流媒體（Streaming Media）的出現(xiàn)改變了這種狀況。它不需要下載整個文件就可以在向播放器傳輸?shù)倪^程中一邊下載一邊播放，實現(xiàn)了在網(wǎng)上點播或觀看電影、電視的夢想�，F(xiàn)在，以"流"的形式進行數(shù)字媒體的傳送，使人們一定的帶寬環(huán)境下就可以在線欣賞到連續(xù)不斷的高品質(zhì)音頻和視頻節(jié)目。在互聯(lián)網(wǎng)大發(fā)展的時代，流媒體技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展必然會給我們的日常生活和工作帶來深遠的影響。專家預(yù)言，流媒體將成為未來因特網(wǎng)上應(yīng)用的主流，實現(xiàn)溝通和傳播的多向性使傳播不再受時間和空間的限制。
　　所謂流媒體是指用戶通過網(wǎng)絡(luò)或者特定數(shù)字信道邊下載邊播放多媒體數(shù)據(jù)的一種工作方式。流媒體應(yīng)用的一個最大的好處是用戶不需要花費很長時間將多媒體數(shù)據(jù)全部下載到本地后才能播放，而僅需將起始幾秒的數(shù)據(jù)先下載到本地的緩沖區(qū)中就可以開始播放，后面收到的數(shù)據(jù)會源源不斷輸入到該緩沖區(qū)，從而維持播放的連續(xù)性，因此流媒體播放器通常只是在開始時有一些時延。流媒體系統(tǒng)要比下載播放系統(tǒng)復(fù)雜得多，所以需要將多媒體的編解碼和傳輸技術(shù)很好地結(jié)合在一起，才能確保用戶在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也能得到較穩(wěn)定的播放質(zhì)量。
　　多媒體數(shù)據(jù)在傳輸前必須要先經(jīng)過編碼器有效地壓縮成碼流，以減少對網(wǎng)絡(luò)資源的占用率。目前常用的視頻編碼器有MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263、H.264、Window Media視頻編碼器和Real System視頻編碼器等；編碼器有MP3、MPEG AAC、Window Media 音頻編碼器和AMR等；圖像編碼器有JPEG和JPEG2000等。多媒體編碼器所生成的碼流只包含了解碼該碼流所必需的信息，它不包含媒體間的同步、隨機訪問等系統(tǒng)信息，因此編碼后的多媒體數(shù)據(jù)還要被組織成為具有特定系統(tǒng)格式的多媒體文件用于流媒體傳輸或者是存入磁盤中，目前常用的文件格式有MPEG-2系統(tǒng)，MP4，微軟公司的ASF，Real的文件格式，QuickTime的文件格式以及用于3G無線服務(wù)的3GPP和3GPP2等等。
　　當(dāng)流媒體在實時應(yīng)用中（如現(xiàn)場流媒體廣播），根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶的終端參數(shù)，多媒體數(shù)據(jù)是一邊被編碼一邊被流媒體服務(wù)器傳輸給用戶。而在其他的非實時應(yīng)用中，多媒體數(shù)據(jù)可以被事先編碼生成多媒體文件，存儲在磁盤陣列中。當(dāng)提供多媒體服務(wù)時，流媒體服務(wù)器直接讀取這些文件傳輸給用戶，這樣服務(wù)方式對設(shè)備的要求較低。目前許多流媒體服務(wù)屬于后一種方式，這樣就要求流媒體服務(wù)器具有一定的機制來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶設(shè)備。
　　目前碼流自適應(yīng)這一模塊主要采用的方法有：將多媒體文件中的視頻碼流轉(zhuǎn)換為一個特定碼率和圖像尺寸的碼流；或者把同一段視頻內(nèi)容編碼生成多個具有不同碼率和圖像尺寸的碼流，然后自適應(yīng)選擇一個最合適的碼流傳輸給用戶。生成的碼流還需要進一步打包成為特定網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)包用于網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于現(xiàn)在許多網(wǎng)絡(luò)并不能保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能夠及時并完全正確地被用戶收到，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包可能需要加前向糾錯編碼（FEC）來保護，經(jīng)過這些處理后多媒體數(shù)據(jù)就可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶，目前常用的傳輸協(xié)議有RTP/RTCP、HTTP和MMS。
　　用戶收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，如果存在丟包或者是比特出錯，錯誤恢復(fù)處理會根據(jù)附加的糾錯數(shù)據(jù)來恢復(fù)傳輸錯誤。如果還不能恢復(fù)傳輸錯誤，用戶端可以向服務(wù)器發(fā)出重傳請求，在解碼開始前重新傳輸丟失的包�；謴�(fù)后的多媒體數(shù)據(jù)將由解碼器解碼得到重構(gòu)的多媒體數(shù)據(jù)，由于容錯保護和數(shù)據(jù)重傳可能不能恢復(fù)所有的錯誤數(shù)據(jù)，錯誤掩藏模塊可以利用重構(gòu)的多媒體數(shù)據(jù)的相關(guān)性來掩蓋這些錯誤，最后這些數(shù)據(jù)就播放給用戶。
　　通常流媒體系統(tǒng)中的服務(wù)器和用戶間并不是單向通信，如前面提到的重傳請求。事實上，用戶端會傳遞給服務(wù)器許多反饋信息，如終端設(shè)備的能力和網(wǎng)絡(luò)連接速度會傳給服務(wù)器的碼流自適應(yīng)模塊來調(diào)整碼流，在實時應(yīng)用中這些信息還可能傳給編碼器；用戶端的丟包率、數(shù)據(jù)包收到的時間信息和用戶緩沖區(qū)狀態(tài)等信息也會傳遞給服務(wù)器來估計當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況，從而控制碼流的自適應(yīng)和數(shù)據(jù)的發(fā)送策略。從上面的描述來看，實際上流媒體系統(tǒng)在多媒體信息處理中是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，目前市面上主要的產(chǎn)品有微軟公司的Windows Media， Real公司的Real System和蘋果公司的QuickTime，其中Windows Media系統(tǒng)的市場占有率最大。

