時間：2022-04-16 10:42:32
導語：在流媒體技術論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：家庭設備，高增值服務
1. IPTV內涵及特點
IPTV,也叫網絡電視,是指基于IP協議的電視廣播服務。該業務以電視機或個人計算機為顯示終端,通過機頂盒接入寬帶網絡,可以向用戶提供數字廣播電視、VOD點播、視頻錄像等諸多寬帶流媒體業務。論文參考網。
IPTV的主要特點在于其交互性和實時性。相對于傳統的電視業務,IPTV業務具有如下一些優勢:
(1)用戶可以根據個人的喜好選擇使用IPTV業務所提供的高質量(接近DVD水平的)內容。
(2)用戶可以在任何時間觀看已經播放的視頻節目或已經存在的內容信息。
(3)從技術和業務本身的特點來看,IPTV業務可以向用戶提供無限數量的不同信息,為用戶提供個性化信息。論文參考網。
(4)IPTV業務實現了媒體提供者和媒體消費者的實質性互動。
2. IPTV的熱點技術
2.1流媒體技術
所謂流媒體是指采用流式傳輸的方式在Inter-net/Intranet播放的媒體格式,如音頻、視頻或多媒體文件。流媒體在播放前并不下載整個文件,只將開始部分內容存入內存,在計算機中對數據包進行緩存并使媒體數據正確地輸出。流媒體的數據流隨時傳送隨時播放,只是在開始時有些延遲。顯然,流媒體實現的關鍵技術就是流式傳輸,流式傳輸主要指將整個音頻和視頻及三維媒體等多媒體文件,經過特定的壓縮方式解析成一個個壓縮包,由視頻服務器向用戶計算機順序或實時傳送。在采用流式傳輸方式的系統中,用戶不必像采用下載方式那樣等到整個文件全部下載完畢,而是只需經過幾秒或幾十秒的啟動延時,即可在用戶的計算機上利用解壓設備對壓縮的A/V、3D等多媒體文件解壓后進行播放和觀看。此時多媒體文件的剩余部分將在后臺的服務器內繼續下載。與單純的下載方式相比,流媒體可以邊下載邊播放,這種流式傳輸方式不僅使啟動延時大幅度地縮短,而且對系統緩存容量的需求也大大降低,極大地減少了用戶在線等待的時間。論文參考網。與平面媒體不同。流媒體最大的特點在于互動性,這也是運用了流媒體技術的IPTV最具吸引力的地方。
2.2 音、視頻壓縮標準
眾所周知,媒體傳輸系統之間的互操作性至關重要,而保持這種互操作性的關鍵,就是需要制定傳媒設備制造商及運營商在制造產品及提供服務過程中必須遵守的開放標準。在提供網絡流媒體服務方面,已經有數個音、視頻壓縮標準得到較充分的發展。
2.2.1視頻編碼標準
通過對視頻編碼標準的壓縮效率、可擴展性、容錯能力及占用的運算資源等因素加以折衷考慮,最適合目前IPTV網絡傳輸及終端制造水平的應該是M PEG-4視頻編碼標準。M PEG-4標準的制定開始于1995年,于1999年2月M PEG專家組正式公布了M PEG-4(ISO/IEC 14496)V1.0版本。同年底M PEG-4V2.0版本亦告完成,且于2000年年初正式成為國際標準,是第一個基于音視頻內容或對象的編碼標準,它從音視頻場景中,按照人的直觀感受分為若干個音視頻對象,并分別對這些對象進行形狀、紋理及運動矢量等編碼,而不是象傳統編碼方式那樣是基于像素進行編碼。M PEG-4視頻編碼標準,作為MPEG-4標準的一部分,通常稱為M PEG-4視頻。它提供了大量視頻編碼工具,而這些工具都要占用一定的運算資源。設備的復雜度及成本較高。為了滿足不同層次的應用,在不損失互操作性的前提下,M PEG-4定義了由對象類型,類(Profile)及等級(Level)組成的分級策略。M PEG的類規定了用于協同操作點(interoperability point)的技術,等級規定了一個類的范圍或大小。
2.2.2 音頻編碼標準
在音頻編碼標準的制定上,目前人們將注意力集中到幾個現存的蜂窩通信語音編碼標準上。這些標準包括AM R(Adaptive M ulti-R ate)編碼算法以及EVRC(Enhanced Variable R ate C oder)編碼算法等,這兩種算法都具有良好的抗誤碼能力。M PEG-4音頻包括如M PEG-4 AAC(Advanced Audio Coding)等音頻編碼標準,以支持寬帶、可擴展音頻通信。
2.2.3 網絡傳輸標準
流媒體的含義即按照實時或點播方式通過網絡向通用媒介進行音視頻廣播,而面向連結的TC P需要較多的開銷,故不太適合傳輸實時數據。流媒體傳輸一般采用實時傳輸協議R TP/U D P來傳輸實時多媒體數據。
2.2.4 顯示終端設備制造技術
2005年7月海爾在青島國際消費電子博覽會上,正式對外國內第一款擁有自主知識產權的流媒體電視新品“美高美”系列數字平板電視。美高美可以通過流媒體接口實現與多種外設的無縫連接,并讀取16種流媒體文件,而且還可以同時接駁兩個外部存儲設備,不同存儲器中的流媒體文件可以經由電視平臺互動轉存,必將推動IPTV更廣泛使用。
3. IPTV最新動態與開發展望
在國外,IPTV已進入實質運營階段,據權威研究機構美國加特納公司的報告,2006年,歐洲網絡電視供應商的收入預計將達到3億多歐元,而到2010年其收入則可達到30億歐元。中央電視臺2005年正式向全國推出網絡電視(IPTV)服務,該業務的內容主要利用中央電視臺目前已有的40萬小時的電視節目。同時中國兩家最大的商業IP網絡運營者中國電信和中國網絡通信公司也在進行IPTV的試驗或試運行。2006年4月,國家廣電總局首次正式發放網絡電視牌照,而擁有央視背景的中視網絡發展有限公司和上海文廣旗下的東方網絡電視有限公司,成為了首批獲準經營網絡電視的“幸運兒”。由于網絡電視必須依靠寬帶運營商傳送節目,國內許多電信企業也借機進入了這一市場。
總之,IPTV蘊涵著巨大的商機,是未來廣電網新的業務增長點和增值服務。將來三網合一的網絡環境還會帶來各種融合業務形態。
參考文獻：
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關鍵詞：P2P；流媒體；服務技術；應用
中圖分類號：TP271文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)05-1059-03
隨著社會的不斷變化發展，我國的科技水平也越來越高，據相關的調查數據現示，目前我國的網民數量已經達到了8000多萬。在這個十分龐大的隊伍中，使用寬帶上網和專線上網的用戶數占到了絕大多數。這樣一來，就使得寬帶接入的步伐不斷加快，市場競爭也日益激烈。很多的網絡公司為了在競爭中站穩市場，采取了一系列的手段和措施，但最主要的是要看國內的消費市場能不能接受這些運營商所提供的各種服務。就現在的發展狀況來看，文字，音頻和視頻這種三位一體化的信息服務在市場上占據了主導地位。我們通過國外相關市場的調查得知，其有將近一半的網民會經常使用流媒體，因此目前寬帶內容的主體就從原來的網頁逐漸轉變成了流媒體。我們的網絡公司如何利用自身資源去搶占流媒體服務市場，成為了在新一輪競爭中致勝的關鍵因素。
