流媒體技術(shù)研究
曹娟娟（邢臺(tái)學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)系，河北邢臺(tái)  054001）
摘要：在本文中,，我們對(duì)流媒體的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了簡單地綜述,，為流媒體研究的初學(xué)者提供了參考依據(jù)，我們的綜述主要圍繞流媒體的概
念,、系統(tǒng)構(gòu)成,、傳輸格式、傳輸協(xié)議以及技術(shù)特征等來展開,。
關(guān)鍵詞：流媒體,；系統(tǒng)構(gòu)成；傳輸格式,；技術(shù)特征

        流媒體產(chǎn)生于美國,，又被稱為流式媒體，是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆诰W(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行播放的媒體格式,，供應(yīng)商將一個(gè)視頻傳送至服務(wù)器,，然后服務(wù)器把視頻當(dāng)成數(shù)據(jù)包發(fā)出，傳送到網(wǎng)絡(luò)上,，用戶通過解壓設(shè)備對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓,，之后，視頻就會(huì)像發(fā)送前那樣顯示出來,，這個(gè)過程的一系列相關(guān)的數(shù)據(jù)包被稱為“流”,。媒體的作用就是充當(dāng)交流的介質(zhì)，傳統(tǒng)的媒體都是把需要的文件直接交給使用者，而流媒體技術(shù)是將文件分割為“流動(dòng)”的小文件集合,。我們?cè)趯?shí)際生活中已經(jīng)是開始應(yīng)用流媒體技術(shù)了,，比如：我們?cè)诰W(wǎng)上視頻語言聊天，我們?cè)谝曨l網(wǎng)站上在線觀看視頻都是利用了流媒體技術(shù),。除了個(gè)人使用外一些公司如惠普公司對(duì)產(chǎn)品研發(fā)人員以及銷售人員的培訓(xùn)都是通過網(wǎng)絡(luò)視頻進(jìn)行的,。利用流媒體技術(shù)可以大大提高交流的實(shí)時(shí)性。

1.流媒體的概念
在流媒體技術(shù)中,，最基本的思想就是將大的文件分割為一個(gè)個(gè)很小的文件，然后壓縮打包在網(wǎng)絡(luò)中連續(xù)實(shí)時(shí)傳送,。就像我們看視頻不再需要像之前那樣將視頻完全下載下來在看,，我們可以在網(wǎng)上一邊下載一邊觀看，而視頻的其他部分則在我們看的同時(shí)下載,，從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)觀看,。這對(duì)于大容量的文件的使用提供了方便。實(shí)現(xiàn)流媒體傳輸必須滿足以下三個(gè)條件：
(1) 在傳輸前文件必須被合理分割,，壓縮打包,，這樣大的文件就變成了一個(gè)個(gè)小的文件，便于傳輸,。這是后期傳輸?shù)幕A(chǔ),；(2) 在流媒體傳輸中，因?yàn)槲覀冊(cè)谑褂脮r(shí)文件仍然在下載,，所以剛下載的文件必須放在一個(gè)提前規(guī)定好的存儲(chǔ)空間中,，這個(gè)過程就是緩存，即我們常說的緩沖,。這樣才能使用戶可以連續(xù)地得到文件,；(3) 我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中的交流要求我們使用相同的語言，了解我們所使用語言的語義等,，在網(wǎng)絡(luò)中交流也是如此,，我們必須使用一種實(shí)現(xiàn)商議好的，統(tǒng)一的方式來交流,，這樣才能在網(wǎng)絡(luò)中傳輸各種各樣的數(shù)據(jù)并識(shí)別,。這種通用的“流語言”就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在流媒體傳輸
中常應(yīng)用的是HTTP/TCP,、TP/UDP協(xié)議,，通過這些協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)。現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用的流媒體技術(shù)有視頻聊天,、遠(yuǎn)程教育,、網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)?br>戰(zhàn)平臺(tái)等等，這些應(yīng)用大大方便了人們的生活。

