移動(dòng)流媒體技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展方向

1、個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)移動(dòng)流媒體技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展方向來自： CSDN劉雄武一 . 現(xiàn)狀分析在手機(jī)增值業(yè)務(wù)市場,短信 .彩信 .彩 e 等雖然有了交互.24 小時(shí)不間斷等不同于傳統(tǒng)媒體地特點(diǎn) ,但傳輸?shù)刂饕庆o態(tài)為主地圖像和文字內(nèi)容,影響了其媒體作用地充分發(fā)揮.隨著最終用戶需求地提升 ,如何更好地融合聲音.文字 .圖像 ,支持多媒體功能 ,既發(fā)揮短信方便 .快捷地優(yōu)點(diǎn) ,又可以彌補(bǔ)短信形式單調(diào)地不足,真正使移動(dòng)用戶 振聾發(fā)聵 , 進(jìn)入一個(gè)有聲有色.逼真形象地美麗世界成為移動(dòng)運(yùn)營商普遍關(guān)心地話題.流媒體（ Streaming Media ）地出現(xiàn)改變了這種狀況.它不需要下載整個(gè)文件就可以在向播放

2、器傳輸?shù)剡^程中一邊下載一邊播放 ,實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)上點(diǎn)播或觀看電影 .電視地夢想 .現(xiàn)在 ,以流 地形式進(jìn)行數(shù)字媒體地傳送 ,使人們一定地帶寬環(huán)境下就可以在線欣賞到連續(xù)不斷地高品質(zhì)音頻和視頻節(jié)目 .在互聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展地時(shí)代,流媒體技術(shù)地產(chǎn)生和發(fā)展必然會給我們地日常生活和工作帶來深遠(yuǎn)地影響 .專家預(yù)言 ,流媒體將成為未來因特網(wǎng)上應(yīng)用地主流,實(shí)現(xiàn)溝通和傳播地多向性使傳播不再受時(shí)間和空間地限制.所謂流媒體是指用戶通過網(wǎng)絡(luò)或者特定數(shù)字信道邊下載邊播放多媒體數(shù)據(jù)地一種工作方式 .流媒體應(yīng)用地一個(gè)最大地好處是用戶不需要花費(fèi)很長時(shí)間將多媒體數(shù)據(jù)全部下載到本地后才能播放 ,而僅需將起始幾秒地?cái)?shù)據(jù)先下載到本地地緩沖區(qū)中就

3、可以開始播放,后面收到地?cái)?shù)據(jù)會源源不斷輸入到該緩沖區(qū),從而維持播放地連續(xù)性,因此流媒體播放器通常只是在開始時(shí)有一些時(shí)延 .流媒體系統(tǒng)要比下載播放系統(tǒng)復(fù)雜得多,所以需要將多媒體地編解碼和傳輸技術(shù)很好地結(jié)合在一起 ,才能確保用戶在復(fù)雜地網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也能得到較穩(wěn)定地播放質(zhì)量.多媒體數(shù)據(jù)在傳輸前必須要先經(jīng)過編碼器有效地壓縮成碼流,以減少對網(wǎng)絡(luò)資源地占用率 .目前常用地視頻編碼器有 MPEG-2.MPEG-4.H.261.H.263.H.264.Window Media視頻編碼器和 Real System 視頻編碼器等；編碼器有MP3.MPEG AAC.Window Media音頻編碼器和AMR 等；圖像

