流媒体技术的应用及其发展趋势
流媒体技术应用发展思索
流媒体技术应用发展思索2000字随着互联网的普及和网络带宽的提升，流媒体技术应用领域得到了迅速的发展。
流媒体技术可以实现音视频等多媒体内容的在线播放、实时直播和点播等多种形式的呈现，广泛应用于网络教育、视频直播、在线会议、在线娱乐等领域。
在流媒体技术应用发展的思索中，应从以下几个方面进行考虑。
一、加强流媒体技术的研究和创新流媒体技术是一个复杂的系统，需要有专业的技术人才进行研究和创新。
目前，流媒体技术还存在许多问题，如网络延迟、卡顿、带宽不足等，这些问题影响了用户体验和视频质量。
未来的流媒体技术应该注重优化，使其更加稳定、可靠、高效和普及化。
二、提高网络基础设施的建设和优化流媒体技术的应用需要网络基础设施的支持，包括网络带宽、网络稳定性等。
因此，应加强网络基础设施的建设和优化，以满足流媒体技术应用对网络的要求。
此外，针对不同的应用场景和服务需要，开发各种不同类型的网络，提供更加稳定和高效的流媒体服务。
三、加强版权保护和内容监管随着流媒体技术的发展，内容制作和传播形式也越来越多样化。
然而，一些用户在使用流媒体服务时侵犯了版权，或通过流媒体传播不良内容，这给版权方和社会治理带来了很大的困扰。
因此，应加强版权保护和内容监管，制定相关法规并按照相应的规定进行监管。
四、加强用户数据保护和隐私保护流媒体技术应用会涉及大量的用户数据和隐私信息，这些信息往往是用户的个人隐私，很容易受到未经授权的访问、窃取和滥用。
因此，应加强用户数据保护和隐私保护，制定相关政策并加强监管，同时加强用户的知识普及和风险提示。
总之，流媒体技术应用已成为数字化社会重要的组成部分，其应用范围和用户规模不断扩大。
然而，流媒体技术应用也面临着诸多挑战，需要不断地进行技术研究和创新，提高整个流媒体生态的发展水平。
同时，加强网络基础设施建设和优化，加强版权保护和内容监管，以及加强用户数据保护和隐私保护，才能让流媒体技术应用更好地服务于人类社会的数字化发展。
流媒体技术简介
流媒体技术简介流媒体技术（Streaming Media Technology）是为解决以Internet为代表的中低带宽网络上多媒体信息（以视音频信息为重点）传输问题而产生、发展起来的一种网络新技术。
采用流媒体技术，能够有效地突破低比特率接入Internet方式下的带宽瓶颈，克服文件下载传输方式的不足，实现多媒体信息在Internet上的流式传输。
Microsoft、Intel、apple、RealNetworks等公司在流媒体技术的发展、应用等方面都具有很强的实力。
一、流媒体技术原理1．流媒体"流媒体"的概念包括以下两个层面。
其一，流媒体是计算机网络（尤其是中低带Internet／Intranet）上需要实时传输的多媒体文件，比如声音、视频文件。
在传输前需要压缩处理成多个压缩包，并附加上与其传输有关的信息（比如，控制用户端播放器正确播放的必要的辅助信息），形成实时数据流。
数据流最大的特点是允许播放器及时反应而不用等待整个文件的下载。
其二，流媒体是对多媒体信息进行"流化"处理，是一种解决问题的方式，可以使视频等对实时性要求严格的多媒体文件在Internet／Intranet上在既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。
目前Internet上比较流行的流媒体有RealNetworks的Realmedia、Microsoft的WindowsMedia以及Apple公司的Quicktime，它们包括不同的媒体内容，具有不同的流格式（StreamingFormat），都有专用的播放器。
以目前网上最常见的RealMedia为例，其中包括RealVideo、RealAudio、RealFlash（RealNetworks公司与Macromedia公司新近合作推出的一种高压缩比动画格式），专用播放器是RealPlayer。
传输过程中通过MIME （MultiPurposeInternetMailExtensions，多用途邮件扩展）识别流媒体类型。
流媒体技术
