流媒体服务安全, 由于我们使用的是RTMP编码方式, 所以对应使用其中的RTMP身份认证组件, 该组件能确保服务器端只接收符合安全认证的码流, 不符合安全认证的码流将会被忽略。要使该功能生效, 首先需要在Wowza官网下载“wmsplugin-security.jar”这个安全插件, 然后将该文件复制到[Wowza安装目录]/lib目录下。安装工作都完成后, 就可以对Wowza进行配置了, 具体步骤如下:

(1) 创建目录[Wowza安装目录]/applications/live, 用于流媒体直播的挂载点, 目录live的名字可自定义。

(2) 创建目录[Wowza安装目录]/conf/live, 并且复制[Wowza安装目录]/conf/Application.xml到这个新建的目录里。

(3) 编辑这个新复制的application.xml文件, 更改<StreamType>default</StreamType>中的default为live (直播为live, 点播为vod) 。要启用密码安全认证, 在Application.xml文件的最底部, 倒数第四行<Properties>和</Properties>之间加入一段代码, 这段代码的意思是编码机推送码流给服务器时需要密码认证, 其中密码是可以自定义的。编辑完application.xml文件后保存即完成了对Wowza服务的配置。

2.2.2 编码器的安装配置

由于FlashMedia Live Encoder对RTMP动态流的完美支持, 所以我们选择其作为本系统的编码端软件, 其安装及配置相对简单, 除了按照实际需要选择正确的格式和码率外, 这里需要注意的就是码流推送的书写格式, 正确的格式是:“rtmp://Wowza服务器IP地址:1935/live/_definst_/doPublish=abc”。其中“live”为自定义的挂载点名称, “abc”为之前定义的安全认证密码。编码器示意图如图3所示。

2.2.3 系统管理监控

怎样才能管理与监控Wowza Media Server系统呢?可以通过Java Management Extensions (JMX) 接口来完成这个任务。JMX是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架接口。这个接口不但可以被公开的资源调用, 也广泛应用于各种商业监控工具中, 例如HP OpenView、OpenNMS、VisualVM与JConsole。JConsole作为JDK (Java Development Kit) 基本组件之一, 我们只要安装了JDK就可以使用JConsole来管理与监控本系统了, 通过该工具, 不但可以监控系统的资源占用情况, 还可以查看当前的链接状态及点击的总数等。如图4所示。

2.2.4 终端如何播放

音视频内容经过Wowza发布后, 可以在多种终端设备播放, 包括iOS、windows、Android等系统的终端设备, 具体播放地址格式为:

(1) iOS平台播放地址

http://Wowza服务器IP地址:1935/live/live.sdp/playlist.m3u8。

(2) Android平台播放地址

rtsp://Wowza服务器IP地址:1935/live/live.sdp。

Windows平台播放需要下载一个实例, 然后将该实例的代码嵌入到你发布的页面, 填入正确的服务器IP地址及发布点即可播放节目, 实例截图如图5所示, 佛山电台流媒体直播平台如图6所示。

3 结语

基于Wowza技术的流媒体直播系统, 自2012年8月运行以来, 完成了包括“2012佛山市舞林大会总决赛”、“俊情一点欢乐派对”、“2012佛山电台跨年玩唱会”等多个大型户外活动的网络直播任务。这些大型活动社会影响大, 受众分布广泛, 利用网络的跨地域特性进行流媒体直播, 让群众不用到达现场, 在家里、地铁里、餐馆里等等任何地方, 用智能手机或者电脑都可以收看现场的节目盛况。这不但对我们的技术和管理水平有很高的要求, 也要求我们的系统有很强的稳定性。通过这些大型直播任务的检验, 本系统运行稳定高效, 用户反响好, 达到了既定的直播效果, 增强了电台的社会影响力和市场竞争力。可以预见, 作为新一代互联网应用的标志, 流媒体技术必将会随着需求的变化而日新月异, 而流媒体技术为传统媒体在互联网应用上开辟了更广阔的空间。佛山电台作为传统媒体, 结合自身特点积极探索产业运作的新模式, 不断与新媒体技术融合、互动, 必将产生更为可观的价值和更长的产业链。而最终的受益者则是我们广大的受众群体。

摘要：流媒体技术百家争鸣Wowza则是其中的佼佼者。本文介绍了Wowza的特点, 同时比较了其与传统流媒体技术及其它新锐流媒体技术的优缺点, 并介绍了如何应用Wowza技术打造一个满足多平台播放的流媒体直播系统以及初步效果。

