1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 學(xué)號：3基于Web實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計Design And Implementation Of Campus Network VOD System Based On Web學(xué)生：博濤指導(dǎo)老師：紅巖所在院系：網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院所學(xué)專業(yè)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究方向：計算機(jī)信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)東 北 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)中國·2013年10月東北農(nóng)業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書論文題目基于Web實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)所屬學(xué)習(xí)中心農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）的要求：1. 選題結(jié)合實(shí)際，應(yīng)具有理論價值和現(xiàn)實(shí)意義，符合專業(yè)方向。2. 查閱國外已有的相

2、關(guān)文獻(xiàn)資料并進(jìn)行比較全 面的綜述，能基本反映出該研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀；中文參考文獻(xiàn)不少于15篇，外文參考文獻(xiàn)不少于5篇。3. 論文格式符合“東北農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文基本規(guī)”。4. 結(jié)論與建議具有一定的參考價值。主要參考資料：1. 王曜.視頻點(diǎn)播.：郵電大學(xué),20022. 含宇.視頻點(diǎn)播系統(tǒng)與廣播系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).東北大學(xué)碩士學(xué)位論文,20023. 鐘玉琢，向哲等.流媒體和視頻服務(wù)器.第1版.：清華大學(xué),20034. 夏，軍.基于Web方式校園網(wǎng)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).科學(xué)院,20035. 周繼茂.視頻點(diǎn)播技術(shù)綜述.有線電視技術(shù)2004(19), 2004學(xué) 生（簽名） 年 月 日指導(dǎo)教師（簽

3、名） 年 月 日2 / 38摘 要視頻點(diǎn)播是二十世紀(jì)90年代在國外發(fā)展起來的，簡稱VOD。我們常說的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)在我國是近些年來非常流行的一種方式，在廣電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中VOD視頻點(diǎn)播也稱之為交互電視，它徹底把原來單一的傳播方式改變?yōu)殡p向互動式的新型模式，滿足了人們對視頻播放進(jìn)行實(shí)時控制的愿望。VOD技術(shù)還可以應(yīng)用在電信的寬帶網(wǎng)絡(luò)中，同時也可以應(yīng)用在小區(qū)局域網(wǎng)與有線電視的寬帶網(wǎng)絡(luò)中。如今在建設(shè)新型智能小區(qū)過程中，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線已成為必不可少的一環(huán)，小區(qū)用戶可以通過電腦、電視機(jī)（配機(jī)頂盒）等方式實(shí)現(xiàn)VOD視頻點(diǎn)播應(yīng)用，豐富了人們的文化生活；有線電視經(jīng)過雙向改造，可以讓廣大的電視用戶通過有線電視網(wǎng)點(diǎn)播視

4、頻節(jié)目。現(xiàn)在，視頻點(diǎn)播技術(shù)也日益受到教育界的普遍關(guān)注，把學(xué)校原有的軟硬件資源進(jìn)行升級改造，建設(shè)一個基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，將有利于學(xué)校開展多種形式的雙向多媒體教學(xué)；同時也有利于學(xué)校教育資源的網(wǎng)絡(luò)化、共享化。實(shí)際上校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)與各運(yùn)營商制作的系統(tǒng)有共通之處。綜合計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、電視技術(shù)等通過Internet網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播，極推動了校園VOD技術(shù)的發(fā)展，也使得其應(yīng)用推廣越來越普與，因此，開展本課題的研究具有重要的實(shí)用意義。關(guān)鍵字：視頻點(diǎn)播 Web 數(shù)據(jù)庫AbstractVideo on demand is the twentieth Century 90's develo

5、ped in abroad,referred to as VOD. VOD system, we often say is one kind of media is very popular in recent years in our country, the radio network system of VOD video on demand is also known as interactive TV, it completely to the original singlecommunication mode is changed into a new pattern of two

6、-way interactive, meet people on the video in real-time control of desire. VOD technology can also be used in the broadband network of telecommunication, but also can be applied in broadband community network and cable television. Now in the construction of new intelligent process, computer network

7、wiring已成為必不可少的一環(huán)，小區(qū)用戶可以通過電腦、電視機(jī)（配機(jī)頂盒）等方式實(shí)現(xiàn)VOD視頻點(diǎn)播應(yīng)用，豐富了人們的文化生活；有線電視經(jīng)過雙向改造，可以讓廣大的電視用戶通過有線電視網(wǎng)點(diǎn)播視頻節(jié)目。現(xiàn)在，視頻點(diǎn)播技術(shù)也日益受到教育界的普遍關(guān)注，把學(xué)校原有的軟硬件資源進(jìn)行升級改造，建設(shè)一個基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，將有利于學(xué)校開展多種形式的雙向多媒體教學(xué)，同時，也有利于學(xué)校教育資源的網(wǎng)絡(luò)化、共享化。實(shí)際上校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)與各運(yùn)營商制作的系統(tǒng)有共通之處，通過internet網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播是當(dāng)前流行的技術(shù)。作者利用流行的web程序開發(fā)語言java實(shí)現(xiàn)了支持校園視頻點(diǎn)播網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng),對用戶的請求

8、和查詢進(jìn)行相應(yīng)的處理和視頻的播放，并且對用戶端機(jī)頂盒和網(wǎng)絡(luò)傳輸方式進(jìn)行了設(shè)計。Has become absolutely necessary, residential users through computer, TV (with a set-top box) method to achieve VOD video on demand application, enrich people's cultural life; cable through the two-way transformation, allows the majority of TV users through

9、the cable TV network video program on demand. Now, video on demand technology is also increasingly concerned in the field of education, the upgrading of the original school of software and hardware resources, the construction of a video on demand system based on the campus network, will be conducive

10、 to the school to carry out two-way multimedia teaching, a variety of forms at the same time, the network, but also is beneficial to the school education resources sharing. In fact the construction of campus network VOD system with the operators making have in common, through the Internet network vi

11、deo on demand is a popular technology. The authors use the popular Web programming language Java to realize the support of campus VOD network server system, playing on the user's request and query processing and video corresponding, and the client set-top boxes and network transmission mode is d

12、esigned.Keywords:VOD Web Database目 錄摘要IAbstractII1 前言11.1研究目的與意義11.2研究容12視頻點(diǎn)播概述22.1簡介22.2國外研究概述22.2.1國研究狀況與發(fā)展趨勢32.2.2國研究發(fā)展?fàn)顩r32.3視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)42.4視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的分類52.3.1基于視頻傳輸方式的分類52.3.2基于實(shí)用性和交互性的分類62.3.3基于系統(tǒng)服務(wù)的規(guī)模分類72.5基于Web方式校園網(wǎng)VOD系統(tǒng)的設(shè)計意義72.5.1不同于其他各種環(huán)境中的VOD72.5.2系統(tǒng)意義73基于Web的視頻點(diǎn)播簡介83.1需要解決的問題83.2系統(tǒng)工作原理與流程93.3流媒

