流媒体的同步支撑技术(一)

来源:互联网
更新时间:2016/12/7 18:54:46
责任编辑:鲁晓倩
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摘要:流媒体使得客户端不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒的启动延时即可进行播放多媒体信息。 由于视、音频数据是基于时间的变量,在通信过程中对同步的要求较高,所以在流媒体的传输中保证其同步显得尤为重要,本文主要集中讨论了流媒体的底层和中间层的同步。

要害字:流媒体、同步、QoS、 RTSP协议、时间戳

一、引言

Internet发展至今,新技术、新应用层出不穷,如流媒体技术所提供的播放功能、交互性能和缓冲区功能,以及其在传输声像文件时表现出的“占用硬盘小、速度快、高保真”等性能,使得网上收听广播、收看实时电视广播进入实用阶段(www.bbc.co.uk、www.audionet.com、www.cnn.com)。流媒体服务系统在强调对数据对象的共享使用和追求最大化的数据吞吐率的同时,更强调对高速、稳定和连续的访问流支持,强调对同步的支持,从而确保媒体数据的按时到达。本文将对流媒体的同步技术进行探讨,从而很好地理解流媒体的传输过程,使流媒体技术在娱乐行业以外的应用(电子商务、远程培训、视频会议、客户支持等)成为可能。

二、流媒体概述

目前在网络上传输音/视频(A/V)等多媒体信息主要有两种方案:下载和流式传输,由于网络带宽的限制、A/V文件所需的存储容量大,采用下载方式需要的时间很长。流式传输则把声音、影像或动画等到信息由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送,用户不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒的启动延时即可进行播放,当音频、视频等媒体文件在客户机上播放时,文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式传输不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短,而且不需要太大的缓存容量。在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体就称为流媒体(streaming media)。流媒体实现的要害技术是流式传输①。流媒体的工作过程如图1所示。

①用户浏览Web页时点击了一个由流媒体服务器提供的流媒体内容的链接;

②流媒体服务器生成一个小的播放文件(播放文件中含有链接中流媒体内容的地址),并送到用户的Web浏览器上;

③浏览器下载这个播放文件,把它传送到用户的流媒体播放器;

④流媒体播放器读取播放文件中的链接,直接向流媒体服务器请求内容;

⑤流媒体服务器以流式传输的方式把内容传送给播放器,播放器开始播放。

流媒体系统由流媒体服务器、网络和流媒体播放器构成。由于流媒体数据从数据模型到数据结构都不同于常规信息系统所处理的数据,因此,流媒体的研究内容主要为:流媒体数据的编码、传输、如何实现各种媒体间的同步、媒体数据的存储和检索等等。

流媒体传输的数据主要为视频和音频,各媒体对象在时间和空间上彼此关联,互相约束,在连续的视频流或音频流中,少数数据帧的丢失或不能及时处理,并不会导致服务质量的下降,但是,对同步技术要求很强,否则会造成一幅画面中一个人说话和动作的不协调,或者声音与画面存在相对时延等。流媒体的同步类型有三种:用户层同步、媒体层同步、系统同步。用户级同步需要从用户的角度出发,来设计模型框架,这种模型一般以时间为控制线索;媒体层同步反映了名不同媒体对象之间的同步关系,要进行数据传输,必须要把图像、语音、文字等多媒体信息转换成数据流形式,在播放连续的媒体流时,要求各数据流之间的时序关系得到精确的重现;系统同步是指该层的同步如何根据各种输入媒体对应的系统设备的性能指标来协调实现其上层合成同步所描述的各媒体对象间的时序关系②。

进入讨论组讨论。

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