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1、五道口生活网 五道口论坛,1.1 流媒体的概念1.2 流媒体的发展与应用1.3 流媒体面临的挑战1.4 流媒体关键技术,第一章 流媒体技术概述,什么是流媒体？,流媒体（Streaming Media）,连续媒体（视频/音频）经压缩编码、数据打包后按照一定的时间间隔要求连续地发送给接收方设备，接收方设备在后续数据不断到达的同时对接收到的数据进行重组、解码和播放。,五道口生活网 五道口论坛,与传统网络媒体传输方式的区别,五道口生活网 五道口论坛,与传统网络媒体传输方式的区别,Delay sensitiveEnd to end delayDelay jitter Loss tolerant for
2、traditional data:loss intolerant but delay tolerant,五道口生活网 五道口论坛,Streaming stored audio and video Streaming live audio and video Real-time interactive audio and video,Classes of Streaming Media Applications,五道口生活网 五道口论坛,Classes of Streaming Media Applications,五道口生活网 五道口论坛,Classes of Streaming Media
3、Applications,五道口生活网 五道口论坛,Classes of Streaming Media Applications,五道口生活网 五道口论坛,Classes of Streaming Media Applications,五道口生活网 五道口论坛,Classes of Streaming Media Applications,五道口生活网 五道口论坛,五道口生活网 五道口论坛,1.1 流媒体的概念1.2 流媒体的发展与应用1.3 流媒体面临的挑战1.4 流媒体关键技术,第一章 流媒体技术概述,五道口生活网 五道口论坛,流媒体应用,直播与点播互联网广播网移动网多视点/3D视频交互
4、性沉浸感三维显示 多媒体传感器网络交通实况环境监测公共安全视频社区播客 社区网络,IVVV System(HHI),EyeVision(CMU),五道口生活网 五道口论坛,流媒体发展的背景,多媒体技术的发展信号处理及多媒体压缩技术的进步多媒体设备处理能力的提升网络通信设施的完善宽带网络建设无线网络数字化家电网络平台用户需求的增长更丰富多彩的网络信息更直观、灵活的交流方式,五道口生活网 五道口论坛,流媒体的发展与现状,五道口生活网 五道口论坛,流媒体的发展与现状,现有主流产品RealNetwork RealSystem由媒体内容制作工具RealProducer、服务器端Real Server、客
5、户端软件RealPlayer组成，其流媒体文件包括RealAudio、RealVideo、RealPresentation、RealFlash，系统采用SureStream技术，自动持续调整数据流量适应实际应用的不同网络带宽需求。,五道口生活网 五道口论坛,流媒体的发展与现状,五道口生活网 五道口论坛,流媒体发展现状,Windows Media 微软的Windows Media Technology目的是实现网络视音频等多媒体流信息的传输与播放，由MediaTools、MediaServer、MediaPlayer构成，其核心是ASF媒体格式，支持任意压缩/解压缩编码方式，并可以使用任何底层网
6、络传输协议。工具集丰富以及捆绑在WIN2000中是Windows Media Technology的优势。,五道口生活网 五道口论坛,Windows Media,五道口生活网 五道口论坛,Windows Media,五道口生活网 五道口论坛,Windows Media Intelligent Streaming,Multiple-Bit-Rate Encoding Intelligent Bandwidth Control bandwidth selecting bandwidth switching Rate shaping Intelligent Image Processing,五道口生
7、活网 五道口论坛,流媒体发展现状,QuickTime Apple公司1991年开始发布QuickTime，几乎支持所有主流个人计算平台和各种格式图象、视频、动画，具有内置的Web浏览器插件，支持IETF流标准以及RTP、RTSP、SDP、FTP、HTTP等网络协议。QuickTime包括服务器QuickTime StreamingServer、带编辑功能的播放器QuickTime Player、制作工具QuickTime 4Pro、图象浏览器Picture Viewer和Web插件,五道口生活网 五道口论坛,Quick Time,Media Server:多媒体服务器（系统图中为MS）Medi
8、a Caster:实时广播服务器（系统图中为MC）Mp3 Server:MP3音乐播放服务器Streaming Player:用户端播放软件Media E-Mailer:音频多媒体电子邮件软件,五道口生活网 五道口论坛,Quick Time,五道口生活网 五道口论坛,五道口生活网 五道口论坛,五道口生活网 五道口论坛,五道口生活网 五道口论坛,服 务 端 软 件,流媒体发展现状,IBM公司的VideoCharger VideoCharger是IBM内容管理软件包(IBM Content Manager)的重要一员，它与IBM DB2 Digital Library和管理多媒体内容的IBM DB
