流媒體(流媒體)

流媒體（streaming media）是指將一連串的媒體數據壓縮後，經過網上分段傳送數據，在網上即時傳輸影音以供觀賞的一種技術與過程，此技術使得數據包得以像流水一樣傳送；如果不使用此技術，就必須在使用前下載整個媒體檔案。流式傳輸可傳送現場影音或預存於伺服器上的影片，當觀看者在收看這些影音檔案時，影音數據在送達觀看者的計算機後立即由特定播放軟體播放。

基本介紹

• 中文名：流媒體
• 外文名：Streaming media
• 採用方式：流式傳輸方式
• 網路協定：RTP、RTCP、RTSP

簡介

流媒體(Streaming Media)技術是指將一連串的媒體數據壓縮後，以流的方式在網路中分段傳送，實現在網路上實時傳輸影音以供觀賞的一種技術。

流媒體實際指的是一種新的媒體傳送方式，有聲音流、視頻流、文本流、圖像流、動畫流等，而非一種新的媒體。

流媒體檔案格式是支持採用流式傳輸及播放的媒體格式。常用格式有：RA：實時聲音；RM：實時視頻或音頻的實時媒體；RT：實時文本；RP：實時圖像；SMII.：同步的多重數據類型綜合設計檔案；SWF：real flash和shockwavc flash動面檔案；RPM: HTMI。檔案的外掛程式；RAM:流媒體的源檔案，是包含RA、RM、SMIIJ檔案地址（URL地址）的文本檔案；CSF:一種類似媒體容器的檔案格式，可以將非常多的媒體格式包含在其中，而不僅僅限於音、視頻。quicktime，mov，asf，wmv，wma，avi，mpeg，mpg，dat，mts； aam多媒體教學課件格式，可將authorware生成的檔案壓縮為aam和aas流式檔案播放。

流媒體特徵

(1)內容主要是時間上連續的媒體數據(音頻、視頻、動畫、多媒體等)。

(2)內容可以不經過轉換就採用流式傳輸技術傳輸。

(3)具有較強的實時性，互動性。

(4)啟動延時大幅度縮短，縮短了用戶的等待時間；用戶不用等到所有內容都下載到硬碟上才能開始瀏覽，在經過一段啟動延時後就能開始觀看。

(5)對系統快取容量的要求大大降低。

Internet是以包傳輸為基礎進行的異步傳輸，數據被分解成許多包進行傳輸，由於每個包可能選擇不同的路由，所以到達用戶計算機的時間延遲就會不同，而在客戶端就需要快取系統來彌補延遲和抖動的影響以及保證數據包傳輸的順序在流媒體檔案的播放過程中，由於不再需要把所有的檔案都下載到快取，因此對快取的要求很低。

流式傳輸方式

流媒體最主要的技術特徵就是流式傳輸，它使得數據可以像流水一樣傳輸。

流式傳輸是指通過網路傳送媒體(音頻、視頻等)技術的總稱。實現流式傳輸主要有兩種方式:順序流式傳輸( progressive streaming)和實時流式傳輸( real time streaming)。採用哪種方式依賴於具體需求，下面就對這兩種方式進行簡要的介紹。

順序流式傳輸

順序流式傳輸是順序下載，用戶在觀看線上媒體的同時下載檔案，在這一過程中，用戶只能觀看下載完的部分，而不能直接觀看未下載部分。也就是說，用戶總是在一段延時後才能看到伺服器傳送過來的信息。由於標準的HTTP伺服器就可以傳送這種形式的檔案，它經常被稱為HTTP流式傳輸。

由於順序流式傳輸能夠較好地保證節目播放的質量，因此比較適合在網站上發布的、可供用戶點播的、高質量的視頻。

順序流式檔案是放在標準HTTP或FTP伺服器上，易於管理，基本上與防火牆無關。順序流式傳輸不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻，如:講座、演說與演示。它也不支持現場廣播。

