流媒體技術論文范文

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第1篇

本文在引言部分闡述了流媒體技術的基礎：流媒體的一般概念及相關的概念。在正文部分介紹了流媒體技術的原理以及媒體服務器的硬件平臺。最后主要的介紹了流媒體技術了兩種教育應用：校園網視頻系統的解決方案和遠程多媒體教學方案。

關鍵字:流媒體流式傳輸媒體服務器校園網視頻系統遠程多媒體教學系統

一、引言

在網絡上傳輸音／視頻等多媒體信息目前主要有下載和流式傳輸兩種方案。A/V文件一般都較大，所以需要的存儲容量也較大；同時由于網絡帶寬的限制，下載常常要花數分鐘甚至數小時，所以這種處理方法延遲也很大。流式傳輸時，聲音、影像或動畫等時基媒體由音視頻服務器向用戶計算機的連續、實時傳送，用戶不必等到整個文件全部下載完畢，而只需經過幾秒或十數秒的啟動延時即可進行觀看。當聲音等時基媒體在客戶機上播放時，文件的剩余部分將在后臺從服務器內繼續下載。流式不僅使啟動延時成十倍、百倍地縮短，而且不需要太大的緩存容量。流式傳輸避免了用戶必須等待整個文件全部從Internet上下載才能觀看的缺點。

流媒體指在Internet/Intranet中使用流式傳輸技術的連續時基媒體，如：音頻、視頻或多媒體文件。流式媒體在播放前并不下載整個文件，只將開始部分內容存入內存，流式媒體的數據流隨時傳送隨時播放，只是在開始時有一些延遲。

在這篇文章中，主要是討論流媒體的技術基礎，以及流媒體技術在教育中的應用。

二、流媒體技術基礎

1、流媒體技術的原理

流式傳輸的實現需要緩存。因為Internet以包傳輸為基礎進行斷續的異步傳輸，對一個實時A/V源或存儲的A/V文件，在傳輸中它們要被分解為許多包，由于網絡是動態變化的，各個包選擇的路由可能不盡相同，故到達客戶端的時間延遲也就不等，甚至先發的數據包還有可能后到。為此，使用緩存系統來彌補延遲和抖動的影響，并保證數據包的順序正確，從而使媒體數據能連續輸出，而不會因為網絡暫時擁塞使播放出現停頓。通常高速緩存所需容量并不大，因為高速緩存使用環形鏈表結構來存儲數據：通過丟棄已經播放的內容，流可以重新利用空出的高速緩存空間來緩存后續尚未播放的內容。

流式傳輸的過程一般是這樣的：用戶選擇某一流媒體服務后，Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，以便把需要傳輸的實時數據從原始信息中檢索出來；然后客戶機上的Web瀏覽器啟動A/VHelper程序，使用HTTP從Web服務器檢索相關參數對Helper程序初始化。這些參數可能包括目錄信息、A/V數據的編碼類型或與A/V檢索相關的服務器地址。

A/VHelper程序及A/V服務器運行實時流控制協議（RTSP），以交換A/V傳輸所需的控制信息。與CD播放機或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操縱播放、快進、快倒、暫停及錄制等命令的方法。A/V服務器使用RTP/UDP協議將A/V數據傳輸給A/V客戶程序（一般可認為客戶程序等同于Helper程序），一旦A/V數據抵達客戶端，A/V客戶程序即可播放輸出。

需要說明的是，在流式傳輸中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP兩種不同的通信協議與A/V服務器建立聯系，是為了能夠把服務器的輸出重定向到一個不同于運行A/VHelper程序所在客戶機的目的地址。實現流式傳輸一般都需要專用服務器和播放器，其基本原理如圖1所示。

圖1.流式傳輸的基本原理

2、媒體服務器硬件平臺

視頻服務器把存儲在存儲系統中的視頻信息以視頻流的形式通過網絡接口發送給相應的客戶，響應客戶的交互請求，保證視頻流的連續輸出。視頻信息具有同步性要求，一方面必須以恒定的速率播放，否則引起畫面的抖動，如MPEG-1視頻標準要求以1.5Mb/s左右的速度播放視頻流。另一方面，在視頻流中包含的多種信號必須保持同步，如畫面的配音必須和口型相一致。另外，視頻具有數據量大的特點，一個經MPEG-1壓縮的90min的電影，長度約為1GB，它在存儲系統上的存放方式，直接影響視頻服務器提供的交互服務，如快進和快倒等功能的實現。視頻服務器必須解決視頻流特性提出的要求。

視頻服務器的工作模式是當服務器響應客戶的視頻流后，從存儲系統讀入一部分視頻數據到對應于這個視頻流的特定的緩存中，然后此緩存中的內容送入網絡接口發送到客戶。當一個新的客戶請求視頻服務時，服務器根據系統資源的使用情況，決定是否響應此請求。系統的資源包括存儲I/O的帶寬、網絡帶寬、內存大小和CPU的使用率。