13、體技術(shù)簡述103.3.1流媒體概念103.3.2流媒體實(shí)現(xiàn)103.4視頻點(diǎn)播壓縮技術(shù)123.4.1常用的壓縮方法與國際標(biāo)準(zhǔn)123.4.2適合視頻點(diǎn)播的壓縮方法134校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的構(gòu)建144.1系統(tǒng)功能144.2系統(tǒng)構(gòu)建方案154.3可開展多種形式教學(xué)165基于Web方式校園V0D的開發(fā)175.1系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)175.1.1系統(tǒng)軟硬件環(huán)境175.1.2軟件實(shí)現(xiàn)185.2視頻點(diǎn)播系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)設(shè)計185.2.1視頻點(diǎn)播系統(tǒng)之永恒需要195.2.2視頻點(diǎn)播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)195.3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與頁面設(shè)計195.3.1數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計205.3.2客戶點(diǎn)播頁面設(shè)計205.3.3系統(tǒng)維護(hù)頁面設(shè)計255

14、.4Real視頻點(diǎn)播服務(wù)器配置和應(yīng)用256結(jié)束語26參考文獻(xiàn)28致291 前言1.1 研究目的與意義1多媒體教學(xué)的需要在教學(xué)過程中，學(xué)生是一個主動的個體，知識是學(xué)生主動建構(gòu)得來的。我們必須改變滿堂灌的說教模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與意識，讓師生在一個雙向互動的過程中，共同解決教學(xué)難點(diǎn)。視頻點(diǎn)播保留了傳統(tǒng)教育媒體的多媒體特性，它通過視頻、聲音、圖像、動畫、文本等多媒體方式向?qū)W生傳送豐富、具體、生動的知識，使抽象化的東西形象化；同時它又克服了傳統(tǒng)教育媒體單向傳播的局限性，它給了學(xué)生充分的主動權(quán)，學(xué)生可自主點(diǎn)播所需的教學(xué)容進(jìn)行探索式、發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)，這有利于培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、尋求問題解決方案的探

15、索精神和創(chuàng)新能力。2教育資源網(wǎng)絡(luò)化需要教育資源應(yīng)具有開放性，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享。而傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)不能讓教師在網(wǎng)絡(luò)上共享教學(xué)資料，致使當(dāng)前很多學(xué)校都存在著重復(fù)制作多媒體課件、重復(fù)購買音像資源的問題，造成人力和財力的巨大浪費(fèi)。構(gòu)建在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的VOD系統(tǒng)能夠和Internet無縫結(jié)合，這樣老師和學(xué)生不僅可以點(diǎn)播本校的多媒體資源，還可以訪問其他學(xué)校的多媒體教學(xué)資源庫，為己所用。在進(jìn)行視頻點(diǎn)播的同時，還可以隨時對Internet進(jìn)行訪問，從Internet上獲取所需的教學(xué)資源。管理人員也可以收集優(yōu)秀的多媒體課件、教學(xué)錄像、實(shí)驗(yàn)錄像等放到VOD的資源庫中，通過VOD系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能方便地實(shí)現(xiàn)精

16、品共享與交流。3個性化教學(xué)的需要雖然由于師資力量等因素的限制，個性化教學(xué)還未成為主流教學(xué)方式，但通過視頻點(diǎn)播技術(shù)，可在同一空間營造出一個個相對個性化的教學(xué)環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以不受時間和地理空間的限制，自主選擇適合自己的學(xué)習(xí)容，并可根據(jù)自身情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，自主選擇指導(dǎo)老師，這樣可以充分調(diào)動學(xué)生的主動性，達(dá)到因材施教的目的。1.2 研究容本文提出了基于Web方式的校園網(wǎng)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)設(shè)計方案，分析了視頻點(diǎn)播系統(tǒng)所涉與的關(guān)鍵技術(shù)，給出了一個比較詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計。Internet網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播是當(dāng)前流行的技術(shù)，作者詳細(xì)介紹了視頻點(diǎn)播的發(fā)展與當(dāng)前此技術(shù)的應(yīng)用，利用計算機(jī)相關(guān)技術(shù)詳細(xì)闡述了基于Web方式的校園視頻

17、點(diǎn)播系統(tǒng)的構(gòu)建。2 視頻點(diǎn)播概述2.1 簡介我們在日常生活中，可能每個人都曾遇到這樣一個比較掃興的事情，當(dāng)觀看一些經(jīng)典的電視連續(xù)劇或者優(yōu)秀的電影的時候，由于某些特殊原因錯過了精彩的某一集或某一段，這是相當(dāng)遺憾的。人們希望把沒與時看完的補(bǔ)回來或者按照自己的意愿來安排時間觀看。這在過去就是異想天開的事情，但而今隨著視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的問世，使這種想法逐漸變成了現(xiàn)實(shí)。視頻點(diǎn)播是一種按需要的交互式點(diǎn)播系統(tǒng)，用戶不必要遵守傳統(tǒng)的時間表，而可以根據(jù)自己的意愿隨時點(diǎn)播希望收看的節(jié)目，且不受商業(yè)廣告的干擾。形象地說，使用視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)就如同在自己的影碟機(jī)或錄像機(jī)上看節(jié)目一樣方便，不僅可以調(diào)換節(jié)目，還可以對節(jié)目實(shí)現(xiàn)編輯

18、與處理（比如倒退、暫停和搜索等等)，獲得與節(jié)目相關(guān)的詳細(xì)信息。視頻點(diǎn)播向用戶提供的服務(wù)的容將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通的錄像帶的容，隨著這一技術(shù)的出現(xiàn)，使廣大用戶可以自由支配自己的工作時間和娛樂時間，真正實(shí)現(xiàn)了用戶掌握收視的主動性，極大的提高和改善了人們的生活質(zhì)量和工作效率。視頻點(diǎn)播是20世紀(jì)90年代末從國外發(fā)展起來的。經(jīng)過十多年的發(fā)展，視頻點(diǎn)播技術(shù)應(yīng)用圍越來越廣，從企業(yè)、政府、學(xué)校、軍隊(duì)、圖書館、醫(yī)院、展覽館到汽車、飛機(jī)、輪船、商場和小區(qū)，只要有信息需求的地方這種技術(shù)都受到歡迎，因?yàn)檫@種技術(shù)將信息被動接受改為主動獲取,在信息化爆炸時代，信息量以幾何級增長的情況下，它滿足了人們深層次的需要，因此必將成為未來

19、人們獲取信息的主流方式。視頻點(diǎn)播(VOD, Video On Demand)是隨著計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，綜合了計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、電視技術(shù)而迅速新興的一門綜合性技術(shù)。它是當(dāng)前計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)中的重要課題，也是一項(xiàng)具有較高難度的課題。隨著國際上不斷涌現(xiàn)新的視頻編碼和傳輸標(biāo)準(zhǔn)，極推動了VOD技術(shù)的發(fā)展，也使得其應(yīng)用推廣越來越普與。因此，開展本課題的研究具有重要的實(shí)用意義。2.2 國外研究概況視頻點(diǎn)播(VOD, Video On Demand)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)多媒體中一類重要的應(yīng)用，它通過網(wǎng)絡(luò)為用戶提供包括視頻、音頻等媒體數(shù)據(jù)的點(diǎn)播業(yè)務(wù)。VOD系統(tǒng)涵蓋網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的各個方面，具有顯著的社會效益