2.流媒體系統(tǒng)的組成部分
一般而言,，流媒體系統(tǒng)大致包含以下五個(gè)組件：轉(zhuǎn)檔/轉(zhuǎn)碼工具,、編碼服務(wù)器、流媒體服務(wù)器,、媒體播放器以及多媒體制作技術(shù),。
對(duì)于一個(gè)典型的流媒體系統(tǒng)而言，其主要的組件包括以下五個(gè)部分：(1) 轉(zhuǎn)檔/轉(zhuǎn)碼工具,。該工具就是將要傳輸?shù)奈募指顬樾〉奈募?，然后壓縮打包；分割壓縮可以大大減少傳輸?shù)淖止?jié)數(shù),，從而增大傳輸速率,。(2) 編碼服務(wù)器。就是將人所能識(shí)別的語言的表達(dá)方式,，如圖片,、文字轉(zhuǎn)換為機(jī)器能識(shí)別的代碼，這樣才能實(shí)現(xiàn)在機(jī)器之間的傳輸,。完成這種轉(zhuǎn)換的就是編碼服務(wù)器,，它按照已制定好的轉(zhuǎn)換規(guī)則完成編碼。(3) 流媒體服務(wù)器,。媒體交流就像是生活中現(xiàn)實(shí)交流是需要平臺(tái)的,，平臺(tái)就是交流的場(chǎng)所和交流實(shí)際發(fā)生的物理平臺(tái)。在流媒體技術(shù)中服務(wù)器就是起到了平臺(tái)的作用,，沒有服務(wù)器交流就無法進(jìn)行,。(4) 媒體播放器。播放器就是將數(shù)字資料轉(zhuǎn)換成人能直接感受到的影音資料,，被我們看見或聽見,。在流媒體技術(shù)中常用的播放器有Windows Media Player、暴風(fēng)影音等,，它們的功能就像我們常見的CD機(jī),、電視機(jī)，播放出影音資料,。(5) 多媒體制作技術(shù),。我們常見的媒體播放經(jīng)常比較單一，文字,、圖片,、聲音等，多媒體將這些單一的媒體方式有機(jī)的結(jié)合起來,，可以提供一個(gè)全方位的環(huán)境氛圍,，使人能夠更好地理解要傳到的信
息。多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到教育,、商業(yè),、軍事等領(lǐng)域。流媒體技術(shù)中利用多媒體來展示信息數(shù)據(jù)使得流媒體技術(shù)在應(yīng)用中更加人性化,。

3.流媒體傳輸?shù)闹饕袷?br>流媒體文件是依托于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)并可以在網(wǎng)絡(luò)上傳送的多媒體文件,，一般都采用高壓縮音視頻編碼后，按播放時(shí)間的先后順序存儲(chǔ),，
而且為了快速定位,，大都存在索引信息。下面我們將對(duì)常見的流媒體格式[4]進(jìn)行闡述和說明,。
(1) Realnetwork公司的RM,、RMVB以及RA格式。1995年,，RealNetworks公司設(shè)計(jì)的RealAudio Player播放器是最早的可以播放流式音頻的播放器，之后,，該公司對(duì)RealAudio Player播放器進(jìn)行了改進(jìn),，使得其也可以播放流式視頻。在1999年該公司設(shè)計(jì)開發(fā)了ReaJukebox軟件,，通過將RealAudio Player與Real Jukebox進(jìn)行合并,，在2000年推出了RealOne多媒體播放器。RM格式的特點(diǎn)就是在保持良好畫質(zhì)的前提下可以使文件盡可能的小,，用戶可以使用RealOne播放器對(duì)其進(jìn)行播放,。另外，RM格式的一個(gè)重要特點(diǎn)就是可以進(jìn)行實(shí)時(shí)播放,，即不用通過下載就可以進(jìn)行在線收聽或者觀看的音視頻,。RMVB格式是RM格式的升級(jí)格式。 RA格式是RealNetworks公司所開發(fā)的一種新型流式音頻文件格式,，RA格式的音頻文件需要Realplayer來播放,，其文件格式的體積相對(duì)較小。
(2) Apple公司的QuickTime以及MOV格式,。其中MOV格式?jīng)]有固定的軌道,， 可以隨著計(jì)算機(jī)的改變而發(fā)生變化，這樣實(shí)用性更強(qiáng),。
