Chapter2流媒体技术基础

Chapter2流媒体技术基础南京工程学院计算机工程学院徐梦溪在Internet和Intranet上实现基于流技术的数字媒体（音频、视频）的传输制作、发布和播放软件与Windows9x/NT/2000/XP集成在一起核心是ASF2.1WindowsMedia2.1.1WindowsMedia技术平台概述1.基于组件的方案构成以一系列模块组件为中心WindowsMediaToolsWindowsMediaServicesNetworkWindowsMediaPlayer2.1.1WindowsMedia技术平台概述2.WindowsMedia的应用方式广播电影和特别节目广告音乐教育团体通信个人使用2.1.2WindowsMedia技术基本概念WindowsMedia：指与某个MicrosoftWindowsMedia技术名称一起使用的商标名。WindowsMediaService：指在网上驻留和发布基于WindowsMedia的流内容的WindowsMedia技术。WindowsMediaServer：指运行WindowsMedia服务的服务器。WindowsMediaStream：指WindowsMedia服务器通过网络发布的现场或点播的基于WindowsMedia的内容。2.1.2WindowsMedia技术基本概念（cont’d）WindowsMediaSDK：指基于WindowsMedia技术的软件开发工具包（SDK）。WindowsMediaTools：指用于为WindowsMedia服务创建基于WindowsMedia的内容的一套工具。WindowsMediaEncoder：指捕获音频、视频；编写数字形式的脚本数据；压缩音频和视频数据；并将它们保存到WindowsMedia格式文件或通过网络传送流所使用的WindowsMedia技术。WindowsMediaCodec：指WindowsMedia技术使用的音频或视频压缩/解压缩（编解码器）算法。更明确地说，它可以指MicrosoftWindowsMedia音频编解码器或MicrosoftWindowsMedia视频编解码器。2.1.2WindowsMedia技术基本概念（cont’d）WindowsMediaAudioCodec：指WindowsMedia技术使用的音频压缩/解压缩（编解码器）算法。WindowsMediaVideoCodec：指WindowsMedia技术使用的视频编解码算法。WindowsMediaFormat：指WindowsMedia技术（或包含WindowsMedia技术许可证的第三方产品）在编著、存储、编辑、发布、流传输、或播放基于时间线的内容时所使用的格式。2.1.2WindowsMedia技术基本概念（cont’d）WindowsMedia格式文件：指用WindowsMedia技术创建的文件，它包含按WindowsMedia格式保存的音频、视频、或脚本数据。文件扩展名：.asf，.wma，.wmvWindowsMedia格式化的内容：指用WindowsMedia技术或包含WindowsMedia技术许可证的第三方产品创建的基于时间的媒体内容。2.1.2WindowsMedia技术基本概念（cont’d）WindowsMediaMetafiles：指用WindowsMedia技术创建的文件，它包含可扩展标记语言（XML）语法形式的元数据。元数据可以包含诸如WindowsMedia-格式化的文件的URL，它所指媒体的标题、版权以及作者，或者WindowsMedia-格式化的文件的开始时间和持续时间的信息。文件扩展名：.asx，.wax，.wvxWindowsMediaPlayer：指播放WindowsMedia格式的文件或再现基于WindowsMedia的内容的WindowsMedia技术。2.1.2WindowsMedia技术基本概念（cont’d）DigitalRightsManagement：指用于保护媒体内容和管理访问权限的技术。通过实现这项技术，能够维护媒体内容副本所有者的一个列表，还可以在发布的每张内容上放置数字签名。2.1.3WindowsMedia组件1.WindowsMediaTools包括创建工具和编辑工具MediaEncoder：将实时或存储的音频、视频内容转换为ASF流，然后通过WindowsMediaServer在网络中传送。MediaAuthor：为合成并同步视频和图像文件提供一个图形界面；能够在创建.asf文件之前预览模拟的结果；支持多目标宽带和脚本命令。VidToASF：此命令行实用工具将.vid或.mov文件转换成.asf文件；可以使用命令行选项来指定添加标记，调用URL，以及执行脚本命令的脚本文件。WavToASF：此命令行实用工具将.wav或.mp3文件转换成.asf文件；可以使用命令行选项来指定添加标记，调用URL，以及执行脚本命令的脚本文件。WindowsMediaPresenter：插件工具；配合WindowsMediaEncoder将PowerPoint演示文稿转换成.asf流。ASFIndexer：此图形工具用于编辑.asf文件；对已有的.asf文件添加索引、属性和标记并裁剪.asf文件的开始和结束部分。ASFChop：编辑.asf文件的命令行实用工具；向.asf文件中添加标记、脚本以及属性，或者从.asf文件中删除时间区间。ASFCheck：验证.asf文件的格式；识别.asf文件内部的问题并修复其中的一些。