数字流媒体教学系统的应用研究 篇10

众所周知,当今社会是一个知识空前繁荣的社会,信息以爆炸形式在递增。学习将成为伴随人的一生的不间断的活动,成为发展的基础。因此,终身学习和终身教育的概念被越来越多的人所接受。美国人杜拉克说:“对学习者来说,传统的学校学习方式也不适合他们,他们不可能经常抛下自己的工作和家庭回学校集中学习。他们需要更方便、更灵活的学习方式。”而网络远程教育正提供了这样的好机会。网络远程教育不受时间、空间和地域的限制,通过网络能把学校扩展到办公室、家庭甚至全社会的每一个角落,工作与学习相融合。

网络远程教育环境下的教育对象也扩大了,网络远程教育的资源是开放的,并不局限于年轻的在校者,社会上不同层次、不同年龄的人都可以进行学习。网络本身是信息时代得以产生和发展的基石,基于网络的远程教育培养出来的人才应该是至少有三个方面的强项:

1)具有比较强的信息获知和选择的能力。而这恰恰是现代社会或信息社会中非常重要的知识和技能。网络远程教育的特点正是培养了学生的这样一种能力。

2)具有比较强的网络能力。有人说,网络是一种虚拟的空间。其实,我认为,网络在现代社会中是两种现实的生存空间。在《学习———财富隐藏其中》这本书中所指出的学会生存,在现代社会中就应该包括学会在网络空间中生存,学习、做事、合作等。因此,较强的网络能力也就意味着具有比较强的现实生活的能力。

3)具有比较强的自我建构能力。包括意义的建构、新思想的建构,新知识的建构等等。因为,恰恰在网络中,学生所得到的信息和各种知识从某种意义上说,具有一种所谓的“并贴画”效应,来自各个方面的不同的知识和信息往往非常集中和高频率地结合在一起。学生需要通过这些知识和信息的整合,发现和获得其中的价值和意义,并建立新的意义。

因此,新型人才的培养单靠传统教育是不行的,至少要和网络远程教育结合起来,扬长避短,培养出信息社会需要的人才。

1 国外研究现状

以互联网为主要手段的现代远程教育如今已形成不可阻挡的发展趋势。2000年,世界上已经有100多个国家开展了现代远程教育,全世界85%的大学在网上拥有自己的网站,其中1/4的大学推出了网络教育课程。由于网络风暴首先席卷欧美,他们的远程教育很自然走在了世界前列,已具有不小规模。远程教育技术更加先进。学生之间,师生之间的交流得到加强,进行交换的信息数量和种类显著增加,所需时间变的更短。事实上这些进步更加减少了远程教育对时间和空间的依赖性,实现真正意义上的虚拟大学正在成为可能。美国目前已有60%的大学开展了以互联网为主要手段的远程教育,远程教育开设的学历、学位课程数已达近5万门。基本上覆盖了美国高等学校的所有学科和专业,通过网络学习的人数正以每年3倍的速度增长。德国也有近一万所学校上网,其中的14开设了远程教育课程。英国政府甚至把普及远程教育作为保证英国人才培养紧跟世界潮流的战略性举措。

2 国内现状

远程教育在我国经历了函授教育,广播电视教育和以信息和网络通信技术为基础的现代远程教育三个阶段。我国是世界人口大国,现代远程教育市场潜力很大,前景十分广阔。每年正以150%的速度快速增长,主要表现在以下几个方面:

1)在信息化时代,人们渴望新知识、接受再教育,教育的支出占中等家庭月收入的15%左右。目前,我国18~24岁年龄段的社会群体中,仅有21.5%的人有机会接受高等教育,远远满足不了社会的需求。近几年,随着上网人数的急剧增加,远程教育具有了强劲的发展势头。职业教育、培训教育是掌握新技能的主要学习手段。目前,国内接受职业教育、培训教育的目标客户群很大,资料显示,北京市每年有近600万人次接受职业教育和培训教育。

