流媒体的同步支撑技术(二)

来源:互联网
更新时间:2016/12/13 0:54:52
责任编辑:王亮
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三、流媒体的同步技术

3.1流媒体的系统同步

系统同步是底层同步。在网络通信系统中,要考虑不同类型的媒体数据段在传输变换中的延迟、分组中的时间次序错位、丢失等情况,同步机制比较复杂,本文只通过分析其QoS(Quality of Service)来讨论流媒体服务端的服务质量。在流媒体应用系统中,视频、音频流只要满足一定的QoS(如视频流平均33ms处理一帧,音频可以采用44.1KHz的采样频率),认为是可接受的,因此当系统负载较大时,可在QoS答应的范围内,通过适当降低某些任务的服务质量来保证系统中所有任务的服务质量。

在流媒体服务器端,对于每条媒体流的QoS控制,可以用三个参数来描述:S、Q、F,在对S个连续实例处理过程中,至少要成功完成Q个,而且连续失败的数据流个数不能超过F个,Q/S为任务的最小成功率,F为任务答应的最大连续失败数③。假如服务器调度导致某条流S个连续实例中成功数少于Q个,或者失败的实例连续出现超过F个,认为服务器没有能满足该媒体流的服务质量。服务的QoS参数是通过任务的最小成功率和答应的连续失败数来描述。因此,在服务端应根据不同媒体对象的需求特点,分析其所需QoS,决定传输策略,选择相应的交换方式,安排不同的传输信道,保证在流数据在服务端的传输所需的服务质量。

3.2流媒体的媒体间同步

网络的带宽是完成流媒体传输的物质基础,在传输声音、图像、视频等多媒体信息流时,即使这些媒体流予以压缩,所需的带宽仍然比文字文件大,但并不是有足够的带宽就可以完全解决流媒体传输问题。一般而言,所需带宽的多少是与应用密切相关的,从应用角度来看,只要用户数不断增加、信息服务量不断增加,带宽有多少都是不够的。同步是媒体流的基本控制方法。流媒体是时间属性的表现,而http协议不能提供时间的可靠性,因此产生了RTSP(Real-Time Streaming Protocol)协议④。

RTSP是应用层协议,目的是为流媒体实现多点传送和以点播方式单一传送提供健壮的协议。RTSP利用流技术把数据分成许多包,包的大小由客户端和服务端的实际带宽决定,当客户端接收到足够的数据包时,用户不需下载整个媒体文件就可以开始播放流媒体。因为播放器在播放一个包的同时,解压另一个包并下载第三个包。流媒体数据可以是输入的实况信息,也可以是存储的视、音频片段。通过RTSP协议,服务器端可以跟踪流媒体传输的时间、地址和方式。RTSP增加了对流媒体的控制请求,能恢复来自媒体服务器的流媒体。

媒体之间通信的同步有三种基本方法:时间戳法是、同步标记法及多级复用法。RTSP中的同步支持采用了时间戳法。时间戳法是在每个媒体的数据流单元中加进统一的时间戳,或时间码,具有相同时间戳的信息单元将同时予以表现。在发送时,将各个媒体都按时间顺序分成单元,在同一个时间轴上,给每个单元都打上一个时间戳,处于同一时标的各个媒体单元具有相同的时间戳。在各个媒体到达终端后,让具有相同时间戳的媒体单元同时进行表现,这样就得到了媒体之间同步的效果⑤。

时间戳法不需要附加同步信道,有绝对时间戳法和相对时间戳法两种,相对时间戳同步技术更为灵活。所谓相对时间戳,是指在多种媒体中选取一种为主媒体,而其它媒体则定为从属媒体,在主媒体的各个单元上打上时间戳,而依照与主媒体的单元在同一时间上的表现,在从属媒体相对应的单元上打上相同的时间戳,从属媒体各单元上的时间戳是相对于主媒体单元的时间戳而言的。例如,在图2中我们可以选择视频为主媒体,音频段1与视频段1的时间戳是相同的,音频段2、音频段3与视频段2的时间戳是相同的,经过分组交换,使到达客户端的具有相同时间戳的媒体单元同时进行表现,这样就很好地实现了不同媒体之间的同步。

3.3流媒体的用户层同步

用户层同步或交互同步,是最上层的同步,要求能反映和满足用户的交互性,轻易为用户理解接受。用户层同步是交互性参与的同步,用户可以控制和使用信息,如反复调用感爱好的内容、快速擦过不感爱好的部分。例如,用户在借助流媒体学习外语的过程中,可以反复收听难以理解的听力内容。

虽然RTSP协议支持类似录像机的功能:播放、快进、暂停、停止,但流媒体的交互性同步能力主要体现在数据流编码过程中对交互性能的考虑。

四、结束语

未来的流媒体将能够通过互联网传送高质量的音频及视频节目,流媒体的动态性、交互性、实时性将使互联网变得更加个性化,因而,为了使流媒体的应用更加普及,还需要对流媒体的要害技术进行深入的研究,使得流媒体能在娱乐行业以外的其他领域展示出广泛的应用前景。

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