三、流媒體技術的應用

互聯網的迅猛發展和普及為流媒體業務發展提供了強大的市場動力，流媒體業務正變得日益流行。流媒體技術廣泛用于多媒體新聞、在線直播、網絡廣告、電子商務、視頻點播、遠程教育、遠程醫療、網絡電臺、實時視頻會議等互聯網信息服務的方方面面。流媒體技術的應用將為網絡信息交流帶來革命性的變化，對人們的工作和生活將產生深遠的影響。

一個完整的流媒體解決方案應是相關軟硬件的完美集成，它大致包括下面幾個方面的內容：內容采集、視音頻捕獲和壓縮編碼、內容編輯、內容存儲和播放、應用服務器內容管理及用戶管理等。

下面就介紹流媒體技術在教育上的兩個具體的應用方案。

1、校園網視頻系統

校園網的建設隨著教育產業的興起和發展也逐漸呈現出蓬勃向上的態勢。隨著多媒體技術的不斷發展，特別是多媒體傳輸技術的突破，使網絡多媒體教學得以實現。現在已經有許多的成熟的產品可以用來組建網絡多媒體教學的解決方案。

一般一個校園網視頻系統的要求有：

（1）通過校園網實現音、視頻實況轉播、視頻預訂，制作并存儲節目。

（2）在校園網上實現VOD教學。

圖2.校園網系統方案

每個教室安裝相應的軟件及視頻卡，攝像頭，麥克風，可以把教室實時的聲音和圖象通過校園網傳到監控中心。在存儲服務器安裝SERVER軟件，可以存貯傳輸過來的實時圖象。在點播服務器安裝SERVER軟件，存儲視頻節目。

雖然現在校園網絡硬件水平和質量現在都非常高，但是，困惑也隨之而來，具體表現為以下幾個方面：

A、校園網投入大，但沒有用在教育主業上。

B、網絡僅用在辦公自動化中，投資效益低。

C、無法實現充分共享。即享受好的教育資源的學生很有限；同樣的課程需要年復一年的教授；同樣的問題需要一次次重復回答；材質差異明顯的學生按同一模式接受教育，做不到因材施教。

計算機網絡技術在教育產業中的應用現狀和由此產生的問題引起了教育界和計算機界對于計算機網絡條件下教學模式的思考。教學模式在網絡條件下最終會變化成什么樣子？目前和將來一段時間內網絡技術發展到底能導致產生哪些更富成效的教育手段，逐步推動教學模式的改變？

2、遠程多媒體教學系統

知識經濟的時代需要人們不斷的學習新的知識、技能，才能跟上時代的步伐。學習必須轉變成一個伴隨每個人一生的過程。網上教育突破了傳統"面授"教學的局限，為求知者提供了時間分散、資源共享、地域廣闊、交互式的教學新方式，因而廣受人們觀注。

從遠程教育的定義可以看出它有下列三方面的內涵:學生與教師的分離，學生與學生的分離，利用傳播媒體和傳輸系統組織教學。從技術上講，遠程教育系統是建立在現代傳媒技術基礎上的多媒體應用系統，它通過現代的通信網絡將教師的圖象、聲音和電子教案傳送給學生，也可以根據需要將學生的圖象、聲音回送給教師，從而模擬出學校教育的授課方式；同時還可以利用現有的網絡條件建立虛擬的班級，加強學生之間的交流。

鑒于遠程教育的深遠意義，我們的遠程多媒體教學系統所要實現的功能有：實現教學課件的點播（VOD），教學直播，網絡課堂等等。

在IP網上開展遠程教學活動，需要解決兩個基本問題：音頻、視頻流信息的傳送以及它們與數據之間的同步。由于音頻、視頻信息的帶寬比較寬，不可能讓學生將所有的節目下載到本地計算機上后再播放，必須要采用先進網絡播放技術來實現邊發送邊播放。此外，由于在教學過程中教師會經常使用電子教案來輔助教學，比如用PowerPoint，而電子教案的展示與音頻、視頻流之間有嚴格的時間同步關系，這就要求在傳輸過程中我們仍然要保持它們之間的同步關系。

圖3.遠程教育網絡結構

系統的工作過程如下：輸入的視頻和音頻信號將送給MPEG4的編碼器進行編碼，編碼器輸出的節目流既可以存入存儲設備也可以直接送給MediaServer，MediaServer的主要功能是完成節目流的播出。MediaServer播出的節目有三個來源，它可能是保存在存儲設備中的ASF文件，也可以是編碼器實時傳送來的節目，它播出的節目還可以從其它的MediaServer上獲取。普通的用戶可以通過LAN或通過無線網絡接入到該系統之中。

參考文獻

[1]曹功靖，王暉，吳玲達Real流媒體技術及其在遠程教學中的應用計算機應用研究2001.