9、2 Universal Database for managing multimedia content通用数据库紧密集成，用户可通过传统的浏览器如IE或Netscape观看视频。Video Charger支持基于最新标准的技术，可把多媒体内容组织到一体化的平台上，并支持点播，广播和实时压缩播放。Oracle公司的OVS Oracle公司的视频服务器软件OVS可在包括网络计算机和机顶盒在内的系列平台上播放视频。同时还可以传送MPEG2、AVI格式视频及WAV音频数据流。Oracle在客户机一端的应用开发工具很强大，它提供全套Java系列和Active X控制工具，允许在播放环境下顺利进行集成。
10、适合提供几百个以上的并行输出码流的大型流媒体传送系统。,五道口生活网 五道口论坛,流媒体发展现状,Cisco公司的IP Cisco IP方案是端到端完整的网络视频解决方案。Cisco IP方案充分利用了微软的Windows Media技术。同时它与苹果公司的QuickTime客户端，UNIX VIC、Netscape插件结构兼容。Sun公司的Sun StorEdge Sun StorEdge媒体中心视频服务器，是SUN公司新推出的视频服务平台。它建立在公开标准上，可以在低比特率通过因特网实时发送高质量视频流。服务器在Solaris上运行，能流任何标准的RTP形式。客户能使用苹果的QuickTi
11、me播放器或任何与RTSP兼容的播放器来观看流内容。Macromedia Shockwave 能够方便地以流的方式在Web页面中加入图象、动画、交互界面等，实现边下载边播放。,五道口生活网 五道口论坛,流媒体发展现状,五道口生活网 五道口论坛,流媒体发展现状,标准化组织Internet Streaming Media Alliance(ISMA)http:/www.isma.tv Apple、Cisco、Kasenna、Philips和Sun五家公司发起在2000年12月成立Internet流媒体联盟，为开发IP端到端媒体流解决方案制定开放标准。MPEG 标准工作组中国数字音视频编码标准工作组
12、（AVS）http:/,五道口生活网 五道口论坛,五道口生活网 五道口论坛,1.1 流媒体的概念1.2 流媒体的发展与应用1.3 流媒体面临的挑战1.4 流媒体关键技术,第一章 流媒体技术概述,Streaming Video,Requirements comfortable visual quality of service in terms of stringent playback continuitydemanding bandwidth over fluctuant and heterogeneous networkssystem stability to high churn rat
13、e scalability for large growing community of users,Google Inc.,which acquired online video-sharing site YouTube last year,said the Internet was not designed for TV.Googles head of TV technology said that the Webs infrastructureincluding that of Googledoesnt scale,and is not likely to offer the quali
14、ty of service that consumers can expect.,五道口生活网 五道口论坛,网络流媒体面临的挑战,当前的Internet体系结构只能提供“尽力服务”（Best-Effort Service），不能严格保障视频播放所需要的传输服务质量（Quality of Service，简称QoS），因此，如何在“尽力服务”的网络传输条件下获得良好的视频播放质量成为了一个重大的挑战。,五道口生活网 五道口论坛,网络流媒体面临的挑战,流媒体服务质量要素：画质 启动延迟 平滑 交互,五道口生活网 五道口论坛,网络流媒体面临的挑战,带宽有限，动态变化 延迟与抖动 丢失 异构性 How
15、 to support large scale Streaming,五道口生活网 五道口论坛,网络流媒体面临的挑战,五道口生活网 五道口论坛,带宽有限，动态变化,Data path,Domain A,Domain B,AccessSW,Source,Receiver,56 kb/s,R=56 kb/s,R56 kb/s,No bandwidth reservation,五道口生活网 五道口论坛,如何支持大规模用户?视频组播业务需要将高码率的视频数据同时发送给多个用户，因此如何利用有限的带宽，提供一种高效的多点数据传输手段成为Internet视频组播发展需要解决的当务之急。Will P2P be
