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1、南京邮电大学 硕士学位论文 嵌入式流媒体服务器的设计和实现 姓名：曾金 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：沈苏彬 2011-03 南京邮电大学硕士研究生学位论文 嵌入式流媒体服务器的设计和实现 摘 要 随着互联网的普及和多媒体应用的飞速发展，流媒体技术广泛应用于远程教育、视频点 播、互联网直播系统、视频会议和视频通信，流媒体服务器是提供视频服务的关键平台， 是流媒体应用最重要的组成部分。嵌入式流媒体服务器开发成本低，易于安装，移动性强， 使用方便，无需专业人士维护，有着广阔的市场前景，本文设计和实现了一个基于 TI 公司 的 TMS320DM355 数字媒体处理器的嵌入式流媒
2、体服务器。 Live555 项目是一款为流媒体提供解决方案的开源项目，可快速开发流媒体服务器，平 台无关，为嵌入式环境提供了理想的流媒体服务器解决方案。本文采用流媒体传送技术、 控制协议技术、进程间通信技术，在开放源码 Live555 项目的基础上，设计和实现一个嵌入 式流媒体服务器；主要解决了四个实现上的技术问题：管道读写视频操作问题，服务器传 送视频控制字问题，服务器与客户端视频播放控制协议问题，流媒体服务器异常退出后恢 复问题；使用 Wireshark 和 VLC 播放器测试了流媒体服务器功能，证明了该流媒体服务器 能够正确传输视频数据，多个客户端能够同时播放实时视频，播放画面图像质量高
3、，时延 小，流媒体服务器稳定可靠。 关键词：嵌入式系统；流媒体服务器；视频传输 南京邮电大学硕士研究生学位论文 嵌入式流媒体服务器的设计和实现 ABSTRACT With the popularity of Internet and the development of multimedia applications, streaming media technology is widely used in distance learning, video on demand, broadcast system on Internet, video conference and video c
4、ommunication. Streaming media server is a key platform , it is the most important part of streaming media applications. The development cost of embedded streaming media server is low, the server is easy to install and easy to move and easy to use without professional maintenance. Therefore, the embe
5、dded streaming media server has a broad market prospect. An embedded streaming media server is designed and implemented based on TIs TMS320DM355 digital media processor. Live555 project is an open source project to provide solutions for streaming media, it can develop streaming media servers quickly
6、, the server can run on many platform, it provides many ideal solutions for embedded streaming media server. The embedded streaming media server is designed and implemented based on the open-source live555 project using streaming media technology, control protocol technology and interprocess communi
7、cation technology. Four problems are sovled, that is the operation of reading and writing video in pipe, the sending video control words by server, the control protocols for playing video between server and clients,the restoration after streaming media server quit unexpectedly. Wireshark and VLC pla
8、yer is used to test the functions of the embedded streaming media server, the server can send video stream correctly and several clients can play the real-time video streaming at the same time with good image and small delay. The server is stable and reliable. Key words：Embedded system; Streaming me
