流媒体

流媒体 Streaming Media

指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。与传统的播放方式不同,流媒体在播放前并不下载整个文件,只将部分内容缓存,使流媒体数据流边传送边播放,这样就节省了下载等待时间和存储空间。

Streaming 是对在网路上传输的编码数字媒体内容——如音频、视频、动画片、图形、照片、文本到最终用户的一种描述。任何方法,只要是用 Streaming 服务器传输媒体通过网路向用户计算机连续、实时传送数据包,用户能够立即、不中断播放,并且不需要固定的存储空间到最终用户的磁盘上,都可以说是 Streaming。一个以 Streaming 方式传输的媒体文件数据包在它开始装入后只需经过几秒或几十秒的启动延时就能利用计算机上的解压设备(硬件或软件)对压缩的媒体数据包解压、重组、排序后进行播放和观看。此时后台就会边收取多媒体数据包,边持续播放。用播放一系列连续的媒体片段(Clip)来代替等待一个完全的媒体文件下载后再播放。

流媒体数据流具有三个特点:连续性(Continuous)、实时性(Real-time)、时序性(即其数据流具有严格的前后时序关系)。

常见的流媒体的应用主要有:视频点播(VOD)、视频广播、视频监视、视频会议、远程教学、交互式游戏等。

视频点播就是服务根据客户所点击或选择的要求传输相应视频给客户。

常见问题

Q:开始流式传输需要什么?
A:需要:
1、内容(音、视、图像、文字动画片)用捕捉卡得到
2、需要压缩媒体的编码器
3、需要服务器以传输媒体文件,播发器客户端接受

Q:什么类型的文件能够进行流式传输?
A:能够进行流式传输的文件是有服务器来决定的。例如 REALSYSTEM 的 SERVER 就能传输中不同的数据类型。主要的是:
Video Content RealVideo, AVI, QuickTime
Audio Content RealAudio, WAV, AU, MPEG-1, MPEG-2, MP3
Others RealPix, RealText, GIF, PNG, JPEG, SMIL, Flash

Q:什么是宽带窄带?
A:宽带、窄带是指连入 INTERNET 的速度,以200Kbps为区分标准的
高于的就是宽带(如DSL、专线),否则就是窄带,如电话线波号上网

Q:什么是数字编码器(codec)?
A:无论什么时候你开始编码一写内容,都要使用数字编码器(compression/decompression.)。可以通过软件或者硬件经过复杂的数字算法实现

Q:SMIL(Synchronized Multimedia Integration Language)
A:它是一种类式于HTML的标志性语言。
用SMIL你可以将很多种媒体类型结合在一起,如 audio, video, text, still images, Flash, etc.通过播放器播放

Streaming 和它的内容没有关系,任何媒体文件都可以进行 Streaming 编码方式进行传输,但是在实际 Streaming 要考虑到很多方面的问题,比如负载平衡、数据分割、可分级性等等。

视频采集卡

是将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑,并转换成电脑可辨别的数字数据,存储在电脑中,成为可编辑处理的视频数据文件。1394卡是连接数码摄像机、高速外接硬盘、打印机和扫描仪等多种设备的连接卡。

按照其用途可分为广播级视频采集卡,专业级视频采集卡,民用级视频采集卡,区别主要是采集图像的质量不同。

专业级视频采集卡的比广播级的性能稍微低一些,分辨率两者是相同的,但压缩比稍微大一些,其最小的压缩比一般在6:1以内,输入输出接口为 AV 复合端子与 S 端子。民用级视频采集卡的动态分辨率一般较低,绝大多数不具有视频输出功能。

电脑上通过视频采集卡可以接收来自视频输入端的模拟视频信号,对该信号进行采集、量化成数字信号,然后压缩编码成数字视频。大多数视频卡都具备硬件压缩的功能,在采集视频信号时首先在卡上对视频信号进行压缩,然后再通过PCI接口把压缩的视频数据传送到主机上。一般的 PC 视频采集卡采用帧内压缩的算法把数字化的视频存储成 AVI 文 件,高档一些的视频采集卡还能直接把采集到的数字视频数据实时压缩成MPEG-1格式的文件。