2.1.3WindowsMedia组件（cont’d）2.WindowsMediaServer对外提供ASF流媒体的网络发布服务保证文件的保密性以及文件不能被未授权下载使每个使用者以最佳影像品质浏览网页具有多种文件发布形式和监控管理功能包括两大基本服务模块：①UnicastService（单播服务）为客户提供点对点连接式服务按用户的参与程度：On-DemandUnicast（点播单播）：可以控制播放的过程BroadcastUnicast（广播单播）：只能观看播放②StationService（电台服务）对外提供广播式服务2.1.3WindowsMedia组件（cont’d）3.WindowsMediaPlayer可以接收并播放来自WindowsMediaServer的流，播放电影剪辑、网站音乐视频、公司演示文稿，以及其它更多的内容。播放大多数流行格式的音频和视频。读取并执行.asf文件中的脚本命令。接收脚本命令、标记和元数据，如剪辑标题、作者和版权为在Internet上观看现场新闻播放WindowsMedia广播和点播的内容。播放网站上的电影剪辑和音乐视频。2.1.4ASF简介ASF是一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。使用MPEG-4压缩算法体积小ASF格式的视频中可带有命令代码，用户指定在到达视频或音频的某个时间后触发某个事件或操作。1.ASF的特征可扩展的媒体类型——ASF文件允许制造者很容易地定义新的媒体类型部分下载——特定的有关播放部件的信息能够存储在ASF文件头部分，这些信息能够为客户机用来找到合适的所需的播放部件的版本（如果没有在客户机上安装）可伸缩的媒体类型——ASF是设计用来表示可伸缩的媒体类型的“带宽”之间的依赖关系流的优先级化——现代的多媒体传输系统能够动态地调整以适应网络资源紧张的情况多语音目录信息2.ASF文件格式ASF对象：ASF文件基本的组织单元无需一个权威机构来管理对象标识符系统，因为计算机网卡能够产生一个有效的唯一的GUID。对象大小字段已定义得足够处理高带宽多媒体内容的大文件。ObjectIDObjectSizeObjectData16B8B??B3.高层文件结构ASF文件逻辑上是由三个高层对象组成：头对象（HeaderObject）、数据对象（DataObject）和索引对象（IndexObject）。头对象是必需的，并且必须放在每一个ASF文件的开头部分。数据对象也是必需的，且一般情况下紧跟在头对象之后。索引对象是可选的，一般推荐使用。头对象先于数据对象到达有三种方式：①包含头对象的信息作为“会话声明”的一部分。②利用一个与数据对象不同的“通道”发送头对象。③在发送ASF数据对象之前发送头对象。ASF头对象头对象是唯一包含其他ASF对象的对象FilePropertiesObject（文件属性对象）——全局文件属性。StreamPropertiesObject（流属性对象）——定义一个媒体流和其属性。ContentDescriptionObject（内容描述对象）——包含所有目录信息。ComponentDownloadObject（部件下载对象）——提供播放部件信息。StreamGroupsObject（流组织对象）——逻辑上把多个媒体流组织在一起。ScalableObject（可伸缩对象）——定义媒体流之间的可伸缩的关系。ASF头对象（cont’d）PrioritizationObject（优先级对象）——定义相关流的优先级。MutualExclusionObject（相互排斥对象）——定义排斥关系如语言选择。Inter-MediaDependencyObject（媒体相互依赖对象）——定义混合媒体流之间的相互依赖关系。RatingObject（级别对象）——根据W3CPICS定义文件的级别。IndexParametersObject（索引参数对象）——提供必要的信息以重建ASF文件的索引。ASF数据对象包含一个ASF文件的所有多媒体数据。多媒体数据以ASF数据单元的形式存储，每一个ASF数据单元都是可变长的，且包含的数据必须是同一种媒体流。数据单元在当它们开始传输的时候在数据对象中自动地排序，这种排序来自于交叉存储的文件格式。ASF索引对象包含一个嵌入ASF文件的多媒体数据的基于时间的索引。每个索引进入表现的时间间隔是在制作时设置的，并且存储在索引对象中。由于没有必要为一个文件的每一个媒体流建立一个索引，因此，通常利用一个时间间隔列表来索引一系列的媒体流。2.1.5WindowsMedia9系列音频编解码器1.WindowsMediaAudio9所享有的音质比先进的WindowsMediaAudio8所提供的音质还高20%对可变比特率（VBR）音频的支持，保证了可通过更小的文件来提供更高的质量可以在计算机、CD-R或超过120种与WindowsMedia兼容的设备上存储比以往更多的音乐与早期版本的WindowsMediaAudio兼容的解码器向后兼容，因此，可以在早期版本的播放机、操作系统和电子设备上播放新的内容2.WindowsMediaAudio9Professional第一个用于Web的数字环绕声编解码器配备了高保真硬件和5.1声道环绕声的计算机能在立体声或5.1声道（甚至7.1声道）环绕声中捕获高清晰度音频（24比特/96-KHz采样），从而实现了以128到768Kbps的速率进行流式播放或传递下载后播放的内容用户无需128Kbps的立体声MP3文件，就可以尽享5.1声道音频提供的可媲美相同比特率的出众保真性能如果用户尝试使用新的5.1声道、24比特、96kHz采样率性能播放文件，但没有支持多声道或高清晰度声音的系统或声卡，播放质量将无缝地下降（例如，降低到16比特、2声道立体声），以便用户获得系统可提供的最佳播放体验。3.WindowsMediaAudio9Lossless用于存档收藏的CD可以将CD中的曲目复制为这种无损格式，以实现高效存储然后，将曲目转换为基于WindowsMediaAudio9的CD进行播放4.WindowsMedia