(3) Microsoft公司的ASF,、WMV、WMA,、AVI,、MPEG、MPG以及DAT格式。其中,，AVI格式對(duì)視音組合起來,，進(jìn)行有損壓縮，源文件損失較大,，造成視音質(zhì)量不好,，但在光盤中使用的比較廣。
(4) Micromedia公司的SWF,、MTS,、AAM以及AAS格式。其中WMV格式與MP3格式都是音頻播放格式,，但WMV格式壓縮比大,，但音質(zhì)質(zhì)量也比較好，是一種比較新的音頻播放方式,。

4.流媒體的傳輸協(xié)議
在現(xiàn)實(shí)生活中我們交流有著一種默契,，就是我們明白對(duì)方的一句話是什么意思，這種默契就是一種暗藏的協(xié)議,，這是我們交流的規(guī)則,。在網(wǎng)絡(luò)傳輸交流中同樣需要這樣的協(xié)議，以使網(wǎng)絡(luò)交流順暢進(jìn)行,。常用的流媒體傳輸協(xié)議[5]包含以下六種：RSVP協(xié)議,、RTP協(xié)議、RTCP協(xié)議,、MMS協(xié)議,、RTSP協(xié)議以及MIME協(xié)議。
(1) RSVP協(xié)議,，即資源預(yù)留協(xié)議,。這種協(xié)議規(guī)定的工作方式就是在文件中設(shè)立節(jié)點(diǎn)，建立剩余文件的預(yù)留途徑,，當(dāng)文件傳輸遇到節(jié)點(diǎn)時(shí)文件就按照節(jié)點(diǎn)處的預(yù)留途徑找到剩余的文件繼續(xù)傳輸,。RSVP是以IP為載體的，這樣就可以在寬帶中傳播,，并可以通過路由器在網(wǎng)絡(luò)上一段建立寬帶途徑,。
(2) RTP協(xié)議，即實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議,。RTP協(xié)議常應(yīng)用于流媒體技術(shù),，比較適合單播方式，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于IP電話業(yè)中,。
(3) RTCP協(xié)議,，即實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議,。這種協(xié)議的一個(gè)特征就是可以得到數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，并且根據(jù)通路的擁堵情況進(jìn)行調(diào)節(jié),，減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)亩氯?br>(4) MMS協(xié)議,，即微軟媒體服務(wù)器協(xié)議。微軟為了滿足自己推出的媒體播放方式,，而專門針對(duì)Windows Media單播服務(wù)設(shè)計(jì)的該協(xié)議,，這樣就可以在播放器中加入一個(gè)鏈接，這樣就可以直接得到網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù),。
(5) RTSP協(xié)議,，即實(shí)時(shí)流協(xié)議。該協(xié)議中服務(wù)器和主機(jī)之間是可以互相傳送數(shù)據(jù)的,，并且更加適合實(shí)時(shí)交流,。RTSP更具有實(shí)用性，在線進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理,，所以應(yīng)用比較廣泛,。
(6) MIME協(xié)議，即多目因特網(wǎng)電子郵件擴(kuò)展協(xié)議,。即多目因特網(wǎng)電子郵件擴(kuò)展協(xié)議,。該協(xié)議允許傳送的文件格式非常多，如jpg,、gif以及png等圖象格式以及HTML等文本格式都可以傳輸,。在網(wǎng)絡(luò)傳輸中比較常用的代碼是ASCII碼,，一般的文件也都是使用ASCII碼進(jìn)行編輯,，但仍然有大量的文件不是使用ASCII碼編輯，在傳播中就必須依賴MIME協(xié)議,。同時(shí),，MIME具有很大的可拓展性，這樣用戶就可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行一定的改動(dòng)使得該協(xié)議適合自己的使用需求,。
5 流媒體技術(shù)的特征

較之傳統(tǒng)的媒體,，流媒體具有自己獨(dú)特的特征，也正是這些特征使得流媒體成為當(dāng)前最具活力的媒體之一,，下面我們將對(duì)這些特征進(jìn)行詳細(xì)地說明,，這些特征包括：
