多媒體通信技術(shù) 實驗指導(dǎo)書

1、多媒體通信技術(shù)實驗指導(dǎo)書實驗一 視頻壓縮、傳輸實驗名稱：視頻壓縮、傳輸實驗類型：驗證性實驗學(xué)時：2學(xué)時適用對象：通信工程，電子信息科學(xué)與技術(shù)一、實驗?zāi)康?. 了解視頻壓縮及傳輸?shù)幕驹恚?. 掌握視頻壓縮及傳輸?shù)幕痉椒?。二、實驗要求掌握MPEG編碼原理及MPEG編碼圖像文件格式，掌握壓縮編碼的實現(xiàn)方法；理解局域網(wǎng)內(nèi)視頻數(shù)據(jù)傳輸方法。三、實驗原理通過攝像機采集視頻，然后任選一種仿真工具或編程語言，利用MPEG標準完成壓縮編碼；在局域網(wǎng)上實時傳輸，并在接收端正確接收。四、實驗所需儀器、設(shè)備、材料（試劑）計算機、攝像頭、相應(yīng)的視頻處理軟件、編程軟件等。五、實驗預(yù)習(xí)要求、實驗條件、方法及步驟熟悉M

2、PEG壓縮和視頻傳輸?shù)幕驹?、基本方法及所需相?yīng)的軟硬件工具。實驗主要步驟如下：(1) 攝像頭與計算機連接；(2) 然后利用視頻采集軟件(如，MiniVCap、HXCapVideoV33或通用攝像頭采集軟件等)錄入50秒左右的視頻；(3) 任選一種仿真工具(如，TMPEGenc、Canopus ProCoder等)或編程語言(Matlab軟件)，采用MPEG2標準對所采集的視頻文件進行壓縮編碼；(4) 分析與比較壓縮前后數(shù)據(jù)的性能，了解MPEG編碼圖像文件格式；(5) 在局域網(wǎng)上傳輸MPEG視頻文件，并在接收端正確接收；(6) 分析傳輸視頻性能。六、思考題1. MPEG編碼原理是什么？2.

3、視頻傳輸?shù)倪^程是什么？補充說明：(1) MPEG壓縮的基本原理：MPEG壓縮編碼算法包括了幀內(nèi)編碼、幀間編碼，DCT變換編碼、自適應(yīng)量化、熵編碼和運動估計和運動補償?shù)纫幌盗袎嚎s方法。MPEG-2圖像壓縮的原理是利用了圖像中的兩種特性：空間相關(guān)性和時間相關(guān)性。這兩種相關(guān)性使得圖像中存在大量的冗余信息。如果能將這些冗余信息去除，只保留少量非相關(guān)信息進行傳輸，就可以大大節(jié)省傳輸頻帶。而接收機利用這些非相關(guān)信息，按照一定的解碼算法，可以在保證一定的圖像質(zhì)量的前提下恢復(fù)原始圖像。一個好的壓縮編碼方案就是能夠最大限度地去除圖像中的冗余信息。為了區(qū)分幀內(nèi)、幀間編碼，MPEG-2的編碼圖像被分為三類，分別稱為

4、I幀，P幀和B幀。I幀圖像采用幀內(nèi)編碼方式，即只利用了單幀圖像內(nèi)的空間相關(guān)性，而沒有利用時間相關(guān)性。P幀和B幀圖像采用幀間編碼方式，即同時利用了空間和時間上的相關(guān)性。P幀圖像只采用前向時間預(yù)測，可以提高壓縮效率和圖像質(zhì)量。P幀圖像中可以包含幀內(nèi)編碼的部分，即P幀中的每一個宏塊可以是前向預(yù)測，也可以是幀內(nèi)編碼。B幀圖像采用雙向時間預(yù)測，可以大大提高壓縮倍數(shù)。為更好地表示編碼數(shù)據(jù)，MPEG-2用句法規(guī)定了一個層次性結(jié)構(gòu)，它分為六層，自上到下分別是：圖像序列層、圖像組(GOP)、圖像、宏塊條、宏塊、塊。(2) 兩種視頻傳輸方式：TCP傳輸：TCP(傳輸控制協(xié)議)是一種面向連接的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。支持多數(shù)

5、據(jù)流操作，提供流控和錯誤控制，乃至對亂序到達報文的重新排序，因此，TCP傳輸提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。使用TCP傳輸?shù)囊话愕倪^程：客戶機向服務(wù)器發(fā)出連接的請求后，服務(wù)器接收到后，向客戶機發(fā)出連接確認，實現(xiàn)連接后，雙方進行數(shù)據(jù)傳輸。UDP傳輸：UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)是一種無連接的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。提供一種基本的低延時的稱謂數(shù)據(jù)報的傳輸服務(wù)。不需要像TCP傳輸一樣需預(yù)先建立一條連接。UDP無計時機制、流控或擁塞管理機制。丟失的數(shù)據(jù)不會重傳。因此提供一種不可靠的應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。但在一個良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如局域網(wǎng)內(nèi)，使用UDP傳輸數(shù)據(jù)還是比較可靠，且效率很高。實驗二 流媒體傳輸實驗名稱：流媒體傳輸實驗類