實時流式傳輸

實時流式傳輸必須保證匹配連線頻寬，使媒體可以被實時觀看到。在觀看過程中用戶可以任意觀看媒體前面或後面的內容，但在這種傳輸方式中，如果網路傳輸狀況不理想，則收到的圖像質量就會比較差實時流式傳輸需要特定伺服器，如 Quick Time Streaming Server、 Realserver或 Windows Media server。這些伺服器允許對媒體傳送進行更多級別的控制，因而系統設定、管理比標準HTTP伺服器更複雜。實時流式傳輸還需要特殊網路協定，如:RTSP( realtime streaming protocol)或MMS(microsoft media server)。在有防火牆時，有時會對這些協定進行屏閉，導致用戶不能看到一些地點的實時內容，實時流式傳輸總是實時傳送，因此特別適合現場事件。

流媒體傳輸的網路協定

TCP需要較多的開銷，故不太適合傳輸實時數據；流式傳輸一般採用HTTP/TCP(RTCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP(RTP)來傳輸實時聲音數據。

實時傳輸協定RTP

實時傳輸協定RTP被定義為在一對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現流同步；RTP通常使用UDP來傳送數據；當應用程式開始一個RTP會話時將使用個連線埠:一個給RTP，一個給RTCP。RTP本身並不能為按順序傳送數據包提供可靠的傳送制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務；通常RTP算法並不作為一個獨立的網路層來實現，而是作為應用程式代碼的一部分。

實時傳輸控制協定RTCP

實時傳輸控制協定RTCP和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務；在RTP會話期間各參與者周期性地傳送RTCP包；RTCP包中含有已傳送的數據包的數量、丟失的數據包數量等統計資料，因此，伺服器可以利用這些信息動態地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，它們能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特適合傳送網上的實時數據。

實時流協定RTSP

實時流協定RTSP定義了一對多應用程式如何有效地通過IP網路傳送多媒體數據；RTSE在體系結構上位於RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數據傳輸；HTTP與RTSP相比，HTP傳送HTML超連結文檔，而RTSP傳送的是多媒體數據；HTTP請求由客戶機發出，冊務器做出回響；使用RTSP時，客戶機和伺服器都可以發出請求，即RTSP可以是雙向的。點對點的手機可視通話，必須在手機終端實現RTSP。

檔案格式

在運用流媒體技術時，音視頻檔案要採用相應的格式，不同格式的檔案需要用不同的播放器軟體來播放。採用流媒體技術的音視頻檔案主要有以下幾種：

①微軟的ASF（advanced stream format）。這類檔案的擴展名是．asf和.wmv，與它對應的播放器是微軟公司的Media Player。用戶可以將圖形、聲音和動畫數據組合成一個ASF格式的檔案，也可以將其他格式的視頻和音頻轉換為ASF格式，而且用戶還可以通過音效卡和視頻捕獲卡將諸如麥克風、錄像機等外設的數據保存為ASF格式。

②RealNetworks公司的ReaIMedia。它包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三類檔案，其中RealAudio用來傳輸接近CD音質的音頻數據，RealVideo用來傳輸不間斷的視頻數據，RealFlash則是ReaINetworks公司與Macromedia公司聯合推出的一種高壓縮比的動畫格式，這類檔案的擴展名是.rm、.ra、.rmvb，檔案對應的播放器是ReaIPlayer。

③蘋果公司的QuickTime。這類檔案擴展名通常是.mov，它所對應的播放器是QuickTime。

此外，MPEG、AVI、DVI、SWF等都是適用於流媒體技術的檔案格式。

系統組成

流媒體系統包括以下5個方面的內容:

