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1、 内容适配技术研究综述摘 要:内容适配技术是实现通用多媒体接入的技术体系。mpeg-21标准提出了内容适配技术框架和服务环境描述技术规范。针对mpeg-21内容适配框架，从内容适配系统、服务环境数据交换、适配决策等方面，介绍国内外相关研究现状。关键词:内容适配；通用多媒体接入；内容服务；服务环境【abstract】content adaptation is a suite of technologies to realize universal multimedia access. with respect to content adaptation the framework and spe
2、cification of service environment have been proposaled by mpeg-21. the states of the art of the research on the content adaptation technologies are reviewed such as content adaptation systems, exchange of service environment, adaptation decision-taking models etc.【key words】content adaptation; unive
3、rsal multimedia access; conent services; service environment 0 引 言随着电子技术、通信技术和网络技术的发展，人们可以随时随地的接入内容服务。例如：人们可以通过手机接收新闻；可以通过掌上电脑进行移动学习；可以通过pda查找网络图片等。内容服务的终端设备和网络连接方式呈现出多样化趋势，形成了异构的服务环境。然而，由于终端设备能力的限制（如：计算能力，存储能力，屏幕尺寸等），以及网络特征不同（如：传输速率，丢包率，延迟时间等），随时随地接入内容服务的服务质量难以保证。如何在异构的服务环境中开展内容服务成为内容服务领域新的问题和挑战。针对
4、这一问题，研究人员提出了通用多媒体接入（universal multimedia access）的概念1-4，即：在异构的服务环境中，实现对内容无缝、平滑、个性化的访问模式。近十几年来，作为实现uma的主流技术，内容适配技术得到了广泛的关注和研究。内容适配是指在内容服务过程中，内容根据服务环境的不同而变化，以适应服务环境过程。许多标准化组织针对内容适配技术已经展开了标准化工作，其中具有代表性的是iso/ice的mpeg（moving picture experts group ）工作组制定的mpeg-21标准2,3。mpeg-21提出了内容适配框架如图1mpeg-21内容适配框架主要包括两个部
5、分：适配决策引擎（adaptation decision-taking engine: adte）和比特流适配引擎（bit-stream adaptation engine: bae）。适配决策引擎根据服务环境和适配质量决定比特流适配操作和操作参数；比特流适配引擎利用适配决策引擎的决策结果将原始内容转变为适配内容。mpeg-21标准化的重点是内容描述和服务环境描述，并提出了相应的信息描述元数据标准。内容适配技术并不是一个单一的技术，而是一套技术体系5,6，其中包含诸多问题。关于内容适配技术中存在的各种技术难题，国外相关研究较多，但国内研究却较少见诸文献。因此，以下将从内容适配系统类型、服务环境
6、数据交换、内容描述、比特流适配和目前，按照内容适配系统中各个组件的物理部署方式，可以将内容适配系统分为三种类型，即：客户端适配系统，服务器端适配系统和代理端适配系统。（1）客户端适配系统客户端适配系统实在客户端实现内容适配的系统类型。内容服务器端不必为不同的客户端准备不同的内容，或执行内容转换7。例如，智能手机用户可以直接访问百度主页(www. )。该类型内容适配系统最大的优点是在内容适配过程中，不必传输客户端能力和用户偏好数据，从而在不增加网络负荷的条件下实现uma。但是，这种内容适配系统存在两个问题。第一， 虽然随着电子技术的发展，客户端设备无论从计算能力，还是存储能力上都有了很大的提高。
7、然而，内容适配的比特流适配（如：编码转换、模式转换、内容选择等）对计算机能力和存储能力要求很高，普通的移动终端设备难以满足；第二，尽管系统不需要传输部分服务环境数据，但是对内容没有做任何处理。因此，对于客户端能力要求高的内容（如：视频内容），客户端适配系统无法处理。所以，客户端适配系统只适合轻量级内容适配。（2）服务器端适配系统服务器端适配系统是在服务器端实现内容适配的系统类型8,9。因此，服务器除了提供内容服务之外，还要实现适配决策和比特流适配等功能。该类系统的优点在于，要进行适配的内容在服务器端，避免了内容的重复传输；通常服务器计算、存储能力强，可以完成计算和存储需求较大的内容适配。这类系