目前我們視頻和音頻的資源數據量很大，其對網絡的帶寬以及服務器的性能提出了很高的要求，但是其卻無法滿足這種要求，所以就會嚴重阻礙流媒體’業務的發展。舉個例子，一個比較大的視頻節目假如同時有上千人進行訪問，那么其網絡帶寬必須達到300MbPs以上。可是目前能滿足這些條件的網絡和服務器卻相當的少，一旦有更多的用戶需要訪問，其就很難滿足需求。因此，我們要解決上述的問題就必須使用服務器集群來提高整個流媒體系統的相關性能。另外，我們還可以使用分布式系統，通過相關技術將流媒體數據傳輸到各地，這樣用戶在上網的時候就能就近訪問。上面的兩種方案雖然能從一定程度上解決增大了流媒體服務系統容量的難題，但是面對越來越龐大的用戶群，還是無法滿足全部的需求。并且，在具體的實施過程中，這兩種方法的成本十分昂貴，系統的復雜程度也大，采用起來不大現實。
那么，如何采用現有的資源和寬帶資源去普及流媒體業務呢，P2P技術就是我們要找尋的最為理想的答案。這種P2P技術是指通過各個系統之間的直接交換最終達到計算機資源與信息資源的共享。如果我們能將這種P2P技術熟練的應用于流媒體業務，那么就能夠從根本上解決之前服務器端網絡帶寬和服務器性能限制的問題。
1 P2P模式的流媒體服務技術
1.1 P2P與C/S模式的區別
這種P2P的模式是和傳統的C/S模式相比是有很大的區別的。以前傳統的C/S模式的服務系統，一個服務器要同時為三個端口提供數據，因此其占用鏈路的帶寬帶是到單個媒體流的三倍，其負載程度也是單個媒體流服務的三倍，如圖1所示。而我們所說的P2P卻極大的改變了這種情況，它使得用戶客戶端的空閑資源得到了合理充分的利用，從而提升了整個系統容量和性能。比如，圖2中四個用戶中的任意三個想要同時觀看一個流媒體的節目，那么其中的A只要為B和D技工數據，而剩下的C可以直接從B處獲取數據。這樣一來，整個系統對A的性能和網絡帶寬的要求就有所降低，大大的減輕了它的負擔。
這種P2P技術一方面利用服務器性能和服務器端的資源來進行操作，另一方面還合理地利用了計算機客戶端的性能以及其帶寬資源。隨著網絡用戶數量的不斷增多，這種P2P模式的流媒體服務系統用戶數量相應的也可以達到無限大。
1.2概述
我們所說的這種P2P模式的流媒體技術是相對于傳統的C/S模式而言的。傳統的C/S模式存在比較大的局限，由于其只能使用服務器的資源提供相關的服務，那么其服務的質量和容量就受到了很大的限制。但P2P模式卻徹底改變了這種現象。一方面它能合理的利用服務器的資源，而另一方面它還能合理地使用用戶們計算機中的空閑資源。這樣的話，用戶在享受流媒體服務的同時，也可以享受到其計算機閑置資源為其所提供的另一些相關服務，那么，其整個的流媒體服務系統的資源就不再僅僅只是服務器的資源，還會包括用戶計算機閑置的相關資源。一旦這樣的用戶數量增多，其消耗的資源也就會相應的增加，于是那些新增的用戶就會提供新的資源與數據。這樣一來，其便給我們使用P2P這種高品質和大容量的流媒體服務系統提供了可能性。
因此，這種P2P模式的流媒體服務系統是在不改變現有的流媒體架構和傳輸協議基礎上進行的，有些時候甚至還可以不改變現
圖1
圖2
有的系統，只要增加新的板塊和功能就可以實現。具體來說，P2P模式的流媒體服務系統只要在目前現有的流媒體服務系統的基礎上改變其在原有C/S模式下的服務方式和數據傳輸途徑，就可以達到理想化的效果。
圖3
具體來說P2P模式的服務系統可以實現請求同一節目的用戶歸為一組的要求，然后，我們便可將該組用戶當作結點構成一棵樹。如圖3所示，這種樹狀的結構能夠避免用戶在使用的時候計算機互傳送出相同的數據，從而產生數據風暴這種情況。我們看到，其服務器為數的根基，其中的第一層用戶可以直接從服務器那獲取相關的數據，而第二層的用戶可以從第一層的用戶那里獲取數據，就這樣以此類推。
但是，用戶所使用的計算機和服務器本身相比還是存在一定差異的。因為，用戶的計算機是由其自己控制的，如果隨意的退出節目的觀看，就會導致其不能再為其他的用戶服務，而且，目前用戶計算機的性能和網絡帶寬都不是很好，一般能支持的用戶數相 當的有限。這樣的話，用戶的計算機在整個P2P模式下便具有了短暫性的缺陷，怎樣保證其退出之后不影響其他用戶的收看就成了解決問題的關鍵。
通過對其的詳細分析和研究，我們發現可以采取冗余的數據路徑。具體來說就是在一條數據路徑獲取失敗后，其用戶直接從另一條路徑獲取數據，隨后在觀看當前節目的用戶組里面找一條新的數據路徑作為備份。這樣，通過這些冗余的數據路徑，相關用戶計算機之間信息交換就比較的穩定，我們將這種結構稱為控制網絡。
1.3 PSP模式中數據傳輸樹的建立
我們可以將VOD和在線教育等其他的流媒體應用都簡化為讓服務器進行網上直播。這種網上直播實質上就是讓那些觀看節目的用戶從相關的服務器那消費一樣的媒體數據。我們將用戶之間數據傳輸路徑構成一種樹狀的結構，其稱為數據傳輸數。這種數據傳輸樹要在用戶不斷增加的情況下才能建立起來，我們為了這個樹能順利的建立，相關的服務器便需要維護一些信息。比如，我們要清楚當前的樹中有哪些是還能接納新的結點的，這些結點的端口和地址如當前樹中哪些結點還有能力接納新的結點，這些結點的lP地址和端口以及一些用戶計算機性能和出口帶寬的相關數據具體是怎樣的等等。
1.4 PSP模式的控制網絡
因為用戶的計算機具有短暫性的特點，我們要確保所有的用戶都能收看到穩定的節目，就要增加上面所說的冗余的數據傳輸路徑，這樣才能讓用戶的計算機能與其他用戶的計算機進行信息上的交換，萬一為自身提供服務的用戶失敗，那么就能最快的從其他用戶那里獲取相關的數據。
2評價及應用
服務器的能力和網絡資源是整個流媒體服務系統中重要的兩種資源。首先，這種新的P2P模式流媒體技術客服了服務器自身資源上的限制，其通過合理地利用相關用戶的計算機空閑資源來提供另一部分的服務，大大提升了整個系統的能力。而在我們傳統的C/S模式下，其提供服務時僅僅只使用相關的服務器資源，而P2P模式卻真正實現了為服務器和所有用戶提供資源。這樣一來，隨著用戶數量上的不斷增多，整個系統的容量和性能也會得到很大的提升。其次，在原有的C/S模式下，如果服務器端口要支持很多路的用戶就要擁有巨大的網絡帶寬。這其中，流媒體數據帶寬占用量是最大的，其將嚴重的制系統所提供的內容和節目品質。而在P2P模式下，它不僅能合理的利用用戶的計算機資源，同時還能合理的使用相關客戶端的寬帶資源，從而使得帶寬資源將隨著用戶數量的不斷增多而不斷增大。所以，在理論上這種P2P模式的流媒體服務容量是可以變的無限大的，但是我們考慮到目前的實際網絡狀況和P2P技術上仍然存在的一些缺點，其要達到無限量的標準還是有一定難度的。但是，從目前來看，這種P2P模式下的一個簡單的PC服務器要提供上百萬甚至上千萬的用戶容量還是可以實現的。其在大大降低成本的同時，還解決了原來在C/S模式下存在的容量受限的問題，就目前現有的解決方案看，P2P模式無外乎是一個最為節約成本的理想化方案。