20、和經(jīng)濟(jì)效益，因此其研發(fā)工作一直處于網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用的前沿。媒體數(shù)據(jù)的壓縮和存儲技術(shù)目前已基本成熟，代表性的標(biāo)準(zhǔn)有：H.261，H.263, RealVideo，MPEG等，其中MPEG 標(biāo)準(zhǔn)中的MPEG-2和MPEG-4己成熟，MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)正在制定過程中。符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)的媒體節(jié)目已經(jīng)廣泛應(yīng)用，VCD、DVD等市場的發(fā)展即為證明。高速網(wǎng)絡(luò)發(fā)展如火如荼，各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐步統(tǒng)一于IP協(xié)議、廣域網(wǎng)帶寬與日俱增，局域網(wǎng)成為信息化建設(shè)的必要環(huán)節(jié)，隨著“最后一公里”問題的逐步解決，高速網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)接入千家萬戶。 因此，VOD系統(tǒng)的基礎(chǔ)工程己趨于成熟。2.2.1 國外研究狀況與發(fā)展趨勢早在1986年，南貝爾(B

21、ell South)公司就開始了有關(guān)VOD的實(shí)驗(yàn)。1993年，在美國政府資助下，大西洋貝爾(BeHAtlantie)公司在線上進(jìn)行了電視視頻撥號音的實(shí)驗(yàn)，并嘗試將MPEG-1的壓縮數(shù)據(jù)節(jié)目傳送到2000個用戶的機(jī)頂盒，通過機(jī)頂盒解碼再傳送給用戶。同年，Nynex公司也開始向曼哈頓的居民提供第一套試驗(yàn)性的點(diǎn)播電視系統(tǒng)。1994年12月14日，在美國召開了TimeWarner全業(yè)務(wù)網(wǎng)(Full Service Network)新聞發(fā)布會，后來通常將這一天作為視頻點(diǎn)播的誕辰日。從此，視頻點(diǎn)播系統(tǒng)進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的時期。IBM公司在1995年7月宣布成立交互式電視應(yīng)用開發(fā)實(shí)驗(yàn)室,并選Micrware公司

22、的數(shù)字音頻/視頻交互式解碼系統(tǒng)(DAVID Digital Audio/Video Interactive Decoder) 作為點(diǎn)播電視的標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)平臺。近年來，美國的許多大公司都已涉足視頻點(diǎn)播系統(tǒng)這一領(lǐng)域，設(shè)計出了自己的視頻點(diǎn)播服務(wù)器并推向市場。對機(jī)頂盒的大規(guī)模設(shè)計開發(fā)也進(jìn)入實(shí)質(zhì)階段，芯片設(shè)計廠商已設(shè)計了機(jī)頂盒專用芯片，軟件廠商也積極參與，微軟公司收購了美國最大的機(jī)頂盒生產(chǎn)廠商，同時大力推動其Windows CE作為這類設(shè)備的操作系統(tǒng)，2002年Microsoft的總裁Bill Gate曾在推出“維娜斯”計劃也是基于這個考慮。目前，全世界已有二十多個國家正在開發(fā)或者研究提供視頻點(diǎn)播的實(shí)驗(yàn)和

23、服務(wù)。在亞洲，國的KT公司已經(jīng)推出了其視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)，通過線向家庭提供視頻點(diǎn)播服務(wù)，并打算將這個系統(tǒng)的規(guī)模拓展到上千個家庭并開始商業(yè)化。R本的NEC等公司開發(fā)了大型的視頻服務(wù)器，并在東京地區(qū)建設(shè)了大規(guī)模的視頻點(diǎn)播實(shí)驗(yàn)平臺。2.2.2 國研究發(fā)展?fàn)顩r在我國，1996年信息工業(yè)公司與美國微軟公司合作，在地區(qū)進(jìn)行了交互式電視的實(shí)驗(yàn)，參加的單位有信息工業(yè)公司、教育電視臺、廣播電視局以與電信局，并于1996年投入市場實(shí)驗(yàn)。1997年，在全省建設(shè)了綜合業(yè)務(wù)寬帶網(wǎng)絡(luò)，并在上面開展視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)。1999年，市開始實(shí)驗(yàn)基于機(jī)頂盒接收的有線電視業(yè)務(wù)，這些無疑將對以后的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)后,全國

24、大部分省會城市與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)相繼開始開發(fā)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)。與此同時，各種小型的視頻點(diǎn)播在我國也飛速發(fā)展，基于小型服務(wù)器和局域網(wǎng)環(huán)境的公司培訓(xùn)用的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，旅館娛樂用的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，學(xué)校教學(xué)用的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)已經(jīng)大量出現(xiàn)，盡管這些系統(tǒng)目前尚有不少缺陷和使用的局限性, 但它畢竟標(biāo)志著視頻點(diǎn)播系統(tǒng)己經(jīng)走近了我們的日常生活。由于VOD系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用前景和顯著經(jīng)濟(jì)和社會效益，有實(shí)力的公司和研究機(jī)構(gòu)都加大投資力度開發(fā)VOD產(chǎn)品。VOD產(chǎn)品可分為兩類，其一是以計算機(jī)硬件和電視技術(shù)為基礎(chǔ)的視頻服務(wù)器系統(tǒng)；其二是基于網(wǎng)絡(luò)的VOD軟件系統(tǒng)。目前，國外比較著名的視頻服務(wù)器產(chǎn)品主要有：NCUBE公司的MediaCu

25、be，F(xiàn)VC的V-Cache、SGI 的Challenge等。它們主要從硬件體系結(jié)構(gòu)上對服務(wù)器進(jìn)行專門設(shè)計，再配以適當(dāng)?shù)墓芾碥浖驅(qū)Ｓ械牟僮飨到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)對硬件的管理。從軟件角度實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)有Oracle的OVS 系統(tǒng)、Cisco的 IP/TV，RealNetwork的RealSystem、Starlight 公司的StarWorks 等。國有浪潮公司開發(fā)的LC-VOD視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、美萍視頻點(diǎn)播系統(tǒng)等。2.3視頻點(diǎn)播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)VOD系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成一般可以分為三個部分：服務(wù)端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)。1服務(wù)端系統(tǒng)服務(wù)端系統(tǒng)一般由視頻服務(wù)器、各種管理服務(wù)器以與控制網(wǎng)絡(luò)部分組成。各種管理服務(wù)器主要完成一些

