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流媒体技术及其在电力运行中应用 　　摘要:介绍了流媒体技术的起源、相关概念和流媒体组成系统的基础原理等,并系统地研究了流媒体的文件格式、制作技术、播放方式和压缩编码技术等。文章重点地阐述了流媒体在因特网上传播的关键技术――流式传输,并在此基础上对流媒体技术尤其是在电力运行系统中的应用提出了建议和看法。 　　关键词:流媒体;流式传输;压缩编码;视频;电力运行系统 　　中图分类号:F27文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)22-0026-02 　　 　　引言 　　在网络上传输音/视频等多媒体信息,通常有下载传输和流式传输两种方案。由于网络带宽有限,而音/视频的文件容量通常很大,采用下载传输非常耗时,传输延迟也很大,特别是下载传输无法满足需要长时间持续传输(如,电力设备和线路现场监控)的应用要求。而采用流式传输时,音/视频信息由音视频服务器或摄像头向用户计算机的连续、实时传送,??户可边接收边观看,不仅启动延时大大缩短,用户也不必等待整个文件从网上全部下载才能观看,这对现场临控之类的音/视信息传输,更有其独特的优点。 　　一、流媒体技术简介 　　流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式,又称流式媒体 [1]。流媒体技术指将连续的影像和声音信息通过摄像头或者经压缩处理后存放在网站服务器上,让用户无须等整个文件全部下载完毕后就可以一边下载一边观看和收听的技术 [2]。流媒体技术以流的方式传输视频和音频信息,即便是网络异常拥挤的情况下,也能传输清晰流畅的影音和视频给广大用户,使得在网络上观看和传输影音成为现实。流式传输主要指通过网络传送多媒体的技术总称,即将音频或视频等多媒体文件经过特殊的压缩,由视频服务器等设备向用户计算机连续、实时或顺序传送 [2]。它是流媒体的关键技术。 　　二、流媒体技术原理 　　(一)流媒体系统的组成 　　流媒体系统通常包括编码器、服务器和播放器三个部分。每个部分之间通过特定的协议互相通信,并按照特定格式互相交换文件数据。 　　1.流媒体编码器:由视频采集卡和流媒体编码软件组成。流媒体采集卡负责接受音/视频数据并转换为所需的信号形式,供编码软件处理;编码软件负责将流媒体采集卡传送过来的信号加工并压缩成流媒体格式。如果进行直播,还要负责将压缩后的流媒体信号实时地传给流媒体服务器。 　　2.流媒体服务器:由流媒体软件系统的服务器部分和一台硬件服务器组成,负责管理、存储、分发编码器传来的流媒体节目。 　　3.流媒体终端播放器(解码器): 是流媒体系统播放软件,用来播放音/视频节目。 　　(二)流媒体技术原理 　　1.流媒体压缩编码技术。流媒体文件必须制作成适合流媒体传输的流媒体格式文件后才能进行存储或传输。 　　各种流媒体平台所采用的压缩编码技术各不相同,主要有MPEG1、MPEG-2、MPEG-4、Windows Media Video、Real Media等。 　　MPEG-l和MPEG-2的压缩率大概在20～30倍之间,用于网络传输还是太低。MPEG-4的压缩率可以超过100倍,且仍可保有非常好的音质和画质。通常的压缩编码是基于一定的压缩算法,如Windows Media是基于MPEG-4的离散余弦变换(DCT)算法,而Real Media则采用小波变换算法。 　　2.流媒体的关键技术。实现流媒体的关键技术是流式传输。流式传输技术的四个关键步骤是:(1)预处理:传输前采用先进高效的压缩算法,对多媒体信息进行压缩,适合于网络传输。(2)复用和解复用:传输前对多个信轨进行复用,在用户端再解复用,还原成原始形态。(3)打包和解包:流媒体打包后发送到网络传输;在接收端依照包序列号重排序并解包。(4)后处理:在解包后对数据进行特殊处理,如图形雾化,回音抵消等。 　　在流式传输过程中,由于受网络自身特性影响,会出现“时延抖动”,可能严重影响传输质量。 　　降低时延抖动产生的影响,可从以下两方面着手:一是对现有网络进行改造,如,用IPV6技术对视频数据的网络传输质量控制等技术进行改进。二是采用缓存机制,在数据包输出前对时延抖动进行吸收,即接收端收到数据包之后,不立即播放,而是将它暂时存储在缓存中,直到预定的播放时间到来,再将缓存中存储的数据包进行规则播放,从而将时延抖动减少到最低。 　　此外,流式传输的实现需要合适的传输协议。支持流式传输的常用网络协议有:(1)实时传输协议RTP(Realtime Transport Protocol)。这是Internet多媒体数据流的一种传输协议,提供端到端的传送服务,实现流的同步,但只能工作在一对一或一对多的传输情况下。(2)实时传输控制协议RTCP (Real-time Transport Contro