流媒体的技术应用

互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大市场动力，流媒体业务正变得日益流行。流媒体技术广泛用于多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活将产生深远的影响。一个完整的流媒体解决方案应是相关软硬件的完美集成，它大致包括下面几个方面的内容： 内容采集、 视音频捕获和压缩编码、内容编辑、内容存储和播放、应用服务器内容管理发布及用户管理等。
流媒体技术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。该技术先在使用者端的计算机上创建一个缓冲区，在播放前预先下一段数据作为缓冲，在网路实际连线速度小于播放所耗的速度时，播放程序就会取用一小段缓冲区内的数据，这样可以避免播放的中断，也使得播放品质得以保证。
传输流程
在流式传输的实现方案中，一般采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时声音数据。具体的传输流程如下：
(1)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。
(2)用HTTP从Web服务器检索相关数据，由A/V播放器进行初始化。
(3)从Web服务器检索出来的相关服务器的地址定位A/V服务器。
(4)A/V播放器与A/V服务器之间交换A/V传输所需要的实时控制协议。
(5)一旦A/V数据抵达客户端，A/V播放器就可播放。
技术方式
主流的流媒体技术有三种，分别是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft公司的WindowsMediaTechnology和Apple公司的QuickTime。这三家的技术都有自己的专利算法、专利文件格式甚至专利传输控制协议。
1.Apple公司的QuickTime
QuickTime是一个非常老牌的媒体技术集成，是数字媒体领域事实上的工业标准。之所以说集成这个词是因为QuickTime实际上是一个开放式的架构，包含了各种各样的流式或者非流式的媒体技术。QuickTime是最早的视频工业标准，1999年发布的QuickTime4.0版本开始支持真正的流式播放。由于QuickTime本身也存在着平台的便利(MacOS)，因此也拥有不少的用户。QuickTime在视频压缩上采用的是SorensonVideo技术，音频部分则采用QDesignMusic技术。QuickTime最大的特点是其本身所具有的包容性，使得它是一个完整的多媒体平台，因此基于QuickTime可以使用多种媒体技术来共同制作媒体内容。同时，它在交互性方面是三者之中最好的。例如，在一个QuickTime文件中可同时包含midi、动画gif、flash和smil等格式的文件，配合QuickTime的WiredSprites互动格式，可设计出各种互动界面和动画。QuickTime流媒体技术实现基础是需要3个软件的支持，QuickTime播放器、QuickTime编辑制作、QuickTimeStreaming服务器。
2.RealNetworks公司的RealMedia
RealMedia发展的时间比较长，因此具有很多先进的设计，例如，ScalableVideoTechnology可伸缩视频技术可以根据用户电脑速度和连接质量而自动调整媒体的播放质素。Two—passEncoding两次编码技术可通过对媒体内容进行预扫描，再根据扫描的结果来编码从而提高编码质量。特别是SureStream自适应流技术，可通过一个编码流提供自动适合不同带宽用户的流播放。RealMedia音频部分采用的是RealAudio，该编码在低带宽环境下的传输性能非常突出。RealMedia通过基于smil并结合自己的RealPix和RealText技术来达到一定的交互能力和媒体控制能力。Real流媒体技术需要3个软件的支持，RealPlayer播放器、RealProducer编辑制作、RealServer服务器。
3.Microsoft公司的WindowsMedia
WindowsMedia是三家之中最后进入这个市场的，但凭借其操作系统的便利很快便取得了较大的市场份额。WindowsMediaVideo采用的是mpeg-4视频压缩技术，音频方面采用的是WindowsMediaAudio技术。WindowsMedia的关键核心是MMS协议和ASF数据格式，MMS用于网络传输控制，ASF则用于媒体内容和编码方案的打包。目前WindowsMedia在交互能力方面是三者之中最弱的，自己的ASF格式交互能力不强，除了通过IE支持smil之外就没有什么其他的交互能力了。WindowsMedia流媒体技术的实现需要3个软件的支持，WindowsMedia播放器、WindowsMedia工具和WindowsMedia服务器。总的来说，如果使用Windows服务器平台，WindowsMedia的费用最少。虽然在现阶段其功能并不是最好，用户也不是最多。
存在问题
流媒体技术不是一种单一的技术，它是网络技术及视/音频技术的有机结合。在网络上实现流媒体技术，需要解决流媒体的制作、发布、传输及播放等方面的问题，而这些问题则需要利用视音频技术及网络技术来解决，具体如下：
（1）流媒体制作技术方面解决的问题
在网上进行流媒体传输，所传输的文件必须制作成适合流媒体传输的流媒体格式文件。因为通常格式存储的多媒体文件容量十分大，若要在现有的窄带网络上传输则需要花费十分长的时间，若遇网络繁忙，还将造成传输中断。另外，通常格式的流媒体也不能按流媒体传输协议进行传输。因此，对需要进行流媒体格式传输的文件应进行预处理，将文件压缩生成流媒体格式文件。这里应注意两点：一是选用适当的压缩算法进行压缩，这样生成的文件容量较小。二是需要向文件中添加流式信息。
（2）流媒体传输方面需解决的问题
流媒体的传输需要合适的传输协议，在internet上的文件传输大部分都是建立在tcp协议的基础上，也有一些是以ftp传输协议的方式进行传输，但采用这些传输协议都不能实现实时方式的传输。随着流媒体技术的深入研究，实时传输协议。
为何要在udp协议而不在tcp协议上进行实时数据的传输呢？这是因为udp和tcp协议在实现数据传输时的可靠性有很大的区别。tcp协议中包含了专门的数据传送校验机制，当数据接受方收到数据后，将自动向发送方发出确认信息，发送方在接收到确认信息后才继续传送数据，否则将一直处于等待状态。而udp协议则不同，udp协议本身并不能做任何校验。由此可以看出，tcp协议注重传输质量，而udp协议则注重传输速度．因此，对于对传输质量要求不是很高，而对传输速度则有很高的要求的视音频流媒体文件来说，采用udp协议则更合适．
（3）流媒体的传输过程中需要缓存的支持
因为interent是以包为单位进行异步传输的，因此多媒体数据在传输中要被分解成许多包，由于网络传输的不稳定性，各个包选择的路由不同，所以到达客户端的时间次序可能发生改变，甚至产生丢包的现象．为此，必须采用缓存技术来纠正由于数据到达次序发生改变而产生的混乱状况，利用缓存对到达的数据包进行正确排序，从而使视音频数据能连续正确地播放．缓存　中存储的是某一段时间内的数据，数据在缓存中存放的时间是暂时的，缓存中的数据也是动态的，不断更新的．流媒体在播放时不断读取缓存中的数据进行播放，播放完后该数据便被立即清除，新的数据将存入到缓存中．因此，在播放流媒体文件时并不需占用太大的缓存空间．
（4）流媒体播放方面需解决的问题
流媒体播放需要浏览器的支持．通常情况下，浏览器是采用mime来识别各种不同的简单文件格式，所有的web浏览器都是基于http协议，而http协议都内建有mime．所以web浏览器能够通过http协议中内建的mime来标记web上众多的多媒体文件格式，包括各种流媒体格式．