26、用戶信息管理和計費(fèi)工作，以與影視材料的整理工作和安全等。控制網(wǎng)絡(luò)部分主要完成各種服務(wù)器中的各種信息傳遞的工作，后臺的影視材料和數(shù)據(jù)的交換。視頻服務(wù)器主要由存儲系統(tǒng)和建立其上的各種控制器管理系統(tǒng)組成，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)壓縮媒體數(shù)據(jù)的存儲，以與按請求進(jìn)行媒體信息的檢索和傳輸。視頻服務(wù)器與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器在很多方面有顯著不同，需要解決許多問題，以求能夠支持新功能，例如：媒體數(shù)據(jù)檢索、信息流的實(shí)時傳輸以與信息的加密和解密工作。對于交互式的VOD系統(tǒng)來說，服務(wù)端系統(tǒng)還需要完成諸如用戶實(shí)時請求處理、允許控制 (Admission Control)服務(wù)等功能。2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含主干網(wǎng)絡(luò)和本地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分，是

27、影響連續(xù)媒體網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵部件。由于媒體服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部分投資巨大，所以在設(shè)計時不僅需要考慮當(dāng)前的媒體應(yīng)用需要，而且還要考慮將來發(fā)展需要和兼容性。當(dāng)前，用于建立這種服務(wù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)坊理介質(zhì)主要是：CATV的同軸電纜、光纖、雙絞線和無線網(wǎng)。而采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是：以太網(wǎng)、FDDI和ATM技術(shù)。這些網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)都有各自具體的服務(wù)對象、帶寬圍和環(huán)境特征。3客戶端系統(tǒng)只有利用終端設(shè)備，使用者才能與某種服務(wù)或服務(wù)提供者進(jìn)行互操作。實(shí)際上，在計算機(jī)系統(tǒng)中，它是由帶有顯示設(shè)備的PC終端完成；在電視系統(tǒng)中，它是由電視機(jī)加機(jī)頂盒(Set Top Box)完成。在客戶終端系統(tǒng)中，除了處理硬件問題外還需要處理

28、與之相關(guān)的各種軟件技術(shù)問題。例如，為了滿足用戶的多媒體交互需求，客戶系統(tǒng)的界面必須加以改造。此外，在進(jìn)行連續(xù)媒體演播時，媒體流的緩沖管理、聲頻與視頻數(shù)據(jù)的同步、網(wǎng)絡(luò)中斷與演播中斷的協(xié)調(diào)等問題都需要充分的考慮。2.4 視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的分類2.4.1 基于視頻傳輸方式的分類1從用戶的角度看點(diǎn)播形式視頻點(diǎn)播是指在網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)所建立的點(diǎn)對點(diǎn)的連接。點(diǎn)播連接是客戶端與服務(wù)器之間的主動的連接。在點(diǎn)播連接中，用戶通過選擇容項(xiàng)目來初始化客戶端連接。容以流形式從服務(wù)器傳到客戶端。若文件已被編入索引，則用戶可以開始、停止、后退、快進(jìn)或暫停流，點(diǎn)播連接提供了對流的最大控制，但這種方式由于每個客戶端各自連接服務(wù)器，會迅

29、速用完網(wǎng)絡(luò)帶寬。2從服務(wù)器的角度看有：單播、多播和廣播三種形式（1）單播(unicast)在單播中，每個連接到流的用戶都有自己的連接和來自服務(wù)器的流，這似乎與點(diǎn)播的概念很相似，的確二者都是服務(wù)器端向客戶端發(fā)布單播流的形式。單播是指用戶被動的接收流，接收到流的時間和肉容是不由客戶端決定的，不論客戶端是否愿意接收，服務(wù)器都將發(fā)布單播流，當(dāng)然客戶端有權(quán)不接受，點(diǎn)播是指用戶主動的點(diǎn)播媒體流，僅當(dāng)客戶端發(fā)出請求時，服務(wù)器端才發(fā)送單播流。（2）廣播(broadcast)廣播時服務(wù)器端將發(fā)布一流媒體副本到網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶，在帶寬資源利用方面，單播和廣播都存在弱點(diǎn)，當(dāng)將同一數(shù)據(jù)發(fā)往網(wǎng)絡(luò)上的某一部分客戶的時候，

30、單播（不論是點(diǎn)播單播還是廣播單播)和廣播都將浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。單播是通過發(fā)送數(shù)據(jù)的多個副本而浪費(fèi)帶寬的。廣播則是將數(shù)據(jù)發(fā)往整個網(wǎng)絡(luò)，而不管數(shù)據(jù)是否都是用戶需要的，因而浪費(fèi)帶寬，違背了某些不想觀看該廣播節(jié)目的用戶的意愿。（3）多播(multicast)在多播中，用戶通過監(jiān)視特定的IP地址接收多播流（以與特定頻率從電視臺接收信號類似)，它克服了廣播和單播方法的弱點(diǎn)。多播是由客戶端決定是否監(jiān)聽多播地址。多播通過讓網(wǎng)絡(luò)只在需要時才復(fù)制數(shù)據(jù)包而節(jié)省了帶寬，并且控制了網(wǎng)絡(luò)流量。其最大好處是節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，多播服務(wù)器將媒體流傳遞到許多客戶端，但只使用單個流的帶寬。2.4.2 基于實(shí)用性和交互性的分類1準(zhǔn)視頻點(diǎn)播(

31、NVOD, near Video-on-Demand)準(zhǔn)視頻點(diǎn)播(Near Video On Demand)是真視頻點(diǎn)播的替代物。準(zhǔn)視頻點(diǎn)播就是將一個節(jié)目每隔一段時間(如10分鐘)重播，收視者能在等待最短時間收看自己點(diǎn)播的節(jié)目。用戶觀看電視節(jié)目時，交換機(jī)將用戶終端與最近將要從頭開播的頻道連通，用戶等待的時間不會超過某個時間間隔。如在視頻服務(wù)器一個時間長度為N 的節(jié)目，經(jīng)視頻服務(wù)器9個輸出通道分別輸出，第二個通道相對第一個通道延時N/9時間播放，第三個通道相對第二個通道延時N/9時間播放，依此類推。這樣相鄰?fù)ǖ啦シ诺氖且粯庸?jié)目，但時間間隔均是N/9，用戶在點(diǎn)播后的N/9時間就可看到自己點(diǎn)播的節(jié)目

32、。2真視頻點(diǎn)播(TVOD,TrueVideo-on-Demand)真視頻點(diǎn)播TVOD也被稱為視頻點(diǎn)播VOD,前面所討論的都是真視頻點(diǎn)播概念, TVOD系統(tǒng)是通過為每個點(diǎn)播用戶開設(shè)單獨(dú)的播放流來實(shí)現(xiàn)的，并根據(jù)用戶的請示對播放流進(jìn)行各種控制，為每個點(diǎn)播用戶分配相應(yīng)的帶寬，TVOD系統(tǒng)的每個用戶都可隨時點(diǎn)播收看節(jié)目，可以控制節(jié)目的播放、暫停、快進(jìn)和快退等，TVOD系統(tǒng)視頻服務(wù)器對用戶的點(diǎn)播能做到與時響應(yīng)，但是TVOD系統(tǒng)對有線電視網(wǎng)絡(luò)前端和傳輸網(wǎng)絡(luò)都有比較嚴(yán)格的技術(shù)要求。3交互式視頻點(diǎn)播(IVOD, Interactive Video-on-Demand)它比前兩種方式有很大程度上的改進(jìn)，它不僅可以