第2篇

1.1流式傳輸基本原理

在進行遠程教學的時候，讓遠程的學生端順利接收到源于教師端的信息是最基本的要求之一。事實上，教師端傳來的信息具有一定的多樣性，包括：圖片、視頻、文本、音頻等等。從基本上說，網絡傳輸速度極其不穩定的主要原因在于：學生采用的上網設備和網絡帶寬存在著一定的差異性。一般來說，在網絡帶寬十分有限的前提下，遠程教學所需解決的實際難題是：確保一端能夠順利接收到另一端的信息。實踐證明，流式傳輸是較為明智的選擇之一。

1.2流媒體工作方式

采用流式傳輸的方式，對多媒體信息數據進行有序傳輸被稱為流媒體技術。在開始播放之前，無需下載全部多媒體文件。在經過特殊的壓縮處理之后，將最開始部分的影像和聲音分成壓縮包，并且在流媒體技術的服務器中放置壓縮包。另外，也可以將緩沖區創建在相關終端上，這些終端包括：學生所使用的電腦、移動手機等等。一般來說，在開始播放文件之前，終端播放器會先對一部分信息進行下載，當成緩存信息。在絕大多數學生對緩存信息進行播放的過程中，后臺會對文件剩余部分繼續下載。在終端緩沖區里面的絕大部分多媒體信息會通過播放器持續向學生進行播放。終端緩沖區會持續不斷地接收到來自后臺服務器的文件剩余部分，達到對多媒體文件邊播放邊下載的預期成效。

2流媒體技術在新校區融合網絡中的應用

對流媒體及其相關技術原理進行較為細致地闡述之后，接下來，針對流媒體技術在新校區融合網絡中的應用，談談自己的認識和體會，希望能夠達到流媒體技術在新校區融合網絡中應用研究的預期效果。

2.1課件點播

對于相當一部分教材來說，網上課件是其十分重要的組成部分。很明確地說，超媒體結構在網上課件中得到了較為廣泛的應用。毫無疑問，課件點播具有一定的優勢。這些優點主要表現為：學生能夠有選擇性地進行觀看、跳著看課件，并且具有較好的示范性、交互性、及時性。資料表明，網上課件的主要服務對象為學生，能夠順利開展個性化學習。換句話說，為了最大程度地滿足不同層次學習者的實際需求，網上課件的教學內容越來越豐富，表現形式越來越多樣化。另外，交互式教學，不容忽視。

2.2講座直播

實踐證明，在講座直播的過程中，流媒體技術起到至關重要的作用。從嚴格意義上說，即使處于低帶寬的環境，科學、合理地應用流媒體技術，就能確保音視頻信息的質量。換句話說，即使廣大學生的連接速率不同，科學、合理地應用流媒體技術，就能夠取得高質量、令人滿意的音視頻效果。從某種意義上說，講座直播能否順利開展，很大程度上取決于能否高效處理網絡帶寬難題。事實上，科學、合理地應用流媒體技術，有利于最大程度地節約帶寬，有利于最大限度地降低服務器端的負荷。隨著流媒體技術水平的大幅度攀升、寬帶網的廣泛應用，絕大部分學生能夠在網上隨時隨地直接收看各類講座。新校區的重要資訊和定期舉辦的大型活動會在網上直播，并且取得了預期的宣傳效果。

2.3視頻點播

通常來說，視頻點播是一種交互式多媒體視頻點播技術，它對計算機技術、電視技術和通訊技術進行了十分高效的融合。事實上，絕大多數人們收看傳統的電視節目具有一定的被動性。我們可以這么說，只要選擇采用網絡技術和視頻技術，就能達到按照個人喜好收看電視節目，并且任意進行播放的目標。調查顯示，現有的網絡技術和視頻技術，能夠將動態影視圖像、文字、動態圖片、聲音結合成為有機聯系的統一整體。換句話說，只有科學、高效、合理地應用網絡技術和視頻技術，才能為廣大用戶提供優質的實時、交互服務，盡可能滿足相關用戶的實際需求。

3結語

第3篇

流媒體技術在教學信息化中的應用主要體現在遠程教學與現實教學這兩個方面。

1.1流媒體技術在遠程教學中的應用

遠程教育作為在數字化信號環境視域下的一種師生分離的教學活動，以流式技術的發展為基礎，在終身、素質、繼續教育理念的影響下，使遠程教育教學成為了現實。流媒體技術在遠程教學中的應用主要體現在以下幾點：