2)我国有12多亿人口,只要将受教育人口提升1~2%,教育市场潜在的能量不可估量。

3)教育作为一种产业将成为中国互联网的新热点。在对中国上网者的调查中,更多的上网者认为现代远程教育是未来最有希望的网上事业。1998年,教育部批准了清华大学、湖南大学、浙江大学、北京邮电大学4所高校开展现代远程教育试点工作。截止目前已有31所高校开展了现代远程教育工程。以北京地区高校网上招生为例,85%的网上大学的招生数额超出了实际在校生的数量,其中人民大学2000年网上招生一万人;北京大学2000年参加远程教育的学生有2000人,录取率达到60%~70%。据统计,到2000年底全国高校接受远程教育的学生已达5万人左右,而湖南大学投资116亿元的远程教育平台到2003年将能满足100万人的再教育。中央广播电视大学与TCL公司合作组建的全球最大的现代远程教育系统,每年约有200万在校学生,约有3000万人接受职业培训,形成了中央电大和44所省级电大,800多所地市电大分校和近2万个教育点的现代远程教育网络体系。中央党校远程教育网络于1999年开始,现已覆盖全国各级党校系统,其中全国省级党校和中央党校之间通过电视会议系统实现交互式双向教学。部分省级党校通过与中国电信合作,已实现覆盖全省各地市县的党校教育网络,实现了网上报名、网上教学、课程点播,信息查询等功能。

3 未来发展趋势

计算机在教育领域及家庭的普及将进一步加快。据CCID统计,2000年计算机占总体市场的15%,2001~2003年计算机将在各类院校快速普及。远程教育作为教育领域中的一个新成员,其自身市场发展潜力自然是非常巨大的。Cisco公司总裁钱伯斯就曾经表示:网络教育未来三年内对社会生活的冲击,将像电子商务对商业世界的冲击一样巨大。

1)教育软件会有进一步发展

软件是远程教育的核心,随着人们对新知识的渴求,接受再教育的人数会成倍增加,中国必然成为教育软件大国,市场需求量巨大。

2)校园网的建设会有较大的发展以校园网建设为中心的现代远程教育已是教育行业的重点工程。到2005年,全国所有院校(包括中小学)都要完成网络建设。

3)国内ADSL宽带光纤传输网络正在加速建设,宽带接入技术正在迅速普及。过去网络带宽不够,多媒体课件受传输速率影响,授课效果不佳的问题将得到彻底改变。

4)教育投资将向西部倾斜

开发西部资源,发展西部经济,吸引人才,首当其冲的是发展教育。教育部将加快实施西部重点远程教育体系,特别是大规模建设Cernet省级网,用三年时间,推进西部高校远程教育系统的完善和升级,投资额在2~3亿元人民币。投资将以国家、院校和企业三者结合的方式,在2001~2003年进入快速增长期。随着现代远程教育体系在我国的发展和普及,远程教育对时空的依赖将会进一步减少,中华民族的教育水平将会有一个大的提升,实现科教兴国战略的时间进程将会进一步缩短。

根据不同的应用环境要求,数字流媒体教学系统的结构设计和解决方案可以是多种多样的。而我们的系统设计原则是:首先,要根据技术的发展情况,采用一个先进、成熟可靠、扩展灵活、标准开放的视频网络;其次,要综合考虑到数字流媒体教学系统在网络中的长期发展计划,在网络结构、网络应用、网络管理、系统性能等各个方面适应未来数字流媒体教学系统和多媒体应用的发展,能够方便地扩容。

具体的设计思路应该体现在下列几点:

1)先进性。系统设计首先要考虑先进性,所设计的系统应该支持最新国际标准和国内外的规范要求,符合计算机、网络通信技术和数字流媒体教学系统技术的最新发展潮流;有独创的技术并且切实可行,容易实现。

2)实用性。系统设计要符合工程的实际需要。针对实际应用的特点,具有多种管理方式;系统操作应用灵活方便,易于掌握。

3)集成性。高度集成,体积小,重量轻,移动方便,便于连接;各种设备的功能在系统集成后能充分发挥,能一体化协作。

4)可扩展性。考虑为今后的发展,留有充分的扩充余地;便于融入随新技术的发展带来的新功能;既能支持H.323局域网上的流媒体教学标准,又支持H.320广域网上的流媒体教学标准。

5)安全性。结构、系统设计本身具有安全性;系统各环节具备权限及访问控制机制;支持各种加密系统。

6)可靠性。具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力,能长期稳定的工作。对工作条件和工作环境要求较低。系统启动快,具备各种级别的诊断及故障提示功能,便于诊断、维护。

7)经济性。综合考虑系统的性能和价格,性能价格比在同类系统和条件下追求最优。经济性应该考虑以下内容:系统本身的价格(包括系统、技术服务和培训),系统运行后经济效应预算的可能收益,对系统实施现场的特殊要求所需的费用,对系统集成所需的有关软件和硬件等的开发费用。