16、 successful?delay,throughput,stability,security,奥运 酷6网,带宽有限，动态变化,五道口生活网 五道口论坛,延迟,Elements of Delay,五道口生活网 五道口论坛,延迟动态变化,延迟,Data path,Domain A,Domain B,AccessSW,Source,Receiver,56 kb/s,Delayed packets regarded as lost,Playback deadline,五道口生活网 五道口论坛,抖动,What is jitter?,Jitter:variation in delayCan be me
17、asured as the variance of delay.,五道口生活网 五道口论坛,抖动,Why do we care about jitter anyway?Smoothness of playback.What is the cost of a jitter buffer?Increased end-to-end latency.When will we care about this?Interactive streams.Live streams.Stored playback applications can afford the cost of larger jitter
18、buffers.,五道口生活网 五道口论坛,抖动,How to?,Error recovery,Error resilience,Other benefits of buffering,五道口生活网 五道口论坛,网络拥塞导致丢失严重影响媒体播放质量,丢失,Data path,Domain A,Domain B,AccessSW,Source,Receiver,No packet loss,Loss of packetsNo retransmission,五道口生活网 五道口论坛,丢失,错误传播:视频流对错误极其敏感,五道口生活网 五道口论坛,Internet Congestion Contro
19、l,How to?,五道口生活网 五道口论坛,组播,流媒体将同一份视频内容同时发送给多个用户，而这些用户在计算处理能力、网络接入方式以及所处子网段的网络传输负载各不相同，因此，如何以一种高效的方式同时服务于这些不同的接收者是Internet视频组播研究中需要解决的另一个重要问题。,五道口生活网 五道口论坛,网络流媒体面临的挑战,五道口生活网 五道口论坛,网络与用户端设备的异构性(Heterogeneity)用户接入方式的不同导致瓶颈带宽的差异以太网接入、Cable Modem、ADSL、各子网段的传输负载的不同导致用户可用带宽的差异用户端设备处理能力的差异PC,STB,PDA,异构性,五道口生
20、活网 五道口论坛,网络与用户端设备的异构性(Heterogeneity),不同网络接入方式的带宽比较（表中带宽单位为bps）,五道口生活网 五道口论坛,网络与用户端设备的异构性(Heterogeneity),当前流行的各种设备之间的性能差异,五道口生活网 五道口论坛,网络与用户端设备的异构性(Heterogeneity),五道口生活网 五道口论坛,网络与用户端设备的异构性(Heterogeneity),五道口生活网 五道口论坛,无线与移动网络的问题,Mobile devices:imited processing powerbattery capacitymemory limit(not so
21、 important nowadays)small screen Wireless environment:high error rate(retransmissions)limited bandwidth(access level)switching between base stations(mobility),五道口生活网 五道口论坛,“隐藏”节点问题,五道口生活网 五道口论坛,“暴露”终端问题,五道口生活网 五道口论坛,Wireless networks have high loss rates,Roofnet,Objective:High throughput despite los
22、sy links,Avg.30%loss,五道口生活网 五道口论坛,src,R1,dst,R4,R2,R3,50%,0%,50%,0%,0%,0%,50%,50%,Fixed Routing vs.Opportunistic Routing,Best single path loss prob.50%,五道口生活网 五道口论坛,Best single path loss prob.50%In opp.routing ExOR05,any router that hears the packet can forward it loss prob.0.54=6%,Opportunistic rou
23、ting promises large increase in throughput,Fixed Routing vs.Opportunistic Routing,五道口生活网 五道口论坛,五道口生活网 五道口论坛,五道口生活网 五道口论坛,1.1 流媒体的概念1.2 流媒体的发展与应用1.3 流媒体面临的挑战1.4 流媒体关键技术,第一章 流媒体技术概述,流媒体编解码技术 流媒体服务器技术 端到端(End to End)流媒体技术流媒体系统技术 数字版权保护,流媒体关键技术,五道口生活网 五道口论坛,流媒体应用体系,缓存替换算法,代理服务器协作机制,代理服务器放置策略,五道口生活网 五道口论
