SMTVS：一种基于H.264的手机电视系统
多媒体应用设计师真题
.一、单项选择题1．一幅彩色静态图像（RGB），设分辨率为256×512，每一，种颜色用8bit表示，则该彩色静态图像的数据量为（）。
A.512×512×3×8bitB.256×512×3×8bitC.256×256×3×8bitD.512×512×3×8×25bit【参考答案】B2．多媒体技术未来发展的方向是（）。
（1）高分辨率，提高显示质量。
（2）高速度化，缩短处理时间。
（3）简单化，便于操作。
（4）智能化，提高信息识别能力。
A. （1）（2）（3）B. （1）（2）（4）C. （1）（3）（4）D. 全部【参考答案】D3．数字音频采样和量化过程所用的主要硬件是（）。
A. 数字编码器B. 数字解码器C. 模拟到数字的转换器（A／D转换器）D. 数字到模拟的转换器（D／A转换器）【参考答案】C4．全电视信号主要由（）组成。
A. 图像信号、同步信号、消隐信号。
B. 图像信号、亮度信号、色度信号。
C. 图像信号、复合同步信号、复合消隐信号。
D. 图像信号、复合同步信号、复合色度信号。
【参考答案】C5．下列哪种论述是正确的（）。
A. 音频卡的分类主要是根据采样的频率来分，频率越高，音质越好。
B. 音频卡的分类主要是根据采样信息的压缩比来分，压缩比越大，音质越好。
C. 音频卡的分类主要是根据接口功能来分，接口功能越多，音质越好。
D. 音频卡的分类主要是根据采样量化的位数来分，位数越高，量化精度越高，音质越好。
【参考答案】D6．对电视图像信号进行马赛克处理时，要运用抽边算于进行抽边运算，用（）方法可以保证对视频信号的实时处理。
.A. HDTV，PDAB. A VK，DSPC. A VSS，LUTD. DSP，LUT【参考答案】D7．下列哪种说法不正确（）。
A. 预测编码是一种只能针对空间冗余进行压缩的方法。
华为视频会议试题库-笔试
一、填空题1.会议电视系统是集_视频 _通讯、_ 音频_通讯和_ 数据_通讯于一体的新一代交互式多媒体通信系统, 是基于通信网络上的一种增值业务。
2.视频会议协议体系包括 H.320 、 H.323 、 SIP 。
3.会议平台使用的双流协议为_ H.239 _。
4.720P视频格式的分辨率是_1280X720 _、1080P视频格式的分辨率是_ 1920X1080 。
5.华为会议电视终端9039S支持最大带宽 8M 和视频格式 1080P30 。
6.华为会议电视终端9039A具有 3 个高清输入端口。
7.华为会议电视终端9039S具有 3 个高清输出端口。
8.SMC2.0 由web服务端、后台服务、数据库三部分组成。
9.MCU是由 MC 和 MP 两个模块组成。
10.摄像机的3A技术是指自动曝光、自动白平衡、自动聚焦。
11.华为VP9660的主控板名称为 ECCB 。
12.华为高端一体化终端在召开720P50/60会议时的建议会议带宽为 4M 。
13.在H.323协议体系中, GK的基本功能包括地址解析、带宽管理、区域管理。
14.VP9660最多支持 168 路分辨率为1080P30的会场。
15.SMC2.0采用 B/S 架构。
16.MCU的 GE0 接口为默认业务网口。
17.视频会议系统通过 RTP 协议传输音视频码流。
18.终端“诊断”功能中的声音测试项可检测该终端音频输出是否正常。
19.CIF格式的图像分辨率为 352X288 。
20.H.264编解码协议中, I帧采用___帧内编码方式。
21.会议电视系统中声音的质量取决于采样率、量化位数和__编解码协议____。
22.音视频编码的三个基本过程有抽样、_量化_和编码。
23.VP8660 MCU设备的一块POEA扣板可以接入 4 路带宽为 2M 的4E1终端。
24.VP8660 MCU设备的一块POEB扣板可以接入 4 路带宽为 4M 的4E1终端。
视频网络高清编码器产品使用说明书
H.265/H.264 HDMI编码器产品使用说明书目录一、产品概述1．产品概述2．应用场景3．产品参数二、浏览器使用说明1．系统登录2．预览界面3．编码器设置3.1 系统设置3.2 网络设置3.3 音视频设置3.4 安全设置三、VLC播放器设置前言感谢您使用本公司网络高清编码器产品，该产品是针对安防视频监控、IPTV网络直播、远程教学、远程医疗、庆典典礼、远程视频会议、自媒体直播应用的HDMI网络高清编码器。
采用高性能、单片SOC 芯片实现集音视频采集、压缩、传输于一体的媒体处理器，标准的H.265和H.264 Baseline 以及 Mainprofile 编码算法确保了更清晰、更流畅的视频传输效果。
内嵌 Web Server 允许用户通过 IE 浏览器方便地实现对前端视频的实时监看和远程控制。
该产品实际测试乐视云、百度云、目睹、Youtube和Wowza等服务媒体服务器，兼容海康威视H.265的NVR产品，支持TS流、RTMP、HTTP、RTSP和ONVIF等视频协议；支持AAC、G.711U和G.711A等音频编码。
以及需要运用到远程网络视频传输及直播的各种场合，本产品易于安装，操作简便。