4 结束语

数字流媒体教学作为一种全新的、可以随身终身学习的模式,对大学来说,是扩大办学规模的方式;对于考生来说是增加了接受高等教育渠道的机会,对于在职人员来说,将是解决工学矛盾的最佳途径。

摘要：21世纪是一个信息化的时代,以多媒体计算机互联网为核心的信息技术的应用浪潮,不但给现代教育带来了极大的冲击,同时也给现代教育注入了新的生命力。计算机信息网络应用打破了传统的教学思想、教学手段、教学内容、教学过程和教学组织,为广大教师学生提供网络化多媒体、信息交流平台、仿真教学系统和教学资源共享等。数字流媒体作为接入中国教育和科研计算机网的通用工具,为高等院校的信息交流与管理、教学资源共享提供了巨大作用。

关键词：数字流媒体,互联网,教育

参考文献

[1]胡泽,赵新梅.流煤体技术与应用[M].中国广播电视出版社,2006.

[2]丁兴富.远程教育学[M].北京:北京师范大学出版社,2001.

[3]陈洪彬.前沿流媒体实用手册[M].北京:北京希望电子出版社,2003.

流媒体管理系统 篇11

关键词:多媒体教室;设备管理系统;建设探讨

中图分类号:TP316.5文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 03-0087-02

Construction Based on Multimedia Classroom Equipment Management System

Ji Qiang

(Nanjing Normal University,Nanjing 210097,China)

Abstracts:With the rapid development of China's economy,meanwhile a lot of industries are rapidly driving, To a large extent the development of the school in improving the quality of the students play a vital role, Multimedia classrooms has gradually increased the degree of concern for each school , and the management of multimedia classroom equipment begin in importance, how to manage, protect and ensure the normal use of a multi-media classroom is an important issue now. This article is brief analysis and discussion of multimedia classroom equipment management systems.

Keywords:Multimedia Classroom;Equipment Management System;Construction Investigation

由于现代教学的需求,多媒体教室的利用频率也在不断提高,由于设备的种类繁多,为了保证多媒体教室中的设备正常使用也是一个不容忽视的问题,对于多媒体教室设备的管理就要有高要求以保证多媒体教室设备的正常使用。而在实际的管理过程中主要容易出现的问题体现在几个方面:

一、由于我国现在各个高校配备的多媒体教室已经不是过去几间,而是发展到几十间。而原来的多媒体教室都集中在一个教学楼里,现在却分散在整个校园里的不同教学实验楼里,没有办法保证对设备进行及时的维修和维护,当多个多媒体教室的设备出现故障的时候不能够同时解决,导致延误教学的进行,影响了教学的质量。

二、在各个多媒体教室里,当课程结束以后,有一部分上课的学员没有及时的关闭设备的电源及柜门等,使设备长时间通电不仅造成电力资源的浪费,也影响了设备的使用寿命,造成设备的安全隐患。

三、在上课期间或者是下课业余时间,使用多媒体教室里的设备出现了问题,不能够及时的反馈到维修部门,也不进行设备保修检查报告,而维修部门也由于没有时间进行逐个的检查和维护,最终导致多媒体课程的延误。

以上种种的现象主要是在多媒体教室设备的管理上出现的一些漏洞及不足,而要加强对这些方面的管理力度,着重想办法来解决这些问题是提高设备使用寿命,提高多媒体教学的一个重要课题,一般的管理系统主要是如图1而加强多媒体教室设备的管理,利用网络中控终端的管理系统进行管理主要在几个方面:

一、通过网络对多媒体教室中的设备进行实施监管:由于人手不多,而多媒体教室的分散,通过大力推广网络控制中枢可以很方便的对每一个多媒体教室中的每一台设备的运行情况进行监管,上多媒体课程的教师可以通过这个控制中枢对本多媒体教室的设备进行控制,更好的掌握在多媒体教学过程中每一个学生的动态,及时进行必要的辅导。而对于技术维护人员来说可以根据校园内所有多媒体教室的课程安排对各个教室进行梳理,根据课程的安排进行设备的维修、检查、保养等。这样不仅能保证设备的正常使用,也提高了多媒体教学的质量,从而对设备的长期稳定使用提供了保障。