33、支持即點(diǎn)即放，而且還可以讓用戶對視頻流進(jìn)行交互式控制。這時，用戶就可像操作傳統(tǒng)的錄象機(jī)一樣，實(shí)現(xiàn)節(jié)目的播放、暫停、快進(jìn)、快退和自動搜索等。2.4.3基于系統(tǒng)服務(wù)的規(guī)模分類1小型視頻點(diǎn)播系統(tǒng)。一般適用于50個用戶以的小型網(wǎng)絡(luò)，用它可構(gòu)造多媒體教室，公司部培訓(xùn)系統(tǒng)和銀行、旅游等特殊服務(wù)行業(yè)視頻信息服務(wù)系統(tǒng)。2中型視頻點(diǎn)播系統(tǒng)。一般適用于服務(wù)的用戶數(shù)目為50-100之間，可在學(xué)校的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、賓館的娛樂和大公司職工的技術(shù)培訓(xùn)等領(lǐng)域使用。3大型視頻點(diǎn)播系統(tǒng)。一般適用于城市有線電視的發(fā)展以與大型連鎖店的商品瀏覽、網(wǎng)上超市等，用戶數(shù)目為1000以上。2.5基于Web方式校園網(wǎng)VOD系統(tǒng)的設(shè)計意義2.5

34、.1不同于其他各種環(huán)境中的V0D目前，VOD技術(shù)應(yīng)用于電信的寬帶網(wǎng)絡(luò)和有線電視網(wǎng)等方面的探討比較深。此外，應(yīng)用于賓館、酒店、娛樂場所，住宅小區(qū)的VOD系統(tǒng)也有應(yīng)用。但是以上各環(huán)境中的VOD系統(tǒng)與基于Web方式校園網(wǎng)的VOD系統(tǒng)在很多方面存在差異，比如，前者是營利性的系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅包括點(diǎn)播子系統(tǒng)，還包括收費(fèi)和結(jié)帳等財務(wù)方面的子系統(tǒng)；而后者是非營利性質(zhì)的；前者的用戶終端是電視機(jī)，而后者的用戶終端可以是電視機(jī)也可以是計算機(jī)，前者與后者的用戶接入網(wǎng)也有所區(qū)別。2.5.2系統(tǒng)意義基本設(shè)計思想是從學(xué)院現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源實(shí)際情況出發(fā)，以現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，基于標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP架構(gòu)，采用高性能價格比的服務(wù)器

35、作為前端視頻服務(wù)器，采用以PC作為網(wǎng)絡(luò)用戶接入終端，并集成節(jié)目管理、用戶管理等軟件模塊與相關(guān)配套產(chǎn)品，提供符合學(xué)院特點(diǎn)的“端一端”的、低成本的整體解決方案。鑒于學(xué)院建立的是一套綜合的視頻點(diǎn)播服務(wù)系統(tǒng)，而且所要服務(wù)的對象不僅包括在校師生，還要包括職工家屬，所以在設(shè)計系統(tǒng)方案時考慮系統(tǒng)建成后必須達(dá)到以下目標(biāo)：1.系統(tǒng)能提供穩(wěn)定的視頻流，滿足點(diǎn)播、組播的要求，并確保多人同時點(diǎn)播同一節(jié)目和不同節(jié)目的服務(wù)質(zhì)量。2.提供盡量小的等待時間和最大化的用戶并發(fā)數(shù)量。3.根據(jù)用戶身份提供相對應(yīng)的視頻容，容盡可能豐富。4.具有視頻節(jié)目源的管理功能。能方便有效地加載視頻節(jié)目，并生成一個容目錄，供系統(tǒng)管理員查詢、維護(hù)視

36、頻節(jié)目庫。5.用戶界面盡可能的簡單實(shí)用，不同層次用戶均能快速掌握。6.系統(tǒng)對用戶能提供全方位的管理認(rèn)證。3 基于Web的視頻點(diǎn)播簡介3.1 需要解決的問題1視頻資料的質(zhì)量在設(shè)計視頻點(diǎn)播系統(tǒng)時，我們需要考慮用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬以與對視頻資料的視聽覺質(zhì)量要求。鑒于CERNET的用戶桌面帶寬均較高，一般都為10Mbp/s或100Mbp/s，因此，我們在制作視頻資料時，主要考慮了畫面質(zhì)量，在保證畫面質(zhì)量較好的情況下盡量降低帶寬要求。一般我們采用視頻幀速30幀/秒、聲音采樣頻率44.1KHZ的參數(shù)制作視頻，視頻帶寬要求為220Kbp/s-350Kbp/s。2視頻資料的分類視頻資料的類別應(yīng)有確定的標(biāo)準(zhǔn)，能為用戶

37、所公認(rèn)，也便于用戶的檢索。對于一般的教學(xué)資料，我們按照學(xué)科分類的標(biāo)準(zhǔn)劃分，對于影視劇作品，主要按出品國或地區(qū)分類。3WEB頁面的設(shè)計在頁面設(shè)計中，主要考慮的問題是呈現(xiàn)給用戶的信息和頁面的版式設(shè)計。呈現(xiàn)給用戶的信息除了視頻資料名稱外，還應(yīng)包括播放時長、音頻和視頻的質(zhì)量參數(shù)等。此外，還應(yīng)提供資料檢索服務(wù)，便于用戶查找所需的容。版面設(shè)計上力求樸素大方，結(jié)構(gòu)合理，便于用戶瀏覽。總之，在WEB頁面設(shè)計中，我們強(qiáng)調(diào)的是以實(shí)用性和易用性為主。4服務(wù)器的選擇視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的服務(wù)器包括WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和流服務(wù)器。我們應(yīng)根據(jù)可能同時訪問的用戶數(shù)量，決定服務(wù)器的數(shù)量。如果用戶數(shù)量不多，可考慮將三項(xiàng)服務(wù)置于一

38、臺服務(wù)器上；如果訪問的用戶數(shù)量較多，數(shù)據(jù)庫又較大，則應(yīng)將各項(xiàng)服務(wù)分別安裝于不同的服務(wù)器；尤其是對于流服務(wù)，甚至還可用多臺服務(wù)器提供集群服務(wù)，以滿足用戶的需求。此外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)將來的擴(kuò)展和用戶的增加，服務(wù)器在性能上應(yīng)留有余量。5視頻數(shù)據(jù)庫的管理各類數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品均提供了客戶端供用戶通過網(wǎng)絡(luò)管理。但這種方式存在一定的不便，管理員須在客戶機(jī)上安裝數(shù)據(jù)庫的客戶端軟件才能維護(hù)數(shù)據(jù)庫。因此，在實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)計好基于WEB的視頻數(shù)據(jù)庫管理程序，實(shí)現(xiàn)隨時隨地的數(shù)據(jù)維護(hù)。3.2 系統(tǒng)工作原理與流程基于Web方式的視頻點(diǎn)播就是讓用戶通過點(diǎn)擊Web頁面上的視頻播放超，實(shí)現(xiàn)播放視頻節(jié)目。在這一過程中，用戶端瀏