6、型：驗證性實驗學(xué)時：2學(xué)時適用對象：通信工程，電子信息科學(xué)與技術(shù)一、實驗?zāi)康?. 了解流媒體概念；2. 理解流媒體的傳輸方式及傳輸過程。二、實驗要求掌握流媒體概念、流媒體的傳輸方式及傳輸過程等，了解主流的流媒體實現(xiàn)方案，能使用現(xiàn)有軟件建立視頻服務(wù)器和客戶端，并在局域網(wǎng)上播放視頻文件。三、實驗原理選擇一段影音文件，建立視頻服務(wù)器和客戶端，在局域網(wǎng)上播放視頻文件。四、實驗所需儀器、設(shè)備、材料（試劑）計算機、視頻素材、流媒體工具軟件等。五、實驗預(yù)習(xí)要求、實驗條件、方法及步驟應(yīng)用相關(guān)的流媒體軟件，建立視頻服務(wù)器和客戶端，在局域網(wǎng)上播放視頻文件，進而熟悉流媒體概念，掌握流媒體的傳輸方式及傳輸過程。實驗主

7、要步驟如下：(1) 獲取一段流媒體格式的影音文件(如，F(xiàn)LV格式或F4V格式等)；也可從攝像頭錄入一段視頻文件，然后再用視頻轉(zhuǎn)換軟件把錄入的視頻轉(zhuǎn)成流媒體格式；(2) 建立一個視頻服務(wù)器，利用Flash Media Server搭建流媒體服務(wù)器(可采用美萍VOD點播系統(tǒng)軟件)，服務(wù)器程序為Flash Media Server；(3) 在局域網(wǎng)上播放視頻文件，流媒體協(xié)議為RTMP協(xié)議；(4) 客戶端接收視頻文件，客戶機程序為Adobe Flash Player；(5) 分析流媒體傳輸?shù)男阅?，理解流式傳輸中的緩存機制。圖1是流媒體傳輸?shù)膶崿F(xiàn)框圖，圖2和圖3分別是流媒體在遠程教學(xué)和視頻會議中的應(yīng)用。

8、六、思考題 1. 什么是流媒體？2. 流媒體的傳輸過程是什么？3. 常見的流媒體的應(yīng)用有哪些？ 圖1 流媒體傳輸?shù)膶崿F(xiàn)圖2 流媒體在遠程教學(xué)中的應(yīng)用圖3 流媒體在視頻會議中的應(yīng)用實驗三 多媒體視頻會議系統(tǒng)實驗名稱：多媒體視頻會議系統(tǒng)實驗類型：綜合性實驗學(xué)時：2學(xué)時適用對象：通信工程，電子信息科學(xué)與技術(shù)一、實驗?zāi)康耐ㄟ^讓不同地點的人進行全方位的信息交流，包括聽對方說話、看對方表情、聊天、共享白板和文件傳送，實現(xiàn)真正意義上的多媒體通信，使學(xué)生對多媒體通信與傳統(tǒng)意義通信的區(qū)別有足夠的認識；并熟悉典型多媒體通信系統(tǒng)的構(gòu)成、各部分功能和工作過程，體會視頻會議系統(tǒng)的應(yīng)用。二、實驗要求了解并熟悉典型多媒體通

9、信系統(tǒng)的構(gòu)成、各部分作用和工作過程，能夠設(shè)計不同環(huán)境下的多媒體議系統(tǒng)。三、實驗原理在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上進行兩點、三點以及多點會議，進行語音、視頻、聊天、文件傳送等全方位信息的交流，觀察和分析多點會議的控制方式。四、實驗所需儀器、設(shè)備、材料（試劑）多媒體視頻會議系統(tǒng)的典型配置是：“多媒體通信終端+多媒體通信網(wǎng)”，其中多媒體通信終端構(gòu)成為“多媒體計算機+攝像頭+捕捉卡+話筒+耳機”等，多媒體通信網(wǎng)可以是計算機局域網(wǎng)、公用 網(wǎng)、IP網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等。五、實驗預(yù)習(xí)要求、實驗條件、方法及步驟 1. 熟悉視頻會議系統(tǒng)的構(gòu)成，各部分的作用。2. 在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上進行兩點會議，進行話音、視頻、聊天、共享白板和文件傳送等全方位的信息交流，體會點對點多媒體視頻會議系統(tǒng)的功能。3. 在廣域網(wǎng)上進行多點(3點)會議，進行話音、視頻、聊天、共享白板和文件傳送等全方位的信息交流，體會多點多媒體視頻會議系統(tǒng)的功能，比較多點與點對點會議的異同；同時，觀察和分析多點會議的控制方式(本實驗為主席控制方式)。4. 觀察win 98netmeeting 下點對點環(huán)境會議系統(tǒng)在雙方配置不同時（如都有攝像頭、耳機、話筒時，或一方有另一方無、甚至雙方都沒有這些設(shè)備時會議的不同效果。5. 比較win 98下netmeeting 環(huán)境會議系統(tǒng)與VCON H.323 會議系統(tǒng)的不同效果。本實驗通信網(wǎng)