RTSP 实时流协议(RTSP,Real Time Streaming Protocol)是由Real Networks和Netscape 共同提出的，该协议定义了一对多应用 程序如何有效地通过IP网络传送多媒体 数据。RTSP在体系结构上位于RTP和 RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据 传输。
三．P2P技术的意义 P2P技术实现以网络为中心。 P2P技术具有良好的扩展性。 P2P系统具有高健壮性。 P2P系统具有高性价比。
四．P2P流媒体技术 1、传统流媒体技术面临的问题 流媒体服务器带宽占用大。 流媒体服务器处理能力要求高。 流媒体负载均衡要求高。
２．P2P关键技术 １）为了支持P2P，即从其它客户那里抓取 媒体 流需要集成P2P处理模块到播放器．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(2)以降低交互能力及增加用户访问等待 时间为代价的所谓的准视频点播系统设 计方案。
系统数据库结构与页面设计 数据库结构设计 根据系统功能要求，可用SQLServer 2000设计、创建数据库结构，可包含以 下主要字段：
用户点播页面没计 点播页面由“主页”和“分类点播页面”组成。 主页由“主菜单”、“一周导视”、“节目播 出时间表”和“节目分类选择菜单”等几部分 组成。主页可使观众便捷地了解电视中心各类 节目信息，并可方便地选择自己感必趣的节目； 分类点播页面由“视频播放窗口”和“节目查 询”等部分组成，用户可以通过此页面直接收 看，了解节目内容，也可根据需要重播旧期节 目。
适合应用于互联网上对单一音视频的大并发的视频广 播。 首先强调的是大并发。因为如果并发访问很小（例如 只有几十个并发），那么即使使用C/S结构也不会增加 多少成本。 其次强调的是对单一音视频的访问。因为如果虽然并 发访问很高，但是分布于多个音视频媒体流（例如 VOD），而平均到每个媒体流的并发访问就不高了， 那么同样，P2P流媒体技术相对于C/S结构所节约的成 本也不明显。 所以，目前P2P流媒体技术主要应用于音视频的互联网 直播，例如电视节目的网上直播、电影的网上轮播、 重要活动的网上直播，等等。
流媒体技术的应用与发展
随着计算机网络技术的发展，信息技术的提高，流媒体越来越普及，日益受到人们的关注，它影响着人们的学习和生活．流媒体技术在教学、生活、工作等各个方面都得到广泛的应用．流媒体的出现，丰富了互联网的内容，是一种具有强大吸引力的新型媒体．1流媒体的概念和特点流媒体是指采用流式传输的方式在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ播放的媒体格式．它是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器，让用户一边下载一边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术．这种技术是在客户端的计算机上创建一个缓冲区，在播放前预先下载一段数据作为缓冲，播放程序就会取用一小段缓冲区内的数据，这样可以边下载边收看，避免了用户必须将整个文件下载才能观看的缺点．流媒体技术源于美国，它采用流式传输方式．流媒体的特点是运用可变带宽技术使人们可以在网络环境下在线欣赏高品质音频和视频节目，流媒体数据流具有连续性、实时性、时序性三大特点．2流媒体的关键技术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式：实时流式传输和顺序流式传输．不同的传输方式应用于不同的场合．顺序流式传输采用顺序下载的方式进行传输，在给定的时刻只能观看已经下载的部分，不能观看没有下载的部分．顺序流式传输比较适合于多媒体片段．实时流式传输能在传输期间根据网络状况对下载速度进行调整，使得流媒体数据总是被实时地传输，因此比较适合于现场直播．流媒体的传输还需要特定的协议来支持．目前支持流传输的协议主要有用于因特网上针对多媒体数据流的实时传输协议ＲＴＰ、与ＲＴＰ一起提供流量控制和拥塞控制服务的实时传输控制协议ＲＴＣＰ、如何有效地通过ＩＰ网络传送多媒体数据的实时流协议ＲＴＳＰ．目前，比较成熟的流媒体传输一般采用ＲＴＰ／ＲＴＳＰ．