声明：我们保留随时更改产品和规格，恕不另行通知。
这些信息不会被任何暗示或其他任何专利或其它权利转让任何许可。
读者对象：本手册主要适用于以下工程师：系统规化人员现场技术支持与维护人员负责系统安装、配置和维护的管理员进行产品功能业务操作的用户型号：TS-H264-B一、产品概述1．产品概述，该产品采用华为最先进的H.265网络高清数字音视频芯片压缩技术，具有稳定可靠、高清晰、低码率、低延时等技术特点。
该产品输入为高清HDMI视频信号，经过主芯片视频压缩编码处理，通过网络输出标准的TS流和RTMP视频流。
该产品的推出填补了行业内空白，直接取代了传统的视频采集卡，使用嵌入式操作系统保证产品更加稳定。
采用工业级铝合金外壳设计，体积小，方便安装。
智慧树知道网课《单片机原理及应用(山东联盟)》章节测试满分答案.
第一章测试1【单选题】(2分)AT89S51单片机为（）位单片机。
A.32位B.8位C.4位D.16位2【单选题】(2分)掉电后数据即丢失的存储器是哪一种A.FlashMemoryB.EPROMC.ROMD.SRAM3【判断题】(2分)51系列单片机在做最小系统工作时，P0口不加外接上拉电阻，也能正常工作。
A.错B.对4【判断题】(2分)STC系列单片机是8051内核的单片机。
A.对B.错5【判断题】(2分)MCS-51系列单片机是高档16位单片机。
A.错B.对6【判断题】(2分)复位信号是由复位电路产生的，一般有上电自动复位和上电手动复位。
A.错B.对7【单选题】(2分)在Keil软件中，C语言源文件的扩展名为（）。
A.*.aB.*.hC.*.c8【单选题】(2分)80C51单片机片内集成了（）KB的FlashROM。
A.8B.16C.2D.49【单选题】(2分)当CPU访问片外的存储器时，其低八位地址由（）提供。
A.P0B.P3C.P1D.P210【单选题】(2分)在80C51中，一个机器周期包括（）个振荡周期，而每条指令都由一个或几个机器周期组成。
A.2B.12C.8D.111【单选题】(2分)RST是单片机的（）引脚。
A.复位B.电源C.晶振D.地址锁存12【单选题】(2分)单片机复位需要（）。
A.B.高电平C.低电平D.下降沿13【判断题】(2分)当80C51单片机的晶振频率为12MHz时，ALE地址锁存信号端的输出频率为2MHz的脉冲。
A.对B.错14【判断题】(2分)80C51单片机的程序存储器用于存放运算中间结果。
A.B.错15【单选题】(2分)80C51单片机中，输入/输出引脚中有专门的第二功能的引脚是（）。
A.P0B.P3C.P2D.P1第二章测试1【单选题】(2分)立即寻址的寻址空间为（）A.SFR单元范围B.片外RAM单元C.片内RAM单元D.ROM单元范围2【单选题】(2分)单片机硬件最小系统不包括（）A.电源电路B.时钟电路C.复位电路D.输出控制电路3【单选题】(2分)for语句实现软件延时的控制条件不包括（）A.循环控制条件B.变量自增或自减C.数组范围D.初始值4【单选题】(2分)函数定义内容可以不包括为（）A.单元范围B.参数形式C.函数名称D.函数体5【单选题】(2分)下列关系运算符中优先级最高的为（）A.<B.==C.<=D.!=6【单选题】(2分)for语句常用的功能不包括（）A.实现执行语句循环B.ROM单元范围C.实现无限循环D.实现延时7【单选题】(2分)keil软件使用时第一步是（）A.安装串口B.新建工程C.新建源文件D.下载程序8【判断题】(2分)在写汇编程序时，常常用具有一定含义的助记符来表示相应的操作命令（）A.错B.对9【判断题】(2分)P0输出信号由一种状态向另一种状态变化时，编写延时子程序实现一定的时间间隔（）A.错B.对10【判断题】(2分)C语言编译器提供了很多标准库函数，具有较强的数据处理能力（）A.对B.错11【判断题】(2分)每个C程序都必须有（且仅有）一个主函数（），程序的执行总是从主函数开始（）A.对B.错12【判断题】(2分)赋值语句左边必须是变量或寄存器，且必须先定义（）A.对B.错13【判断题】(2分)while语句用来实现“当型”循环，执行过程首先判断表达式（）A.对B.错14【判断题】(2分)do-while结构用来做“直到型”先执行一次循环体再做条件判断（）A.对B.错15【判断题】(2分)51单片机的定时/计数器由T0、T1、工作方式寄存器和控制寄存器TCON四大部分组成（）A.错B.对第三章测试1【判断题】(2分)单片机的时序中时钟周期用于计量指令执行的时间长度。
H.265标准
H.265H.265是ITU-T VCEG 继H.264之后所制定的新的视频编码标准。
H.265标准围绕着现有的视频编码标准H.264，保留原来的某些技术，同时对一些相关的技术加以改进。
新技术使用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。
具体的研究内容包括：提高压缩效率、提高鲁棒性和错误恢复能力、减少实时的时延、减少信道获取时间和随机接入时延、降低复杂度等。
