流媒体技术论文范文

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第1篇

本文在引言部分阐述了流媒体技术的基础：流媒体的一般概念及相关的概念。在正文部分介绍了流媒体技术的原理以及媒体服务器的硬件平台。最后主要的介绍了流媒体技术了两种教育应用：校园网视频系统的解决方案和远程多媒体教学方案。

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一、引言

在网络上传输音／视频等多媒体信息目前主要有下载和流式传输两种方案。A/V文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。

流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体，如：音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。

在这篇文章中，主要是讨论流媒体的技术基础，以及流媒体技术在教育中的应用。

二、流媒体技术基础

1、流媒体技术的原理

流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输，对一个实时A/V源或存储的A/V文件，在传输中它们要被分解为许多包，由于网络是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达客户端的时间延迟也就不等，甚至先发的数据包还有可能后到。为此，使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据包的顺序正确，从而使媒体数据能连续输出，而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大，因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据：通过丢弃已经播放的内容，流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。

流式传输的过程一般是这样的：用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。

A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议（RTSP），以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序（一般可认为客户程序等同于Helper程序），一旦A/V数据抵达客户端，A/V客户程序即可播放输出。

需要说明的是，在流式传输中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系，是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器，其基本原理如图1所示。

图1.流式传输的基本原理

2、媒体服务器硬件平台

视频服务器把存储在存储系统中的视频信息以视频流的形式通过网络接口发送给相应的客户，响应客户的交互请求，保证视频流的连续输出。视频信息具有同步性要求，一方面必须以恒定的速率播放，否则引起画面的抖动，如MPEG-1视频标准要求以1.5Mb/s左右的速度播放视频流。另一方面，在视频流中包含的多种信号必须保持同步，如画面的配音必须和口型相一致。另外，视频具有数据量大的特点，一个经MPEG-1压缩的90min的电影，长度约为1GB，它在存储系统上的存放方式，直接影响视频服务器提供的交互服务，如快进和快倒等功能的实现。视频服务器必须解决视频流特性提出的要求。

视频服务器的工作模式是当服务器响应客户的视频流后，从存储系统读入一部分视频数据到对应于这个视频流的特定的缓存中，然后此缓存中的内容送入网络接口发送到客户。当一个新的客户请求视频服务时，服务器根据系统资源的使用情况，决定是否响应此请求。系统的资源包括存储I/O的带宽、网络带宽、内存大小和CPU的使用率。

三、流媒体技术的应用

互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。流媒体技术广泛用于多媒体新闻、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活将产生深远的影响。

一个完整的流媒体解决方案应是相关软硬件的完美集成，它大致包括下面几个方面的内容：内容采集、视音频捕获和压缩编码、内容编辑、内容存储和播放、应用服务器内容管理及用户管理等。

下面就介绍流媒体技术在教育上的两个具体的应用方案。

1、校园网视频系统

校园网的建设随着教育产业的兴起和发展也逐渐呈现出蓬勃向上的态势。随着多媒体技术的不断发展，特别是多媒体传输技术的突破，使网络多媒体教学得以实现。现在已经有许多的成熟的产品可以用来组建网络多媒体教学的解决方案。

一般一个校园网视频系统的要求有：

（1）通过校园网实现音、视频实况转播、视频预订，制作并存储节目。

（2）在校园网上实现VOD教学。

图2.校园网系统方案

每个教室安装相应的软件及视频卡，摄像头，麦克风，可以把教室实时的声音和图象通过校园网传到监控中心。在存储服务器安装SERVER软件，可以存贮传输过来的实时图象。在点播服务器安装SERVER软件，存储视频节目。

虽然现在校园网络硬件水平和质量现在都非常高，但是，困惑也随之而来，具体表现为以下几个方面：

A、校园网投入大，但没有用在教育主业上。

B、网络仅用在办公自动化中，投资效益低。

C、无法实现充分共享。即享受好的教育资源的学生很有限；同样的课程需要年复一年的教授；同样的问题需要一次次重复回答；材质差异明显的学生按同一模式接受教育，做不到因材施教。

计算机网络技术在教育产业中的应用现状和由此产生的问题引起了教育界和计算机界对于计算机网络条件下教学模式的思考。教学模式在网络条件下最终会变化成什么样子？目前和将来一段时间内网络技术发展到底能导致产生哪些更富成效的教育手段，逐步推动教学模式的改变？

2、远程多媒体教学系统

知识经济的时代需要人们不断的学习新的知识、技能，才能跟上时代的步伐。学习必须转变成一个伴随每个人一生的过程。网上教育突破了传统"面授"教学的局限，为求知者提供了时间分散、资源共享、地域广阔、交互式的教学新方式，因而广受人们观注。

从远程教育的定义可以看出它有下列三方面的内涵:学生与教师的分离，学生与学生的分离，利用传播媒体和传输系统组织教学。从技术上讲，远程教育系统是建立在现代传媒技术基础上的多媒体应用系统，它通过现代的通信网络将教师的图象、声音和电子教案传送给学生，也可以根据需要将学生的图象、声音回送给教师，从而模拟出学校教育的授课方式；同时还可以利用现有的网络条件建立虚拟的班级，加强学生之间的交流。