3結束語
目前，將P2P用于流媒體技術的相關產品已經誕生。如EMS系統和PeerCast系統等都隨著科技的進一步發展而日趨成熟。在相關的科學和教育領域，EMS系統已經得到了比較廣泛的應用，而PeerCast系統則是被許多的音樂愛好者所青睞。這種P2P模式下的流媒體技術才剛走進市場，走進相關的公眾的娛樂和信息服務的基礎設施之中，未來，其將逐漸的走向人們生活的方方面面。基于這種模式的優越性，我相信在不久的將來，其將迅速的占領相關市場，成為網絡信息時代不可或缺的服務技術。
參考文獻：
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關鍵詞：Android；流媒體；手機電視；數據傳輸
中圖分類號：TN919.8
這幾年來新技術的創新、性能的提高、數據的普及、網絡的發展影響著運營商的廣泛關注，中國移動和中國聯通伴隨著移動媒體的問世及它們的傳播內容推出了手機電視業務。它利用網絡的體系架構中最底層，自頂而下的為用戶提供數據傳輸，使用網絡等方式從終端上獲取信息、下載軟件播放數據信息即可。
Android系統平臺可以針對以上不同的多媒體業務，使用不同的頻帶和接入點來提高數據傳輸容量。打破傳統手機電視系統單一模式，增加音頻、視頻信息交互性、移動性、同步性，增強傳輸數據的共享性。手機電視利用Android平臺操作系統和流媒體技術收發電視節目業務。由于手機電視由音頻、視頻、圖片等構成，數據容量大、視頻解碼算法復雜，加上移動傳輸數據流在終端上處理接收能力差、內存數據容量等方面受限，導致視頻播放畫面出現模糊、停頓等問題。因此，手機電視采用流媒體技術，利用終端無線網絡設備點播音頻、視頻內容，在傳輸過程中數據實施交互操作，同時提供實施同步音頻、視頻流的傳輸，依據網絡協議及時處理相關數據信息，以便更好地控制信息流量。所以，基于Android流媒體技術在手機電視系統中的運用具有重要的研究意義。
1 流媒體技術的運用
當今是互聯網發展的時代，流媒體技術的產生不僅給運營商帶來了利潤，同時還給用戶帶來了深遠的影響。“流媒體”不同于傳統的多媒體技術，除了媒體所具有的聲音、文本、圖像等多種數據處理信息技術外，還可以運用帶寬技術，進行比特流傳輸，使得用戶終端可以接收到高品質的音頻和視頻節目，在手機播放端多媒體文件下載與播放是同時進行，實際上并不是單一的技術，它結合很多網絡核心技術對流媒體數據進行采集、壓縮、存儲。
1.1 流媒體文件的格式
手機電視采用流媒體技術以適合用戶終端在網絡上邊下載邊播放，而不是讓用戶終端無限制的等待文件下載完播放，也不是說其它類型的媒體不能在網絡上播放，只是需要加入一些數據代碼附加信息才能高效的在用戶終端操作。
1.2 流媒體傳輸的特點
手機電視在傳輸過程中將媒體文件進行打包，通過傳輸視頻端向PC端連接、實時傳送。PC端經過一段時間即可通過播放數據端對打包的文件解壓進行觀看，剩余數據將在后臺進行解壓。
（1）緩沖幅度遞減。結合流媒體傳輸技術，用戶終端不必浪費大量的等待時間。一般情況下，手機終端用戶通過對影片的點擊，一分鐘內畫面就可以在手機終端顯現，在播放過程中緩沖不會出現斷續狀況。
（2）緩沖存儲容量遞減。手機電視在進行數據傳輸時都采用網絡協議，將數據化分為多個包進行傳輸，然后動態選擇不同的路由，不會因網絡擁堵延長緩沖播放，同時數據不被保留在PC磁盤上，占據大量的存儲空間，從而遞減緩沖區。
（3）流媒體傳輸實時協議。雖然流媒體傳輸無需緩沖存儲容量的遞減，但仍離不開緩存，數據在傳輸過程中分解成若干等比例的比特流，由于網絡鏈接動態變化，可以自由選擇路由，故接收到的數據路徑和時間延遲也就有所不一，這時緩存起到一定作用，使數據暢通不會因網絡短暫擁塞而出現暫停現象。
2 用戶終端設計
用戶終端主要功能，實現緩沖音、視頻連續播放。通過網絡路由設備合理選擇，并通過RTCP協議實時數據接收，確保傳輸過程中流媒體端與端之間數據安全可靠傳輸。
2.1 流媒體傳輸控制
傳輸數據過程中使用RTP和RTCP的傳輸流，首先將發送端模塊與發送路徑端進行解析，發送端模塊會自動解釋用戶終端媒體相匹配，其中子模塊SDP解析將發送端數據封裝成識別的格式，并發送給協議模塊，調用協議在用戶終端播放畫面，開始執行實時流媒體操作功能。
在設計Android手機電視系統時考慮采用嵌入其他播放器的方案，但是最終被一種簡單的有效的方法替代，雖然這種方法對部分流媒體文件格式有一定的局限性，但是其簡單有效的方案令人拍手稱贊，那就是直接使用Android系統中自帶的MediaPlayer播放軟件。下面列出手機電視系統選擇本地文件或在線文件播放的部分代碼。
setDataSource（）函數：[mw_shl_code=java，true]public void setDataSource（Context context， Uri uri， Map headers） {
String scheme = uri.getScheme（）；
if（scheme == null || scheme.equals（"file"）） {
setDataSource（uri.getPath（））；return；
}
AssetFileDescriptor fd = null；
try {
ContentResolver resolver = context.getContentResolver（）；
fd = resolver.openAssetFileDescriptor（uri， "r"）；
if （fd.getDeclaredLength（） < 0） {
setDataSource（fd.getFileDescriptor（））；
} else {
setDataSource（fd.getFileDescriptor（）， fd.getStartOffset（）， fd.getDeclaredLength（））；
}return；
} catch （Exception ex） {
} finally
setDataSource（uri.toString（）， headers）；
return；
}
2.2 RTCP數據傳輸協議
RTCP數據傳輸過程與RTP數據協議一起使用，RTCP模塊會周期性地向服務器發出請求，服務器端接收到數據并向請求方發送RTCP報文包，這些報文包包含了發送與接收RTP數據包的數目等信息。遠程流媒體服務器端根據數據傳輸協議中動態變化速率，從而為手機視頻媒體提供QoS保證。
2.3 云端安全控制