9、dia server; Video transmission 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了中文特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得南京 邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的 同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。 研究生签名： 日期： 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、 中国科学技术信息研究所、 国家图书馆有权保留本 人所送交学位论文的复印件和电子文档， 可以采用影印、
10、缩印或其他复制 手段保存论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 除在保密 期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文 的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生部 办理。 研究生签名： 日期： 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 引言 - 1 - 第一章 引言 第一章 引言 本章将讨论课题背景，介绍流媒体服务器的发展，分析嵌入式流媒体服务器研究的必要 性，给出研究目标和主要内容。 1 . 1 1 . 1 课题背景 课题背景 互联网的应用深入到各行各业，人们对互联网提出更高的要求，除了对传统的文字和图 片信息的要求以外，人们越来越希望能够
11、获取音频和视频等多媒体信息。然而音视频等多 媒体的数据量非常庞大，如果使用传统的 HTTP 协议下载到本地，需要等到较长的时间。 为了缩短用户等待的时间，提升用户观看网络音视频多媒体的体验，大量流媒体技术应运 而生。 流媒体技术的主要特征是把连续的音频和视频数据压缩后放到网络服务器上， 用户在下 载多媒体的同时，便可观看多媒体，而不需要等待全部文件下载完成。相比传统网络下载 完成后播放的形式，流媒体技术的优越性非常突出，该技术广泛应用于远程教育、宽带视 频点播、互联网直播系统、视频会议和视频通信等。 近几年，流媒体技术得到了迅速的发展，流媒体在互联网的应用越来越广泛，流媒体应 用的核心系统是流
12、媒体服务器。流媒体服务器1是提供视频服务的关键平台，它主要的功能 是对多媒体信息进行采集、缓存、调度和传输。因此，流媒体服务器是流媒体应用系统的 基础，也是最主要的组成部分。 1 . 1 . 1 1 . 1 . 1 流媒体服务器的发展 流媒体服务器的发展 随着宽带技术的发展和互联网的普及，2000 年国外推出了流媒体技术。Microsoft、Real Network、Apple 等公司都推出了各自的流媒体服务器软件，争夺流媒体技术的标准制定权。 Microsoft 和 Real Network 是较早开发流媒体技术的公司，在 1999 年 Microsoft 上市的 Windows Media
13、 Playe7的核心技术ASF已经支持MPEG-4标准。 近年来市场上受到Microsoft 流媒体产品的影响，Real Networks 开始研究提供内容的服务，并且积极开拓非 PC 端的市 场，Nokia、Sony 等厂商都已采用 Real Networks 提供的串流技术，运用在 PS2、手机等小 型产品中。Apple 的 QuickTime 流媒体服务器2是与 Microsoft 的 Windows Media 服务器3 和 Real Network 的 Real Systems 服务器4齐名的三大流媒体服务器之一。 三大流媒体服务器 都是针对 PC 端，只有 Apple 将服务器源代
14、码开放。 尽管过了十年的时间，这三家公司在流媒体市场份额上还是占主导地位，除了这主流的 三大流媒体产品以外，在国内已商业化的流媒体品牌中，有很多性能表现出众的系统：SGI MediaBase 系统、清华同方超级 VOD 系统、曙光 VOD 系统、东软 MediaBox 系统等。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 引言 - 2 - 目前，很多流媒体产品转向为非 PC 端，如手机、嵌入式系统等。适合手机、嵌入式系 统等小型设备的流媒体服务器几乎都是厂商专门定制的。 Live555 项目是一款为流媒体提供 解决方案的跨平台的开源项目，它可以快速开发流媒体服务器，适合各种平台，在嵌入式 环境中运
15、行稳定，性能较高，源码开放，只需稍作修改，即可商用，为嵌入式环境提供了 理想的流媒体服务器解决方案。 1 . 1 . 2 1 . 1 . 2 嵌入式流媒体服务器研究的必要性 嵌入式流媒体服务器研究的必要性 近年来，随着科技的快速发展，嵌入式系统在各种应用领域中有了广泛的应用，小到 MP4、娱乐掌上系统等微型数字化产品，大到智能家电、网络家电、车载电子设备等。在 应用数量上各种各样的嵌入式系统设备已经远远超过通用计算机。 嵌入式系统5是专用的计 算机系统，它以应用为中心，以现代计算机技术为基础，它的特点是：软硬件可裁剪、在 应用系统中对功能、可靠性、功耗、成本、体积有严格的要求。 Microso
16、ft、Real Network、Apple 三大生产商提供的流媒体服务器主要针对具有雄厚资 金和技术实力的大型企事业单位，这些流媒体服务器一般具有很高的性能，能服务于大量 的用户，同时其价格也相对昂贵，对硬件的要求较高，并且需要专业人士进行维护。然而 中小企业或个人用户对流媒体服务器提出了更高的移动性要求，这类用户的流媒体服务器 可能经常需要变更位置。一个中小型企业或个人用户一般仅需要为数量较少的内部用户提 供流媒体服务，在这种环境下，高性能、高成本的流媒体服务器显得过于浪费。因此，嵌 入式流媒体服务器除了拥有基于 PC 机的流媒体服务器功能外，还有更多的好处6： 节省成本：专用的流媒体服务器，如 Windows Media、Helix Server、QuickTime Streaming Server 每年都