鉴于远程教育的深远意义，我们的远程多媒体教学系统所要实现的功能有：实现教学课件的点播（VOD），教学直播，网络课堂等等。

在IP网上开展远程教学活动，需要解决两个基本问题：音频、视频流信息的传送以及它们与数据之间的同步。由于音频、视频信息的带宽比较宽，不可能让学生将所有的节目下载到本地计算机上后再播放，必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。此外，由于在教学过程中教师会经常使用电子教案来辅助教学，比如用PowerPoint，而电子教案的展示与音频、视频流之间有严格的时间同步关系，这就要求在传输过程中我们仍然要保持它们之间的同步关系。

图3.远程教育网络结构

系统的工作过程如下：输入的视频和音频信号将送给MPEG4的编码器进行编码，编码器输出的节目流既可以存入存储设备也可以直接送给MediaServer，MediaServer的主要功能是完成节目流的播出。MediaServer播出的节目有三个来源，它可能是保存在存储设备中的ASF文件，也可以是编码器实时传送来的节目，它播出的节目还可以从其它的MediaServer上获取。普通的用户可以通过LAN或通过无线网络接入到该系统之中。

参考文献

[1]曹功靖，王晖，吴玲达Real流媒体技术及其在远程教学中的应用计算机应用研究2001.

第2篇

1.1流式传输基本原理

在进行远程教学的时候，让远程的学生端顺利接收到源于教师端的信息是最基本的要求之一。事实上，教师端传来的信息具有一定的多样性，包括：图片、视频、文本、音频等等。从基本上说，网络传输速度极其不稳定的主要原因在于：学生采用的上网设备和网络带宽存在着一定的差异性。一般来说，在网络带宽十分有限的前提下，远程教学所需解决的实际难题是：确保一端能够顺利接收到另一端的信息。实践证明，流式传输是较为明智的选择之一。

1.2流媒体工作方式

采用流式传输的方式，对多媒体信息数据进行有序传输被称为流媒体技术。在开始播放之前，无需下载全部多媒体文件。在经过特殊的压缩处理之后，将最开始部分的影像和声音分成压缩包，并且在流媒体技术的服务器中放置压缩包。另外，也可以将缓冲区创建在相关终端上，这些终端包括：学生所使用的电脑、移动手机等等。一般来说，在开始播放文件之前，终端播放器会先对一部分信息进行下载，当成缓存信息。在绝大多数学生对缓存信息进行播放的过程中，后台会对文件剩余部分继续下载。在终端缓冲区里面的绝大部分多媒体信息会通过播放器持续向学生进行播放。终端缓冲区会持续不断地接收到来自后台服务器的文件剩余部分，达到对多媒体文件边播放边下载的预期成效。

2流媒体技术在新校区融合网络中的应用

对流媒体及其相关技术原理进行较为细致地阐述之后，接下来，针对流媒体技术在新校区融合网络中的应用，谈谈自己的认识和体会，希望能够达到流媒体技术在新校区融合网络中应用研究的预期效果。

2.1课件点播

对于相当一部分教材来说，网上课件是其十分重要的组成部分。很明确地说，超媒体结构在网上课件中得到了较为广泛的应用。毫无疑问，课件点播具有一定的优势。这些优点主要表现为：学生能够有选择性地进行观看、跳着看课件，并且具有较好的示范性、交互性、及时性。资料表明，网上课件的主要服务对象为学生，能够顺利开展个性化学习。换句话说，为了最大程度地满足不同层次学习者的实际需求，网上课件的教学内容越来越丰富，表现形式越来越多样化。另外，交互式教学，不容忽视。

2.2讲座直播

实践证明，在讲座直播的过程中，流媒体技术起到至关重要的作用。从严格意义上说，即使处于低带宽的环境，科学、合理地应用流媒体技术，就能确保音视频信息的质量。换句话说，即使广大学生的连接速率不同，科学、合理地应用流媒体技术，就能够取得高质量、令人满意的音视频效果。从某种意义上说，讲座直播能否顺利开展，很大程度上取决于能否高效处理网络带宽难题。事实上，科学、合理地应用流媒体技术，有利于最大程度地节约带宽，有利于最大限度地降低服务器端的负荷。随着流媒体技术水平的大幅度攀升、宽带网的广泛应用，绝大部分学生能够在网上随时随地直接收看各类讲座。新校区的重要资讯和定期举办的大型活动会在网上直播，并且取得了预期的宣传效果。

2.3视频点播

通常来说，视频点播是一种交互式多媒体视频点播技术，它对计算机技术、电视技术和通讯技术进行了十分高效的融合。事实上，绝大多数人们收看传统的电视节目具有一定的被动性。我们可以这么说，只要选择采用网络技术和视频技术，就能达到按照个人喜好收看电视节目，并且任意进行播放的目标。调查显示，现有的网络技术和视频技术，能够将动态影视图像、文字、动态图片、声音结合成为有机联系的统一整体。换句话说，只有科学、高效、合理地应用网络技术和视频技术，才能为广大用户提供优质的实时、交互服务，尽可能满足相关用户的实际需求。