當越來越多的用戶使用云計算，帶動云端數據和云應用的發展，云安全的問題成為了困擾云計算發展的主要問題。由于多用戶和虛擬等特性，使傳統的安全技術已經不能保障用戶的信息安全。因此需要從服務模式、部署模式等多個角度分析用戶在云端的數據安全問題，并針對這些云端數據安全，采用HDFS的數據刪除機制，解決數據殘留問題，結合數據覆寫算法，達到徹底銷毀數據的目的，同時通過采用多級可定義數據權限協議，平衡用戶在追求速度的同時能夠得到最佳的安全控制。
參考文獻：
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作者簡介：利莉（1983-），女，江西景德鎮人，碩士，講師，研究方向：計算機應用。
關鍵詞：FMS4；實時網絡教學輔導；RTMFP；P2P
中圖分類號：TP37文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)01-0144-05
Research of Audio and Video Interaction Technology Teaching Application Based on P2P of FMS4―Base on Web-Based Remote Teaching Guidance System
HU Shi-qing, ZHOU Bing
(Department of Educational Technology, Normal College, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China)
Abstract: In recent years, along with the development of information technology, web-based remote teaching guidance has become popular in the field of education guidance. But because Simultaneity of real-time video streaming is complicated and big, have led to the fact that it is difficult to develop the web-based remote teaching guidance system. Adobe Company release the latest FMS4 streaming media server in September of 2010, bring real-time video communication to P2P era. makes that FMS4 can be used to realize the P2P remote real-time video interactions and text communication function. Based on development of remote teaching guidance system, this paper analysis realization methods of P2P text Interaction function of FMS4, including the development environment, realization principle, key code and function etc. And analysis realization process of P2P real-time audio and video of FMS4, including the comparison RTMP with RTMFP agreement , principle and methods of realization based on P2P audio and video Interaction function of FMS4. through test and trial, Indicate that real-time and compressive capacity of the system have been obvious improved.
Key words: FMS4; Real-time Web-based Teaching Guidance; RTMFP; P2P
教學輔導作教學重要環節，它對鞏固教學效果，幫助學困生進步，推動學優生全面發展起到了重要作用[1]。隨著信息技術的發展，教學輔導的形式，呈現遠程化、異地化、網絡化的趨勢。相對于傳統的面對面的教學輔導，網絡遠程教學輔導打破時間和地域限制，可以讓學生足不出戶得到教師的實時高效輔導，并且憑借其真實、直觀、實惠、便捷、安全的優勢，快速發展成為了教育輔導市場的新方向。要開展網絡遠程教學輔導，它所依托的遠程教學輔導系統，成為了影響教學輔導效果的重要因素。
網絡遠程教學輔導系統的理想方式是通過網絡提供師生面對面的實時交流，因此，教師和學生之間的實時音視頻傳播和文字交流質量是遠程教學輔導的實現基礎和核心功能，一個優秀的遠程教學輔導系統必須要確保系統運行時有流暢的實時性和豐富的交互性。
通過調查發現目前國內應用的網絡遠程教學輔導系統主要有泛智網、家教通、異地家教網、智龍網、24家教網等，這些遠程教學輔導系統的實時視頻應用，主要采用了兩種服務器：一種是開源的Red5，另一種是FMS服務器。其中Red5是一款基于Java的開源流媒體服務器，它依托RTMP協議來傳輸流媒體，實現了實時視頻播放、遠程共享對象、實時錄制等功能。由于開源的原因，目前成為了企業架設實時視頻通信服務時的優先選擇[2]。FMS是Adobe公司推出的流媒體服務器，它是當前實時視頻通信市場的主流服務器，它幾乎能滿足網絡實時視頻通信的所有應用需求，是主流視頻服務廠商的偏愛。但由于Red5和FMS4.0之前版本的服務器，均采用基于TCP的RTMP協議來通信，不能支持低延遲和大的并發流，所以需要部署大量的邊緣服務器和增加服務器的帶寬，來保證視頻的流暢和通信質量，從而大大增加了企業開發成本。
2010年9月Adobe系統公司了最新版本的FMS4，它基于RTMFP協議實現了P2P技術，代表了當前主流的網絡實時視頻交互技術。基于以上原因，我們在設計新版的遠程教學輔導系統中，采用了最新版的FMS4，實現了基于FMS4的P2P實時音視頻交互功能，將FMS4的P2P技術引入網絡遠程教學輔導領域，并對它進行有益嘗試和研究。
1 FMS和P2P技術概述
FMS（Adobe Flash Media Server）是Adobe公司推出的流媒體服務器，它能夠提供優秀的流媒體播放和實時通信功能，同時FMS還提供了強大的可定制腳本的服務器流媒體引擎[3]。通過這個引擎，允許建構面向互聯網任何用戶群體的交互媒體應用，以及基于FLV的傳統視頻點播服務(VOD)，還能夠建構如視頻博客、視頻共享、視頻直播、在線游戲、視音頻聊天等交互性的雙向及多向應用[4]。由于Adobe公司在網絡多媒體應用上的雄厚實力，以及Flash Player在網絡上廣泛應用，FMS已成為多媒體應用服務器端的主要系統平臺，如優酷、土豆等大型視頻網站就采用了這項技術。