二、流媒體的關(guān)鍵技術(shù)
　　實現(xiàn)流媒體的關(guān)鍵技術(shù)是流式傳輸。流式傳輸?shù)亩�義很廣泛，主要是指通過網(wǎng)絡(luò)傳送媒體（如視頻、音頻）的技術(shù)總稱。
流式傳輸分為順序流式傳輸和實時流式傳輸：
　　順序流式傳輸采用順序下載方式，在下載文件的同時用戶可觀看在線節(jié)目，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的部分，這種方式不像實時流式傳輸那樣，可以在傳輸期間根據(jù)用戶連接的速度進行調(diào)整。順序流式傳輸不適合長片段和有隨機訪問要求的視頻節(jié)目，如講座、演說和演示等，它也不支持現(xiàn)場廣播。嚴(yán)格地說，它是一種點播技術(shù)。
　　實時流式傳輸可保證媒體信號帶寬與網(wǎng)絡(luò)連接匹配，可實時觀看節(jié)目。實時流與HTTP流式傳輸不同，它需要專用的流媒體服務(wù)器與傳輸協(xié)議。實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現(xiàn)場事件，也支持隨機訪問，用戶可對觀看內(nèi)容進行快進或后退。理論上，實時流一經(jīng)播放就不可停止，但可進行周期暫停。
　　流式傳輸模式一般會使用RTP/UDP、RTSP/TCP兩種通信協(xié)議與A/V（Audio/Video）Server建立聯(lián)系，將服務(wù)器的輸出重定向到一個運行A/V Player程序所在客戶機的目的地址。如圖1所示，流式傳輸系統(tǒng)一般都要配置一套專用的服務(wù)器和播放器。

圖1 流式傳輸基本原理

移動流媒體的傳輸協(xié)議：



　　移動流媒體業(yè)務(wù)的開展給移動增值服務(wù)帶來了新的希望，2.5G、3G以及超3G無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也使得流媒體技術(shù)可以被用到無線終端設(shè)備上，目前中國聯(lián)通公司提供CDMA 1x，用戶網(wǎng)絡(luò)帶寬最多可以達到100kbit/s，這已經(jīng)足夠提供QCIF大小的流媒體服務(wù)；而且隨著3G無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬可以達到384kbit/s。另一方面，手機設(shè)備運算能力越來越強，存儲空間越來越大，不用說SMART Phone和Pocket PC等高端手機，就是一般的中檔手機，如Nokia 6610，也能實現(xiàn)基本的H.264的軟件解碼。