4、編碼器有 JPEG 和 JPEG2000等 .多媒體編碼器所生成地碼流只包含了解碼該碼流所必需地信息 ,它不包含媒體間地同步 .隨機(jī)訪問等系統(tǒng)信息,因此編碼后地多媒體數(shù)據(jù)還要被組織成為具有特定系統(tǒng)格式地多媒體文件用于流媒體傳輸或者是存入磁盤中,目前常用地文件格式有 MPEG-2系統(tǒng) ,MP4, 微軟公司地 ASF,Real 地文件格式 ,QuickTime 地文件格式以及用于3G 無線服務(wù)地3GPP 和 3GPP2 等等 .當(dāng)流媒體在實(shí)時(shí)應(yīng)用中（如現(xiàn)場流媒體廣播）,根據(jù)當(dāng)前地網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶地終端參數(shù),多媒體數(shù)據(jù)是一邊被編碼一邊被流媒體服務(wù)器傳輸給用戶.而在其他地非實(shí)時(shí)應(yīng)用中,多媒體數(shù)據(jù)1 /

5、8個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)可以被事先編碼生成多媒體文件,存儲在磁盤陣列中 .當(dāng)提供多媒體服務(wù)時(shí) ,流媒體服務(wù)器直接讀取這些文件傳輸給用戶,這樣服務(wù)方式對設(shè)備地要求較低.目前許多流媒體服務(wù)屬于后一種方式,這樣就要求流媒體服務(wù)器具有一定地機(jī)制來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶設(shè)備.目前碼流自適應(yīng)這一模塊主要采用地方法有：將多媒體文件中地視頻碼流轉(zhuǎn)換為一個(gè)特定碼率和圖像尺寸地碼流； 或者把同一段視頻內(nèi)容編碼生成多個(gè)具有不同碼率和圖像尺寸地碼流,然后自適應(yīng)選擇一個(gè)最合適地碼流傳輸給用戶.生成地碼流還需要進(jìn)一步打包成為特定網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議地?cái)?shù)據(jù)包用于網(wǎng)絡(luò)傳輸,由于現(xiàn)在許多網(wǎng)絡(luò)并不能保證傳輸?shù)財(cái)?shù)據(jù)能夠及時(shí)并完全正確地被用戶

6、收到 ,傳輸?shù)財(cái)?shù)據(jù)包可能需要加前向糾錯(cuò)編碼（FEC ）來保護(hù) ,經(jīng)過這些處理后多媒體數(shù)據(jù)就可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶,目前常用地傳輸協(xié)議有RTP/RTCP.HTTP 和 MMS.用戶收到傳輸?shù)財(cái)?shù)據(jù)后 ,如果存在丟包或者是比特出錯(cuò),錯(cuò)誤恢復(fù)處理會根據(jù)附加地糾錯(cuò)數(shù)據(jù)來恢復(fù)傳輸錯(cuò)誤.如果還不能恢復(fù)傳輸錯(cuò)誤,用戶端可以向服務(wù)器發(fā)出重傳請求,在解碼開始前重新傳輸丟失地包.恢復(fù)后地多媒體數(shù)據(jù)將由解碼器解碼得到重構(gòu)地多媒體數(shù)據(jù),由于容錯(cuò)保護(hù)和數(shù)據(jù)重傳可能不能恢復(fù)所有地錯(cuò)誤數(shù)據(jù),錯(cuò)誤掩藏模塊可以利用重構(gòu)地多媒體數(shù)據(jù)地相關(guān)性來掩蓋這些錯(cuò)誤 ,最后這些數(shù)據(jù)就播放給用戶 .通常流媒體系統(tǒng)中地服務(wù)器和用戶間并不是單向通信

7、,如前面提到地重傳請求 .事實(shí)上 ,用戶端會傳遞給服務(wù)器許多反饋信息 ,如終端設(shè)備地能力和網(wǎng)絡(luò)連接速度會傳給服務(wù)器地碼流自適應(yīng)模塊來調(diào)整碼流 ,在實(shí)時(shí)應(yīng)用中這些信息還可能傳給編碼器；用戶端地丟包率.數(shù)據(jù)包收到地時(shí)間信息和用戶緩沖區(qū)狀態(tài)等信息也會傳遞給服務(wù)器來估計(jì)當(dāng)前地網(wǎng)絡(luò)狀況,從而控制碼流地自適應(yīng)和數(shù)據(jù)地發(fā)送策略.從上面地描述來看 ,實(shí)際上流媒體系統(tǒng)在多媒體信息處理中是一個(gè)非常復(fù)雜地系統(tǒng) ,目前市面上主要地產(chǎn)品有微軟公司地Windows Media, Real公司地 Real System和蘋果公司地 QuickTime, 其中 Windows Media系統(tǒng)地市場占有率最大 .2 / 8個(gè)人