P2P又稱對等互聯網絡技術，它不會將所有網絡負載聚集在較少的幾臺服務器上，而依賴網絡中參與者的計算能力和帶寬。在P2P應用環境中實現了客戶端的之間直接聯系，讓客戶端在網絡環境下利用P2P直接交互。在P2P環境中真正地消除中間商，使得網絡共享和交互變得更容易、更直接，因此，加入節點越多、整個系統的容量也越大[5]。這與傳統的客戶/服務器架構剛好相斥，在那種架構中每增加一個客戶端，意味著分享一份系統資源，系統的整體性能將下降[6]。P2P架構的這種分布特性，在大流量的實時遠程教學輔導系統中，對解決視頻帶寬緊張，提高視頻傳播的速度和質量有明顯優勢。
目前，在剛的FMS 4中，增加了最值得期待的新功能，對p2p的支持，提供了安全、可擴展的P2P直播和點播功能。
2基于FMS4的P2P文本交互功能的實現研究
2.1基于FMS4的系統開發環境
在FMS4之前的FMS流媒體服務器都沒有提供P2P功能，直到2009年Adobe才提拱了在Stratus2的流媒體服務器中使用P2P功能[7]。但要架構Stratus2的P2P服務，首先要向Adobe公司申請開發密鑰，然后聯結Stratus服務器，如果成功將得到“NetConnection. Connect.Success”事件，并被分配一個獨特的256位peer ID，其它Flash Player客戶端必須通過個peer ID才能通信[8]。如果要進行第二次開發，就會感到局限，因為不能自己部署服務器進行局域網內的開發運營。令人高興的是，在最新的fms4中，p2p功能已經集成進來了，使得利用FMS開發多媒體服務發生了質的飛躍，但要開發FMS4的P2P服務系統，開發環境要達到如下要求：（1）開發使用的Flex SDK要達到Flex SDK4.1以上版本，可以從Adobe官網下載，或者可以安裝目前最新版的Flash Builder4，它默認的Flex SDK是Flex SDK4.1。（2）FMS流媒體服務器，必須是FMS4以上版本，可以從Adobe官網上獲得。（3）Flash Player要達到Flash Player10.1以上版本，如果是開發，最好使用debug版的Flash Player。
2.2基于FMS4的P2P文本交互功能的實現原理
在FMS4.0之前，如果我們要做一個多人實時在線交互的應用，比如多人文本聊天功能時，我們需要通FMS服務器把所有在線用戶鏈接起來，如果網中的某個人需要向所有人發送信息，那所有信息都必須經過FMS服務器發送，這樣才能實現共享數據服務。這種模式在眾多用戶的遠程教學輔導系統中會使服務器的壓力增大，實時交流的服務質量下降，影響學生學習的滿意度[9]。假如教師A一個數據想給同網段的其他100個學生，那么這100個學生都需要通過服務器來與教師A通信，這無疑加重了服務器和教師A的負擔，影響了整個系統的服務質量。而在FMS4.0中引入了NetGroup“群組”的概念，利用p2p的功能很好地解決了這個問題。當教師A數據想讓同一個組中的其他100個學生接收時，那么當教師A將數據發送到學生B時，學生B獲得所有數據后也可以將數據加入“群組”內，同時出去，這樣學生B也成了數據的者，那么其他學生就可以不從教師A處獲取數據，從而可以減輕教師A的實時通信壓力。同時由于采用了P2P通信，教師與學生之間的數據交換不需要經過服務器中轉，從而也大幅度降低了服務器負荷，保證了服務質量。這就是新的基于FMS4.0的P2P模式，每個用戶都可以作為數據的接收者和發出者，參與的用戶越多，數據的副本就越多，服務的速度也就越快。
如圖1所示，基于FMS4的P2P文本交互功能的具體流程是：發送端和接收端分別向FMS4.0服務器發出聯接請求，如果FMS4服務器接收連接，發送端和接收端將分別收到連接成功的信息"NetConnection.Connect.Success"，此時發送端和接收端通過方法“new NetGroup(netConnec? tion, roupSpecifier.groupspecWithAuthorizations())”加入到同名的群組中。如果加入“群組”成功，發送端和接收端將收到“NetGroup.Connect.Success”狀態，這時發送端可以通過“netGroup.addHaveObjects(0, _dataLength -1)”將要發的數據加入群組的待發數據列表中。接收端收到“NetGroup.Connect.Success”狀態后，就可調用addWantObjects方法向發送端提出發送數據請求，此時發送端收到"Net Group.Replication.Request"狀態提示，發送端就可以響應接收端的請求，通過調用“netGroup.省略.省略.index])”方法，以UDP協議的方式將需要的數據塊發送過去，然后“接收方”會收到"NetGroup.Replication.Fetch.SendNotify"的數據到達通 知，如果成功接收，接收端將進入“NetGroup.Replication.Fetch.Result”狀態，數據全部接收完成后，接收端可將收到的數據重新合并呈現在接收端的視圖上，同時還可調用addWantObjects方法將數據添加到群組待發的數據列表中，接收端此時變成了新的發送端[10]。
部分關鍵代碼如下：
// "接收方"有數據到達時將觸發此處理，但目前尚未接收數據
case "NetGroup.Replication.Fetch.省略.index);//教師信息即將接收
break;
case "NetGroup.Replication.Fetch.Failed":
case "NetGroup.Replication.Fetch.省略.省略.object);//教師信息已接收
//接收完成以后，將數據添加到待發送對象列表，此時接收方又轉變成了發送方
netGroup.省略.省略.index);
//新建群組，設置相關參數，并加入群組
private function OnConnect():void{
var groupSpecifier:GroupSpecifier; //創建一個GroupSpecifier對象并設置相關參數據
groupSpecifier = new GroupSpecifier( groupNameText.text);
groupSpecifier.postingEnabled = true;
groupSpecifier.serverChannelEnabled = true;
groupSpecifier.objectReplicationEnabled = true;