只有采用适当的传输协议，才能发挥数据流的作用，保证数据流的传输．流媒体还提供多种播放方式，以供用户选择，主要包括：单播、广播和组播．单播是每个客户端与流媒体服务器建立一个单独的数据通道，从服务器上发出的数据包只能传给一个客户端．广播是承载流数据的网络以广播的形式传给子网用户．组播是结合广播和单播的特点，将数据包复制发给多个客户，保证数据占有最小带宽．3流媒体技术的应用因特网的不断发展给流媒体应用提供了广阔的市场前景，它的应用涉及到信息、娱乐、生活、工作等各个方面．流媒体技术广泛用于视频点播、远程教育、视频会议、视频监控、数字化图书馆等等．下面就一些主要的流媒体应用做简要的介绍．３．１视频点播ＶＯＤ视频点播是流媒体传输较为常见的一种应用，它是根据用户的需求播放视频节目．放眼宽带的应用，视频点播是最接近百姓生活的，用百姓的话说，高速公路有了，就得有车跑，而视频点播是高速公路上最醒目的车．视频点播丰富了人们的文化生活和业余生活．３．２远程教育由于流媒体技术的发展，一种新的教学模式产生了．这种新的教学模式将为更多的人提供接受教育的权利和机会．远程教学目前应用也比较广泛，而且具有很好的市场应用前景．在远程教学中，可以采用多种模式实现，如可以采用课堂点播的方式播放教学内容，也可以采用广播的方式播放老师的讲课，还可以进行课堂讨论和师生交流等．远程教学已成为目前较为成功的流媒体应用之一．３．３视频会议随着计算机网络的发展和流媒体的发展，出现了视频浅谈流媒体技术的应用与发展柳艳茹（赤峰学院远程教育学院，内蒙古赤峰024000）摘要：随着计算机的普及、多媒体技术的发展以及互联网的迅速崛起，造就了一颗闪亮的明星———流媒体.流媒体是当前十分流行的多媒体技术，流媒体是人类传播科技的又一次革新，也是人类传播力量的又一次突破，在网络媒介发展中具有重要的意义和价值.流媒体为网络媒介的带来了全新的媒介景观，在当今社会中具有广泛的应用.本文就流媒体的概念和特点进行介绍，简要分析流媒体的关键技术，并谈谈流媒体技术的应用和发展.关键词：流媒体；协议；应用；特点中图分类号：Ｇ４３４文献标识码：A文章编号：1673-260X （2012）06-0016-02Vol.28No.6Jun.2012赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第6期（上）2012年6月１６－－会议系统，它是运用各种通信媒体将人物、图像、声音等信息分别发送到不同地区的计算机上，使得不同地区的用户可以共聚一起进行交流．宽带网络、信息压缩技术的进步以及个人计算机的普及使得视频会议系统产品得到了迅速发展．视频会议系统是一种先进的、实用的信息交流平台，现在许多高校、企业都建立了视频会议系统，方便用户的交流与沟通．３．４校园网校园网的建设近几年来也逐渐呈现出蓬勃发展的趋势，很多学校都想建立自己的网站，为学校教学、科研和管理等提供资源共享和信息交流等服务．随着多媒体技术的不断发展，特别是流媒体的发展，现在已经有一些成熟的产品用来组建校园网．３．５数字图书馆数字图书馆是用数字技术处理和存储各种图文并茂文献的图书馆，实质上是一种多媒体制作的分布式信息系统．它把各种不同载体、不同地理位置的信息资源用数字技术进行存储，以便于跨越区域、面向对象的网络查询．数字图书馆是虚拟的，是基于网络环境下的、超大规模的、分布式的、便于使用的、没有时空限制的、智能检索的知识中心．这也是流媒体重要应用之一．可以这样说，数字图书馆将成为未来社会的公共信息中心和枢纽．数字化也是未来图书馆的发展方向．３．６远程医疗远程医疗是指使用远程通信技术、全息影像技术、新电子技术和计算机多媒体技术发挥大型医学中心医疗技术和设备优势对医疗卫生条件较差的及特殊环境提供远距离医学信息和服务．它包括远程诊断、远程会诊及护理、远程医疗信息服务等所有医学活动．我国幅员辽阔，人口众多，医疗水平发展不平衡，偏远地区医疗水平不高，病人有时会因为医疗水平的制约而耽误病情．这说明在我国发展远程医疗事业不仅具有现实意义，而且拥有广阔的市场空间．而远程医疗的实现需要流媒体技术的支持．随着流媒体技术的迅速发展和宽带网络的进一步普及，远程医学和电子医学的发展将会为人们提供更好的医疗环境．