8、收集整理僅供參考學(xué)習(xí)二 .流媒體地關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)流媒體地關(guān)鍵技術(shù)是流式傳輸 .流式傳輸?shù)囟x很廣泛 ,主要是指通過網(wǎng)絡(luò)傳送媒體（如視頻 .音頻）地技術(shù)總稱 .流式傳輸分為順序流式傳輸和實(shí)時(shí)流式傳輸：順序流式傳輸采用順序下載方式,在下載文件地同時(shí)用戶可觀看在線節(jié)目,在給定時(shí)刻 ,用戶只能觀看已下載地那部分,而不能跳到還未下載地部分,這種方式不像實(shí)時(shí)流式傳輸那樣,可以在傳輸期間根據(jù)用戶連接地速度進(jìn)行調(diào)整 .順序流式傳輸不適合長片段和有隨機(jī)訪問要求地視頻節(jié)目 ,如講座 .演說和演示等 ,它也不支持現(xiàn)場廣播 .嚴(yán)格地說 ,它是一種點(diǎn)播技術(shù) .實(shí)時(shí)流式傳輸可保證媒體信號帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接匹配,可實(shí)時(shí)觀看節(jié)目

9、.實(shí)時(shí)流與 HTTP 流式傳輸不同 ,它需要專用地流媒體服務(wù)器與傳輸協(xié)議.實(shí)時(shí)流式傳輸總是實(shí)時(shí)傳送,特別適合現(xiàn)場事件 ,也支持隨機(jī)訪問 ,用戶可對觀看內(nèi)容進(jìn)行快進(jìn)或后退 .理論上 ,實(shí)時(shí)流一經(jīng)播放就不可停止 ,但可進(jìn)行周期暫停 .流式傳輸模式一般會使用 RTP/UDP.RTSP/TCP 兩種通信協(xié)議與 A/V（ Audio/Video ）Server建立聯(lián)系 ,將服務(wù)器地輸出重定向到一個(gè)運(yùn)行 A/V Player 程序所在客戶機(jī)地目地地址 .如圖 1 所示 ,流式傳輸系統(tǒng)一般都要配置一套專用地服務(wù)器和播放器.圖 1 流式傳輸基本原理移動(dòng)流媒體地傳輸協(xié)議：3 / 8個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)圖 2

10、 流媒體傳輸協(xié)議1. 實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP.RTCPRTP （ Real-time Transport Protocol）是在 Internet 上針對多媒體數(shù)據(jù)流地一種傳輸協(xié)議,工作于一對一或一對多地傳輸情況 ,可提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步 .RTP 通常使用 UDP 來傳送數(shù)據(jù) ,也可在 TCP 或 ATM 協(xié)議之上工作 .當(dāng)應(yīng)用程序開始一個(gè) RTP 會話時(shí) ,會使用到兩個(gè)端口 ,一個(gè)給 RTP, 一個(gè)給 RTCP.RTP 本身并不能為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠地傳送機(jī)制,也不提供流量控制或擁塞控制 ,而是依靠 RTCP 提供這些服務(wù) .通常 RTP 算法并不作為一個(gè)獨(dú)立地網(wǎng)絡(luò)層來實(shí)現(xiàn) ,而是作

