成冰 李沛霖

摘要

隨著國內計算機網絡技術的不斷發(fā)展，網絡寬帶已經獲得了極大程度的改善，這為多媒體網絡傳輸提供了非常良好的環(huán)境。多媒體不僅信息流量相對較大，還擁有實時性、持續(xù)性、交互性以及同步性的特點。如何保證并提高流媒體的服務質量是當前技術發(fā)展所面臨著的最為主要的問題。

【關鍵詞】流媒體 嵌入式 網絡傳輸

多媒體數據與傳統(tǒng)數據有很大的區(qū)別：首先，多媒體數據的容量要比傳統(tǒng)媒體數據量更大。多媒體數據也擁有自己的時間連續(xù)性，具體表現在多媒體數據播放時，這就決定了多媒體數據在傳輸的過程中具有實時性;除此之外多媒體數據還擁有其特有的交互性，用戶能夠根據自己的需要對文件播放的過程來選擇加速或者暫停等操作除此之外，多媒體數據還有持續(xù)性的特點，播放時間長，這就對流媒體傳輸的穩(wěn)定性提出了更高的要求。下面對實時流媒體的傳輸控制進行了研究，從而找出一個能夠進行實時流媒體的同步控制策略。

1流媒體系統(tǒng)的應用范圍

1.1視頻點播

國內計算機技術的快速發(fā)展，流媒體技術進入了大眾的視野當中，用戶能夠根據自己的需求來進行點播，這就是流媒體技術最直接的體現。視頻點播主要出現在局域網、廣域網以及有線電視等，具有非常良好的發(fā)展前途。

1.2遠程教育

流媒體技術的不斷發(fā)展，教育也隨之發(fā)生了變化，那就是遠程教育。遠程教育網絡已經越來越依靠流媒體，并將之作為最核心的教學方法。在進行遠程教學時，最為基礎的要求，就是把教學信息從教師端傳輸到學生端，需要輸送的信息多種多樣，比如文本視頻、圖片等。把這些信息從一邊傳送到另一邊去，是遠程教學要解決的最為基礎的問題。在網絡寬帶的限制之下，流媒體傳輸是最合適的選擇。

1.3視頻監(jiān)控

把那些與網絡有連接的攝像頭，安裝在各自需要的地方，這樣就能夠實現遠程的監(jiān)測。這樣的全新流媒體技術檢測系統(tǒng)和傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比要更加靈活快速。

2流媒體發(fā)展中需要解決的問題

2.1網絡帶寬問題

網絡帶寬是一個影響流媒體QoS的關鍵原因，網絡帶寬會根據時間的變化而發(fā)生變化，而流媒體的碼率要和傳統(tǒng)媒體文件的要大，需要給文件提供更加穩(wěn)定的環(huán)境，為了實現這樣的傳輸環(huán)境，所以流媒體服務器系統(tǒng)必須要采取相應的控制策略來將環(huán)境穩(wěn)定。

2.2分組丟失

由于流媒體自身的實時性，其數據傳輸一般都使用DUP協(xié)議，但是UDP是一種在無連接條件下盡可能使用的傳輸協(xié)議，所以在網絡中存在著一個問題，那就是會出現分組丟失。尤其是在網絡繁忙時期，這個時候路由器無法完整全面的處理好隊列中的數據，因此造成分組丟失。分組丟失的出現會造成流媒體的質量下降，甚至還會讓接收端無法解碼。

2.3網絡異構

網絡異構是當前流媒體傳輸技術所面臨的一個大問題，子網絡從最基本的物理層到最高層的應用層有很多的特性，這些特性都存在著巨大的差異。所以通常會使用代理技術來進行流媒體的跨網傳輸。