groupSpecifier.ipMulticastMemberUpdatesEnabled=true;
netGroup = new NetGroup(netConnection, groupSpecifier.groupspecWithAuthorizations());
netGroup.addEventListener(_STATUS, NetStatusHandler);
}//將教師的聊天內容加入“群組”的待發送列表，并顯示在界面
private function massageDisplay():void{
var _message:Object = new Object;
_message.user = userNameText.text;
_message.text = chatText.text;
_message.sequence = sequenceNumber++;
_message.sender = netConnection.省略Group.addHaveOb? jects(0, _dataLength - 1);
}
2.3基于FMS4的P2P文本交互功能的實現驗證
為了真實再現FMS4.0的P2P實現過程，我們在基于p2p的文本交互功能模塊中，將教師端的每條發送數據通過for循環向發送列表重復加了二十條，點擊發送將數據發送出去，然后重開了二個學生端依次點“接收信息”。發現當第一個學生端接收完20條教師端的信息后，它自己開始接收第二個學生端的請求，此時第一個學生端變成了教師信息的發送端，其它學生端可以從第一個學生那里獲得教師信息。通過開多個窗口測試發現，加入學生群組的人越多速度會越快。基于FMS4.0的P2P文本交互功能演示如圖2。
3基于FMS4的P2P實時音視頻功能實現研究
Flash Player已經在web視頻領域占有了重要的市場份額，這得益于FMS流媒體服務器卓越的性能和Flash Player的98%的普及程度。利用FMS流媒體服務器可以開發視頻點播或者實時視頻的應用程序。視頻點播應用程序是從服務器向客戶端提供已編碼處理的視頻流，這些音視頻流可以是歌曲、電影、電視劇等音頻或視頻文件，目前主流的優酷、土豆等視頻網站就是采用的這種技術。實時視頻應用程序是客戶端通過視頻采集設備如攝像頭等，將采集的實時視頻或音頻數據，通過FMS服務器發送給其它的客戶端或者是發送給FMS服務器保存處理。實況視頻的典型應用包括視頻會議、遠程教學輔導等。
3.1 RTMP與RTMFP
FMS4.0之前版本在提供視頻服務時，使用了Real-Time Messaging Protocol (RTMP)協議。RTMP是流媒體、共享對象、遠程連接的優秀選擇，它能滿足實時性要求不高的交互式音頻和視頻通信，當同時在線的用戶數量大時，網絡通信的并發量就會倍增，對服務器就會產生巨大的壓力。在FMS4.0中采用了一種新的通信協議RTMFP（實時流媒體協議），RTMFP是Adobe公司開發的新的通信協議，它可以使終端用戶在基于Adobe AIR架構的多個Adobe Flash播放器和應用程序之間進行直接通信[11]。RTMFP協議為應用程序（如遠程教學輔導系統）提供了高質量的實時通信解決方案，同時，RTMFP協議也實現了視頻點播、實時直播等功能，客戶端用 戶通過麥克風和攝像頭就能實現高質量的直接音頻或視頻通信交流。
通過表1，RTMFP與RTMP的比較，RTMFP在多個功能點上進行了優化，表現出強勁的性能和卓越的品質。
1）RTMP是基于TCP協議，而RTMFP是建立在UDP協議和性能更優的FlashPlayer10以上版本。TCP提供了可靠的數據傳輸，比較適合于文件傳輸和電子郵件等用途，但它沒有提供任何端到端延遲保證。這種提供可靠數據傳輸的TCP實現了重新傳輸丟失數據的功能，但增加了延遲。而實時通信中最重要的目標是確保最小的端到端延遲，因此TCP協議并不適合這一用途。為了確保傳輸過程中的錯誤恢復，在Flash Player 10中采用了先進的音頻和視頻壓縮技術，如Speex音頻和H.264視頻編解碼器，保證實時通信的正確性。同時RTMFP還提供了可靠和不可靠的兩種服務，當在Flash Player實例之間，使用NetStream.send()發送數據時，提供可靠的數據傳輸；而當使用Speex發送音頻時，不可靠的交互方式被使用，以提供最小的延遲。
2）支持點對點通信。在利用RTMP通信時，如果客戶端之間要進行數據傳輸，必須先將數據發送到FMS服務器端，然后經過服務器轉發到其它用戶，而利用RTMFP通信時，它無需經過服務器的中轉，就可以將一個客戶端的數據直接發送到另一個客戶端。此時的FMS服務器只起到橋梁作用，為客戶端之間創建通信會話，傳遞其它客戶端的相關信息。這種優勢在遠程教學輔導應用中，可大大減輕網絡帶寬的消耗和服務器的負擔。
3）支持數據傳輸的優先次序。在實時通信中如果帶寬有限時我們希望能優先確保聲音的暢通，再保證視頻和非實時的數據通信。RTMFP支持這種數據傳輸的優先次序，大大提高了用戶體驗。
4）支持連接錯誤恢復能力。RTMFP協議提供了兩種重要特性，有助于解決一些連接錯誤導致的問題：1、快速連接修復：連接在短暫掉線的情況下將會快速恢復。例如，當一個無線網絡連接掉線了，那么會馬上重建連接。一旦重新連接，它將迅速擁有所有的傳送能力。2、IP動態化：即使一個客戶轉換到新的IP地址，原先處于活動狀態的網絡peer會話仍然會保持。例如，一臺無線網絡連接的筆記本接入到有線網絡后，會獲得一個新IP地址，但它仍然可以繼續之前的通信。
3.2基于FMS4的P2P的音視頻功能的實現原理
要架構基于FMS4.0的P2P實時音視頻共享教學應用，需要分別配置FMS4服務器、發送端和接收端。具體發送端、接收端和服務器的交互流程如圖3如示。
1）發送端的開發思路是：首先獲得FMS4.0服務器的URL和將要進入的“群組名”，然后創建一個NetConnec? tion對象，調用netConnection.addEventListener(NetSta? _STATUS, netStatusHandler)進行監聽，通過命令netConnection.connect(“url”)連接服務器，這里URL與以往版本的FMS連接不同，FMS4.0采用的是RTMFP協議，所以URL應當改成“rtmfp://localhost/…”的形式；如果服務器接受請求，發送端將收到“NetConnection.Connect.Success”的狀態，此時發送端可以創建NetGroup對象，設置相關“群組”的配置并連接該“群組”；如果連接成功，發送端進入“NetGroup.Connect.Success”狀態，這時可繼續創建一個發送流NetStream對象并向服務器發送連接，如成功會收到“NetStream.Connect.Success”信息；當收到發送流連接成功后，可以檢測麥克風和攝像頭并配置它們的相關參數，分別使用netStream.attachAudio(mic);和netStream.attachCamera(camera)命令，將音頻和視頻信息添加到發送流上；同時還要創建一個VideoDisplay視頻播放組件，將攝像頭采集到的視頻信息在發送端顯示出來，讓發送者自己了解當前的視頻狀態；最后，發送端可以使用發送流的publish命令netStream.publish("教師名")將這個流出去，此時接收端就能收到這個音視頻流的信息了。當然此處也可以這樣設計，將流名改成為發送端的用戶名，當用戶將自己本地攝像頭捕捉到的畫面publish到fms4服務器時，fms4服務器將存放它在userList這個集合對象中，集合中存放的是每個用戶名也就是他們視頻的名字。每當新用戶加入或者退出會議的時候，fms4服務器就把這個userList廣播給每個還在線的用戶。接收端的用戶取得userList后，只需播放其它用戶名的視頻即可[12]。