11、為應(yīng)用程序代碼地一部分 .RTCP （Real-time Transport Control Protocol）與 RTP 共同提供流量控制和擁塞控制服務(wù).在 RTP 會話期間 ,參與者周期性地傳送 RTCP 包 ,這些包中含有已發(fā)送數(shù)據(jù)包地?cái)?shù)量 .丟失數(shù)據(jù)包地?cái)?shù)量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) ,服務(wù)器可根據(jù)這些信息動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率 ,甚至改變有效載荷類型 .RTP與 RTCP 地配合使用可有效地進(jìn)行反饋 ,從而減小開銷 ,提高傳輸效率 ,非常適合傳送網(wǎng)上地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) .2. 實(shí)時(shí)流協(xié)議 RTSP實(shí)時(shí)流協(xié)議 RTSP （ Real-time Streaming Protocol）是由 RealNetworks.

12、Netscape共同提出地一種協(xié)議 ,它定義了如何使一對多應(yīng)用程序有效地通過IP 網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù).RTSP 在體系結(jié)構(gòu)上位于 RTP.RTCP 之上 ,它使用 TCP 或 RTP 完成數(shù)據(jù)傳輸 .與 HTTP 相比 ,RTP 傳送地是多媒體數(shù)據(jù) ,而 HTTP 傳送 HTML. 在使用 RTSP 時(shí) ,客戶機(jī)和服務(wù)器均可發(fā)出請求 ,也就是說RTSP 可雙向服務(wù) ,而 HTTP 地請求是由客戶機(jī)發(fā)出,服務(wù)器進(jìn)行響應(yīng) .3. 資源預(yù)訂協(xié)議 RSVP音視頻數(shù)據(jù)流對網(wǎng)絡(luò)地延時(shí)比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更敏感,如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸高質(zhì)量地音視頻信息,除了帶寬要求之外 ,還需其它條件 .RSVP （Resource Re

13、servation Protocol）是一種正在開發(fā)地Internet 資源預(yù)訂協(xié)議 ,它通過采取預(yù)留一部分網(wǎng)絡(luò)資源 （帶寬）地措施 ,在一定程度上為流媒體傳輸提供 QoS. 某些試驗(yàn)性系統(tǒng) ,如網(wǎng)絡(luò)視頻會議工具 vic 就集成了 RSVP.3GPP UMTS 視頻媒體編解碼技術(shù)規(guī)范是 ITU-T H.263 profile 0 level 10, 也是 PSS 必須使用地視頻解碼器 .此外 ,PSS 還應(yīng)該支持 H.263 Profile 3 Level 10 解碼器和 MPEG-4 Visual SimpleProfile Level 0 解碼器 ,在實(shí)際應(yīng)用中 ,兩個(gè)視頻解碼器可選 .最

14、近提出地 H.264 標(biāo)準(zhǔn)也引起了業(yè)界地廣泛興趣 ,3GPP PSS R6 也在積極考慮將其納入規(guī)范 .移動(dòng)流媒體播放器：移動(dòng)流媒體傳輸視頻數(shù)據(jù)都采用H264 視頻壓縮算法進(jìn)行壓縮,以適宜無線傳輸?shù)氐蛶捑? / 8個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)碼 (15-25 kpbs)可以傳輸更好質(zhì)量地圖像,或者用更少地帶寬傳輸相同質(zhì)量地視頻.至于移動(dòng)終端地流媒體視頻播放器,有這些技術(shù)地大廠家,如微軟 , REAL , 出于市場地原因 ,僅開發(fā)在特別視頻手機(jī)上地應(yīng)用 ,所以對于應(yīng)用開發(fā)商來說 ,需要將視頻播放器在各個(gè)移動(dòng)終端上面做相應(yīng)地移植工作 .主要平臺有：Pocket PC平臺Dopod 686/696Le

15、novo ET180/560Daxian CU928/Eten P300BSymbian 平臺Nokia 7650/6600/3650/7610/Nokia6260/6630/7610/6620/3620/3660/3600/3650/N-Gage/ 索愛 P802/P908Simens sx1/Sendo xPanasonic X700/Samsung SGH-D710Linux 平臺Motorola A760Smartphone平臺Dopod515/535Moto8380/8390三 .移動(dòng)流媒體地主要應(yīng)用（ 1）信息服務(wù)包括財(cái)經(jīng)信息 .新聞和即時(shí)體育播報(bào) .天氣信息等服務(wù) .用戶只須通過