由于模拟视频输入端可以提供不间断的信息源,视频采集卡要采集模拟视频序列中的每帧图像,并在采集下一帧图像之前把这些数据传入 PC 系统。因此,实现实时采集的关键是每一帧所需的处理时间。如果每帧视频图像的处理时间超过相邻两帧之间的相隔时间,则要出现数据的丢失,也即丢帧现象。采集卡都是把获取的视频序列先进行压缩处理,然后再存入硬盘,也就是说视频序列的获取和压缩是在一起完成的,免除了再次进行压缩处理的不便。不同档次的采集卡具有不同质量的采集压缩性能。

1394卡的全称是 IEEE1394 Interface Card。这一接口技术是由老牌的电脑厂商苹果公司率先创立的,苹果公司称之为 Firewire,所以1394卡也叫火线卡。其初衷是把它作为一种高速数据传输界面。1995年电机电子工程师协会(IEEE)把它作为正式新标准,编号1394。不同的公司对1394接口技术也有不同的叫法,源于各自厂商注册的商标名称不同而已,例如 Sony 称之为 i.Link,Texas Instruments 称之为 Lynx 等,实际上都是一种东西。

IEEE1394 是一种外部串行总线标准,它可以达到 400MB/s 的数据传输速率,十分适合视频影像的传输。作为一种数据传输的开放式技术标准,IEEE-1394 被应用在众多的领域,包括数码摄像机、高速外接硬盘、打印机和扫描仪等多种设备。标准的1394接口可以同时传送数字视频信号以及数字音频信号,相对于模拟视频接口,1394技术在采集和回录过程中没有任何信号的损失,正是由于这个优势,1394卡更多地是被人们当做视频采集卡来使用,它的其他功能反而被忽视了。

市场上的1394卡基本上可以分成两类:带有硬解码功能的1394卡和用软件实现压缩编码的1394卡。前一种的价格较高,而后一种的价格很便宜。第一种是带有硬解码功能的1394卡,如 EZDV 采集卡,它不仅能将电视机或者录像机的视频信号传输入电脑,还具备了硬件压缩功能,可以将视频数据实时压缩成MPEG-1 格式的视频据流并保存为.MPEG 文件或者.DAT 文件,从而可以方便地制作视频光盘,比较有名的品牌有 Pinnacle(品尼高)、Snazzi 等,所搭配的软件也较为专业且功能丰富,使用起来的效果也比较理想。

ASF

是 Advanced Stream format(高级流格式)的缩写,是 Microsoft 为了和现在的 Real player 竞争而发展出来的一种可以直接在网上观看视频节目的文件压缩格式!由于它使用了 MPEG4 的压缩算法,所以压缩率和图像的质量都很不错。

n AVI

是 newAVI 的缩写,是一个名为 ShadowRealm 的地下组织发展起来的一种新视频格式。它是由 Microsoft ASF 压缩算法的修改而来的(并不是想象中的 AVI),它以牺牲原有ASF视频文件视频“流”特性为代价,改善了原始的 ASF 格式的一些不足,让 NAVI 可以拥有更高的帧率(frame rate)来大幅提高ASF视频文件的清晰度。当然,这是牺牲 ASF 的视频流特性作为代价的。NAVI 就是一种去掉视频流特性的改良型 ASF 格式!再简单点就是---非网络版本的 ASF !