H264由于算法优化，可以低于1Mbps的速度实现标清数字图像传送；H265则可以实现利用1~2Mbps的传输速度传送720P（分辨率1280*720）普通高清音视频传送。
中文名：H.265推出时间：2013年2月批准组织：国际电信联盟（ITU）开发公司：爱立信制定2012年8月，爱立信公司推出了首款H.265编解码器，而在仅仅六个月之后，国际电联(ITU)就正式批准通过了HEVC/H.265标准，标准全称为高效视频编码(High Efficiency Video Coding)，相较于之前的H.264标准有了相当大的改善，中国华为公司拥有最多的核心专利，是该标准的主导者。
H.265旨在在有限带宽下传输更高质量的网络视频，仅需原先的一半带宽即可播放相同质量的视频。
这也意味着，我们的智能手机、平板机等移动设备将能够直接在线播放1080p的全高清视频。
H.265标准也同时支持4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超高清视频。
可以说，H.265标准让网络视频跟上了显示屏“高分辨率化”的脚步。
可能在几个月内，你就能看到支持H.265解码的设备上市了(如智能手机、显卡等)。
H.264统治了过去的五年，而未来的五年甚至十年，H.265很可能将会成为主流。
传输码率H.263可以2~4Mbps的传输速度实现标准清晰度广播级数字电视（符合CCIR601、CCIR656标准要求的720*576）；而H.264由于算法优化，可以低于2Mbps的速度实现标清数字图像传送；H.265 High Profile 可实现低于1.5Mbps的传输带宽下，实现1080p全高清视频传输。
卫星电视与宽带多媒体
STi5514
STi 5528：
ST40-200MHz+ST20-180MHz Dual SD Decoder GAMMA Graphics 2x USB1.1 HDDI
STi5528
STB 5528：
ST40-300MHz Dual SD Decoder 2x USB2.0/Serial ATA
在卫星、有线、地面分体机以及一体机市场的需求分析中，一体机 市场在2019年及之后将有大幅度增长，并将超过目前最大的卫星机 顶盒市场。为此， ST也推出了用于一体机的数字电视芯片。 ST 的iDTV STD2000已经在亚洲和欧洲开展了多项应用设计，今年将开 始量产。目前，ST正在与国内一些电视公司合作开发数字电视一体 机iDTV。
ST的OMEGA是一个系列的芯片组，包括：STi5512、 STi5514、STi5516、STi5517、STi5518、STi5519、 STi5528、STi5580、STi5588、STi5578、STi4629等。
26.04.2021
卫星电视与宽带多媒体
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OMEGA家族
OMEGA的第一块芯片—STi5500
卫星电视与宽带多媒体
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OMEGA家族芯片的应用
使用STi5518的部分机型：
★迪佳通双CI插卡机DT414S (DVB-S) ★同洲CDVBC2300T (DVB-C) ★同洲CDVBC5350 (DVB-C)
★九州DVS-2018T 、DVS-2018A (DVB-S) 使用STi5516的部分机型 ：
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卫星电视与宽带多媒体
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ST的现状
ST新推出了一款STM5188卫星机顶盒解码器，除了解码功能外，该 芯片还集成了QPSK解调器、音频数模转换器及压控晶振(VCXO)，这 降低了材料的总成本，而且该芯片采用了QFP小型封装，降低PCB板 的面积，并可减少了EMI干扰。
SMTVS_一种基于H_264的手机电视系统
收稿日期:2006209228 基金项目:国家自然科学基金项目(90612004)资助. 作者简介:张锦锋,男,1980年生,博士研究生,研究方向为流媒体和移动计算技术;牛建伟,男,1969年生,博士,副教授,研究方向为流媒体和移动计算技术;何 锐,男,1976年生,博士,讲师,研究方向为移动计算、信任评估等;胡建平,男,1935年生,教授,博士生导师,研究方向为并行与移动计算.S M TVS :一种基于H .264的手机电视系统张锦锋,牛建伟,何 锐,胡建平(北京航空航天大学计算机学院,北京100083)E 2m ail:jinfeng .zhang@buaa .edu .cn摘 要:手机电视系统必须能够适应网络和客户端的异构性、无线信道的多变性等特点.