3流媒體技術

3.1流媒體數據壓縮技術

數據壓縮編碼的基礎是信息論，壓縮是把信息當中多余的部分，也就是那些確定下來能夠推算出來的部分，用一種更加接近信息根本的描述來替代原有的多余描述。一般來說信息本身有很多多余的部分，這些部分主要是通過信息之間的相似性以及推導產生的。主要有以下分類：空間冗余，空間冗余經常出現在靜態(tài)圖中，相同景物的每一個像素顏色都具有連貫性，可以發(fā)揮這種連貫性來對像素點的存儲方式來進行改善。第二種是時間冗余。時間冗余通常出現在視頻當中。視頻是在一個固定的時間段內由連續(xù)靜態(tài)圖片組成，相鄰幀一般都有相同的背景，只有一些空間位置上的不同，前后幀的數據有著大量相似的地方，一般來說，動態(tài)圖像一般是每秒25幀，前后幀包含的大量相同信息造成了時間冗余。

3.2流媒體網絡傳輸技術

以往的計算機網絡是從最底層的物理層到中間層的傳輸協(xié)議，到最高層的應用方面都難以滿足當前流媒體業(yè)務的基礎需求。現在流媒體的網絡傳輸需要更加穩(wěn)定快速的計算機網絡環(huán)境，包括了高帶寬、低延遲、支持組播模式、可靠穩(wěn)定的網絡傳輸性能。網絡與通信技術的發(fā)展讓網絡帶寬比以前更加優(yōu)秀，推動了流媒體業(yè)務的不斷發(fā)展。為了給流媒體業(yè)務傳輸提供一個更好的環(huán)境，就需要創(chuàng)建一個全新的網絡協(xié)議。

3.3流媒體服務器

計算機網絡技術與通信技術的發(fā)展讓流媒體成為了全新的技術，應用在各方各面。所以對流媒體服務器系統(tǒng)加大關注力度就顯得非常重要，流媒體服務器主要有以下幾種：首先是將通用計算機作為關鍵的服務器，將硬盤作為關鍵的存儲方式，主要適用于小量的用戶。由于用戶數量較少，質量優(yōu)先，當前最需要解決的問題就是網絡傳輸以及管理。第二種是把工作站作為基礎的服務器，工作站處理能力較為強力，內存以及輸入輸出相互連接，根據流媒體服務器的特點能夠對工作站硬件進行改良，以此來發(fā)揮工作站的優(yōu)秀性能。

4嵌入式實時流媒體傳輸同步控制策略

4.1根據分層碼率調整算法

流媒體的信息源一般包括了采集端，或者服務器上的本地流媒體文件。流媒體通信組成的發(fā)送服務模塊主要包括了以下內容：數據緩沖區(qū)、發(fā)送控制單元以及分配控制單元。數據緩沖區(qū)是由多層次的緩沖隊列組成的。分配控制單元能夠對不同種類的流媒體信息員的差別進行處理。選擇某一層的緩沖隊列來作為流媒體的發(fā)送去，然后把封裝好的信息插入到隊列中。然后把控制單元發(fā)送出去，從有效隊列提取出協(xié)議包進行發(fā)送，最后根據接收終端的反饋對發(fā)送速率進行調整。接收端使用緩沖隊列，對網絡傳輸的延遲以及波動進行補償，降低其造成的影響，并在規(guī)定時間間隔內對網絡性能評估參數進行反饋，這對服務器端對網絡性能進行評估非常有利，并根據評估信息對發(fā)送策略進行調整。

4.2嵌入式實時流媒體單組播控制原理

進行實時組播的時候，加入同步控制需要按照每一臺接收終端的數據播放速度，還有緩沖區(qū)的占用情況等進行控制，那么通信服務終端就要根據每一組的數據單個情況進行統(tǒng)計。這樣的將接收端作為基礎的反饋控制的同步策略，發(fā)送端要對所有的接收端控制信息進行統(tǒng)計，導致媒體文件播放出現不連續(xù)的情況，給播放質量造成很不好的影響，所以要對發(fā)送端進行主動估算預測。采用主動控制策略，對流媒體幀發(fā)送速率進行主動調整。防止出現接收端流媒體幀覆蓋的情況，預測接收端的緩沖區(qū)出現了空間時，就可以恢復正常的發(fā)送速率，以預防接收端沒有接收到無流媒體幀數據，也避免了接收端緩沖區(qū)出現流媒體幀覆蓋。

參考文獻

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