二、通过远程监控及远程控制电子锁对多媒体教室中的各种设备进行控制,对装在控制柜中的计算机等教学仪器都进行电子锁的安装,进行统一管理,只有当值授课的教师可以通过主机或者是网络中控的管理系统打开电子锁,而多媒体教室也要安装专用卡可以开启的门,而这个门必须也要有专用的卡或者是网络中控系统管理端才能打开,这样也对多媒体教室的设备有一个保护的作用,减少了管理维护人员的工作强度,也提高了管理工作的效率。

三、在教师进行授课的过程中如果出现突发故障,影响到教学的正常进行的时候,管理人员也可以通过网络中控的管理系统进行远程的检查和维护,及时的进行维修,保证教学的正常进行,可以通过中控终端的管理系统平台上的网络电话进行语音交流,及时指导授课教师进行现场维护,这样通过网络电话进行交流可以及时处理。而中控终端的管理系统对多媒体教室内的各个计算机可以进行统一的管理,及时的通过网络对计算机进行远程的管理,可以通过远程控制对计算机中的软件进行升级和维护,这样可以避免对很多台计算机进行升级的麻烦,提高了工作的效率,减少了管理人员的劳动强度。对在多媒体教室上课的时候,也可以远程对计算机、投影仪、视频展示台等设备进行远程的维护,提高了教学的有效时间。

四、网络中控终端的管理系统还对各个多媒体教室的各种设备的使用情况有统一的记录,对每一台设备的运行情况都有详细的资料记载,对多媒体教室中的各个设备供电情况、计算机的使用情况及电源、投影仪的使用等都有详细的记录,这样可以很清楚的反映出每一台设备的工作状态,对管理人员对设备的维护起到辅助的作用,避免由于年久失修出现意外情况导致影响教学的正常进行。

五、给每个多媒体教室安装先进的防盗系统并且和中控的管理系统及校园的保卫部门的报警系统进行联网,达到同步。为多媒体教室安装红外感应装置,在多媒体教室的各个主要方位安装监控摄像头进行全天候的监控,当出现情况的时候通过中控终端的管理系统可以快速及时的接通保卫部门的防盗系统,迅速的进行处理,避免多媒体教室中的设备损坏,减少学校的经济损失。

六、对各个学科进行多媒体教学的教师进行定期的培训,管理人员可以通过管理系统对进行授课的教师进行培训,让授课的教师可以掌握各个设备的正常使用及简单的故障排除,针对不同的基础,不同的教龄、不同的学科教师不同的需求,要实现基础知识、软件的操作、课件的制作等方面哪个方面弱就补哪个方面,对于培训的时间要考虑周全保证让大多数的教师能进行培训。对于课件要进行严格的查杀毒,避免造成网络的病毒流传,影响网络中的计算机正常的使用。课件在课程结束后必须要及时的删除掉。中控终端的管理系统在每次教学完成以后必须对每台设备进行检查,尤其是计算机必须保证清理掉已结束课件的内容删除。避免影响以后的教学。在教师完成授课以后必须在管理系统中填写多媒体教室设备的运行情况记录,若出现人为损坏的情况必须要记录详细整个过程及解决方法。管理系统必须对每个设备的常用参数进行记录,当出现异常情况的时候,可以通过远程控制进行参数初始化,保证设备及时修复。

对于多媒体教室的设备,主要是通过网络中控终端的管理系统进行管理,而管理系统主要分为几种:

一、基于B/S结构的多媒体教室设备管理系统,这个系统可以很大程度上提高对多媒体教室中设备的管理,可以很清楚的对每一个多媒体计算机及其相关的辅助设备进行有机的管理。避免设备故障的产生,提高设备的使用频率。本身这个系统还加强了与用户的交互联络,可以及时准确的了解用户的需求,并且及时的处理和解决,保证设备的正常使用。而B/S结构是浏览器和服务器结构,它主要是利用了不断成熟的WWW技术,在B/S结构体系当中,用户可以很方便的利用浏览器向网络上的服务器终端进行申请,然后由服务器终端对各个用户的请求进行响应,反馈回各个用户所需要的数据,这种B/S结构的主要优点是在每台多媒体计算机上只需要安装操作系统和Web浏览器,再不需要安装其他的软件。而微软的Windows系统自带的IE浏览器就可以直接用来在网络上查看信息,也可以通过设置很方便的登录到系统的服务器终端,进行相关的数据操作。所有的数据信息和资料都统一存储在服务器终端,客户只需要用浏览器进行查询,方便了日常的维护。在B/S结构的服务器终端,存放着这个系统的数据以及相关的数据处理资料,所有的信息处理都是由服务器的终端完成。而在管理系统中的数据维护模块和数据查询模块以及用户信息交流模块都是对不同的人员给予不同的权限进行管理。这个系统可以有效的对多媒体教室的设备进行管理,有可以充分的利用校园网络的硬件条件对设备进行监控,时时保证设备的正常运行,对于授课老师的问题可以通过网络交流及时处理和解决,提高管理的工作效率,保证设备的使用周期。