提出一种手机电视系统S M TV S ,流媒体服务器在不同码率的H .264视频流之间进行切换以适应网络状况的变化;代理服务器之间构成一个内容分送网络,视频数据通过应用层组播的方式传输到各个代理服务器,降低了服务器的负载,提高了网络资源利用率;代理服务器接收到视频数据之后,针对无线链路的状况对数据进行处理后再发送到客户端,以适应最终用户的不同需求;客户端根据网络状况来动态调整播放速率,避免显示缓冲区下溢和上溢.通过流媒体服务器、代理服务器以及客户端的协作,实现了视频数据在无线信道上的自适应传输.关键词:H .264;手机电视;流媒体;自适应中图分类号:T P 391 文献标识码:A 文章编号:100021220(2008)0120166205S M TVS :a H .264-ba sed M ob ile TV SystemZHAN G J in 2feng ,N I U J ian 2w ei ,H E R ui ,HU J ian 2p ing(S chool of Co mp u ter S cience and E ng ineering ,B eij ing U n iversity of A eronau tics and A stronau tics ,B eij ing 100083,Ch ina )Abstract :M obile TV system should adap t to the heterogeneity of the netw o rk s ,clients and the dynam ic of the w ireless link s .In th is paper ,w e p resent S M TV S ,a mobile TV system based on H .264video coding standard .In S M TV S ,the stream ing server s w itches among H .264bitstream s w ith different rate to adap t to the dynam ic of the netw o rk conditi on .T he p roxy servers con 2struct a content delivery netw o rk ,and transfer the video data from stream ing server to the p roxy servers th rough app licati on level m ulticast .T h is schem e alleviates the stream ing server’s load and i m p roves the utilizati on of the netw o rk resources .T he p roxy servers transcode and shape the rate of the received video data then relay to the clients ,w h ich i m p lem ents the adap tati on to the heterogeneity of the clients .To avo id the overflow and underflow of the p layout buffer ,clients dynam ically adjust the ra 2p idity of the p layout acco rding to the p layout buffer’s conditi on .T h rough the cooperati on betw een the stream ing server ,the p roxy servers and clients ,S M TV S i m p lem ents the adap tive trans m issi on of video data over w ireless link s .Key words :H .264;mobile TV ;stream ing ;self adap tive1 前 言Internet 已经成为有线链路和无线链路同时存在的异构网络.有线链路和无线链路在传输性能上具有很大的不同.在视频传输过程中,有线网络上的丢包主要由网络拥塞引起,而无线链路上的丢包则主要由于发生位错误而被上层协议丢弃引起.针对不同的丢包原因,必须采用不同的应对策略.当拥塞发生时,发送端应降低发送码率,以减轻网络的拥塞状况;而当无线网络状况变差、位错误率增加时,则需增加冗余来增强对数据的保护.若采用错误的应对策略,不但不能降低丢包率,还可能加剧情况的恶化[1].流媒体系统只有正确区分这两种丢包原因,才能够保证用户的服务质量.与有线网络相比,无线网络状况的变化更加频繁.不同的用户通常具有不同的网络状况,即使是同一个用户在不同的时间也可能具有不同的网络状况.由于不同的移动终端通常具有不同的规格,在计算能力、通信能力以及屏幕尺寸等方面都有所不同[2].无线流媒体系统必须具有对终端和可变网络状况的适应能力.流媒体数据具有数据量大、实时性要求高的特点,若采用传统的客户端 服务器模式,流媒体服务器通常很难支持大规模的用户.