39、覽器獲取了超中的URL，通過URL機(jī)制向服務(wù)器請求視頻節(jié)目，并調(diào)用媒體播放器來接受和播放視頻節(jié)目。系統(tǒng)中采用動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)用戶點(diǎn)播需求，動態(tài)生成Web頁面（包括用戶點(diǎn)播的視頻節(jié)目信息和視頻播放超)，采用流媒體技術(shù)響應(yīng)播放視頻節(jié)目需求，向用戶端傳送視頻節(jié)目，并保障視頻節(jié)目的實(shí)時傳送。系統(tǒng)主要流程是響應(yīng)用戶點(diǎn)播要求，并實(shí)時傳送用戶點(diǎn)播的媒體文件。圖3-1所示的是用戶通過瀏覽器檢索視頻節(jié)目信息并點(diǎn)播視頻節(jié)目時，系統(tǒng)所發(fā)生的流程。首先，用戶通過瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)出請求視頻節(jié)目的信息（如節(jié)目名稱、編號、介紹、圖片、視頻節(jié)目在流媒體的路徑等)；Web服務(wù)器響應(yīng)用戶的請求到數(shù)據(jù)庫中檢索

40、相關(guān)視頻節(jié)目信息（根據(jù)節(jié)目名稱或編號來檢索）后，將該信息返回給用戶；然后用戶根據(jù)返回的視頻節(jié)目信息，獲取要點(diǎn)播視頻節(jié)目的節(jié)目路徑后，向流媒體服務(wù)器發(fā)出請求；流媒體服務(wù)器獲取傳送過來的節(jié)目路徑后，檢查改路徑是否正確，如果正確，流媒體服務(wù)器就向發(fā)出請求的用戶傳送點(diǎn)播的視頻文件，最后用戶通過媒體播放軟件接收視頻文件并進(jìn)行播放。 用戶端Web 服務(wù)器數(shù)據(jù)庫流媒體服務(wù)器返回檢索到的信息檢索視頻節(jié)目信息獲取視頻節(jié)目信息請求視頻節(jié)目傳送請求視頻節(jié)目存放視頻節(jié)目存放視頻節(jié)目相關(guān)信息圖3-1視頻點(diǎn)播流程3.3 流媒體技術(shù)簡述3.3.1流媒體概念流媒體(Streaming Media)是指運(yùn)用可變帶寬技術(shù)，在數(shù)據(jù)

41、網(wǎng)絡(luò)上按時間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視頻數(shù)據(jù)的一種格式。流媒體在播放前只將部分容緩存，并不下載整個文件，在數(shù)據(jù)流傳送的同時，用戶可在計算機(jī)上利用相應(yīng)的播放器或其他的硬件、軟件對壓縮的動畫、視音頻等流式多媒體文件解壓后進(jìn)行播放，這樣就節(jié)省了下載等待時間和存儲空間，使時延大大減少，而多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務(wù)器繼續(xù)下載。如果將文件傳輸看作是一次接水的過程，過去的傳輸方式就像是對用戶做了一個規(guī)定，必須等到一桶水接滿才能使用它，這個等待的時間自然要受到水流量大小和桶的大小的影響；而流式傳輸則是，打開水龍頭等待一小會兒水就會源源不斷地流出來，而且可以隨接隨用，因此，不管水流量的大小也不管子的

42、大小，用戶都可以隨時用上水。從這個意義上看，流媒體這個詞是非常形象的。3.3.2流媒體實(shí)現(xiàn)流媒體是在目前的網(wǎng)絡(luò)帶寬還不能完全滿足巨大的音頻、視頻、3D等多媒體數(shù)據(jù)流量要求的情況下產(chǎn)生的，所以在流媒體通信技術(shù)中，應(yīng)首先對音頻、視頻、3D等多媒體文件數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后才能進(jìn)行流式傳輸。它主要包括降低質(zhì)量和采用先進(jìn)、高效的壓縮算法兩個方面。其次，在整個的傳輸和控制過程中，必須采用一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來實(shí)現(xiàn)流式傳輸。流媒體實(shí)現(xiàn)原理簡單地說就是首先通過采用高效的壓縮算法。在降低文件大小的同時伴隨質(zhì)量的損失，讓原有的龐大的多媒體數(shù)據(jù)適合流式傳輸，然后通過架設(shè)流媒體服務(wù)器，修改MIME標(biāo)志I通過各種實(shí)時協(xié)議傳輸流數(shù)

43、據(jù)I其原理框圖如圖3-2所示：圖3-2流媒體實(shí)現(xiàn)原理框圖1預(yù)處理多媒體數(shù)據(jù)必須進(jìn)行預(yù)處理才能適合流式傳輸，這是因?yàn)槟壳暗木W(wǎng)絡(luò)帶寬相對多媒體巨大的數(shù)據(jù)流量來說還顯得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。預(yù)處理主要包括兩方面：一是采用先進(jìn)高效的壓縮算法；二是加入一些附加信息把壓縮媒體轉(zhuǎn)為適合流式傳輸?shù)奈募袷健Ｆ浼记稍谟趬嚎s原始的音頻、視頻容，使其能夠在窄帶或?qū)拵ǖ郎弦粤鞯姆绞絺鹘o用戶，預(yù)處理在編碼器完成。編碼方式的選擇可以是多種多樣的。Microsoft,Heal Networks, Apple Computer以與其他各方均提供關(guān)于編碼、流式傳送以與客戶觀看等方面的享有專用權(quán)的方案。常規(guī)視頻編碼速度的圍從20Kb/s到

44、目前的300Kb/s,并且有望達(dá)到1Mb/s與以上的速度。音、視頻編碼器在功能上有相當(dāng)大的差別。最終的編碼資料可以利用文本、圖形、腳本形式進(jìn)行多路傳輸，并且放在能夠?qū)崿F(xiàn)流方式的文件結(jié)構(gòu)中。也就是意味著該文件有時間標(biāo)記以與其他易于實(shí)現(xiàn)流方式的特點(diǎn)，然后再在客戶端進(jìn)行解碼。編碼過程應(yīng)該綜合考慮不同編碼速度的定制性能,包損失的容錯性與網(wǎng)絡(luò)的帶寬波動，最低速度下好的音頻、視頻品質(zhì)，編碼/流式傳送的成本，流的控制以與其他方面。2支持流媒體傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)時傳輸協(xié)議(Realtime Transport Protocol，RTP)：這是Internet上針對多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議。RTF被定義為在一對