3结语

第3篇

流媒体技术在教学信息化中的应用主要体现在远程教学与现实教学这两个方面。

1.1流媒体技术在远程教学中的应用

远程教育作为在数字化信号环境视域下的一种师生分离的教学活动，以流式技术的发展为基础，在终身、素质、继续教育理念的影响下，使远程教育教学成为了现实。流媒体技术在远程教学中的应用主要体现在以下几点：

1.1.1课件点播

课件点播是基于流媒体技术的基础上进行远程网络教学的一种重要的组织形式。课件点播过程是教学资源管理中心将教师的授课过程录像,与课程相关的音、视频资料，以及与教师授课过程中同步的电脑屏幕信息等多媒体内容存储到点播服务器上,学习者登录远程学习网络系统后，根据自身需要，即可点播教师的授课实况进行自主型学习,并同步查看相关的学习资源。如，流技术制作的实时\非实IP课件。与传统教学模式相比，凸显“以学生为本”，根据学生的实际，选择运用相关的教学资源，对学生进行教学。学生可以随时、随地点播自己所需的教学课件，这种教学方式使学生的学习更加自由、灵活，从而充分发挥了学生学习上的主动性，同时，达到以“学习者”为中心目标。

1.1.2实时同步授课

随着教育教学的改革，受时间、地点等因素的限制，大部分学生很难听到名师的授课，而流媒体技术却使其成为了现实。远程网络教学资源中心将名师现场授课的音频、视频、数据等实时地传送到目的地，这样远端的学生可以像现场一样倾听名师授课。这样在实现资源共享、解决师资力量短缺的同时，最大限度的获得了良好的教学效果。

1.1.3网上教学与培训

利用流媒体技术制作出网页型的课件，能使教师讲解的视频图像、音频信号及讲义内容同屏显示，学生上网即可学习课程。使用流媒体技术制作的动画、演示可以直接插入到网页中，学生可以使用网页型在线帮助方式，获得操作演示路径。在技能培训上，许多基本的培训项目，可以使用文字、图像、声音与视频来制作多媒体演示，使教学过程变得更加生动形象[3]。例如，当前研究生考前的教学与培训，多数还是进行网上自我学习与培训。

1.2流媒体技术在实际教学中的应用

相对于流媒体技术在远程教学中的运用，其在实际教学中的应用度还相对较低，主要应用在以下几点：

1.2.1流媒体技术在课件制作中的应用

计算机技术在教学中的应用已经不能适应教育教学改革的需求，例如，当前在教学过程中，应用的是PPT教学，无论是从视频上，还是音频上都不能像流媒体技术制作出的课件那样给予学生生动、形象的视听觉效应。教师利用流媒体技术实现了一个用户多媒体课件制作的平台,利用此平台制作出的课件，用于校园的课件点播系统中，并取得良好的教学效益。

1.2.2实时性的多媒体教学

在传统的教学模式中未引入流媒体技术，而现在大部分中小学及高等院校都已配备了计算机、DVD\CVD、投影仪、交换机、音响等一整套的多媒体教学系统。通过多媒体教学系统的运用不仅减少了教师的工作量，而且使学生形成了良好的视觉、听觉形象。

1.2.3教学监控、电子考勤功能

大部分学校基于流媒体技术建立流媒体教学平台，并应用于教学管理过程中，可以充分利用次系统对教师与学生进行教育教学管理。管理过程具体表现是通过定时、定点地打卡或录像来对教师教学与学生的出勤、上课情况进行考核和检查，为教师教学与学生的学习创造了和谐的氛围。

1.2.4数字化网络图书馆

各高等院校在图书馆资源、信息管理等方面已加强了流媒体技术的应用。例如，学生可以通过网络检索、预定自己所需图书，还可以下载相关的期刊文献、电子书等资源，实现了不同高校之间资源共享的同时，也为教育教学奠定了良好的基础。

1.2.5远程视频会议

通过流媒体技术的应用，建立远程视频会议交流的平台，有利于不同地区的教育工作者参与到教育教学的发展中来。教育工作者通过远程视频会议使教育教学的发展取得了良好的效果，实现了资源的共享，为学校也节省了大量的经费。

2、流媒体技术在教学中的应用前景

随着计算机网络技术与数据通信的快速发展，流媒体技术的应用也会变的越来越普及。就目前情况来看，流媒体技术多应用于网络电台、远程教育、收费播放、视频点播、互联网直播等领域。而流媒体技术在教学信息化中的应用还存在诸多瑕疵，需要流媒体技术工作人员不断改进，促进信息化教学的实现。从流媒体技术在教学信息化中的应用现状中，我们不难看出：我国的远程网络教学还处在起步阶段，其巨大潜力有待开发，而流媒体技术在实际教学与数字化图书馆中具有更加广阔的发展前景。这就需要教育工作者立足本地区教育技术现状，在信息化教育教学理念的指导下，积极实践，勇于探索，使网络充分发挥其教学功能。例如，实现点播式自主学习、在线直播教学及异地协作式学习，解决师资力量匮乏的问题，实现资源共享，促进我国教育教学信息化的可持续发展。

3、结论