而且,由于无线流媒体系统还需要具有自适应能力,这对服务器提出了更高的要求,同时也必然加重服务器的负载.对于大规模用户的支持也是流媒体系统必须解决的一个关键问题.本文提出一种基于H .264视频编码标准[3]的手机电视系统S M TV S ,通过在有线网络和无线信道结合处设置代理服务器,流媒体服务器根据代理服务器和客户端所发送的反馈信息可以区分出引起数据包丢失的真正原因.代理服务器之间构成一个内容分送网络,通过应用层组播来在服务器和代理服务器之间传输数据,既可以降低服务器的负载,增大所支持的用户规模,同时也可提高本地用户的服务质量.本系统小型微型计算机系统Journal of Ch inese Computer System s 2008年1月第1期V o l 129N o .12008采用H .264视频编码标准对同一视频节目产生不同码率的多个流,服务器在不同码率的视频流之间进行切换以适应网络状况的变化.代理服务器接收到视频数据之后,针对当前无线网络的状况对数据进行处理,然后再发送到客户端.通过服务器和代理服务器的协作,本系统实现了对视频数据在无线信道上的可靠、自适应传输,并能够提供对大规模用户的支持.2 S M TVS 系统架构本文所提出的手机电视系统Sm artM obileTV System (简称S M TV S )由服务器端、代理服务器和客户端三部分构成,如图1所示.服务器端由直播服务器(Smart B road 2caster )、流媒体服务器(Sm artStream ingServer )、内容管理图1 S M TV S 整体架构图F ig .1 T he arch itecture of S M TV S服务器(Sm art Content M anagem ent Server )等服务器的服务器集群构成,另外还包括编辑工作站(Sm art Edito r ),如图2所示.代理服务器(Sm art Proxy )安装在基站或者无线访问点上,处于有线链路和无线链路的边界位置.客户端指安装了播放器软件(Sm art P layer )的需要访问视频内容的智能手机、PDA 等移动通信设备.图2 S M TV S 服务器端组成F ig .2 T he components in S M TV S server side S M TV S 可以向用户提供点播和直播两种服务.在提供点播服务时,流媒体服务器会直接将保存在磁盘阵列上的视频剪辑发送到客户端.在提供直播服务时,视频直播服务器首先通过摄像机或电视卡实时获得原始视频数据,进行编码压缩,然后再通过单播或者组播发送给流媒体服务器,由流媒体服务器作为统一的出口,通过Internet 将视频数据传输到客户端.客户端接收到视频数据后,通过解码器对视频压缩数据解码之后进行播放.在有线Internet 上部署了由代理服务器组成的流媒体内容分送网络(M CDN ,M edia Content D eliv 2ery N etw o rk )用于提供对大规模用户的支持.M CDN 和代理服务器的存在对客户端来说是透明的.3 直播服务器直播服务器用于对实时节目进行直播.在工作时,直播服务器对获得的原始视频数据压缩成符合H .264编码标准的视频流,然后通过单播或者组播将视频传输流发送出去.虽然直播服务器可以将流媒体数据直接发送给用户,但在S M TV S 中,直播服务器首先将流媒体数据发送给流媒体服务器,最后流媒体服务器再将相应的音视频数据通过M CDN 和移动网络转发给客户端.这样既可以实现对直播服务器的屏蔽,增强了系统的安全性,同时在多个直播服务器存在的情况下,为用户提供统一的入口,方便了用户的使用.3.1 直播服务器组成结构直播服务器Sm art B roadcaster 的组成结构如图3所示.图3 直播服务器组成结构F ig .3 T he components in the broadcaster直播服务器可以通过摄像头或电视卡实时采集原始视频数据,也可以从文件中读入.编码器用于将原始视频数据压缩为H .264NAL 单元,并存放到数据缓冲区中.位率控制模块根据当前数据缓冲区的充满度来调整编码器的编码参数,来对编码器的输出码率进行调节.打包器从数据缓冲区中读入H .264NAL 单元,封装为R T P (实时传输协议)[4]数据包,然后存放到包缓冲区中.包调度器根据当前的网络状况和R T P 数据包的重要性,对包缓冲区中的数据包进行选择发送,对重要的数据包可能提前发送或者多次发送,而不重要的数据包可能丢弃而不进行发送.R T P 服务器用于将R T P 数据包通过UD P 或TCP 协议进行发送.R T SP 客户端用于在直播服务器向流媒体服务器发送数据之前,对通信参数(服务器接收的端口号等)和媒体参数(视频流的描述信息)进行协商.3.2 H .264编码器H .264是ITU 和ISO IEC 联合制定的视频压缩标准,其压缩效率高于以前所有的视频压缩标准,在同等压缩质量情况下,其压缩输出码率大约为原来M PEG 24的二分之一.H .264标准在整体上分为视频编码层(V ideo Coding L ayer ,即V CL )和网络抽象层(N etw o rk A bstracti on L ayer ,即NAL ),V CL 专注于视频信号的压缩,而NAL 则定义了编码器和传输信道之间的接口.