24、坛,本章参考文献,1 Dapeng Wu Hou,Y.T.Wenwu Zhu Ya-Qin Zhang Peha,J.M,Streaming video over the Internet:approaches and directions,Circuits and Systems for Video Technology,IEEE Transactions on,2001,Volume:11,Issue:32 D.Wu,T.Hou,W.Zhu,H.-J.Lee,T.Chiang,Y.-Q.Zhang and H.J.Chao.On End-to-End Architecture for Tr
25、ansporting MPEG-4 Video over the Internet,IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology,vol.10,no.6,pp.923-941,Sept.2000.3 T Nguyen and A zakhor.Distributed video streaming over Internet.Multimedia Computing and Networking 2002,Multimedia Conference.2002.4 B.Carpenter and K.Nichols,
26、Differentiated Services in the Internet,IEEE Proceedings,Vol 90,No.9,2002.5 John G.Apostolopoulos,Wai-tian Tan,Susie J.Wee,Video Streaming:Concepts,Algorithms,and Systems,五道口生活网 五道口论坛,下次课提前阅读,1 G.J.Conklin,G.S.Greenbaum,K.O.Lillevold,A.F.Lippman,and Y.A.Reznik,Video coding for streaming media delive
27、ry on the Internet,”IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol.,vol.11,Mar.2001.2 W.Li,Overview of fine granularity scalability in MPEG-4 video standard,IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol,vol.11,no.3,pp.301-317,Mar.2001.3 Schwarz,H,Marpe,D,Wiegand,T,Overview of the Scalable Video Coding Extension of
28、 the H.264 AVC Standard,IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol,Volume 17,Issue 9,Sept.2007 Page(s):1103-1120,五道口生活网 五道口论坛,视频点播(On-Demand),同步收看正在播放的电视节目利用IP组播、覆盖网络组播和CDN实现大规模直播快速切换观看频道，视频播放流畅,点播观看所需的视频节目利用IP组播、覆盖网络组播和CDN实现大规模异步点播服务快速响应点播请求，视频播放流畅,根据EPG选择观看3天内的电视节目分布式存储和查找所需媒体视频内容支持直播和时移电视的交叉融合,电视直播Li
29、ve Broadcasting,IPTV,五道口生活网 五道口论坛,IPTV,Who involved?China Telecom,China CNC,SARFT,CCTV,Microsoft,IBM,UTstart,Siemens,ZTE,Huawei,What is behind?Streaming media,IPTV:one of the most hot word in China,五道口生活网 五道口论坛,交互电视,ETV Process,五道口生活网 五道口论坛,Challenges from other new applications,Multiview Video Stre
30、amingFast viewpoint switch,Random access,Bandwidth,Video sensor networkTraffic,Environment,Public Safety,Video blogBlogcasting,Social Network Community,Whats the common requirement of them?Huge video sourcesNeed to provide streaming service both On-Demand and LiveLow resource in the source nodeChallenge:how to provide streaming services with flexibility and QoS guarantee,IVVV System(HHI),EyeVision System(CMU),五道口生活网 五道口论坛,流媒体的应用,By SHARP,五道口生活网 五道口论坛,