(1)編碼工具:用於創建、捕捉和編輯多媒體數據，形成流媒體格式。

(2)流媒體數據。

(3)伺服器:存放和控制流媒體的數據。

(4)網路:適合多媒體傳輸協定甚至是實時傳輸協定的網路。

(5)播放器:供客戶端瀏覽流媒體檔案。

這5個部分有些是伺服器端需要的，有些是客戶端需要的，而且不同的流媒體標準和不同公司的解決方案會在某些方面有所不同。

關鍵技術

流媒體技術不是一種單一的技術，它是網路技術及視/音頻技術的有機結合。在網路上實現流媒體技術，需要解決流媒體的製作、發布、傳輸及播放等方面的問題，而這些問題則需要利用視音頻技術及網路技術來解決，具體如下：

互動流媒體業務平台

（1）流媒體製作技術方面解決的問題

在網上進行流媒體傳輸，所傳輸的檔案必須製作成適合流媒體傳輸的流媒體格式檔案。因為通常格式存儲的多媒體檔案容量十分大，若要在現有的窄帶網路上傳輸則需要花費十分長的時間，若遇網路繁忙，還將造成傳輸中斷。另外，通常格式的流媒體也不能按流媒體傳輸協定進行傳輸。因此，對需要進行流媒體格式傳輸的檔案應進行預處理，將檔案壓縮生成流媒體格式檔案。這裡應注意兩點：一是選用適當的壓縮算法進行壓縮，這樣生成的檔案容量較小。二是需要向檔案中添加流式信息。

（2）流媒體傳輸方面需解決的問題

流媒體的傳輸需要合適的傳輸協定，在internet上的檔案傳輸大部分都是建立在tcp協定的基礎上，也有一些是以ftp傳輸協定的方式進行傳輸，但採用這些傳輸協定都不能實現實時方式的傳輸。隨著流媒體技術的深入研究，實時傳輸協定。

為何要在udp協定而不在tcp協定上進行實時數據的傳輸呢？這是因為udp和tcp協定在實現數據傳輸時的可靠性有很大的區別。tcp協定中包含了專門的數據傳送校驗機制，當數據接受方收到數據後，將自動向傳送方發出確認信息，傳送方在接收到確認信息後才繼續傳送數據，否則將一直處於等待狀態。而udp協定則不同，udp協定本身並不能做任何校驗。由此可以看出，tcp協定注重傳輸質量，而udp協定則注重傳輸速度．因此，對於對傳輸質量要求不是很高，而對傳輸速度則有很高的要求的視音頻流媒體檔案來說，採用udp協定則更合適。

（3）流媒體的傳輸過程中需要快取的支持

因為interent是以包為單位進行異步傳輸的，因此多媒體數據在傳輸中要被分解成許多包，由於網路傳輸的不穩定性，各個包選擇的路由不同，所以到達客戶端的時間次序可能發生改變，甚至產生丟包的現象．為此，必須採用快取技術來糾正由於數據到達次序發生改變而產生的混亂狀況，利用快取對到達的數據包進行正確排序，從而使視音頻數據能連續正確地播放．快取　中存儲的是某一段時間內的數據，數據在快取中存放的時間是暫時的，快取中的數據也是動態的，不斷更新的．流媒體在播放時不斷讀取快取中的數據進行播放，播放完後該數據便被立即清除，新的數據將存入到快取中．因此，在播放流媒體檔案時並不需占用太大的快取空間。

流媒體電視

（4）流媒體播放方面需解決的問題

流媒體播放需要瀏覽器的支持．通常情況下，瀏覽器是採用mime來識別各種不同的簡單檔案格式，所有的web瀏覽器都是基於http協定，而http協定都內建有mime．所以web瀏覽器能夠通過http協定中內建的mime來標記web上眾多的多媒體檔案格式，包括各種流媒體格式。

技術套用

網際網路的迅猛發展和普及為流媒體業務發展提供了強大市場動力，流媒體業務正變得日益流行。流媒體技術廣泛用於多媒體新聞發布、線上直播、網路廣告、電子商務、視頻點播、遠程教育、遠程醫療、網路電台、實時視頻會議等網際網路信息服務的方方面面。流媒體技術的套用將為網路信息交流帶來革命性的變化，對人們的工作和生活將產生深遠的影響。

流媒體技術