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網(wǎng)路多媒體傳輸技術(shù)面面觀

云知道

多媒體內(nèi)容數(shù)量（Multimedia content） 的快速成長(zhǎng)，促使相關(guān)的多媒體通訊技術(shù)受到政府與產(chǎn)業(yè)界極大的關(guān)注 。本文除了介紹多媒體傳輸技術(shù)之外，也將簡(jiǎn)單介紹目前的視訊、音訊與影像的壓縮編解碼標(biāo)準(zhǔn) 。
隨著網(wǎng)際網(wǎng)路基礎(chǔ)架構(gòu)的建設(shè)更加完善、除了透過網(wǎng)路傳輸資料的傳統(tǒng)服務(wù)（如：Email、FTP、WWW、Gopher）之外，在網(wǎng)路上瀏覽多媒體內(nèi)容的需求也開始激增，例如閱讀電子書、收聽mp3音樂、圖片欣賞、觀賞廣告片段、收看實(shí)況轉(zhuǎn)播節(jié)目等等 。
所謂多媒體，就是將聲音、影像、動(dòng)畫、文字、以及視訊等不同媒體，利用電腦技術(shù)將其數(shù)位化，并以結(jié)構(gòu)化方式結(jié)合、呈現(xiàn) 。由于網(wǎng)路傳輸?shù)乃俾视邢蓿矣杀姸嗍褂谜吖餐窒硎褂?，多媒體內(nèi)容必須先經(jīng)過壓縮、編碼處理來減少資料量 。目前國(guó)際上已有一些針對(duì)各種媒體所定的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，包括視訊、音訊、影像及多媒體通訊協(xié)定等，都是根據(jù)其應(yīng)用層面所制定 。
在網(wǎng)路上傳遞多媒體內(nèi)容的主流技術(shù)就稱為多媒體串流 （Multimedia streaming） 技術(shù)，其傳輸特點(diǎn)是，預(yù)先下載少許資料后即可于下載的同時(shí)進(jìn)行播放動(dòng)作，對(duì)容量龐大的影音資料傳輸有極大的適用性 。它也可以避免多媒體內(nèi)容以檔案的形式傳播所造成的版權(quán)問題，也方便使用者不必下載整個(gè)檔案，解決了多媒體內(nèi)容占用額外儲(chǔ)存空間及下載時(shí)間等問題 。因而促成了隨選視訊 （Video-on-Demand, VoD） 與網(wǎng)路電視廣播 （Net TV） 等應(yīng)用的普及 。
然而，串流技術(shù)常會(huì)受到網(wǎng)路頻寬變動(dòng)（Bandwidth variation）、傳輸延遲急劇變化（delay jitter）及封包遺失（packet loss）等問題的影響，而大幅降低收看或收聽的品質(zhì)，國(guó)內(nèi)外有許多研究人員針對(duì)這個(gè)問題提出各種解決方法，分別從多媒體內(nèi)容壓縮、編、解碼與網(wǎng)路傳輸?shù)姆?wù)品質(zhì)（Quality of Service, QoS）兩方面來考量 。
網(wǎng)路多媒體傳輸之系統(tǒng)架構(gòu)
網(wǎng)路多媒體傳輸系統(tǒng)包含四個(gè)基本的組成部分：多媒體內(nèi)容、串流伺服器、網(wǎng)路媒介及使用端設(shè)備 。其基本運(yùn)作流程為：使用者利用使用端設(shè)備向串流伺服器發(fā)出要求，串流伺服器依要求選取適當(dāng)?shù)亩嗝襟w內(nèi)容，并透過網(wǎng)路傳遞給使用端設(shè)備，再由使用端設(shè)備進(jìn)行解壓縮之后播放出來 。多媒體內(nèi)容可以被事先壓縮或即時(shí)壓縮，以隨選視訊服務(wù)為例，其多媒體內(nèi)容為事先壓縮編碼，而網(wǎng)路實(shí)況轉(zhuǎn)播服務(wù)的內(nèi)容則為即時(shí)壓縮編碼 。
封包傳輸
多媒體內(nèi)容被串流伺服器傳送前，須先做適當(dāng)?shù)那懈?，并包裝成為RTP （Real-time Transmission Protocol） 封包 （Packet），接著利用UDP （User Datagram Protocol） 與IP （Internet Protocol） 傳輸協(xié)定依序傳送到網(wǎng)路上 。封包傳輸時(shí)可能因網(wǎng)路壅塞而遺失，或受到延遲，封包遺失及封包延遲時(shí)間過長(zhǎng)皆會(huì)影響多媒體內(nèi)容播放的品質(zhì)，因此多媒體串流系統(tǒng)中含有應(yīng)用層服務(wù)品質(zhì)控制 （Application-layer QoS control） 機(jī)制，來避免或減輕品質(zhì)下降 。
服務(wù)品質(zhì)控制
應(yīng)用層服務(wù)品質(zhì)控制機(jī)制包含壅塞控制 （Congestion control） 與錯(cuò)誤控制 （Error control） 。壅塞控制能防止封包遺失及減少延遲時(shí)間；錯(cuò)誤控制則可減輕因封包遺失所造成的品質(zhì)下降問題 。當(dāng)封包到達(dá)使用端設(shè)備時(shí)，會(huì)先在解碼前經(jīng)過應(yīng)用層，將其中的各個(gè)媒體分離出來，分別傳給對(duì)應(yīng)的媒體解碼器進(jìn)行解碼，隨后即播放多媒體資料，播放時(shí)則必須考慮到各個(gè)媒體之間的時(shí)序同步，例如視訊的內(nèi)容需要和聲音同步 。
網(wǎng)路多媒體傳輸之相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)展現(xiàn)況
視訊編／解碼的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
視訊壓縮是一種信號(hào)處理技術(shù)，將視訊中冗余及不可區(qū)分的部分除去，其處理過程可稱為「視訊編碼」，反向則稱為「視訊解碼」 。制定視訊編解碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的組織有ITU-T （International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） 及ISO （International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission），針對(duì)不同的應(yīng)用和需求制定各種視訊編解碼標(biāo)準(zhǔn) 。

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