３．７视频监控由于流媒体技术与网络通迅技术的结合，出现了网络化的视频监控，它是以数字视频处理技术为核心，结合网络技术、流媒体技术，克服了传统的模拟监控的缺点，并且具有智能性、远程性等特点．３．８３Ｇ手机３Ｇ手机是第三代手机，是集语音、通迅和多媒体相结合，并且包括图像、音乐、网页浏览以及其它一些信息服务的一种新型的移动通迅系统．它是流媒体技术与无线通迅设备相结合的产物，是流媒体的重要应用之一．３．９航空探测随着我国航空、军事等高尖端行业的发展，流媒体的应用范围越来越广．我国自主研发的神七、神八号飞船、探月工程“嫦娥一号”，从数据的发馈、太空中视频的直播都离不开流媒体技术．航空中的测量技术也需要流媒体技术的支持．它们的成功发射，是流媒体在航空应用的里程碑，也对流媒体直播技术应用提出一个挑战．4流媒体的发展４．１制约流媒体发展的因素从技术方面讲，带宽问题仍然是制约流媒体发展的一个重要因素，如果没有足够的带宽，就不能保证流媒体顺畅的传输，影响流媒体传输的效果．还有，压缩编码的性能和效率也影响着音频和视频的质量，应尽量地控制码流来适应网络速率的变化．流媒体数据具有大存储量和通信的需求，数据压缩是必不可少的．显然，数据压缩节省了存储空间，这就要求更高、更有效的数据编码方式，编码和解码的速度也有待于提高．其次，流媒体在传输过程中的质量控制，特别播放卡壳、传输时延问题和视频抖动问题，影响视频和音频的质量，给用户的感观造成极大的影响．随着流媒体规模的扩大，流媒体服务器的性能也是制约流媒体服务扩展能力的重要因素．从管理模式上说，流媒体的发展也受到一定的制约．目前国家规定，所有视频业务都由广电部门进行管理，只有经过广电部门批准、授权的部门和机构才能发布视频内容．一些流媒体服务也受到了产业政策的制约．还有，目前流媒体系统功能不完整，缺乏扩展性，且运营模式单一，不能满足市场的变化需求，缺乏灵活性．这些问题都有待于进一步改善．４．２流媒体的发展前景流媒体发展虽然有一些制约因素，但流媒体仍有美好的发展前景，流媒体将在未来社会中应用更广泛，并会在很大程度上改变人们的生活．可以预见，随着流式媒体的日趋成熟，流媒体技术的不断发展和完善，以及用户对流媒体需求的增加，流媒体技术一定会更上层楼，流媒体市场将有更为广阔的发展前景．———————————————————参考文献：〔1〕刘炎芬.流媒体技术及其应用[J].山西科技，2005（04）.〔2〕唐天虹,冯宝坤,胡晓鹏.实战流媒体[M].北京:科学出版社,2003.〔3〕胡晓峰，吴玲达.多媒体技术教程[M].人民邮电出版社，2004.〔4〕张丽.流媒体技术大全[M].中国青年出版社，2007.１７－－。
流媒体技术的机遇、挑战与未来
Hale Waihona Puke 其次 ， 在互联 网环境下 ， 人们 的工作观念和生活观念都在 发 生着重大 的变化， 人们可 以通过互联 网自由选择工作地点 ， 越来
越多的人会选择在家里办公， 在这样的背景下 ， 家庭电子设备越
来越多 ， 种类 和功能也越来越丰富和多样。因此 ， 流媒体 必须不 断完善 自身 ， 加 强对环境 以及不 同设备 的适 应性 ， 扩大 服务 范 围， 使人们可 以利用流媒体技术进行数据的采集 、 传输 、 接收等 ， 并通过流媒体系统提高 电视视频播放的质量 。 再次 ， 无线网络的容量不断增大 ， 流媒体技术应用在无线设 备上已成为必然 ， 而面向无线网络的流媒体应用 ， 对 当前 的编码 和传输技术带来了巨大 的挑战 ， 因此 ， 必须保证编码 技术 的高效 性和适应性 ， 同时对于编码 的处理也 不能太复杂。随着手机 技 术的发展 和运算能力 的提高 ， 流媒体在手 机领域中的应用也 越 来越广泛 ， 手机设备的无线上 网技术得到 了有效的提升 。
２ ０ ０ ２年举行的 中国宽带 流媒 体大会 很大程 度上推 动 了我
国宽带多媒体技术 的发展 ， 在此 过程 中， 宽带 用户 日 益增 多 ， 与 之相应的是运行商和宽带应用服务提供商也加大了业务 的推广 力度 ， 如今 ， 高质量的流媒体技术也已开始被应用。面Ｉ 临着用户