AVI

Audio Video Interleaved,即音频视频交错格式。它于1992年被 Microsoft 公司推出,随 Windows3.1 一起被人们所认识和熟知。所谓“音频视频交错”,就是可以将视频和音频交织在一起进行同步播放。这种视频格式的优点是图像质量好,可以跨多个平台使用,其缺点是体积过于庞大,而且更加糟糕的是压缩标准不统一,最普遍的现象就是高版本 Windows 媒体播放器播放不了采用早期编码编辑的AVI格式视频,而低版本 Windows 媒体播放器又播放不了采用最新编码编辑的AVI格式视频,所以我们在进行一些AVI格式的视频播放时常会出现由于视频编码问题而造成的视频不能播放或即使能够播放,但存在不能调节播放进度和播放时只有声音没有图像等一些莫名其妙的问题,如果用户在进行AVI格式的视频播放时遇到了这些问题,可以通过下载相应的解码器来解决。

MPEG

Moving Picture Expert Group,即运动图像专家组格式,MPEG 文件格式是运动图像压缩算法的国际标准,它采用了有损压缩方法减少运动图像中的冗余信息,MPEG 压缩方法依据是相邻两幅画面绝大多数是相同的,把后续图像中和前面图像有冗余的部分去除,从而达到压缩的目的(其最大压缩比可达到200:1)。

目前 MPEG 格式有三个压缩标准,分别是MPEG-1、MPEG-2、和MPEG-4,另外,MPEG-7与MPEG-21仍处在研发阶段。(注意,没有MPEG-3,大家熟悉的 MP3 只是 MPEG Layeur 3)。
MPEG-1:制定于1992年,它是针对1.5Mbps以下数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音编码而设计的国际标准。也就是我们通常所见到的VCD制作格式。使用MPEG-1的压缩算法,可以把一部120分钟长的电影压缩到1.2GB左右大小。这种视频格式的文件扩展名包括.mpg、.mlv、.mpe、.mpeg及 VCD 光盘中的.dat文件等。(注意 VCD2.0 并不是说明 VCD 是用 MPEG-2 压缩的)
MPEG-2:制定于1994年,设计目标为高级工业标准的图像质量以及更高的传输率。这种格式主要应用在 DVD/SVCD 的制作(压缩)方面,同时在一些 HDTV(高清晰电视广播)和一些高要求视频编辑、处理上面也有相当的应用。使用MPEG-2的压缩算法,可以把一部120分钟长的电影压缩到4到8GB的大小。这种视频格式的文件扩展名包括.mpg、.mpe、.mpeg、.m2v及DVD光盘上的.vob文件等
MPEG-4:制定于1998年,MPEG-4是为了播放流式媒体的高质量视频而专门设计的,它可利用很窄的带度,通过帧重建技术,压缩和传输数据,以求使用最少的数据获得最佳的图像质量。目前MPEG-4最有吸引力的地方在于它能够保存接近于 DVD 画质的小体积视频文件。另外,这种文件格式还包含了以前 MPEG 压缩标准所不具备的比特率的可伸缩性、动画精灵、交互性甚至版权保护等一些特殊功能。这种视频格式的文件扩展名包括.asf、.mov和DivX AVI等。使用这种算法的 ASF 格式可以把一部 120 分钟长的电影(未视频文件)压缩到 300M 左右的视频流,可供在网上观看。其它的 DIVX 格式也可以压缩到 600M 左右,但其图象质量比 ASF 要好很多。

DIVX

这是由MPEG-4衍生出的另一种视频编码(压缩)标准,也即我们通常所说的 DVDrip 格式,它由 Microsoft mpeg4v3 修改而来,使用 MPEG4 压缩算法。同时它也可以说是为了打破 ASF 的种种协定而发展出来的。它采用了 MPEG4 的压缩算法同时又综合了 MPEG-4 与 MP3 各方面的技术,使用 DivX 压缩技术对 DVD 盘片的视频图像进行高质量压缩,同时用 MP3 或 AC3 对音频进行压缩,然后再将视频与音频合成并加上相应的外挂字幕文件而形成的视频格式。其画质直逼 DVD 并且体积只有 DVD 的数分之一。这种编码对机器的要求也不高,所以 DivX 视频编码技术可以说是一种对DVD 造成威胁最大的新生视频压缩格式,号称 DVD 杀手或 DVD 终结者。

QuickTime(MOV)

是 Apple(苹果)公司创立的一种视频格式,在很长的一段时间里,它都是只在苹果公司的 MAC 机上存在。后来才发展到支持 WINDOWS 平台的,具有较高的压缩比率和较完美的视频清晰度等特点,无论是在本地播放还是作为视频流格式在网上传播,都是一种优良的视频编码格式。到目前为止,它共有4个版本,其中以4.0版本的压缩率最好!