45、一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。實(shí)時傳輸控制協(xié)議(Real-timeTransport Control Protocol，RTCP)和RTP起提供流量控制和擁塞控制的服務(wù)。實(shí)時流協(xié)議(Real time Streaming Protocol, RTSP)：定義了一對多的應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。資源預(yù)訂協(xié)議(Resource Reserve Protocol，RSVP)：由于音頻、視頻數(shù)據(jù)流比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)的延時更敏感，要在網(wǎng)絡(luò)中傳輸高質(zhì)量的音頻、視頻信息，除帶寬要求之外，還需其他更多的條件。RSVP是正在開發(fā)的Internet上的資源預(yù)訂協(xié)議

46、，使用RSVP預(yù)留一部分網(wǎng)絡(luò)資源。3識別流媒體類型的途徑MIMEWeb 服務(wù)器和Web 瀏覽器可通過MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions, 通用因特網(wǎng)擴(kuò)展)來識別流媒體并對其進(jìn)行相應(yīng)的處理。MIME不僅用于電子，還能用來標(biāo)記在Internet上傳輸?shù)娜魏挝募愋汀?.4 視頻點(diǎn)播壓縮技術(shù)3.4.1常用的壓縮方法與國際標(biāo)準(zhǔn)對視頻和音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)很多，主要由ITU(國際電信聯(lián)盟)和ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)制定。其中音頻編碼的標(biāo)準(zhǔn)包括G.721, G.731,AC-3 等，前三種主要用于視頻會議和可視中，而AC-3則廣泛應(yīng)用于LD、CD

47、、DVD 和有線電視中，它通過5.1聲道技術(shù)來達(dá)到非常優(yōu)秀的聲音效果。視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)同樣紛繁復(fù)雜，其中H.261、H.263, H.263+和H.263+ 主要面向窄帶視頻應(yīng)用，比如128K的ISDN和更低速的連接，它們主要用于可視和視頻會議中，當(dāng)然通過提高網(wǎng)絡(luò)帶寬也可以用于視頻點(diǎn)播中。而目甜較廣泛使用的則是MPEG 壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括:MPEG-1, MPEG-2, MPEO-3,MPEG-4 和MPEG-7 等。MPEG標(biāo)準(zhǔn)既包括了視頻縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，也包括了音頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，以與它們之間的同步問題。其中MPEG-1是為工並級標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計的，可適用于如CD-ROM, VCD, CD-I等

48、不同帶寬的設(shè)備，可在1.5Mbps的傳輸速率下達(dá)到30幀/秒的運(yùn)動圖像效果和CD音質(zhì)的伴音效果；MPEG-2的設(shè)計目標(biāo)則是高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖像質(zhì)量以與更高的傳輸率，MPEG-2所要求的傳輸速率介于3-10Mbps之間，在NTSC制式下分辨率可達(dá)720*486，提供廣播級圖像和CD級音質(zhì)，同時MPEG-2的音頻編碼可提供和AC-3 標(biāo)準(zhǔn)同樣的5.1個聲道，包括左、中、右與左后和右后兩個環(huán)繞聲道，并有一個輔助的超重低音聲道(0.1聲道)。MPEG-2的一個廣泛應(yīng)用就是DVD，同時由于它的出色表現(xiàn)使其替代未出臺的MPEG-3標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于HDTV(高清晰度電視)而且MPEG-2向下兼容，即大多數(shù)MPEG-

49、2解碼器也可播放MPEG-1格式的數(shù)據(jù)；MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)與前面兩種標(biāo)準(zhǔn)的根本區(qū)別在于它是一種基于容的壓縮編碼方法,它能夠?qū)崿F(xiàn)將圖像中的場景、物體單獨(dú)截取出來進(jìn)行編碼處理，同時，它要求的傳輸速率一般比較低，可在4800-64000bp/s之間的速率下提供分辨率為176*144的圖像質(zhì)量。由于是基于容進(jìn)行壓縮編碼的，所以MPEG-4更適合交互式的多媒體服務(wù)；最新推出的MPEG-7標(biāo)準(zhǔn)的正式名稱為“多媒體容描述接口”，目標(biāo)是對音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行基于容的檢索，它不對編碼方式進(jìn)行規(guī)定，而是規(guī)定多媒體信息的數(shù)據(jù)描述格式，從而支持多媒體容的快速、高效檢索。3.4.2適合視頻點(diǎn)播的壓縮方法1. 綜合視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)對

50、編碼方法的要求主要出于三個方面：（1）視頻服務(wù)器存儲空間對編碼方式的高效性有要求；（2）點(diǎn)播業(yè)務(wù)的實(shí)時性對碼流傳輸?shù)姆绞接幸螅唬?）當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的復(fù)雜現(xiàn)狀對碼流結(jié)構(gòu)有要求。2編碼效率保持圖象質(zhì)量的編碼效率是所有壓縮編碼方法追求的直接目標(biāo)，也是視頻服務(wù)器存儲空間限制的結(jié)果。在實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)時，需要考慮視頻質(zhì)量與編碼方式的不同選擇。3用戶終端在前幾年用戶如果需要欣賞網(wǎng)絡(luò)上的視頻文件，采用的方式只能是下載此文件,然后在本地播放。這種方式造成的后果是：（1)用戶需要等待很長時間，以便于文件下載完畢；（2)用戶需要準(zhǔn)備足夠的磁盤空間存儲下載下來的視頻文件。這種基于文件下載的方式給用戶帶來了很多的麻煩

51、，而隨著流媒體技術(shù)的應(yīng)用，則徹底的改變了這種困境。可以通過在10Mbit/s以太網(wǎng)上觀看10分鐘VCD影片為例來對比流媒體方式和傳統(tǒng)下載方式對用戶使用上的不同情況。表3-1 兩種播放方式的性能對比情況媒體傳播方式特點(diǎn)舉例下載播放采用下載方式，首先將全部媒體容存放在本地，然后開始播放。啟動播放延時長,本地存儲要求大啟動時間長：>30 秒；存儲空間人：90MB流媒體技術(shù)客戶端僅收到一小部分?jǐn)?shù)據(jù)后。即可以開始播放，以后的數(shù)據(jù)由服務(wù)器經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)連續(xù)傳輸至客戶端。服務(wù)器根據(jù)播放速率。網(wǎng)絡(luò)流量、緩存狀況動態(tài)地調(diào)節(jié)流的速率，啟動播放延時短，智能流控，保證品質(zhì)。啟動時間短：3-5 秒，存儲空間兒乎無。由表

