多媒体教案第四章

网络多媒体技术第四章1第4章网络多媒体技术随着多媒体技术的迅速发展，图像、视频等多媒体数据已逐渐成为信息处理领域中主要的信息媒体形式。网络多媒体是信息高速公路建设中的一项关键技术，是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物，它将极大地提高人们的工作效率，改变人们的教育、娱乐等生活方式，是二十一世纪人们通信的基本方式。24.1多媒体传输协议随着多媒体数据在Internet上所承担的作用变得越来越重要，需要实时传输音频和视频等多媒体数据的场合也将变得越来越多，如IP电话、视频点播、多媒体会议系统等。这些系统需要特定网络协议的支持。RTP（Real-TimeTransportProtocol）/RTCP（Real-timeTransportControlProtocol）和RSVP（ResourceReserveProtocol）等就是用来在Internet上进行多媒体传输的协议，目前已经被广泛地应用在各种场合。34.1.1多媒体传输协议1．RTP协议RTP/RTCP是端对端基于组播的应用层协议。其中RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议。RTP被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，其目的是提供时间信息和实现流同步。RTCP用于统计、管理和控制RTP传输，两者协同工作，能够显著提高网络实时数据的传输效率。当应用程序开始一个RTP会话时将使用两个端口：一个给RTP，一个给RTCP。RTP用于在单播或多播情况下传输实时数据，通常工作在UDP（UserDatagramProtocol）上。44.1.1多媒体传输协议2．RSVP协议资源预留协议RSVP（ResourceReserveProtocol）是针对IP网络传输层不能保证QoS和支持多点传输而提出的协议。RSVP在业务流传送前先预约一定的网络资源，建立静态或动态的传输逻辑通路，从而保证每一业务流都有足够的“独享”带宽，因而能够克服网络的拥塞和丢包，提高QoS性能。该协议的两个重要概念是流与预定。54.1.1多媒体传输协议3．RTSP协议实时流协议RTSP（Real-TimeStreamingProtocol）由RealNetworks和Netscape共同提出，是工作在RTP和RTCP之上的应用层协议。控制实时数据的发送，它提供了可扩展框架，使实时数据的受控、点播成为可能。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道（例如UDP、组播UDP与TCP）提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。它的主要目标是为单播和多播提供可靠的播放性能。64.1.1多媒体传输协议4．MMS协议MMS(MicrosoftMediaServerProtocol)是用来访问并流式接收WindowsMedia服务器中.ASF文件的一种协议。MMS协议用于访问WindowsMedia发布点上的单播内容。MMS是连接WindowsMedia单播服务的默认方法。若观众在WindowsMediaPlayer中键入一个URL以连接内容，而不是通过超级链接访问内容，则他们必须使用MMS协议引用该流74.1.1多媒体传输协议5．IPV6协议IPv6是“InternetProtocolVersion6”的缩写，它是IETF(InternetEngineeringTaskForce)即因特网工程任务组,又叫互联网工程任务组设计的用于替代现行版本IP协议-IPv4-的下一代IP协议。Pv6有以下特点：1）更大的地址空间。2）更小的路由表。3）增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持(Flow-control)。4）加入了对自动配置(Auto-configuration)的支持。5）更高的安全性84.1.2下一代网络中的多媒体通信协议1．H.323协议簇ITU-T的H.323协议簇在技术思想上借鉴了传统电话网的方式，从1996年推出，至今已更改数版。其网络结构和运营管理思想比较接近于传统的便于集中、便于管理的电信网。和传统电信网络不同的是H.323借助了IP信息传输方式，可以非常方便地为用户提供语音、数据和图像业务。94.1.2下一代网络中的多媒体通信协议2．SIP协议IETF(Internet工程任务组)的SIP（sessioninitiationprotocol，会话初始协议），是一个正在发展和成长中的协议，它和传统电信业务的传输模式不同，借鉴了Internet的标准和协议设计思想，坚持简洁、开放和可扩展的原则，为组建多媒体通信网络、提供多媒体业务提供了另一类方式和方法。SIP通过一种便捷的方式来建立和控制各种类型的点到点媒体会话。和Internet协议类似，它采用的是一种模块化结构，请求/应答模式，基于文本方式，因此使用非常简单灵活，升级、扩展方便。104.1.2下一代网络中的多媒体通信协议3．IMS3GPP（3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴计划）提出的IMS（IPMultimediaSubsystem）是支持IP多媒体业务的子系统，它的显著特点是采用了SIP，通信与接入方式无关，可以提供多种媒体业务，控制功能与承载能力分离、呼叫与会晤分离、应用与服务分离、业务与网络分离、移动网与互联网业务融合。114.1.3多媒体通信的服务质量（QoS）1．多媒体通信的服务质量服务质量QOS（QuallityofService）从概念上来说，可以看作是为一项或一类网络业务而定义的一组网络性能参数。随着网络多媒体技术的飞速发展，Internet上的多媒体应用层出不穷，如IP电话、视频会议、视频点播(VOD)、远程教育等多媒体实时业务、电子商务在Internet上传送等。