多媒体通信技术1网络多媒体应用2

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1、Multimedia Technology 多媒体技术及应用 第七章 网络多媒体技术与应用 2 多媒体通信技术术 1 网络络多媒体应应用 2 本章内容 3 4 多媒体网页页制作 37.1 网络多媒体通信 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体通信是指在一次呼叫过程中能同时提供多种媒体信息（如声音、 图像、图形、数据和文本等）的新型通信方式。与普通的数据传输相比 ，多媒体数据流具有如基本特征： 速率可变性 实时性 信道对称性 4 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体网络通信的性能需求 多媒体数据流对网络环境的要求很高，主要指标包括传输速率、吞吐 量、差错率、传输延迟和延迟抖动等。 不同媒体对网络吞吐量

2、的要求 5 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体网络通信的性能需求 差错率反映网络的可靠性，是多媒体通信网络的一个重要指标。一般 来说，普通数据在网络上的传输差错率应该为零，但由于人们的感官 能够在一定程度容忍连续变化视频、音频出现的少量干扰，因而允许 一些多媒体数据类型在传输过程中出现一定的差错，以提高传输速度 。差错率可以用出错的位数与所传输的总位数之比（位出错率）来衡 量。 部分媒体可接受的差错率 媒体类型 图像音频视频压缩视频数据 位差错率（BER ） 10-410-110-210-60 6 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体通信网络 多媒体通信网络是实现多媒体通信的基本设施，一般是在现

3、有的通信 网络基础上发展而成的。目前的通信网络大体可分划分为四大类：电 信网络、计算机网络、电视传播网络和移动网络。 多媒体通信网络系统 7 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体通信方式 多媒体应用大多具有交互特性，因而要求多媒体通信网络具有双向通 信能力。为提供灵活的、综合的多媒体服务，多媒体通信网络应提供 单播、多播和广播等多种通信方式。 单播、组播和广播示意图 8 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体通信网络的服务质量(QoS) 网络服务质量通常用参数方式来定义，一般包括系统吞吐率、网络传 输稳定性、可用性、可靠性、传输延迟、传输速率、差错率、传输失 败率、安全性等。在这些参数中，传输速率是

4、最重要的一个。 不同的应用对网络性能有不同的要求，因而对网络所提供的服务质量 期望值也不同。用户的这种期望值可以用QoS概念来描述。 不同系统、不同网络层次上强调的参数往往不同，例如，用户可以用 如下网络性能参数组合来定义QoS ： QoS=吞吐量，差错率，端到端延迟，延迟抖动 9 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体通信网络的服务质量(QoS) 几种媒体对象所需的QoS参数 媒体对象 平均吞吐量（Mbps）最大延迟最大延迟 允许差错率 语音 0.0642501010-1 视频 （TV质量） 1002501010-2 压缩视频 2102501 10-6 文件数据 11001000- 0 实时 数

5、据 101000- 0 图像 2101000- 10-9 10 7.1.1 网络多媒体通信 多媒体通信网络的服务质量(QoS) QoS大致可分为如下3种类型。 确定型（Deterministic）：在数据传输过程中，网络严格保证所 承诺的QoS，否则可能会给被服务方造成严重后果。 统计型（Statistical）：在数据传输过程中，允许网络所承诺的 QoS在一定范围内波动，不会对被服务方造成不良后果。 尽力型（Best-Effort）：也称为最佳效果传输。在数据传输过程 中，网络不提供任QoS保证，只是在现有条件下尽力传输。网络 性能会随着负载增加而明显下降。由于目前网络带宽的限制，大 多数媒

6、体应用只提供这类服务。 11 7.1.2 多媒体传输协议 网络协议是网络中互相通信的对等实体间交换信息时必须遵守的 规则集合。常用的数据传输协议有TCP、UDP、SPX和AppleTalk 等，其中Internet所采用的TCP、UDP协议应用最为广泛。但这些 协议在设计时没有考虑支持多媒体通信的问题，因而难以满足日 益发展的多媒体应用的需求。 为满足日益发展的多媒体应用的需求。一些新的多媒体传输、控 制协议被提出，它们从不同方面、在不同层次上支持多媒体数据 传输。 12 7.1.2 多媒体传输协议 RSVP协议 资源预留协议是针对TCP/IP网络传输层不保证QoS以及不支持多点 传输的问题而

7、提出的网络控制协议。RSVP协议在业务数据流传送前 先预约一定的网络资源，建立静态或动态的传输逻辑通路，保证业务 数据流的带宽，避免网络的拥塞和丢包，从而为特定的应用程序提供 有保障的数据流服务。 资源预留过程 13 7.1.2 多媒体传输协议 RTP/RTCP协议 IETF开发的一种针对多媒体数据流的一种传输协议，其目的是在一对 一或一对多的数据流传输过程中提供时间信息和实现流同步。实时传 输控制协议(Real-time Transport Control Protocol，RTCP) 用于统计 、管理和控制RTP传输，它与RTP一起协作，完成多媒体数据的打包 和发送。 RTCP的主要功能是

8、为RTP所提供的QoS提供反馈信息。这种反馈可 以用来进行流量、拥塞控制，也可以用来监视网络，诊断网络中的问 题。 RTP为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播 网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。RTP通常使用UDP来传送 数据，但RTP也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。 14 7.1.2 多媒体传输协议 RTSP协议（实时流协议） 由RealNetworks与Netscape共同提出的，定义如何通过IP网络传输 流媒体数据的应用层协议。RTSP提供一种可扩展的框架，用于控制 流媒体数据在IP网络上的发送。RTSP对流媒体提供了远程控制功能 ，如暂停、快进、快退和