16、簡單地接入門戶站點(diǎn)即可獲取大量信息 ,也可以通過訂閱地方式使用信息推送服務(wù) .信息地內(nèi)容可以以流媒體地方式提供 .（ 2）娛樂服務(wù)包括卡通 .音頻 .視頻以及電視節(jié)目地精彩片段下載播放和在線播放 .還可以提供移動(dòng)游戲 .用手機(jī)看電視等服務(wù) .（ 3）通信服務(wù)包括含有流媒體內(nèi)容地彩信 .視頻電話會議等 ,使人們地溝通更加方便 ,更為豐富多彩 . （ 4）監(jiān)控服務(wù)主要包括交通監(jiān)控和家庭監(jiān)控.交通監(jiān)控使交通部門能夠?qū)崟r(shí)察看高速公路和主要道路地交通狀況 ,可查看指定道路區(qū)間地路況 ,并可在途中通過定位服務(wù)來檢查各路段地交通情況 .家庭監(jiān)控可以實(shí)時(shí)監(jiān)視家庭和辦公室地情況 .只需安裝基于 Web 地?cái)?shù)字視

17、頻相機(jī) ,并連接到 Internet 上就可以通過移動(dòng)終端或PC 監(jiān)視家庭或辦公室.（ 5）定位服務(wù)5 / 8個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)可用來提供地圖和向?qū)Х?wù),并且可以預(yù)覽風(fēng)景名勝.預(yù)定飯店和電影票等.未來幾年 ,移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)將得到很大地發(fā)展,將會隨著網(wǎng)絡(luò)和終端地不斷發(fā)展而逐步實(shí)現(xiàn).四 .移動(dòng)流媒體地發(fā)展與限制移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)地開展給移動(dòng)增值服務(wù)帶來了新地希望,2.5G.3G 以及超 3G 無線網(wǎng)絡(luò)地發(fā)展也使得流媒體技術(shù)可以被用到無線終端設(shè)備上,目前中國聯(lián)通公司提供CDMA 1x, 用戶網(wǎng)絡(luò)帶寬最多可以達(dá)到 100kbit/s, 這已經(jīng)足夠提供QCIF 大小地流媒體服務(wù)； 而且隨著 3G 無線

18、網(wǎng)絡(luò)地應(yīng)用 ,用戶地網(wǎng)絡(luò)帶寬可以達(dá)到384kbit/s. 另一方面 ,手機(jī)設(shè)備運(yùn)算能力越來越強(qiáng),存儲空間越來越大 ,不用說 SMART Phone和 Pocket PC等高端手機(jī) ,就是一般地中檔手機(jī),如 Nokia 6610,也能實(shí)現(xiàn)基本地 H.264 地軟件解碼 .面向無線網(wǎng)絡(luò)地流媒體應(yīng)用對當(dāng)前地編碼和傳輸技術(shù)提出了更大地挑戰(zhàn),首先 ,相對于有線網(wǎng)絡(luò)而言 ,無線網(wǎng)絡(luò)狀況更不穩(wěn)定,除去網(wǎng)絡(luò)流量所造成地傳輸速率地波動(dòng)外,手持設(shè)備地移動(dòng)速度和所在位置也會嚴(yán)重地影響到傳輸速率,因此高效地可自適應(yīng)地編碼技術(shù)至關(guān)重要.其次 ,無線信道地環(huán)境也要比有線信道惡劣地多,數(shù)據(jù)地誤碼率也要高許多,而高壓縮地碼流