2）接收端的開發思路是：前面步驟與發送端相同，也是先與服務器建立連接，然后創建“群組”，如果以上都成功，就要創建一個接收流來接收發送端的音視頻信息，這里不需要再去獲取麥克風和攝像頭的信息了，只需再創建一個Video視頻播放組件，將接收流的信息通過attachNetStream(inNetStream)命令加入Video組件，并調用netStream.play("教師名")，就可開始播放發送端的音視頻信息了。這里的play()方法的參數必須與發送端的publish()方法的參數名相同。當然大多數據情況下，一個客戶端既是者也是訂閱者，那么它必須創建兩個流，一個流，一個接受流。
3）服務器的開發思路，如果要在FMS4服務器上注冊一個應用程序，需要在FMS4的安裝目錄下的/applications文件夾中新建一個以應用程序名命名的文件夾，然后在此文件夾下新建一個名為main.asc文件存放服務器端代碼。在main.asc文件中可以使用兩個對象：Client對象和application對象。當一個客戶端連接到一個FMS4上的應用程序時，FMS4服務器可以通過創建Client類的實例來代表一個客戶端，有了這項客戶端實例，就可以用它來完成這個客戶端發送和接收數據。服務器端的application對象代表這個應用程序，它是Application類的實例，通過它服務器端可以接受客戶端的連接請求，也可完成客戶端的連接斷開和關閉應用程序等功能。當一個客戶端連接FMS4服務器時，服務器端將接受一個application.onConnect事件，如果接受此客戶端連接請求,則調用appli? cation.acceptConnection(currentClient)方法。如果此客戶端不符合連接要求，則調用application.rejectConnection(currentClient)方法來拒絕此客戶端請求。相反，當一個客戶端斷開FMS4.0服務器時，服務器端接受到一個application.onDisconnect事件，此時可以通過application.clients命令來向所有在線客戶端發送信息，通知其它用戶此用戶已下線[13]。
3.3基于FMS的P2P的音視頻功能的實現驗證
在最新的遠程教學輔導系統上采用FMS4作為流媒體服務器后，實現現了文本和音視頻的實時交互功能。經測試發現依托FMS4的P2P技術，在課堂人越多時，視頻越流暢，語音越清晰。其系統演示如圖4所示。
4結束語
通過對FMS4的應用研究發現它對比以往版本的確實有了新的改進，特別是它基于RTMFP協議的P2P音視頻技術的新功能，給我們遠程教學輔導系統的系統穩定性和抗壓性帶來了許多實惠，相信不久將有更多的視頻應用系統采用FMS4，希望通過將FMS4引入遠程教學輔導領域，能對將來遠程教學輔導系統的設計開發人員有所借鑒。
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[10] Adobe?Flex?4.1語言參考.
[11]徐洪華，底曉強，郭乃珠.基于RTMP協議的視頻廣播系統結構設計.長春理工大學學報,2007,12.
關鍵詞：嵌入式；播放器；流媒體
中圖分類號：TP37
隨著Android在智能手機行業上的成功應用，以Android 作為嵌入式系統的開發，特別是在非手機系統上的應用方面的開發尤為引人關注。相比于PalmOS、PSOS、VxWorks等專用系統，Android系統更適合于機頂盒這類嵌入式信息家電的需要。由于在數字電視和機頂盒的軟件架構中使用了不同的操作系統，不同的中間件平臺，不用的應用程序框架使得軟件架構層面出現了極大的差異化。在操作系統層面，Linux，uCos，VxWorks，WinCE，iTron，ThreadX等不同的操作系統在不同的產品上都有相應的部署；在中間件層面，有公開的標準化的中間件平臺，比如MHP，Tru2way，ACAP，ARIB，MHEG5等，也存在私有的非標準的中間件平臺；而不同的中間件軟件提供商更會提供各自不同的中間件解決方案，這些解決方案之間大多是無法互相兼容的。
1 需求分析
為了解家用網絡播放設備的實際需求，作者選取了不同層次的家庭用戶為對象進行需求調研，首先了解了該公家庭網絡播放設備的產品現狀，然后在此基礎上，分析總結了用戶的實際需求。
家用網絡播放設備主要由四大子功能系統組成：控制子系統、信號處理子系統、網絡接口子系統和用戶擴展接口子系統。
基本業務：模擬電視廣播、FM廣播，模擬付費（加擾）電視；數字視頻；衛星數字視頻廣播（DVB-S）；地面數字視頻廣播（DVB-T）；有線數字視頻廣播（DVB-C）；MMDS數字視頻廣播；數字付費（加擾）電視數字音頻IP電話/傳真；音樂（MOD）；實時音頻卡拉OK點播（KOD）數字數據信息點播（IOD）；數據廣播（BIS）；股市證券信息廣播（SIS）；VBI圖文電視；應用程序下載；遠程數據庫流向；
電子商務：交互式多媒體；互聯網接入服務（IAS）；遠程教育；遠程醫療；網上購物；網上收費；電子廣告；股市證券服務（SES）；網上（音、視頻）廣播業務；可視電話與電視會議；社區多功能服務。
2 嵌入式網絡播放設備的設計
2.1 總體設計
圖1 終端的系統結構
由圖1可以看出，整個終端主要分為數據接收，媒體播放和顯示輸出三大部分。從功能上分別概括為流媒體數據接收模塊，音視頻解碼播放模塊和人機交互模塊。其中，流媒體數據接收模塊，主要是登陸服務器，接收并處理來自網絡的流媒體數據，本論文研究系統中為MPEG-2 TS流，并將其放入環形緩沖區中，實現客戶端與服務器的交互。
音視頻解碼播放模塊，通過STB810開發板用硬件實現對MPEG-2 TS傳輸流的解復用，分解出視頻基本流和音頻基本流，并送往解碼模塊，調用DirectFB的解碼器接口，完成對音視頻流的解碼，從而實現對媒體播放的處理和控制。