Internet已逐步从单一的数据传送网向数据、语音、图像等多媒体信息的综合传输网演化。这些不同的应用需要有不同的Qos要求，Qos通常用带宽、时延、时延抖动和分组丢失率来衡量。124.1.3多媒体通信的服务质量（QoS）2．QoS的关键指标QoS的关键指标主要包括：可用性、吞吐量、时延、时延变化(包括抖动和漂移)和丢失。下面详细叙述。（1）可用性：可用性是当用户需要时网络即能工作的时间百分比。（2）吞吐量：吞吐量是在一定时间段内对网上流量(或带宽)的度量。（3）时延：时延是指一项服务从网络入口到出口的平均经过时间。（4）时延变化：时延变化是指同一业务流中不同分组所呈现的时延不同。（5）丢包：在通话期间比特丢失或分组丢失。134.2多媒体通信多媒体通信是多媒体系统的重要组成部分，它实现多媒体信息在通信网络中的传输和交换。由于是多媒体信息的通信，因此，它对通信网络有着特殊的要求：首先是要支持综合业务；二是具备较强的实时数据的传输能力；三是要能够完成多媒体同步；四是支持多种通信模式。多媒体通信系统，目前应用较多的主要是多媒体会议系统、交互式电视和视频点播（VOD）系统等。144.2.1多媒体通信结构线路交换网络与信息包交换网络的融合是构造多媒体通信系统结构的出发点，多媒体通信系统主要有下面几个部件组成：网关(gateway)、会务器(gatekeeper)和通信终端(terminal)。通信终端包括执行H.320、H.323或者H.324协议的计算机和执行H.324的电话机。在H.323协议中，把通信终端、网关、会务器或者MCU叫做端点(endpoint)。网关和会务器是多媒体通信系统的两个极其重要的组成部件。网关提供面向媒体的功能，会务器提供面向服务的功能，网关和会务器密切配合完成多媒体通信的任务。154.2.2多媒体会议系统自20世纪80年代多媒体技术问世以来，多媒体信息产生的方式不断创新，种类日益增多，信息量急剧膨胀。人们不再满足能从存储媒体上获取信息，希望在任何时间、任何地点，通过信息终端得到需要的图、文、声信息，享受丰富多彩的多媒体信息服务。这就对声音、图像、文字、数据、视频等多媒体信息的传输、处理和交换，提出了更高的要求，也为通信、数据压缩和网络技术的进一步发展开辟了广阔的领域。多媒体会议系统是计算机和通信技术结合的产物，充分体现信息社会的数字化特点，是一种将计算机技术的交互性，网络的分布性，多媒体信息的综合性融为一体的高新技术，成为主要的分布式多媒体应用系统之一。多媒体会议系统又被称为视频会议系统（VCS，VideoconferenceSystem）164.2.2多媒体会议系统1．多媒体会议系统概述多媒体会议(MC，MultimediaConference)系统是指两个或两个以上不同地方的个人或群体通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，达到即时并且互动的沟通，从而完成会议目的一种会议形式。与会者既能看到对方发言人的表情、动作和会场场景，也能听到对方的声音，若辅助以电子白板、书写电话、传真机等通信设备，可实现与对方会场的与会人员进行研讨或磋商，使处于不同地方的人就像在同一房间内沟通。174.2.2多媒体会议系统（1）多媒体会议系统的分类多媒体会议系统种类繁多，其分类可以按照会议设备配置划分为会议室会议系统和桌面会议系统；可以按照是否利用计算机设备划分为电视会议系统和计算机会议系统；也可按照使用的信息流类型划分为音频图形会议系统、视频会议系统、数据会议系统和多媒体会议系统。这里基于网络环境来划分。184.2.2多媒体会议系统1）ISDN会议2）局域网会议3）电话网上的会议4）Internet上的会议194.2.2多媒体会议系统（2）多媒体会议系统信息流的种类多媒体会议系统涉及的信息分为音频、视频、数据和控制信息四大类。1）音频——数字编码的语音。2）视频——数字编码的活动场景。3）数据——包括图像、图形、传真、文档、计算机文件等。4)控制信息一一用于会议开始、结束或进行过程中的性能交换，建立和断开逻辑通道，会议模式控制以及其他功能。204.2.2多媒体会议系统（3）多媒体会议系统相关的国际标准ITU的角色是一个标准制定组织，ITU-T侧重电信标准，而IMTC(国际多媒体电视会议联合会)将注意力集中在标准的实际验证和促进上。IMTC强调多媒体电信会议，包括静止图形，运动视频及数据电信会议，并将重点放在保证标准的采用和市场培养上。为了推动多媒体会议系统的发展，ITU组织制定了一系列标准，包括用于ISDN网的H.320建议，用于局域网的H.323建议，用于PSTN网的H.324建议等。H系列的建议和标准是专门针对交互式电视会议业务而制定的，而T系列是针对其他媒体的管理功能做出规定的，两种协议的结合将使多媒体会议的通信有更完善的依据。214.2.2多媒体会议系统2．多媒体会议系统关键技术多媒体会议系统所涉及的关键技术主要有网络环境，多点传送，编解码器和会议控制等。（1）网络环境多媒体会议系统是一种典型的点对多点实时应用系统，对网络基础设施支持实时传输的能力要求较高，也直接影响视频和音频的质量。（2）多点传送多媒体会议系统是一种点对多点的应用系统。通常，网络环境所提供的通信业务大多是点对点的。无论何种网络环境，都要通过一种称为多点转发服务器（MFS）的特殊网络设备，实现点对多点的会议环境。224.2.2多媒体会议系统2．多媒体会议系统关键技术（3）编解码器编解码器（CODEC）是会议终端对音频和视频信息进行编码和解码的重要部件，可以采用硬件或软件方法实现。硬编解码器的性能好，但费用高。通过信息编码还可以实现数据压缩，以减少传输的数据量。（4）会议控制会议控制提供控制和管理会议进程的一组服务，包括会议注册、会议宣布、会议启动、会议发现以及会议的加入、退出、查询等。ITU在T120标准中定义了有关会议控制功能，IETF也制定了基于IP分组网的会议控制协议标准。234.2.2多媒体会议系统2．多媒体会议系统关键技术（3）编解码器编解码器（CODEC）是会议终端对音频和视频信息进行编码和解码的重要部件，可以采用硬件或软件方法实现。