二、基于C/S结构的多媒体教室管理系统,C/S结构的管理系统是指客户机和服务器的结构,这种结构的管理系统可以充分的利用两端的硬件环境特点,将请求合理的分配到客户端和服务器终端,但是唯一的缺点就是需要客户端和服务器终端必须要安装同一个特定的软件进行通讯。C/S结构的管理系统主要是把各个多媒体教室的设备进行记录形成基本的数据信息,通过本管理系统可以进行设备的日常维护和管理信息进行建立处理。全程记录设备的使用运行情况。对各种设备的信息进行分类统计,并且根据不同的管理要求对服务器终端中的数据信息进行汇总。对设备技术资料进行累积并且对设备的常见故障进行有效的分析,可以精确的计算出各个设备的使用率、维修率、故障率等详细资料。这种管理系统主要的特点是:1.动态的生成技术,为了节省服务器终端的资源,减少网络访问的资源,在这个管理系统中采用了动态的生成技术,当主管理程序运行时需要哪个部分的资源及资料,就动态的产生相关的模块进行工作完成运行。而当完成以后这种动态的资源也自动的退出,释放服务器中的相关资料空间保证运行稳定。对数据库的查询也实现动态的指令执行,当查询完毕以后自动释放对数据库的访问较少资源的占用。2.树型的显示技术,在管理系统的数据库中建立树型的显示技术,对各个客户端进行操作(如图2)。3.统计图形的显示技术,对于多媒体教室中的设备的故障问题进行分类汇总,通过数据和图形直观的反映出来,便于研究和商讨解决方案。4.动态数据库链接技术,在每个计算机中采用ADO链接数据库的技术,当客户端计算机链接数据库的时候,不是在ADO的控件中进行的设置,是利用sys.ini文件对数据库的链接进行的外部文件访问和动态的生成了链接信息,保证了数据库链接更加的方便和快捷。当服务器中的数据库出现变化的时候,不用再客户端的计算机上进行特殊的修改,只要改变sys.ini文件中的相关信息就可以对其它的服务器上的数据库进行访问,大大的提高了管理系统的灵活性能。这种管理系统对设备的管理及主动性维护提供了技术支持。

在各个高校中广泛的推广多媒体教学的同时,也要加大力度加强对多媒体教室中的设备进行管理,而在管理中必须要完善管理系统,合理的运用管理系统可以很便捷的对设备的运行等情况有一个清晰的监控,保证设备的正常运行,提高教学质量。

参考文献:

[1]郭云龙,赵卫.网络中控在多媒体教室设备管理中的应用与实践[J].科技资讯,2009(30)

[2]张会铭,叶仁春,雷志华.多媒体教室设备故障及风险预警系统研究——以华中科技大学多媒体教室设备管理为例[J].中国现代教育装备,2009(9)

[3]张会铭,叶仁春,雷志华.基于C/S架构的多媒体教室设备管理系统研究[J].中国教育技术装备,2009(18)

[4]刘晓慧.基于B/S结构的多媒体教室设备管理系统研究与现实[J].山东轻工业学院学报,2009(2)

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流媒体管理系统 篇12

流媒体传输技术是IPTV的核心技术。在流式技术中,主要有3个核心技术:流媒体的编解码[1,2],传输以及数字流媒体的版权技术。如何通过IP网络来传输流媒体数据便是IPTV的技术基础,IPTV的广泛应用也是依靠流式技术的不断前进而获得的。

结合目前我国的IPTV业务部署,一般IPTV系统框架可划分为系统支持层、承载网络层、流媒体传输层和业务服务层,如图1所示。IPTV视频点播,是IPTV业务中最具特色的一项,简单说就是利用现有的IP网络,把用户家中的机顶盒作为接收器,PC或电视机作为显示终端的电视系统,从而实现用户随意观看电视节目。