这种分层处理的结构使得H .264能够灵7611期 张锦锋等:S M TV S :一种基于H .264的手机电视系统 活适应不同的传输环境,提高传输效率.H .264提供了许多用于容错的机制[5],例如灵活宏块顺序(F lexible M acroblock O rder )、任意条带顺序(A rbitrarySlice O rder )、数据分割(D ata Partiti oning )等等.这些容错机制使得H .264编码的视频数据更适合在无线环境中进行可靠传输.SP 和S I 是H .264中提出的新的图像帧类型[6],其最大的优点在于在不同的预测帧或者不需要预测帧的情况下,可以实现完全重建.这个优点使得SP S I 帧可以用于容错、码流切换和随机访问等用途.S M TV S 通过码流切换的方式来实现码率的自适应.编码器将视频编码为不同码率的多个流,每隔一定的周期产生一帧基本SP 帧,并同时产生相应的次级SP 帧.当不进行码流切换时,基本SP 帧被发送,而需要进行码流切换时,相应的次级SP 帧被发送.解码端对基本SP 帧和次级SP 帧解码的结果完全相同,因而通过此种方式的码流切换,并不会对后续帧的解码质量造成影响,从而了实现无漂移的切换.图4 利用SP 帧进行码流切换过程F ig .4 B it 2stream s w itch ing by SP fram e利用SP 帧进行码流切换的过程如图4所示,其中在次级SP 帧SP 12处从码流一切换到码流二,虽然SP 12帧与SP 2帧的预测帧不同,但是它们的重建帧完全相同,所以切换之后,SP 2帧后的P 帧可以以SP 12帧的重建帧作为参考帧进行正常解码,从而实现了不引入漂移错误的切换.4 流媒体服务器流媒体服务器负责以流的方式向客户端发送视频数据.针对视频点播和直播两种不同服务模式,流媒体服务器的工作方式有所不同.在点播服务模式下,视频流服务器从磁盘上读入预先压缩好的视频数据,根据视频文件中的打包标记将视频数据以R T P 数据包的形式进行封装,然后以流的形式传输出去.通过这种方式,流媒体服务器在对视频数据进行打包时,不必关心视频数据的内容和编码格式,避免了相应的计算,从而很大程度上减轻了流媒体服务器的负载.在直播模式下,视频服务器首先查找是否存在用户所请求的直播流.如果所请求的直播流存在,便将从直播服务器发送过来的直播流转发给相应的客户端.4.1 流媒体服务器组成结构流媒体服务器Sm art Stream ing Server 的组成结构如图5所示.根据服务模式的不同,流媒体服务器获取数据的方式也不同.在直播模式下,流媒体服务器通过R T P客户端从直播图5 流媒体服务器组成结构F ig .5 T he components in the stream ing server服务器获得R T P 数据包,并存放到包缓冲区中.码流切换器采用一定的策略负责在直播服务器所发送的多个码流间进行切换,以实现码率的适应.为了支持点播模式,一个视频节目被压缩成不同的码流,并保存于不同的文件中.流媒体服务器通过文件切换器在不同码流文件之间进行切换,从而实现码率的适应.打包器用于将文件中读入的视频数据进行打包,并存放到包缓冲区中.包调度器和R T P 服务器的功能与直播服务器中的相应模块相同.R T SP (实时流协议)[7]服务器用于接收用户的服务请求,通过R T SP 协议负责与客户端对网络参数和媒体参数等信息进行协商.媒体参数信息以SD P (会话描述协议)进行描述.在点播模式下,对于节目播放的控制命令,例如播放、暂停、后退、快进等也通过R T SP 协议由客户端返回给R T SP 服务器.4.2 码流切换策略在传输流媒体数据的过程中,流媒体服务器主要接收到来自于代理服务器的两种反馈信息.一种是代理服务器作为流媒体服务器的客户端,接收流媒体数据时通过R TCP 接收端报告反馈的当前有线网络的状况信息;另一种则是代理服务器会将客户端的R TCP 接收端报告进行综合之后反馈给服务器的关于无线信道的网络状况信息.流媒体服务器根据代理服务器直接反馈的R TCP 接收端报告中的信息决定对其传输的码率,在必要的时候进行切换.当接收到代理服务器发起服务请求时,流媒体服务器会将视频流以最小的输出码率发送给代理服务器,当客户端开始正常播放之后,服务器逐步切换到较高码率的码流上进行输出.这样做使得客户端可以尽快接收到足够的流媒体数据开始进行播放,从而减小用户的初始等待延迟.当服务器以一定码率输出时,若网络状况变差,则切换到较低码率的码流上;反之,则切换到较高码率的码流上.为了保证客户端接收到的视频质量变化过大,码流切换在码率最接近的码流之间进行.同时,流媒体服务器根据各代理服务器反馈的对其客户网络状况的统计信息可在生成多媒体流时增加相应的容错措施.