　　面向無線網(wǎng)絡(luò)的流媒體應(yīng)用對當(dāng)前的編碼和傳輸技術(shù)提出了更大的挑戰(zhàn)，首先，相對于有線網(wǎng)絡(luò)而言，無線網(wǎng)絡(luò)狀況更不穩(wěn)定，除去網(wǎng)絡(luò)流量所造成的傳輸速率的波動外，手持設(shè)備的移動速度和所在位置也會嚴(yán)重地影響到傳輸速率，因此高效的可自適應(yīng)的編碼技術(shù)至關(guān)重要。其次，無線信道的環(huán)境也要比有線信道惡劣的多，數(shù)據(jù)的誤碼率也要高許多，而高壓縮的碼流對傳輸錯誤非常敏感，還會造成錯誤向后面的圖像擴散，因此無線流媒體在信源和信道編碼上需要很好的容錯技術(shù)。在移動流媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展過程中，存在如下問題：

（1） 無線網(wǎng)絡(luò)帶寬窄，干擾嚴(yán)重
　　CDMA1X與GPRS分別作為當(dāng)前中國聯(lián)通與中國移動的主流2.5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬較之以前有了很大的提高,但仍然十分有限。CDMA1X在理論峰值情況下下載傳輸速率達到144kbps，但實際情況下，穩(wěn)定的傳輸速率通常在70kbps左右。GRPS在理論上可以達到115kbps，但實際情況下，穩(wěn)定的傳輸速率通常在20kbps左右。并且隨著使用用戶的增加，網(wǎng)絡(luò)的性能將會進一步下降。另外無線網(wǎng)絡(luò)的干擾嚴(yán)重，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼`碼的可能性大大增加。

（2） 移動終端處理能力低，內(nèi)存容量小
　　雖然目前國內(nèi)市場上基于ARM9或是與此同等能力的芯片的高端手機已經(jīng)越來越多，但由于手機中低端用戶基數(shù)龐大而帶來的巨大的市場商機，使得各個終端廠家對中低端用戶尤為重視。因此目前占市場份額最多的、主流的手機仍然采用的是ARM7系列的芯片，處理能力在幾十個MIPS左右。

　　目前移動終端的內(nèi)存容量通常也比較有限。市場上主流的BREW手機預(yù)留給應(yīng)用程序的動態(tài)內(nèi)存通常在700KB左右；基于J2ME的手機預(yù)留給應(yīng)用程序的動態(tài)分配的內(nèi)存通常在64KB或128KB；基于Symbian/Linux/Windows Mobile等高端手機預(yù)留給應(yīng)用程序的動態(tài)分配的內(nèi)存在1-4MB左右。

（3） 終端系統(tǒng)平臺、LCD多樣化
　　相對于PC的平臺而言，移動終端的系統(tǒng)平臺多樣化更加明顯，常見的系統(tǒng)平臺有Symbian、Linux、Windows Mobile、Palm OS以及一些私有平臺。移動終端系統(tǒng)多樣化在很長的一段時間內(nèi)將會繼續(xù)存在。為了提供一個統(tǒng)一的手機應(yīng)用程序運行環(huán)境，J2ME與BREW應(yīng)運而生。但不同的廠家對J2ME與BREW的支持通常都存在差異。平臺的多樣化加上LCD大小不一，使得實現(xiàn)適應(yīng)多種移動終端的應(yīng)用程序難度非常大。

（4） 移動終端的電池能源有限
　　盡管手機設(shè)備的運算能力越來越強，但是由于它是由電池供電的，因此編解碼處理不能太復(fù)雜，并且最好能夠根據(jù)用戶設(shè)備的電池來調(diào)整流媒體的接收和處理，能源管理技術(shù)也是移動流媒體的一個研究熱點。

作者供稿 CTI論壇編輯