直播电视这类服务业务有点类似于现在看的卫星电视或者传统的有线电视,IPTV通过自身单播或者组播的传递方法,根据不同情况从而完成电视的播放,这种播放方式的音视频信号也是通过IP网络来传输的。

2 点播系统的设计

2.1 软件设计

目前来说,所设计的点播服务器大致可分为3个部分,分别是核心模块、配置模块、Web模块。

核心模块:参照apache提供的脚本[3],根据自身的需要修改成符合需求的代码,其中扩展了对http protocol的解析,替换了用户的authentic module接口函数,采用自己设计的认证模块;更改了整个请求记录,并且生成日志的功能,以此作为用户点播的记录;更改了apache的record功能,作为记录用户是否在线、用户信息查询的接口;精简模块、简化流程、修改读取模式以及读取效率。

配置模块:对当前所有资源进行配置,对核心服务器、外部流媒体服务提供状态统计、查询以及软件接口的配置。

Web模块:主要用于对服务器的参数、服务器系统管理进行配置和接口的对接,并可对正在点播的用户信息进行查询。不仅如此,还可以通过Web模块对core模块进行远程的重启、停止等,还可远程查看系统CPU、内存、磁盘、节目列表等一系列系统资源的情况。

2.2 协议设计

该点播服务器通过Http File Server提供下载,在这种情况下,不管是何种格式的文件,都是以数据的形式存在,所以服务器都可以提供下载

在终端,通过Http Get的方法下载文件,这样所有的选择权全部由终端用户掌握。

终端去考虑流媒体文件中音视频的解复用工作,从而使服务器端的运算压力减小。

2.3 硬件部署

考虑到目前IPTV技术以及当前的网络状况,对点播服务器的硬件部署采取“边缘负载+中心服务”。

中心负载:中心负载的设计采用了一种组合方式(磁盘存储+集群负载)。这两者之前通过目前相对流行的SAN MODLE连接,保证了两者之间数据的进出效率。

边缘负载:对于IPTV视频点播来说,最终要做到的是把流媒体数据传输到用户的显示终端上(目前采用端到端方式)。而由于当前网络带宽的限制 ,还不能彻底保证中心集群的服务带宽能够满足所有用户的需要,所以根据统计原理,设计了一个有效的办法,即边缘化。这样就能使相对距离较远的用户可以享受到分布在自己周边的边缘服务器的服务,不仅可以使网络的物理状态达到最好,而且还可以给用户带来最优的体验,而最优体验正是IPTV服务中的一个重要指标。

根据以上的想法,在实现时使用了分组模式和资源分布模式。

分组模式:任何一个用户分组,均可以对应一个、两个或者多个分散在用户分组周围的服务器,整个分组的数据调配由负载均衡器来完成,并且是实时调配,其模式设定为先处理用户量相对较少的边缘负载,然后再去响应用户数较多的中心负载。

资源分布模式:将所有的媒体资源全部存储在中心服务器上,而边缘服务器则存储用户点播较多的节目,从中心到边缘,采取自适应的调配方式,如果系统发觉某些节目的被点播数逐渐增多,则会自动将这些节目根据实际点播方位,发送到与其距离最近的边缘负载上,这样就可以减少中央负载的访问量,从而减少网络的压力。

2.4 调试方法

通过实际的考虑与分析,归纳出了3种方法来对所设计出的点播系统进行测试:

1) 直接用运营商提供的机顶盒来点播视频节目。

2) 首先,通过真实的机顶盒来播放运营商提供的视频节目,然后采用自己设计的模拟软件来仿真许多客户同一时间在线进行视频的点播,经过实际的测试得出了以下结论,即用仿真软件与实际采用机顶盒在相等数量的用户连接访问服务器时,访问其存储设备的I/O口的数量与图形大体一致,这样就可以说明仿真软件的仿真结果与真实的用户进行访问的效果一致。

3) 当服务器工作在全功率的时候,采用仿真软件来仿真这个过程,即连续多天不间断地进行视频的在线点播。

经过实际的测试,表1为测试结果的对比与分析。

3 直播系统的设计

IPTV中能够将正在播放的节目进行前进与倒退,能够让观看直播节目突破时间相对固定的概念,从而观看到之前已经播出的电视节目,这样的视频服务是IPTV中的一个重要业务[4],通常将其称为直播时移业务。直播网络示意图见图2。

