第10章 流媒体技术

10.1.1 流媒体的定义
在网络上传输音/视频(A/V)等多媒体信息，目 前主要有下载和流式传输两种方式。如果采用 下载方式下载一个音/视频文件，常常要花数分 钟甚至数小时。这主要是由于音/视频文件一般 都较大，所需的存储容量也较大；再加上网络 带宽的限制，所以这种方法延迟很大。流式传 输则把声音、影像或动画等时基媒体通过音/视 频服务器向用户终端连续、实时地传送。
10.1.1 流媒体的定义

流媒体(Streaming Media)是指在网络中使用流 式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或 多媒体文件。流媒体技术就是把连续的影像和 声音经过压缩处理后放在网站服务器上，让用 户边下载边观看和收听，而不需要等整个文件 全部下载完毕后才观看
10.1.1 流媒体的定义
10.4.1使用VFW开发
开发视频捕获程序主要有以下三个步骤： （1）创建“捕获窗”。 （2）关联捕获窗和驱动程序 （3）打开预览
10.4.1使用VFW开发

使用VFW和VC++ 6.0开发视频实时播放程序 的基本步骤如下：
(1)创建一个基于对话框的MFC EXE应用程序Video。 (2)在程序中包含VFW的LIB库。在Project Settings对 话框中打开Link选项卡，在Object/library modules输 入框中输入：vfw32.lib。Link选项卡的界面如图10.3， 在图10.3中vfw32.lib被椭圆框标出。 (3)在类CVideoDlg(MFC自动创建)中添加如下public 变量
10.2 流媒体系统的基本构成
流媒体系统大致包括：媒体内容制作、媒体内 容管理、用户管理、视频服务器和客户端播放 系统。媒体内容制作包括媒体采集与编码。媒 体内容管理主要完成媒体存储、查询及节目管 理、创建和发布。用户管理涉及用户的登记、 授权、计费和认证。视频服务器管理媒体内容 的播放。客户端播放系统主要负责在用户端的 PC上呈现比特流的内容。
10.1.2 流媒体技术原理

流式传输的实现需要缓存。 流式传输的实现需要合适的传输协议。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来传输实时音/视 频数据
10.1.2 流媒体技术原理

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浏览器启动音/视频Helper程序， 使用HTTP从Web服务器中检索相关参数对 Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信 息、音/视频数据的编码类型或与音/视频检索 相关的服务器地址。
10.4 流媒体系统开发基础

10.4.1使用VFW开发 10.4.2使用DirectShow开发
10.4 流媒体系统开发基础

在可视电话、视频会议等流媒体应用中，得到 数字视频是需要做的第一步。本节以VFW和 DirectShow为开发包，介绍数字视频的获取方 法。
10.4.1使用VFW开发
10.2.2媒体内容管理
(2)媒体存储系统：媒体存储系统主要存储大容量的影视 资料，因此必须配备大容量的磁盘阵列，具有高性能 的数据读写能力，访问共享数据，高速传输外界请求 数据，并具有高度的可扩展性、兼容性，支持标准的 接口。这种系统配置能满足上千小时的视频数据的存 储，实现大量片源的海量存储。 (3)媒体内容自动索引检索系统：对媒体源进行标记，捕 捉音频和视频文件并建立索引，建立高分辨率媒体的 低分辨率代理文件，从而可以用于检索、视频节目的 审查、基于媒体片段的自动发布，形成一套强大的数 字媒体管理发布应用系统。


VFW是以消息驱动方式对视频设备进行存取， 可以很方便地控制设备数据流的工作过程。 VFW主要由以下6个模块组成。
1）AVICAP.DLL:主要实现视频捕获功能，包含了用 于视频捕获的函数，为音像交错AVI (Audio video interleaved)格式文件和视频、音频设备程序提供一个 高级接口。
10.3.2 常见的流媒体的应用
• 常见的流媒体的应用主要有：
(1) 视频点播(VOD) (2) (3) (4) (5) (6) 视频广播Baidu NhomakorabeaInternet TV 视频监视 视频会议 远程教学
10.3.2 常见的流媒体的应用
(7) 电视上网 (8) 音乐播放 (9) 在线电台
流媒体应用必然会成为未来网络的主流应用。
10.2.2媒体内容管理
(4)索引和编码：允许同时索引和编码，使用先进的技术 实时处理视频信号，而且可以根据内容自动地建立一 个视频数据库(或索引)。 (5)媒体分析软件：可以实时地根据屏幕的文本来识别。 实时语音识别可以用来鉴别口述单词、说话者的名字 和声音类型，而且还可以感知出屏幕图像的变化，并 把收到的信息归类成一个视频数据库。
10.2.3用户管理

用户管理主要进行用户的登记、授权、计费和 认证。对商业应用来说，用户管理功能至关重 要。
(1)用户身份验证：可以限制非法用户使用系统，只有 合法用户才能访问系统。通常可根据不同的用户身份， 提供对系统不同的访问控制功能。
10.2.3用户管理
(2)计费系统：根据用户访问的内容或时间进行相应的费 用统计。


基础技术包括：网络通信、多媒体数据采集、 多媒体数据压缩、多媒体数据存储、多媒体数 据传输。流媒体实现的关键技术就是流式传输。 实现流式传输有两种方法：实时流式传输和渐 进流式传输。 一般说来，如视频为实时广播，或使用了流式 传输媒体服务器，或应用了如RTSP(Real Time Streaming Protocol)等实时协议，即为实时流 式传输；如使用HTTP服务器，文件即为通过 渐进流式传输。