例如,若某特定码率用户无线链路的包丢失率升高,则可以增加较多I 帧,或者更多的FEC 保护;若无线链路状况较好,则可以较少I 帧,或者减少FEC 保护,以提高传输效率.861 小 型 微 型 计 算 机 系 统 2008年5 代理服务器代理服务器处于有线链路和无线链路的边界处,可以安装在基站或者无线访问点上.当请求视频服务时,代理服务器首先通过有线链路从流媒体服务器上获得数据,然后再通过无线链路将数据发送给客户端进行播放.代理服务器会将从服务器接收到的数据保存下来,当有其他客户端请求相同的节目时,则可以直接进行发送,不必从流媒体服务器重新获得,这样既可以提高客户端的访问速度,也可以降低服务器的负载.5.1 代理服务器组成结构代理服务器Sm art P roxy 的组成结构如图6所示.图6 代理服务器组成结构F ig .6 T he components in the p roxy server R T SP 客户端用于通过R T SP 协议向流媒体服务器发送服务请求和控制命令.I O 调度器用于将缓冲区中的数据保存到本地磁盘,或者从本地磁盘中读入已缓冲的数据.转码器根据当前无线信道的状况和终端的规格,对包缓冲区中的码流进行转换,从而适应各种终端和无线信道的状况.其他模块的功能与流媒体服务器中的同名模块相同.5.2 客户端反馈信息综合代理服务器除了会以R TCP 接收端报告的形式将当前网络的状况发送给流媒体服务器,还会将其所负责的客户端所反馈回的R TCP 接收端报告进行统计综合,并反馈给流媒体服务器.代理服务器以列表的形式将信息反馈给流媒体服务器,每个列表项由一个字节大小的三元组<包丢失率等级、带宽等级、用户数等级>构成.由于流媒体服务器在码流切换时,并不需要知道精确的统计的信息,所以通过级别划分的方式降低反馈信息所引起的代价.包丢失率划分为[0,0.05)、[0.05,0.1)、[0.1,0.15)、[0.15,0.2)、[0.2,0.25)、[0.25,0.3)、[0.3,0.4)、[0.4,2)七个等级,共需要3位二进制数表示.带宽等级划分与流媒体服务器提供的输出码率等级相同,在实现时,服务器提供的码流数不会大于8,所以采用3位二进制数表示既可.将用户数划分按照以下区间划分为四个级别[0,5)、[5,25)、[25,125)、[125,2),采用2位二进制数表示.6 客户端客户端从代理服务器处获得视频数据,解码后进行播放.用户可以通过内容管理服务器的W eb 门户获得可以访问的节目.当用户选择想要访问的视频节目后,客户端首先通过R T SP 协议向流媒体服务器发送请求,流媒体服务器会根据用户所处区域、当前的网络状况、代理服务器的负载情况等信息为该客户端选择一个代理服务器,并将客户端的请求重定向到该代理服务器.代理服务器若已经在本地缓冲了客户端所请求的视频数据,则直接转发给客户端;若没有,则首先从流媒体服务器上获得之后,再转发给客户端.最终,视频数据自流媒体服务器发送至代理服务器,再由代理服务器转发到客户端.客户端请求的重定向、代理服务器的转发等操作对用户是透明的.6.1 客户端组成结构播放器Sm art P layer 的组成结构如图7所示.图7 播放器组成结构F ig .7 T he components in the p layerR T P 客户端、R T SP 客户端以及包缓冲区的功能与代理服务器中的同名模块功能相同.解码器从包缓冲区中取得数据进行解码后,存放到显示缓冲区中.解码器具有较好的容错功能和健壮性,当数据包丢失时,可以继续解码,并利用可用数据对丢失数据进行预测和恢复,以提高解码视频质量.自适应播放模块根据当前显示缓冲区可播放帧数、数据帧的增加速度来调整播放速度,避免播放缓冲区下溢而停止播放,从而改善用户体验.6.2 自适应媒体播放无线信道是一种多变的信道,其传输带宽、丢包率都在不断的变化之中.代理服务器在进行包调度时,可能会丢弃一定的数据包,这会使得客户端所接收到的视频帧率低于正常帧率.当网络状况较差时,客户端所获得的视频数据变少,显示缓冲区中的视频帧增加速度变慢,若按照正常速度播放,则会导致显示缓冲区下溢,播放器停止播放,此时用户必须等待.在Sm art P layer 中,采用自适应媒体播放技术(A datp ive M edia P layout ,AM P )[9210]对视频帧进行自适应的播放.当显示缓冲区中视频帧增加速度变慢时,自适应播放模块会相应地放慢显示速度,以降低播放器下溢的可能性;而当网络状况变好,显示缓冲区中的数据帧速率加快时,自适应播放模块也会加快相应的显示速度,以避免显示缓冲区上溢.研究表明,当音频和视频的播放速率降低25%时,播放的主观效果很难察觉,而与停止播放让用户进行等待相比,这种方式能给用户更好的体验.7 实现与分析S M TV S 的主要组件现在已经基本实现,并在进一步的9611期 张锦锋等:S M TV S :一种基于H .264的手机电视系统 完善之中.直播服务器、流媒体服务器和代理服务器均在L in2 ux平台上实现,客户端则在W indow s M obile、Sym bian和BR E W三种平台上都进行了实现,分别采用W i2F i、GPR S和CDM A三种方式来访问视频节目.初步的实验结果证明, S M TV S可以支持多种异构网络和终端.