8、统存在缺点是，内容适配将额外消耗服务器的计算和存储资源，当内容适配占用资源过多时，将影响服务器提供正常的内容服务。根据文献9研究，当同时存在810个内容适配请求时，服务器将产生过载现象。因此，服务器端适配系统适用于内容适配并发量小的服务。（3）代理端适配系统所谓代理端适配系统是指内容适配通过代理服务器实现的系统类型10-11。代理端适配系统的内容适配过程框架如图2。 2 服务环境数据交换协议服务环境数据是设备能力、网络特征、用户偏好及自然环境等信息的载体。服务环境数据交换协议是客户端和内容适配服务器之间，交换服务环境数据的约定。根据文献调查，目前为止已经有四个数据交换协议。（1）http交换协
9、议超文本传输协议（hypertext transfer protocol：http）是最早包含服务环境数据交换约定的数据交换协议12。客户端在发出http请求时，通过头部设定的字段，实现与内容适配服务器交换服务环境数据。http头部描述的服务环境字段包括：接受媒体（accept），接受字符集（accept-charset），接受编码（accept-encoding），接受语言（accept-language）和用户代理（user-agent）。q为品质因子，反应用户对所选类型的偏好程度。表1为一个http头部设置及其含义的实例。http实现服务环境数据交换过程中无需增加新的协议内容，使用简单方
10、便。但是该模型只局限于描述客户端的浏览器功能，而没有考虑服务环境中的其它信息；此外，这种服务环境数据交换是一种单向的方式，没有协商的过程。这些消息在位于客户端和服务器端的服务环境数据监听模块之间交换。对于同一事务中服务环境信息变化的情况，该协议采用两种解决方案。第一种方案重新发送服务环境数据；第二种方案发送服务环境的数据变化。opera交换协议的优点是，通过将消息协议和通信协议分开，克服了cc/pp等交换协议对通信协议的依赖。opera交换协议存在不足在于，对于一个完整的事务，有很长时间用于服务环境数据的交换，而不是真正的内容传输。另外，在实现过程中，客户端和服务器端都需要设计服务环境数据监听
11、模块，增加了实现难度。 3 内容描述所谓内容描述是通过元数据描绘内容的属性，以便于内容的索引和检索。在进行比特流适配时，必然涉及内容的检索问题。为高效的检索到所要求的内容，一种有效的技术手段是采用元数据描述内容的特征属性。关于内容描述研究，mpeg工作组做了大量工作，并制定了相应的标准mpeg-7。mpeg-7标准提供了丰富的标准工具集以描述多媒体内容16。 mpeg-7的目标是解决多媒体内容的检索、转换、操作等问题。mpeg-7的主要组成元素有：描述工具：描述工具也称为描述器，它定义了每种属性的语法、语义和描述模式。描述模式规定了不同组件的关系结构和语义。描述定义语言（ddl）：ddl用于定
12、义mpeg-7描述工具的语法，并且允许创建新的描述方案或描述器。还可以用于扩展或修改已有的描述方案。系统工具：系统工具用于支持二进制编码，以实现高效的存储、传输、多路描述、内容同步描述和知识产权管理与保护等。除此之外，国际上关于多媒体内容描述还存在其它的技术标准，如：smil，sami。smil是同步多媒体集成语言（synchronized multimedia integration language）的缩写,念做smile.它是由w3c(world wide web consortium)组织规定的多媒体操纵语言17。smil主要用于操纵多媒体片断，对多媒体片断的有机的、智能的组合，并实现
13、不同媒体间的同步。sami是微软制定的多媒体同步互交换语言18，其功能与smil相似，也是为实现多媒体内容操纵而设计。 6 结束语通用多媒体接入将是未来内容服务的常用模式，内容适配作为实现该模式的技术得到了越来越多的关注和研究。然而，关于内容适配的研究在国内较少见诸于文献。此外，通过文献分析发现，已有的关于比特流适配、服务环境数据交换协议、适配决策模型的研究仍然存在许多不完善之处，研究人员能够在这些方面做进一步研究。参考文献1 rakesh mohan， john r. smith， chung-sheng li. adapting multimedia internet content fo
14、r universal accessj. ieee transactions on multimedia 1999，1(1):104-114.2 anthony vetro. digital item adaptation: overview of standardization and research activitiesr/ol. 2005-12. http:/ anthony vetro. universal multimedia access in mpeg-21c. 73rd mpeg meeting. piscataway: ieee press，2003:21-26.4 f.pereira