52、3-1可以看出適合于視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)的視頻編碼方法，要支持流式的傳輸。目前支持流式傳輸?shù)木幋a主要有：Rm、MPEG-4等。4 校園網(wǎng)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的構(gòu)建當(dāng)前，視頻點(diǎn)播技術(shù)正日益受到教育界和商界的普遍關(guān)注。各廠商對學(xué)校視頻點(diǎn)播系統(tǒng)都投以了極高的熱情，紛紛提出了自己的解決方案。但是對于大多數(shù)學(xué)校而言，在有限的資源條件下，完全依據(jù)廠商的方案重新構(gòu)建校園視頻點(diǎn)播系統(tǒng)是不切實(shí)際的，“因校制宜”，在現(xiàn)有的軟硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造才是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。下面我們介紹怎樣構(gòu)建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，以使學(xué)校現(xiàn)有的硬件資源得到充分利用。4.1 系統(tǒng)功能我們所要構(gòu)建的基于校園網(wǎng)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，功能框圖如圖4-1所示。各

53、教室、實(shí)驗(yàn)室、教研室、行政辦公室、會議室、圖書館、學(xué)生寢室等都裝有計算機(jī)終端或帶有機(jī)頂盒的電視終端，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生等都可以通過就近的終端，通過統(tǒng)一的界面，自主點(diǎn)播所需的多媒體信息和多媒體教學(xué)資源。這些信息和資源既可以是本校的，也可以是其它學(xué)校或Internet上的信息和資源。教學(xué)資料庫課件服務(wù)器電子圖書服務(wù)器實(shí)時節(jié)目服務(wù)器電子教室服務(wù)器電子教材服務(wù)器現(xiàn)場試驗(yàn)觀摩服務(wù)器VOD總控中心Internet其他學(xué)校的校園網(wǎng)，其他學(xué)校網(wǎng)站 家庭用戶點(diǎn)播圖4-1基于校園網(wǎng)的VOD系統(tǒng)功能框圖學(xué)生宿舍圖書館行政辦公室會議室教研室實(shí)驗(yàn)室教室4.2 系統(tǒng)構(gòu)建方案1結(jié)構(gòu)化布線建立網(wǎng)絡(luò)主干采用100M交換、用戶

54、端10M交換到桌面的校園局域網(wǎng)；也可以升級改造現(xiàn)有有線電視網(wǎng)絡(luò)由單向升級雙向系統(tǒng)線路。2視頻點(diǎn)播服務(wù)器視頻點(diǎn)播服務(wù)器是VOD系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)視頻信息的儲存播放，其工作能力極影響視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的服務(wù)能力。所以選擇視頻服務(wù)器時，要充分考慮服務(wù)器的并發(fā)輸出能力、存儲容量、資源的共享性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開放性、系統(tǒng)的擴(kuò)充性、穩(wěn)定性、可靠性等因素對整個系統(tǒng)運(yùn)行的影響。校園視頻點(diǎn)播系統(tǒng)由于其業(yè)務(wù)量不是很大，所以我們建議選用基于高檔PC機(jī)的視頻服務(wù)器。這種類型的服務(wù)器是在高性能計算機(jī)的基礎(chǔ)上增加支持視頻數(shù)據(jù)訪問的有關(guān)硬件，再將系統(tǒng)進(jìn)行一定的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播功能的。3用戶終端VOD系統(tǒng)用戶端設(shè)備有兩種：一種

55、是計算機(jī)（PC）；另一種是電視機(jī)（TV）加機(jī)頂盒（STB）。機(jī)頂盒通稱Set Top Box，是一種智能型的數(shù)字式信號轉(zhuǎn)換器，用戶透過此設(shè)備即能夠?qū)崿F(xiàn)視頻點(diǎn)播、Internet訪問、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻會議、電子商務(wù)等多媒體信息服務(wù)。機(jī)頂盒通常與電視機(jī)配合使用，當(dāng)用戶進(jìn)行點(diǎn)播時，將電視機(jī)切換至AV模式后，可使用機(jī)頂盒的遙控鍵盤對VOD系統(tǒng)所提供的視頻節(jié)目進(jìn)行點(diǎn)播，操作簡單方便。為了利用學(xué)校現(xiàn)有的硬件資源，我們既可以使用PC機(jī)做點(diǎn)播終端，也在現(xiàn)有的電視終端上配以機(jī)頂盒做點(diǎn)播終端。4視頻點(diǎn)播軟件我們建議選用基于Web開發(fā)的視頻點(diǎn)播軟件，以便能和Internet無縫結(jié)合。這樣老師和學(xué)生在點(diǎn)播校視頻資源的同

56、時，可隨時訪問Internet上豐富的多媒體教學(xué)資源。4.3 可開展多種形式教學(xué)1視頻點(diǎn)播教學(xué)將各科優(yōu)秀教師的多媒體課件、電視教材、直播課程、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)示等采編存入VOD系統(tǒng)，教師可在終端機(jī)上，通過統(tǒng)一的點(diǎn)播界面，自由點(diǎn)播這些視頻資源進(jìn)行教學(xué)。系統(tǒng)中豐富的多媒體教學(xué)資源不僅減輕了教師的備課負(fù)擔(dān)有利于資源共享，此外，由于VOD系統(tǒng)支持多用戶點(diǎn)播而互不影響，所以不同地點(diǎn)的老師可以同時點(diǎn)播一樣教學(xué)容來進(jìn)行教學(xué)，并分別對播放進(jìn)程進(jìn)行控制。2自主學(xué)習(xí)在VOD系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性：學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，在寢室、圖書館、計算機(jī)機(jī)房甚至家里，自由地選擇多媒體課件、老師講課錄像等進(jìn)行學(xué)習(xí)，以增強(qiáng)

57、學(xué)習(xí)的自主性和主動性；學(xué)生還可以點(diǎn)播自己感興趣的容進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，拓寬知識面；在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，對播放過程進(jìn)行控制，營造出一個相對個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果。3遠(yuǎn)程教學(xué)和Internet無縫整合在一起的VOD系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)跨地域的遠(yuǎn)程教學(xué)。將優(yōu)秀教師的講課錄像放到VOD服務(wù)器上，聽課者可以遠(yuǎn)程點(diǎn)播這些錄像，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)；聽課者也可以先把錄像下載到本地服務(wù)器上，然后在當(dāng)?shù)氐木钟蚓W(wǎng)圍點(diǎn)播學(xué)習(xí)。利用VOD系統(tǒng)開展遠(yuǎn)程教學(xué)的有兩大優(yōu)點(diǎn)：首先，它的視頻傳輸特性好，這是一般的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)達(dá)不到的；此外，VOD系統(tǒng)的視頻傳播是雙向的，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的具體情況，自行安排學(xué)習(xí)時間，這是VOD教學(xué)明顯優(yōu)于廣播電視教學(xué)的地方。4視頻報告會由于VOD系統(tǒng)視頻傳輸特性好，所以老師和學(xué)生不必親臨學(xué)術(shù)交流會現(xiàn)場，通過VOD系統(tǒng)的現(xiàn)場直播或?qū)崨r轉(zhuǎn)播功能，就可聆聽專家們精彩的報告，觀看交流會的現(xiàn)場實(shí)況。在觀看過程中，還可以通過VOD系統(tǒng)提供的提問、留言和發(fā)表評論等交互功能，向與會的專家們提問，與他們進(jìn)行交流。5