3.1 直播系统设计

3.1.1 直播节目信号的接收与采集

在国内,IPTV业务主要由移动运营商提供,而直播的电视节目则主要由国家广电部门提供,也就是说,在接收直播节目时,主要还是以卫星发送的数字信号为主要的信号源,这就需要有专业的卫星信号接收装置以及相对应的设备,譬如说天线等。然后用卫星信号接收装置来处理所接收到的数据,并将其转换为TS数据流、模拟信号等。之后,这些信号或者数据流会通过ASI传送给IPTV的编码设备,编码设备会根据目前IPTV系统、终端设备所支持的方式进行编码并传送,最后将视频节目送给终端用户[5,6]。

在这里,为了能使编码设备的编码方式为H.264,当前只考虑了3种方式:

1) 视频卡采集$\stackrel{}{\to }\text{C}\text{Ρ}\text{U}$运算$\stackrel{}{\to }$软件编码;

2) 直接采用硬件完成采集和编码的工作

3) 多路节目信号集中分段处理后进行软件编码,从而达到多路节目统一编码的高效方式。

综合实际情况考虑,目前决定采用第2种方式进行视频信号的编码,将视频的采集与编码统一在一张卡中,在该卡中使用数字信号处理器进行编码,从而达到H.264的高效编码效果,这是一种非常理想的方式。

3.1.2 直播系统软件设计

所谓软件设计就是一个服务系统,可以实现各个节目的转发、单播、组播等。在国际上,目前已经有一些服务器提供直播的服务,但是这些服务器都是开发方自己设计的流媒体编解码协议,对于比较通用的MPEG-2或者TS,从支持的角度上来讲有些牵强。

这样,根据实际情况以及整个业务的实际需求,对现有的系统进了研究、分析、整理,并开发了一套拥有自主知识产权的软件,主要采用的协议是TS和MPEG-2。

3.2 时移系统

时移系统主要可分为两个部分,即选单和频道时移。

1) 选单时移

当用户获取了当地运营商提供的相应节目表单时,可以通过点击表单中所提供的节目列表观看已录制在服务器上的节目,这些节目多数为当前时刻之前电台所播放的节目。

2) 频道时移

简单的说就是让用户可以观看当前频道在十分钟前或者更早前所播出的节目。

对于录播系统,通过接收正在网络上传播的媒体流,将其录制下来并存放在相应的录播服务器上,并且根据录制时的时间将所录制的节目在时间上进行标记与划分,方便之后用户根据时间查找索引来查找自己想要观看的节目。

对于直播系统,可以为用户提供短暂的倒退观看服务,直播服务器会对当前播放的节目进行短暂的录制,当用户有进行回放的需求时,直播服务器就会先执行倒退缓冲的功能来满足用户的需求,当直播服务器所短暂录制的节目无法满足用户请求的时间量时,那么直播服务器就会自动寻找录制该节目的录播服务器,通过将用户从直播服务器转到录播服务器来满足用户的请求[7,8]。

按照平均1Mbit/s的带宽来算,可以计算出一个频道如果缓冲30min,则大约要有230Mbyte的内存空间,假如是10个,则大概要有2.3Gbyte的内存空间,如果按照这种方式计算并结合实际情况,可以把10个频道部署在一台服务器上,那么50频道就需要最多5台服务器,这样的前期成本的投入也是在理想的范围之内。

3.3 特性

经过多次的实验,相信通过基于HTTP协议来传输媒体流是个好方法,同时运用目前最为流行的H.264编码技术,使系统有很多独特的优点,例如:节省网络资源,稳定可靠,通用性强等。

4 小结

首先介绍了一些关于IPTV的基本概念,然后根据近段时间来研发的项目,有针对性地阐述了整个系统以及相关部分的设计,而且通过了实际的验证。总的来讲,所研发的这套系统无论是对直播还是点播系统都可以进行商业运用。

参考文献

[1]肖磊.流媒体技术与应用大全[M].重庆:重庆大学出版社,2003.

[2]闫江红,刘峰.H.264分级编码在流媒体系统中的应用[J].电视技术,2007,31(12):61-61.

[3]3GPP TS 23.228 V7.7.0(2007-03),IP multimedia subsystem(IMS);stage 2[S].2007.

[4]袁小红.多媒体技术及应用[M].北京:高等教育出版社,2004.

[5]欧建平,娄生强.网络与多媒体通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2002.

[6]李锐.IPTV承载网技术分析[J].黑龙江科技信息,2008(1):5.

[7]季伟.IPTV关键技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2007.