19、對傳輸錯(cuò)誤非常敏感 ,還會造成錯(cuò)誤向后面地圖像擴(kuò)散,因此無線流媒體在信源和信道編碼上需要很好地容錯(cuò)技術(shù) .在移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)地發(fā)展過程中 ,存在如下問題：（ 1） 無線網(wǎng)絡(luò)帶寬窄 ,干擾嚴(yán)重CDMA1X 與 GPRS 分別作為當(dāng)前中國聯(lián)通與中國移動(dòng)地主流2.5G 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ,網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬較之以前有了很大地提高 ,但仍然十分有限 .CDMA1X 在理論峰值情況下下載傳輸速率達(dá)到 144kbps, 但實(shí)際情況下 ,穩(wěn)定地傳輸速率通常在 70kbps 左右 .GRPS 在理論上可以達(dá)到 115kbps, 但實(shí)際情況下 ,穩(wěn)定地傳輸速率通常在 20kbps 左右 .并且隨著使用用戶地增加 ,網(wǎng)絡(luò)地性

20、能將會進(jìn)一步下降 .另外無線網(wǎng)絡(luò)地干擾嚴(yán)重 ,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)卣`碼地可能性大大增加 .（ 2） 移動(dòng)終端處理能力低,內(nèi)存容量小雖然目前國內(nèi)市場上基于ARM9 或是與此同等能力地芯片地高端手機(jī)已經(jīng)越來越多,但由于手機(jī)中低端用戶基數(shù)龐大而帶來地巨大地市場商機(jī),使得各個(gè)終端廠家對中低端用戶尤為重視.因此目前占市場份額最多地.主流地手機(jī)仍然采用地是ARM7 系列地芯片 ,處理能力在幾十個(gè)MIPS 左右 .目前移動(dòng)終端地內(nèi)存容量通常也比較有限.市場上主流地BREW 手機(jī)預(yù)留給應(yīng)用程序地動(dòng)態(tài)內(nèi)存通常在700KB 左右；基于J2ME 地手機(jī)預(yù)留給應(yīng)用程序地動(dòng)態(tài)分配地內(nèi)存通常在64KB 或128KB ；基于 S

21、ymbian/Linux/Windows Mobile等高端手機(jī)預(yù)留給應(yīng)用程序地動(dòng)態(tài)分配地內(nèi)存在 1-4MB 左右 .（ 3） 終端系統(tǒng)平臺 .LCD 多樣化相對于 PC 地平臺而言 ,移動(dòng)終端地系統(tǒng)平臺多樣化更加明顯,常見地系統(tǒng)平臺有以及一些私有平臺.移動(dòng)終端系統(tǒng)多樣化在很長地一段時(shí)間內(nèi)將會繼續(xù)存在.為了提供一個(gè)統(tǒng)一地手機(jī)應(yīng)用程序運(yùn)行環(huán)境,J2ME 與 BREW 應(yīng)運(yùn)而生 .但不同地廠家對J2ME 與 BREW 地支持通常都存在差異.平臺地多樣化加上LCD 大小不一 ,使6 / 8個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)得實(shí)現(xiàn)適應(yīng)多種移動(dòng)終端地應(yīng)用程序難度非常大.（ 4） 移動(dòng)終端地電池能源有限盡管手機(jī)設(shè)備

22、地運(yùn)算能力越來越強(qiáng),但是由于它是由電池供電地,因此編解碼處理不能太復(fù)雜 ,并且最好能夠根據(jù)用戶設(shè)備地電池來調(diào)整流媒體地接收和處理 ,能源管理技術(shù)也是移動(dòng)流媒體地一個(gè)研究熱點(diǎn) .版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理.版權(quán)為個(gè)人所有This articleincludessome parts,includingtext,pictures,and design. Copyright is personal ownership.b5E2RGbCAP用戶可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其他非商業(yè)性或非盈利性用途， 但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利. 除此以外，將本文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)，須征得本人及相關(guān)權(quán)利人地書面許可，并支付報(bào)酬 . p1EanqFDPwUsers may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abid