流媒体传输技术..doc

流媒体传输技术 学号姓名：孙磊 摘要:随着Internet应用的逐步深入，为了满足用户同时传递多种信息、提高视音频播放和下载的同步效率，流媒体产生。在IPTV中，流媒体传输技术的应用非常重要，本文简要介绍了流媒体传输的概念、技术和传输方式等。并介绍了其在视频容错和掩错时怎样提高传输和播放效率。关键字：流媒体 正文： 流媒体的基本概念 1、概念流媒体是指网络中使用流式传输技术进行传输的连续时基媒体数据的一种格式，，而不是一种新的媒体。流媒体在播放前只将部分内容缓存，并不下载整个文件。在数据流传送的同时，用户可在计算机上利用相应的软件播放器或其它的硬件设备对压缩的动画、视音频等流式多媒体文件进行解压播放，就省下了下载等待时间和存储空间，时延大大减少，而多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。 2、与下载播放的比较 流媒体之前的播放方式是下载播放。即在播放视音频之前必须把整个影音文件下载并储存在本地计算机上，然后才可以播放。与这种传统播放方式相比，流式播放技术采用边下边播放的方式，用户只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在终端上对压缩的视音频解压播放。 流式传输技术的思路来源于传统的 流媒体系统和关键技术 流媒体系统 流媒体系统通常包括信源编码器、媒体存储设备、流媒体服务器、媒体流传输网络、客户端播放器。原始音视频源经过编码压缩后，形成合适的流格式媒体文件存储，媒体服务器根据用户的请求把流媒体文件传递到用户端的媒体播放器。 ①压缩编码 编码器的功能是对输入的原始音视频信号进行压缩编码。编码器要有高的压缩比性能，还应该考虑网络的适应性进行码率控制，必须考虑传输中数据丢失对解码质量的影响。 流媒体系统中的流媒体服务器用于存放和控制流媒体的数据。 流媒体在IP网络上的传输必然涉及到网络传输协议，这是制约流媒体传输性能最重要的因素。为了保证对网络拥塞、时延和抖动极其敏感的流媒体业务在面向无连接的IP网络中的服务质量，必须采用合适的协议，其中包括Internet本身的多媒体传输协议，以及一些实时流式传输协议等。 IPTV中的流媒体传输方式 ISMA（Internet流媒体联盟）是在2000年12月成立的标准化组织，目标是制定Internet流媒体编码器、服务器和播放器之间的开放标准，其原则是最大程度地利用现有Internet国际标准。【2】 上图为ISMA方式的流传输基本过程。 媒体数据 SDP RTP RTSP UDP TCP IP 以太网/AAL5等 在ISMA协议栈中，媒体数据需要经过流式处理，MPEG-4格式遵循MP4文件格式规范，H.264格式遵循高级视频编码文件格式规范。 -2 TS over IP方式 -2 TS（Transport Stream）参考标准为MPEG-2的系统层，即. MPEG-2 TS是数字电视领域广泛采用的流式传输标准。【3】 -2 TS over IP方式的流传输基本过程如图 -2 TS over IP方式同样采用服务器/客户端的结构。因为ISO/IEC 13818-1标准 未定义控制层协议，应用于IPTV后，-2 TS over IP方式在控制层可采用RTSP或HTTP协议，媒体数据采用-2 TS封装后，一般承载在UDP上。为了克服网络抖动问题，也可在UDP之上采用RTP协议封装TS包。 -2 TS over IP方式的流传输协议栈 HTTP MPEG-2 TS RTP（可选） UDP IP TS包由包头、自适应区和包数据3部分组成。由于每个包长度为固定的188字节，在封装成UDP包和IP包后，需要考虑合适的包长度。与ISMA方式不同，MPEG-2 TS over IP方式是将视音频数据复用后再封装成TS包，因此输出流是 视频容错编码与掩错技术 当前视频编码标准都是采用运动补偿和预测消除时间冗余、采用变换编码消除空间冗余、通过对色度空间的转换消除色度空间的冗余。然后对DCT变换系数进行量化，对量化后的非零系数进行游长编码和熵编码，最后获得压缩后的比特流。 视频编码技术在减少冗余数据的同时，也降低了视频流抵抗传输差错的能力。在基于运动补偿预测的视频编码中，一帧数据中发生的错误不仅影响到当前帧的重建图像质量，而且会延续到随后的预测帧，从而严重影响重建的视频质量。由于视频应用具有实时性，对时延很敏感，因此视频流数据出现差错后，就要求视频编码技术本身必须对传输误码有容错和掩错能力。在IP网络传输中，容错可以从信道编码和信源编码两方面进行，而掩错一般在解码端进行。 编码端的容错编码技术 比特流同步丢失，是指传输差错导致解码器不能追踪到哪些比特位代表什么参数。克服比特流同步丢失问题的关键在于提供这样一套机制:在传输差