1.1.1課件點播

課件點播是基于流媒體技術的基礎上進行遠程網絡教學的一種重要的組織形式。課件點播過程是教學資源管理中心將教師的授課過程錄像,與課程相關的音、視頻資料，以及與教師授課過程中同步的電腦屏幕信息等多媒體內容存儲到點播服務器上,學習者登錄遠程學習網絡系統后，根據自身需要，即可點播教師的授課實況進行自主型學習,并同步查看相關的學習資源。如，流技術制作的實時\非實IP課件。與傳統教學模式相比，凸顯“以學生為本”，根據學生的實際，選擇運用相關的教學資源，對學生進行教學。學生可以隨時、隨地點播自己所需的教學課件，這種教學方式使學生的學習更加自由、靈活，從而充分發揮了學生學習上的主動性，同時，達到以“學習者”為中心目標。

1.1.2實時同步授課

隨著教育教學的改革，受時間、地點等因素的限制，大部分學生很難聽到名師的授課，而流媒體技術卻使其成為了現實。遠程網絡教學資源中心將名師現場授課的音頻、視頻、數據等實時地傳送到目的地，這樣遠端的學生可以像現場一樣傾聽名師授課。這樣在實現資源共享、解決師資力量短缺的同時，最大限度的獲得了良好的教學效果。

1.1.3網上教學與培訓

利用流媒體技術制作出網頁型的課件，能使教師講解的視頻圖像、音頻信號及講義內容同屏顯示，學生上網即可學習課程。使用流媒體技術制作的動畫、演示可以直接插入到網頁中，學生可以使用網頁型在線幫助方式，獲得操作演示路徑。在技能培訓上，許多基本的培訓項目，可以使用文字、圖像、聲音與視頻來制作多媒體演示，使教學過程變得更加生動形象[3]。例如，當前研究生考前的教學與培訓，多數還是進行網上自我學習與培訓。

1.2流媒體技術在實際教學中的應用

相對于流媒體技術在遠程教學中的運用，其在實際教學中的應用度還相對較低，主要應用在以下幾點：

1.2.1流媒體技術在課件制作中的應用

計算機技術在教學中的應用已經不能適應教育教學改革的需求，例如，當前在教學過程中，應用的是PPT教學，無論是從視頻上，還是音頻上都不能像流媒體技術制作出的課件那樣給予學生生動、形象的視聽覺效應。教師利用流媒體技術實現了一個用戶多媒體課件制作的平臺,利用此平臺制作出的課件，用于校園的課件點播系統中，并取得良好的教學效益。

1.2.2實時性的多媒體教學

在傳統的教學模式中未引入流媒體技術，而現在大部分中小學及高等院校都已配備了計算機、DVD\CVD、投影儀、交換機、音響等一整套的多媒體教學系統。通過多媒體教學系統的運用不僅減少了教師的工作量，而且使學生形成了良好的視覺、聽覺形象。

1.2.3教學監控、電子考勤功能

大部分學校基于流媒體技術建立流媒體教學平臺，并應用于教學管理過程中，可以充分利用次系統對教師與學生進行教育教學管理。管理過程具體表現是通過定時、定點地打卡或錄像來對教師教學與學生的出勤、上課情況進行考核和檢查，為教師教學與學生的學習創造了和諧的氛圍。

1.2.4數字化網絡圖書館

各高等院校在圖書館資源、信息管理等方面已加強了流媒體技術的應用。例如，學生可以通過網絡檢索、預定自己所需圖書，還可以下載相關的期刊文獻、電子書等資源，實現了不同高校之間資源共享的同時，也為教育教學奠定了良好的基礎。

1.2.5遠程視頻會議

通過流媒體技術的應用，建立遠程視頻會議交流的平臺，有利于不同地區的教育工作者參與到教育教學的發展中來。教育工作者通過遠程視頻會議使教育教學的發展取得了良好的效果，實現了資源的共享，為學校也節省了大量的經費。

2、流媒體技術在教學中的應用前景

隨著計算機網絡技術與數據通信的快速發展，流媒體技術的應用也會變的越來越普及。就目前情況來看，流媒體技術多應用于網絡電臺、遠程教育、收費播放、視頻點播、互聯網直播等領域。而流媒體技術在教學信息化中的應用還存在諸多瑕疵，需要流媒體技術工作人員不斷改進，促進信息化教學的實現。從流媒體技術在教學信息化中的應用現狀中，我們不難看出：我國的遠程網絡教學還處在起步階段，其巨大潛力有待開發，而流媒體技術在實際教學與數字化圖書館中具有更加廣闊的發展前景。這就需要教育工作者立足本地區教育技術現狀，在信息化教育教學理念的指導下，積極實踐，勇于探索，使網絡充分發揮其教學功能。例如，實現點播式自主學習、在線直播教學及異地協作式學習，解決師資力量匱乏的問題，實現資源共享，促進我國教育教學信息化的可持續發展。

3、結論