对S M TV S的设计和实现进行分析,可知其具有如下特点:7.1 良好的可扩展性将编码放在单独的直播服务器和编辑工作站上进行,流媒体服务器只负责流媒体的传输,从而降低了流媒体服务器的负载,增强了系统的可扩展性.7.2 高的安全性专门的内容管理服务器用于负责视频内容的管理和用户的认证.直播和点播服务都通过流媒体服务器作为统一出口,增强了系统的安全性,同时也为用户的访问提供了统一的接口.7.3 良好的视频质量采用H.264编码标准进行压缩,能够在低带宽下为用户提供高质量的画面.7.4 网络带宽的自适应性对同一视频内容产生多个不同码率的视频流,流媒体服务器根据网络状况的变化,在不同视频流之间进行切换,保证较好的服务质量.7.5 客户端的自适应性解码器采用自适应播放技术,当根据网络状况和解码端缓冲情况自动调节播放速度,从而实现良好的用户体验.7.6 低的起始延迟当用户发起视频请求时,流媒体服务器首先以最低码率向用户传输视频,再加上自适应播放技术的配合使用,可以在较短的时间之内开始播放视频,从而降低了用户的等待延迟. 8 结 论本文提出了一个基于H.264编码标准的手机电视系统,在设计中对网络的异构性和多变性、移动终端的多样性、安全性、服务质量以及大规模用户的支持等方面都进行了考虑,并采取了相应的对策.已完成的实现和分析说明本系统是一个合理的解决方案,必将在未来的应用中取得更大的成功.References:[1]T akesh i Yo sh i m ura,Tomoyuk iO hya,To sh iro Kaw ahara,et al.A Q oS contro lm ethod fo rM PEG video w ith an R T P monito ringagent fo r mobile stream ing service[J].E lectronics and Comm u2 nicati ons in Japan,2004,1(87):54264.[2]T hom as Stockhamm er,M iska M.H annuk sela,T hom as W ie2gand.H.264 AV C in W ireless Environm ents[J].IEEE T rans2acti ons on C ircuits and System s fo r V ideo T echno logy,2003.13(7):6572673.[3]Jo int V ideo T eam(JV T)of ISO IEC M PEG&ITU2T V CEG:D raft ITU2T recomm endati on and F inal D raft Internati onalStandard of Jo int V ideo Speci2ficati on(ITU2T R ec.H.2642 ISO IEC14496 10AV C2JV T2G050r1.doc)[S].ISO IEC M PEG&ITU2T V CEG(2003).[4]Schulzrinne H,Casner 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２０ ０８年 １月 第 １ 期
Ｖｏ ． ９ １ ２ Ｎｏ １ ２ ０ ． ０ ８
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｉｅ ｅＣ ｍｐ ｔｒＳ ｓｅ ｏ ｒ ａ ｆＣｈｎ ｓ ｏ ｕ ｅ ｙ ｔｍｓ
Ｓ Ｖ ： ＭＴ Ｓ 一种 基 于 Ｈ． ６ ２ ４的 手机 电 视 系统
适 应 传输 ．
关 键 词 ： ２ ４手 机 电视 ； Ｈ．６ ； 流媒 体 ； 自适 应 中图 分 类 号 ： Ｐ ９ Ｔ ３１ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０１２ （０８ ０ —１６０ １ ０ —２０ ２ ０ ） １０ ６— ５
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张锦 锋 ， 牛建 伟 ， 何 锐 ， 胡建 平
（ 北京航空航天大学 计算机学院， 北京 １ ０８ ） ００ ３
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摘
要 ： 机 电视 系统必 须 能 够适 应 网络 和 客 户 端 的 异 构性 、 线 信道 的 多 变性 等特 点 ． 出一 种 手机 电视 系统 Ｓ Ｖ 流 媒 手 无 提 ＭＴ Ｓ，
体 服 务 器 在 不 同码 率 的 Ｈ． ６பைடு நூலகம்频 流 之 间进 行 切 换 以 适 应 网络 状 况 的 变化 ； 理 服 务 器 之 间 构 成 一个 内容 分 送 网络 ， 频数 ２ ４视 代 视 据 通 过应 用层 组播 的 方 式 传 输 到 各个 代 理服 务 器 ， 低 了服 务 器 的 负载 ， 高 了 网络 资源 利 用 率 ； 理 服 务 器 接 收 到 视 频 数 据 降 提 代