越来越多样的需求 ， 流媒体技术 自身也在迅速 的变革和发展 ， 为 互联 网用户提供 了更多的新服务 ， 未来 ， 流媒体技术 的服务形式 将会更加丰富。 首先 ， 可扩展流媒体技术来为人们提供电视服务 ， 比如交互 式网络 电视 ， 它是基于互联 网方 式将 服务器和用户终端 连接起
２ ０ １ ８ １ ５ ）
流媒体通信技术及其应用
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是 动 态 变化 的 ，各 个 包 选择 的路 由可 能不 尽 相 同 ，
故到达用户计算机的时间延迟也就不同。所以，使 用缓存系统来弥补延时和抖动的影响 ，并保证数据
３ 流媒体通信技术发展现状
到 目前为止 ，Ｉｔ ｎｔ ｎ ｒｅ上使 用较 多的流媒体格 ｅ ｅ Ｎ ｔ ｒｓ ｌ ｗ ｅ Ｍｅｉ、Ａ ｐｅ ｌ 包传输顺序的正确 ，使媒体数据能连续输 出，不会 式 主要 有 Ｒ ａ ｅ ｏｋ 公 司的 Ｒ ａ ｄａ ｐ ｌ公 因网络暂时拥堵而使播放 出现停顿 。在整个的传输 司的 Ｑ ｉ Ｔｍ ｕｃ ｉｅ和 Ｍｉｏｏ 公 司的 Ｗｉｄｗ ｄ 。 ｋ ｃ ｓｆ ｒ ｌ ｎ ｏｓ Ｍｅｉ ａ Ｒ ａ ｅ ｏｋ ｅ Ｎ ｔ ｒｓ公 司 的 Ｒ ａＭｅｉ 括 Ｒ ａＡ － ｌ ｗ ｅ ｄａ包 ｌ ｅｌｕ 和控制过程 中，必须采用一定的网络协议来实现流 式传输 ，为用户提供可靠服务质量保证。
的下载 时 间。
２ 流 媒体 通信 原 理
由于 目前 的网络带宽还 不能完全满足 巨大 的
ＡＶ Ｄ等多媒体数据流量的要求 ， 以在流媒体 ／ 、３ 所 Ｎ Ｄ等多媒体文件数 流式传输方式将整个 ＡＶ及 ３ ／ Ｄ等多媒体文件 通信技术 中 ，应首先对 Ａ 、３ 经过特 殊 的压缩 方式 分成 一个 个压 缩 包 ，由视 频服 据进行预处理后才能进行流式传输。它主要包括降 务器向用户计算机连续 、实时传送 在采用流式传 低质量和采用 先进 高效的压缩算法两个方 面。其 输方式 的系统中，用户不必像采用下载方式那样等 次 ，与下载方式相比，尽管流式传输对 于系统缓存 到整个文件全部下载完毕 ，而是 只需经过几秒或几 容量的要求大大降低 ，但它的实现仍需要缓存 。这 ｎｅ ｅ是 ｒ 十秒的启动延时 即可在用户的计算机上利用解压设 是 因为 Ｉｔ ｎｔ 以包传输 为基础进 行断续的异步 备 （ 硬件或软件 ） 对压缩的 Ａ Ｎ、３ Ｄ等多媒体文 传输。数据在传输中要被分解为许多包，但网络又
流媒体的发展史
流媒体的发展史
流媒体技术是一种利用互联网传输媒体内容的技术，可以实时传输音频、视频以及其他数字媒体。
流媒体技术最初始于20世纪90年代，当时被用于传输音频和视频，以满足用户对实时视频的需求。
1996年，RealNetworks公司推出了RealPlayer，这是第一款流
媒体播放器，它可以在Windows和Mac OS系统上播放流媒
体内容。
随后，其他公司也开始推出自己的流媒体播放器，包括Microsoft的Windows Media Player、Apple的QuickTime和Adobe的Flash Player。
2005年，YouTube开始提供在线视频服务，使得流媒体受到
了更广泛的关注。
此后，越来越多的公司开始提供流媒体服务，比如Netflix、Hulu和Amazon。
近年来，随着移动设备的普及，流媒体技术的应用也在不断扩展。
目前，许多移动应用程序和游戏已经使用流媒体技术来提供实时视频和音频服务。
流媒体技术与发展趋势
但 所 谓 流 媒 体 是 指 用 户 通 过 网 络 或 者 特 定 数 字 信 道 边 下 载 边 播 放 标 清 甚 至 是 高 清 。 是 同 样 的 内 容 就 可 能 需 要 经 过 流 媒 体 系 统 有 效 的 多媒 体 数 据 的一 种 工 作 方 式 。 媒 体 应 用 的一 个 最 大 的好 处 是 用 户 不 转 换 才 能 成 为 最 适 合 在 手 持 设 备 上 播 放 的 媒 体 。 流
发 展 趋 势 和 出现 的 新 的 服 务 和 技 术 。
【 键 词 】 媒 体 技 术 ； 用 ； 展 趋 势 ； 媒 体 系统 ； 体服 务 器 ； 联 网 ； 关 流 应 发 流 媒 互 多媒 体 数 据 ； 码 技 术 ； 频 编 码 器 ； 编 视 网络 技 术