REAL VIDEO

REAL VIDEO (RA、RAM)格式,开始定位就是在视频流应用方面,也可以说是视频流技术的始创者。它可以在用 56K MODEM 拨号上网的条件实现不间断的视频播放,当然,其图象质量和 MPEG2、DIVX 等比是较差的。

RM

Real Networks 公司所制定的音频视频压缩规范称为 Real Media,用户可以使用 RealPlayer 或 RealOne Player 对符合 RealMedia 技术规范的网络音频/视频资源进行实况转播并且 RealMedia 可以根据不同的网络传输速率制定出不同的压缩比率,从而实现在低速率的网络上进行影像数据实时传送和播放。这种格式的另一个特点是用户使用 RealPlayer 或 RealOne Player 播放器可以在不下载音频/视频内容的条件下实现在线播放。RM 和 ASF 格式可以说各有千秋,通常 RM 视频更柔和一些,而 ASF 视频则相对清晰一些。

RMVB 格式

是在流媒体的 RM 影片格式上升级延伸而来。VB 即 VBR,是可改变之比特率 Variable Bit Rate 的英文缩写。影片的静止画面和运动画面对压缩采样率的要求是不同的,如果始终保持固定的比特率,会对影片质量造成浪费。而 RMVB 则打破了原先 RM 格式那种平均压缩采样的方式,在保证平均压缩比的基础上,设定了一般为平均采样率两倍的最大采样率值。将较高的比特率用于复杂的动态画面(歌舞、飞车、战争等),而在静态画面中则灵活地转为较低的采样率,合理地利用了比特率资源,使 RMVB 在牺牲少部分你察觉不到的影片质量情况下最大限度地压缩了影片的大小,最终拥有了近乎完美的接近于 DVD 品质的视听效果。

在保证影片整体视听效果的前提下,RMVB 的个头只有300~450MB左右(以90分钟的标准电影计算),而 DVDrip 却需要700MB甚至更多;其次 RMVB 的字幕为内嵌字幕,不像 DVDrip 那样要安装调试字幕外挂软件,有时还会出现乱码;更重要的是 RMVB 的影音播放只需一次性安装完解码器,以后无论影像还是音效都无需另行调试。而 DVDrip 却视频、音频解码一大堆,设置不当还会造成音画不同步、花屏失声等等毛病。

WMV(Windows Media Video)

是微软公司开发的一种采用独立编码方式并且可以直接在网上实时观看视频节目的文件压缩格式。WMV 文件一般同时包含视频和音频部分。视频部分使用 Windows Media Video 编码,音频部分使用 Windows Media Audio编码。

它是在同门的 ASF 格式升级延伸来得。在同等视频质量下,WMV 格式的体积非常小,因此很适合在网上播放和传输。

WMV 格式的主要优点包括:本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。可是由于微软本身的局限性其 WMV的应用发展并不顺利。微软的产品它必定要依赖着 Windows,Windows 意味着解码部分也要有 PC, 起码要有 PC 机的主板。这就大大增加了机顶盒的造价,从而影响了视频广播点播的普及。另外,WMV 技术的视频传输延迟非常大,通常要10几秒钟。

DV-AVI

DV 的英文全称是 Digital Video Format,是由索尼、松下、JVC 等多家厂商联合提出的一种家用数字视频格式。目前非常流行的数码摄像机就是使用这种格式记录视频数据的。它可以通过电脑的 IEEE 1394端口传输视频数据到电脑,也可以将电脑中编辑好的的视频数据回录到数码摄像机中。这种视频格式的文件扩展名一般是.avi,所以也叫 DV-AVI 格式。