VFW(Video for Windows) 是美国微软公司 1992年推出的关于数字视频的一个软件包，它 是一个功能齐全的集视频、图像和音频数据的 采集、编辑、控制和处理为一体的工具软件组. VFW的特点是播放视频时不需要专用的硬件 设备，而且应用灵活，可以满足视频应用程序 开发的需要。
10.4.1使用VFW开发
10.2.5客户端系统

流媒体客户端系统支持实时音频和视频直播和 点播，可以嵌入到流行的浏览器中，可播放多 种流行的媒体格式，支持流媒体中的多种媒体 形式，如文本、图片、Web页面、音频和视频 等集成表现形式。在带宽充裕时，流式媒体播 放器可以自动侦测视频服务器的连接状态，选 用更适合的视频，以获得更好的效果。
10.1.3 流式文件格式
Video/Audio文件扩展名
.asf .rm .ra .rp
媒体类型与名称
Advanced Streaming Format（Microsoft） Real Video/Audio文件（Progressive Networks） Real Audio文件（Progressive Networks）） Real Pix文件（Progressive Networks
10.3 流媒体的应用

10.3.1 流媒体应用类型 10.3.2 常见的流媒体的应用
10.3.1 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。
(1)传输模式主要是指流媒体传输是点到点的方式还是 点到多点的方式。 (2)实时性是指视频内容源是否实时产生、采集和播放， 实时内容主要包括实况内容、视频会议节目内容等. (3)交互性是指应用是否需要交互，即流媒体的传输是 单向的还是双向的。
10.2.1媒体内容制作


媒体内容制作模块可进行Stream的制作与生成。 它包括了从独立的视频、声音、图片、文字组 合到制作丰富的流媒体的一系列的工具 。 转档/转码软件可将普通格式的音频、视频或动 画媒体文件通过压缩转换为流服务器进行流式 传输的流格式文件，它是最基本的制作软件， 实际也就是一个编码器(Encoders)。
(3)媒体数字版权加密系统(DRM)：这是在互联网上以一 种安全方式进行媒体内容加密的端到端的解决方案， 它允许内容提供商在其发布的媒体或节目中对指定的 时间段、观看次数及其内容进行加密和保护。
10.2.4视频服务器

视频服务器是网络视频的核心，直接决定着流 媒体系统的总体性能。为了能同时响应多个用 户的服务要求，视频服务器一般采用时间片调 度算法。视频服务器为了能够适应实时、连续 稳定的视频流，其存储量要大，数据传输速率 要高，并应具备接纳控制、请求处理、数据检 索、按流传送等多种功能，以确保用户请求在 系统资源下的有效服务。
第10章 流媒体技术
本章重点：
流媒体的定义 流媒体系统的基本构成 流媒体的应用 使用VFW开发
第10章 流媒体技术
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 流媒体及其传输技术 流媒体系统的基本构成 流媒体的应用 流媒体系统开发基础 小结
10.1 流媒体及其传输技术
10.1.1 流媒体的定义 10.1.2 流媒体技术原理 10.1.3 流式文件格式
.rt
.swf .viv
Real Text文件（Progressive Networks）
Shock Wave Flash（Micromedia） Video Movie文件（Vivo Software）
表10.1 常用的流式文件类型
10.2 流媒体系统的基本构成

10.2.1媒体内容制作 10.2.2媒体内容管理 10.2.3用户管理 10.2.4视频服务器 10.2.5客户端系统
10.1.1 流媒体的定义
2. 渐进流式传输
（1）渐进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，在给定时刻，用户只能观看已下 载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分。渐进 流式传输不能像实时流式传输那样在传输期间可根据 用户连接的速度做调整。 （2）通过调制解调器发布短片段的情况，渐进流式传输 显得很实用，它允许用比调制解调器更高的数据速率 创建视频片段。尽管有延迟，毕竟可发布较高质量的 视频片段。
10.1.1 流媒体的定义
1. 实时流式传输
（1）实时流式传输保证媒体信号带宽与网络连接匹配， 使媒体可被实时观看到。实时流式传输与HTTP流式 传输不同，它需要专用的流媒体服务器与传输协议。 （2）实时流式传输需要特定服务器，如QuickTime Streaming Server，RealServer与Windows Media Server。这些服务器允许用户对媒体发送进行更多级 别的控制，因而系统设置、管理比标准HTTP服务器 更复杂。
10.4.1使用VFW开发
• 2）MSVIDEO.DLL：能够将视频捕获窗口与获驱动设 备连接起来，支持ICM视频编码服务。 • 3）MCIAVI.DRV：包含MCI（Media control interface）命令解释器，实现回放功能。 • 4）AVIFILE.DLL：提供对AVI文件的读写操作等文 件管理功能。 • 5）ICM ( Installable compression manager )：即压缩 管理器，提供对存储在AVI文件中视频图像数据的压 缩、解压缩服务。 • 6）ACM ( Audio Compression Manager )：即音频压 缩管理器，提供实时音频压缩及解压缩功能。
10.2.2媒体内容管理
媒体内容管理包括流媒体文件的存储、查询及 节目管理、创建和发布，节目不多时可使用文 件系统，当节目量大时，就必须使用数据库管 理系统。通常包括：
(1)视频业务管理媒体发布系统：包括广播和点播的管 理，节目管理、创建、发布及计费认证服务，提供定 时按需录制、直播、传送节目的解决方案，管理用户 访问及多服务器系统负载均衡调度的服务
10.1.2 流媒体技术原理
Web 浏览器 HTTP/TCP Web 服务器
元文件
控制信息RTSP/TCP(UDP)
定位
A/V播放器
数据信息RTP/ UDP
A/V服务器
图10.1 流式传输基本原理
10.1.3 流式文件格式
大文件
流式数据
标准体文件格式
流式编码 软件或硬件
流式媒体文件格式
图10.2 流式文件编码过程