目前 ． 媒体 的 发展 正 处在 一 个 酝酿 着 突变 的 阶段 。 流 无论 从 应 用 、 现 代 家 庭 中 的 越 来 越 多 的 设 备 可 以 用 来 采 集 ， 收 ， 送 和 播 放 接 发 所 服 务 和技 术 ， 会 产生 一 系列 重 大 的 突破 。 流媒 体 的 领域 里 ， 点 多 媒 体 数 据 。 有 这 些 设 备 所 收 到 的多 媒 体 数 据 如 何 在 家 庭 网络 和 设 都将 在 重 不 应是 只 放在 几 个 孤 立 的关 键 技 术 上 ， 而是 应 该 把 流 媒 体 当作 一 个 系 备 间 共 享 ． 流 媒 体 的发 展 提 供 了一 个 更 大 的 舞 台 ， 正 实 现 一 种 无 为 真 统 工程 ， 编码 、 输 、 享 、 传 分 网络 以及 设 备 都 是 互 相 联 系 的一 个 整 体 。
需 要 花 费很 长 时 间将 多 媒 体 数 据 全 部 下 载 到 本 地 后 才 能 播 放 ， 仅 需 而 ３ 流 媒体 新技 术 将 起 始 几 秒 的数 据 先 下 载 到 本 地 的缓 冲 区 中就 可 以 开 始 播 放 ， 面 收 后 这 里将 讨 论 高 效 的视 频 编码 、 可伸 缩 的视 频 编码 和 Ｐ Ｐ技 术 ， ２ 它 流媒体播放器通常只是在开始时有一些时延 。 流媒体系统要 比下载播 们都 能极大地 改进 当前流媒 体系统的性 能。 放 系统 复 杂 得 多 ， 以需 要 将 多 媒 体 的 编 解 码 和 传 输 技 术很 好 地 结 合 ３１ 高效 的 编码 技 术 所 ． 在 一 起 。 能 确 保 用 户 在 复 杂 的 网络 环 境 下 也 能 得 到 较 稳定 的 播 放 质 才 流媒 体 系统 中 的 多媒 体 数 据 要 通 过 网 络来 传 输 给 用 户 ， 高效 的 编
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流媒体技术的应用及其发展趋势 (华中科技大学电子与信息工程系 武汉 430074) 摘 要 流媒体是一种以音视频数据流的方式在网络上传递多媒体信息的技术，具有实时性和连续性的特点。本文从流媒体技术的基础和系统结构入手，主要就流媒体技术的应用和未来发展趋势进行了探讨。
关键词 流媒体 应用 0 引 言 近年来，随着网络宽带的发展和用户需求的驱动，流媒体技术和相关的应用得到越来越多的关注，随时随地观看的方式深受教育、娱乐等行业的喜爱，被认为是未来高速宽带网络的主流应用之一。在网络上传输音视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。音视频文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时，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。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。 本文首先概要的介绍了流媒体技术的基础和流媒体系统的基本结构，接着重点介绍了流媒体技术的应用，最后对流媒体技术未来的发展趋势进行了探讨。
1 流媒体技术基础 所谓流媒体技术，就是将连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，让浏览者一边下载一边收看、收听，而不需要等到整个多媒体文件下载完成就可以即时观看的技术。它是一种解决多媒体播放时网络带宽问题的技术。流媒体技术并不是单一的技术，它是融合很多网络技术之后所产生的技术，涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储、传输以及网络通信等多项技术。 采用流媒体技术由于不需要将全部数据下载，因此等待时间可以大大缩短，也节省了大量的磁盘空间。流媒体作为在互联网上实时传输多媒体文件的技术，前景被一致看好。 流媒体指在Internet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。