9、定位等，但它本身并不传输数据，而是通过 传输层的TCP、UDP协议或RTP协议传输数据。 该协议目的在于控制多个数据发送连接，选择发送通道（如UDP、组 播UDP或TCP），提供使用RTP发送机制的方法。RSTP为单播和多 播提供可靠的播放性能。 15 7.1.3 流媒体技术 流媒体(Streaming Media)也称流式媒体，是一种新的媒体传送方 式。流式传输方式将视频、声音或动画等多媒体信息经过压缩处 理后，由服务器向用户计算机连续、实时传送，让用户一边下载 一边观听、收看，而不必等到整个文件全部下载完毕才开始播放 。 这种对多媒体文件边下载、边播放的流式传输方式不仅使播放启 动延时大幅

10、度缩短，对系统缓存容量的需求也大大降低。 16 7.1.3 流媒体技术 流媒体技术原理 流媒体（Streaming Media）是指在网络上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。实现流媒体传输的关键技术 就是流式传输。流式传输包括实时流式传输（Realtime Streaming） 和顺序流式传输（Progressive Streaming）两种方式。前者用于传输 音频、视频等实时数据，而后者用于传输非实时数据。 流式传输 基本原理 17 7.1.3 流媒体技术 流媒体平台 一个完整的流媒体平台应包括流媒体制作、存储、播放、发布、负载 均衡和用户管理等多种软、硬件系统。目

11、前比较成熟三大流媒体平台 分别是RealNetworks公司的Real System，Microsoft公司的Windows Media和Apple公司的QuickTime。 18 7.1.3 流媒体技术 流媒体平台 RealNetworks的流媒体平台 RealNetworks公司多年从事流媒体技术的研究和开发，在流媒 体的创作、传送、伺服、下载、播放等各个环节都由相应的产品 。而且每个产品都有Basic版和Plus版两种，前者具备有限的基 本功能，可免费下载使用；后者提供完整的功能，提供给专业使 用者使用。 Real System是可跨平台使用的流媒体平台，支持Windows、 Linux

12、、Mac OS、Solaris、HP/UX等几乎所有主流操作系统。 Real System在窄带流媒体传输中表现优异，能很好地适应从 28.8kbps的拨号上网到10M 的局域网传输。 Real Media（RM）格式是RealNetworks公司开发的一种流媒体 文件格式，主要包括Real Audio（RA）、Real Video（RV）和 Real Flash（RF）三部分。 19 7.1.3 流媒体技术 流媒体平台 Microsoft的流媒体平台 Windows Media与Windows操作系统捆绑在一起，操作方便。 Microsoft为用户提供了较为完整的流媒体产品线 对Window

13、s上常用的应用软件，如Microsoft Office，进行了很好 的整合。使用者可以容易地在Word 、FrontPage中加入流媒体 播放元件，另外Windows Media能很好地利用Windows的系统性 能。 ASF（Advanced Stream Format）是Microsoft开发的一种多媒 体数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息 通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容 发布。 20 7.1.3 流媒体技术 流媒体平台 Apple的流媒体平台 QuickTime是Apple公司面向专业视频编辑、Web网站创建和CD- ROM内容制作领域开发的

14、多媒体技术平台，它支持几乎所有主 流的个人计算平台，是数字媒体领域事实上的工业标准，是创建 3D动画、实时效果、虚拟现实、A/V和其他数字流媒体的重要基 础。 与其它两种流媒体平台相比，Apple 的QuickTime流媒体平台在 完整性上居于劣势。同时，由于Mac机使用者较少，所以Apple 流媒体平台的第三方厂商数量也少，但也有一些有较高专业水准 的厂商。 QuickTime是Apple公司开发的视频播放软件，可以在MAC OS 、Linux和Windows操作系统平台上运行，支持HTTP、RTP、 RTSP协议。 21 7.1.3 流媒体技术流媒体制作 创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流

15、媒体格式。 【例7-1】制作RM格式的流媒体文件。 Real Producer Plus v11的主界面 227.2 网络多媒体应用 7.2.1 即时通信系统 即时通讯（Instant Messaging，IM）软件是一种用来在Internet上 进行实时信息交流的工具。它具有跨平台、实时性强、成本低、 效率高等优点，成为人们进行网络沟通的一种重要方式。常用的 IM软件包括MSN、QQ、Skype等等。IM软件一般具有消息对话 ，音频、视频对话，文件传输、组群创建等功能。 23 7.2.1 即时通信系统 腾讯QQ（简称QQ）是腾讯计算机系统有限公司开发的一种基于 Internet的IM软件。它

16、支持在线聊天，音频、视频对话，文件传输 、共享、网络硬盘、发送电子邮件等多种功能。另外，QQ还可以 与移动通讯终端、IP电话网、无线寻呼等多种通讯方式相连，使 QQ不仅是一种方便、实用、高效的即时通信工具，也是一种网络 虚拟呼机。 【例7-2】加入QQ组群 24 7.2.2 视频点播系统 视频点播（Video on Demand，VOD）是一种根据用户需要播放 指定视频节目的技术。 与传统的基于广播模式的电视系统（无线电视、有线电视、图文 电视等）不同，用户不再被动地接收广播的节目，而是主动点播 要观看的节目，视频服务器响应用户的点播请求，将节目数据以 视频流的形式通过传送网络发送到用户端。 VOD系统从根本上改变了用户被动收看电视的模式，也被