(1) 信息的流式傳輸。流式傳輸是指將整個(gè)的媒體信息經(jīng)過特殊的壓縮方式分解成一個(gè)一個(gè)的壓縮包,，通過服務(wù)器向客戶端的主機(jī)連續(xù),、實(shí)時(shí)的傳輸。流式傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)在于緩解了網(wǎng)絡(luò)的壓力,，并且降低了用戶對(duì)緩存的要求,。流式傳輸?shù)倪呄螺d,、便輸出的方法可以縮減用戶的等待時(shí)間，提高了媒體信息傳輸?shù)男省?br>(2) 媒體傳輸?shù)亩鄻有?。傳統(tǒng)的傳輸方式支持的媒體格式非常少,，例如AVI、MOV等格式,，使用這些媒體格式存儲(chǔ)的多媒體數(shù)據(jù)容量較大,，不宜于傳輸。而流式傳輸支持更加廣泛的媒體傳輸格式,，例如RM,、RA、MPEG以及ASF等格式,，而使用這些媒體格式存儲(chǔ)的多媒體數(shù)據(jù)容量較小,，更加宜于傳輸。
(3) 多種壓縮率,。在傳統(tǒng)的影視文件中,，壓縮率一般是固定的，而在流式傳輸中,，壓縮率可以是多種,。為滿足不同的應(yīng)用需求，可以對(duì)一個(gè)流媒體文件采用多種壓縮率進(jìn)行壓縮,。
(4) 獲取流媒體文件的成本較低,。流媒體文件容量小，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣瓤?，下載流媒體文件方便,、快捷、耗費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用較低,。
(5) 方便的鎖定用戶,。流媒體在傳輸過程中的實(shí)時(shí)性和連續(xù)性保證了流媒體可以方便快速的鎖定用戶的相關(guān)信息。流媒體的這一特性在遠(yuǎn)程教育中彰顯的尤為重要,。
(6) 沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)流媒體這種新興媒體的發(fā)展,，這一特性促進(jìn)了流媒體的發(fā)展。
(7) 用戶可以主動(dòng)地選擇流媒體的內(nèi)容,。對(duì)于傳統(tǒng)的影視內(nèi)容用戶只可以被動(dòng)的接受,，用戶不可以發(fā)揮主觀的創(chuàng)造性去改變它們的內(nèi)容。而對(duì)于流媒體,，由于其內(nèi)容的豐富性以及面向用戶的開放性,，用戶可以指揮、操控流媒體為自己服務(wù),。流媒體的這一特性可以給用戶帶來諸如下面的便利：滿足瀏覽者的需求及不斷增長的興趣,；瀏覽者更容易記憶流媒體的內(nèi)容,；瀏覽者可以通過多種途徑接受流媒體的信息等等。
(8) 流媒體的內(nèi)容可以顛倒,。傳統(tǒng)媒體的內(nèi)容是固定不變的,，并且順序不允許改變。而流媒體的內(nèi)容是可以顛倒的,，流媒體的這種特性更加符合用戶的需求,。
(9) 允許多種媒體內(nèi)容同時(shí)播放。傳統(tǒng)得媒體僅能夠同時(shí)播放同一種內(nèi)容的媒體,，而流媒體允許多種媒體內(nèi)容同時(shí)播放,，這樣就可以同時(shí)發(fā)揮多種媒體的效果，給用戶帶來感官以及視覺上的便利,。
參考文獻(xiàn)：
[1]王震. 流媒體技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 計(jì)算機(jī)工程. 2004, 30(S1): 373-377.
[2]王亞琴, 董彥榮, 薄靜儀. 流媒體傳輸協(xié)議與應(yīng)用[J]. 辦公自動(dòng)化. 2009, 12(24): 35-39.
[3]齊蕾. 流媒體技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 中國科技信息. 2005, 17(12): 21.
[4]馬建林. 流媒體技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用[J]. 中國科技信息. 2005, 75(16): 86-87.
[5]高蕾. 基于流媒體技術(shù)的實(shí)時(shí)授課系統(tǒng)[J]. 中國科技信息. 2005, 425(13): 207.
作者簡介：
曹娟娟（1980—）,，女，河北邢臺(tái)人,，碩士,，主要研究方向：人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)