流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放。流媒体技术的核心技术是流(Streaming)技术和高压缩技术，使多媒体视音频信息以边下载，边播放的形式提供服务。流式传输，表示声音、影像或动画等媒体由视频服务器向用户计算机连续、实时地传送。 流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时音视频源或存储的音视频文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已经播放的内容，流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。 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
器启动程序，使用HTTP从WEB服务器检索相关参数。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. 对于流媒体来说，目前比较常见的几种流媒体格式有微软的.asf，RealNetworks公司的.rm、.ra、.rmvb以及苹果公司的.mov等。
2 流媒体系统的基本结构 一个基本的流媒体系统包括编码器、服务器和播放器三部分。 编码器对原始的音、视频数据进行一定格式的压缩编码，编码的方式有实时和非实时两种，常用的音频编码器主要有MP3，常用的视频编码器主要有MPEG-4、H.261、H.263和H.264等，其中H.264视频编码器无论是在编码效率还是在图像质量上都优于其它现有视频编码器。 服务器负责将编码数据封装成RTP数据包发送到网络中。每次从节目中获取一帧数据，然后分成几个RTP数据包，并将时间戳和序列号添加到RTP包头，属于同一帧的数据包具有相同的时戳。一旦到达数据包所应播放的时间后，服务器便将这一帧的音视频数据包发送出去，然后再读取下一帧数据。 客户端每次从队列头部读取一帧的数据，从包头的时间戳中解出该帧的播放时间，然后进行音视频同步处理。同步后的数据将送入解码器进行解码，解码后的数据被送入一个循环读取的缓存中等待。一旦该帧的播放时间到达，解码数据就会从缓存中取出，送入播放模块驱动底层硬件设备进行显示或播放。
3 流媒体技术的应用 3.1 在线直播 目前在线直播（或称为网络直播）已经得到了迅猛发展，已经从实验阶段走向了实用阶段，并能够提供较满意的音、视频效果。许多高校也已提供了在线直播业务，提供的内容涵盖实时教学、校园电视、其他电视节目转播等。并且通过Multicast（多址广播）技术大大减少服务器端的负荷。当前流行的PPLive、PPStream都是在线直播的具体应用。 3.2 视频点播 视频点播技术已经不是什么新鲜的概念了，最初的VOD应用于卡拉OK点播，当时的VOD系统是半自动的需要人工参与。随着计算机的发展，VOD技术逐渐应用于局域网及有线电视网中，此时的VOD技术趋于完善，但有一个困难阻碍了VOD技术的发展，那就是音视频信息的庞大容量。此时流媒体技术出现了，在视频点播方面我们完全可以遗弃局域网而使用互联网，由于流媒体经过了特殊的压缩编码，使得它很适合在网络上传输，由于采用了先进的负载均衡技术，可对大规模的并发点播请求进行分布式处理，使其能适应大规模的点播环境。 3.3 视频会议 视频会议是流媒体技术的一个重要应用方面，通过流媒体我们还可以进行点对点的通信，最常见的例子就是可视电话和视频会议系统。只要我们有一台已经接入互联网的电脑和一个摄像头，就可以与世界任何地点的人进行音、视频的通信。此外，具有多个分校区的院校可以利用基于流技术的视频会议系统来组织跨校区的会议和讨论，从而节省大量人、财、物的开支。当然目前视频会议技术可大致分为主要由软件实现的桌面视频会议系统和主要由硬件实现的会议室型视频会议系统，两者在价格、性能和音视频效果上都有较大差别，各高校在实际采购部署中也采用了不同的方案，有纯桌面型的，有纯会议室型的，也有两者结合的，需求不同，其应用方式自然不同。 3.4 远程教育 电脑的普及、多媒体技术的发展以及网络的迅速崛起，给远程教育带来了新的机遇，世界各国都正大力开展包括网络教育在内的远程教育。 在远程教学过程中，最基本的要求是将信息从教师端传递到远程的学生端，需要传递的信息可能是多元化的，这其中包括各种类型的数据：如视频、音频、文本、图片等。将这些资料从一端传递到另一端是远程教学需要解决的问题，而如何将这些信息资料有效的组合起来以达到更好的教学效果更是我们需要思考的重要方面。由于当前网络带宽的限制，流媒体无疑是最佳的选择。 同时就目前来讲，能够在远程教学活动中进行多媒体交互教学的技术多为流媒体，像RealSystem、Flash 等技术就经常应用到远程教学中。远程教育是对传统教育模式的一次革命，它能够集教学和管理于一体，突破了传统“面授”的局限，为学习者在空间和时间上都提供了极大便利。
4 流媒体技术未来的发展趋势 4.1 IPTV 据国际电信联盟ITU在2004年9月的一份报告指出，全球的宽带用户已经在去年底首度突破1亿大
关，其中中国电信的宽带用户就超过了一千万，用户的主要接入方式是ADSL和以太网线，其实际的连接速率可以达到1Mbit/s。而且随着高性能的编码技术的采用，如H.264和最新的Windows Media视频编码器，800Kbit/s的视频流就可以接近或达到DVD质量。 在这种情况下，扩展流媒体技术用来提供电视服务也就顺理成章了。IPTV，也叫交互式网络电视，就是利用流媒体技术通过宽带网络传输数字电视信号给用户，这种应用有效地将电视、网络和PC三个领域结合在一起，具有很强的发展前景。IPTV可以采用两种不同的方式提供用户电视服务，组播或者广播方式和视频点播(VOD)方式。一个明显的优势是IPTV是基于现有互联网的方式来实现服务器和用户终端的连接，因此很容易同时提供现有的互联网的服务，将电视服务和互联网浏览、电子邮件，以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结合在一起。 4.2 无线流媒体 2.5G，3G以及超3G无线网络的发展也使得流媒体技术可以被用到无线终端设备上，目前中国联通公司提供CDMA 1x，用户网络带宽最多可以达到100Kbit/s，这已经足够提供QCIF大小的流媒体服务；而且随着3G 无线网络的应用，用户的网络带宽可以达到384Kbit/s。另一方面，手机设备运算能力越来越强，存储空间越来越大，不用说SMART Phone和Pocket PC等高端手机，就是一般的中档手机也能实现基本的H.264的软件解码。 面向无线网络的流媒体应用对当前的编码和传输技术提出了更大的挑战，首先，相对于有线网络而言，无线网络状况更不稳定，除去网络流量所造成的传输速率的波动外，手持设备的移动速度和所在位置也会严重地影响到传输速率，因此高效的可自适应的编码技术至关重要。其次，无线信道的环境也要比有线信道恶劣得多，数据的误码率也要高许多，而高压缩的码流对传输错误非常敏感，还会造成错误向后面的图像扩散，因此无线流媒体在信源和信道编码上需要很好的容错技术。尽管手机设备的运算能力越来越强，但是由于它是由电池供电的，因此编解码处理不能太复杂，并且最好能够根据用户设备的电池来调整流媒体的接收和处理，能源管理技术也是移动流媒体的一个研究热点。 4.3 电子家庭 现代家庭中的越来越多的设备可以用来采集、接收、发送和播放多媒体数据。如人们可以通过电视来收看电视节目，通过PC机在互联网上欣赏流媒体节目，通过自己的数字相机和摄像机来拍摄图像和视频，通过手机和其他手持设备来发送彩信，通过汽车的音响系统来欣赏音乐和广播。并且家庭中的网络连接也是多样化的，如电视连接有线电视网，PC机连接着互联网，手机连接着无线网络，而且这些设备也能在家里通过蓝牙或802.11无线网络协议连接在一起。 所有这些设备所收到的多媒体数据如何在家庭网络和设备间共享，为流媒体的发展提供了一个更大的舞台，真正实现一种无所不在、随心所至的多媒体服务，让多媒体真正地像液体一样自由流动起来。流媒体在家庭网络应用中的关键是如何使多媒体数据能够适应不同的设备的能力，如在电视和PC机中播放的视频的大小可能是标清甚至是高清，但是同样的内容就可能需要经过流媒体系统有效的转换才能成为最适合在手持设备上播放的媒体。 4.4 编码新技术 (1) 高效的编码技术