人機交互模塊，涉及輸入設備和圖像的顯示輸出，且由于嵌入式平臺下面沒有集成類似MFC（Microsoft Foundation Classes，微軟基礎類）的基礎類庫和完善的消息響應機制，論文將借助于DirectFB實現了一套自己的事件響應、處理機制。同時使用封裝好的DirectFB API接口直接將圖形圖像數據解碼并顯示。
2.2 TCC8900的硬件平臺
本文研究采用的機頂盒是Telechips公司的STB810開發板，STB810使用基于Linux的軟件架構和提供能迅速使用設備特性的標準API，不需要對底層驅動和嵌入式DSP編程有更多的了解就可以使用該客戶端進行應用程序開發。
硬件接口有：RJ45以太網接口、兩個SATA硬盤接口、兩個SCART連接口、分量視頻輸出（YPrPb）、四個USB接口、兩個USB 1.1接口、兩個USB 2.0接口、兩個UART接口、左右兩個模擬音頻接口、一個數字音頻輸入和輸出接口（S/P-DIF）和一個高清多媒體接口（HDMI）。其中，第一個SCART連接口連接RGB電視設備或者CVBS信號+快慢開關信號，第二個SCART連接口連接CVBS的視頻錄像機（VCR）或者Y/C信號+慢開關信號。
STB810的核心設備為PNX8550媒體處理引擎，該PNX8550媒體處理引擎集成了一個MIPS32架構的微控制器和兩塊功能強大的用于音視頻處理的DSP。它可以支持MPEG-2解碼，MPEG-2傳輸流的處理，DVB，DES，Multi2，AES的條件訪問，視頻的縮放和圖片的顯示。并在一個單芯片上進行所有數字音/視頻處理，提供復雜的視頻縮放、解交叉和畫質增強功能，并且支持廣泛的調諧前端。通過模擬后端設備PNX8510/11轉化為模擬視頻信號輸出給電視機。
2.3 STB810的軟件架構
IPTV機頂盒作為客戶端，除了需要具有良好的硬件平臺外，還需要擁有軟件系統才能夠實現IPTV業務功能。相應的，STB810和大多數的機頂盒軟件一樣采用分層結構，分為內核層、中間解釋層和應用層三個層次：
內核層：包括機頂盒終端硬件和Linux內核。而對于機頂盒終端硬件這一部分主要是指機頂盒硬件中的流媒體處理引擎與流媒體解碼芯片；Linux內核（版本2.6.21）是指嵌入式Linux操作系統，用以控制硬件。
中間解釋層：重新搭建整個軟件平臺的開源軟件的工具包。包括一個用于音視頻直播/點播使用的視頻傳輸協議棧；用于驅動流媒體解碼芯片的驅動程序和外接存儲設備以及攝像頭的驅動程序；用于繪制界面、將解碼后的數據顯示并輸出到電視上的DirectFB庫。
應用層：包括基于中間層開發的應用程序，如視頻點播、直播等擴展應用。DVB API采用的是Linux DVB API version3，主要用到其中的Linux DVB Demux Device API，用于解復用TS流。ALSA為Advanced Linux Sound Architecture，先進Linux聲音架構，是Linux平臺上的用途廣泛的音頻API，用于音頻流混頻；DirectFB是專為嵌入式開發的輕量級圖形界面庫。
3 嵌入式視頻點播終端軟件環境的搭建
3.1 交叉開發環境的建立
交叉編譯，是嵌入式開發過程中的一項重要技術，它的主要特征是某機器中執行的程序代碼不是在本機編譯生成，而是由另一臺機器編譯生成，一般把前者稱為目標機，后者稱為主機。采用交叉編譯的主要原因在于，大多數嵌入式目標系統不能提供足夠的資源供編譯過程使用，因而只好將編譯工程轉移到高性能的主機中進行。
在本文研究的系統中，就是在Linux PC機上生成在STB810 核心處理器（PNX8550）上執行的代碼。該代碼包含了Linux內核和根文件系統中所有的PNX8550可執行文件。即整個系統的交叉環境是建立在宿主機Linux PC機上的，目標板即STB810開發板用于運行操作系統和應用軟件，而STB810所用到的操作系統的內核編譯、應用程序的開發調試都是通過Linux PC機編譯成可運行代碼，然后再利用交叉編譯調試工具編譯連接生成可執行代碼，最后將其下載到STB810開發板上運行。
3.2 設置環境變量
環境變量因用戶不同而定義不同。它可以定義工程的工作環境，也可以定義調用所需庫的路徑。一旦定義了環境變量，系統腳本就可以通過這些信息得到所需的程序。在本文中設置環境變量的操作為：
在路徑“/…/stb810-SP8”下執行：source ./setup.sh。
3.3 重建根文件系統設備
Linux根文件系統包含一些設備文件，這些文件保證了內核向STB810的設備驅動器傳送信息。
通過執行：cd /…/stb810-SP8/build_128M_BASE/rootfs/dev && ./MAKEDEV來重新創建根文件系統設備。
3.4 導出根文件系統
文件系統是操作系統的重要組成部分。文件系統的概念使得用戶能夠查看存儲在設備上的文件和路徑而無須考慮實際物理設備的文件系統類型。Linux 透明地支持許多不同的文件系統，將各種安裝的文件和文件系統以一個完整的虛擬文件系統的形式呈現給用戶。Linux的根文件系統具有非常獨特的特點，就其基本組成來說，Linux 根文件系統包括支持Linux 系統正常運行的基本內容，包含著系統使用的軟件和庫，以及所有用來為用戶提供支持架構和用戶使用的應用軟件。導出根文件系統。STB810內核把build_128M_BASE/rootfs這個目錄都掛載到了Linux PC機上。build_128M_BASE/rootfs這個路徑下包含了STB810的一些樣本程序，必須的庫和其他的一些軟件。
流媒體數據接收模塊的實現實際完成了客戶端與服務器之間的通信，本系統采用RTP協議來傳輸實時數據，用RTCP協議來檢測網絡質量，用SDP協議描述媒體流信息，以便播放器進行解碼，用RTSP協議作為控制流，來控制視頻點播的播放、暫停、停止等。
用戶通過EPG獲得感興趣影片的URL，選擇播放該影片，機頂盒與相應的RTSP流媒體服務器建立連接，發送點播請求。根據傳遞給媒體數據接收線程的參數，解析出請求媒體流的URL。通過函數parseVoDEPGFile（ppVoDEntry_head）解析視頻點播節目單Vod.txt獲取.stream_info數據，從節目單中提取出.stream_info數據，即關于視頻文件的參數，如ip：192.168.101.188，port：8554，streamName：0122等，將這些info數據傳遞給結構體ip。
4 總結
本文深入討論了基于Android的家用網絡播放終端的技術理論和核心技術，然后重點闡述了IPTV視頻點播終端的系統設計：流媒體客戶端與服務器的交互流程，音視頻的解碼播放和消息驅動機制；實現了一種能提供良好視頻質量和友好人機交互方式的嵌入式視頻播放終端。
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【關鍵詞】云存儲；流媒體；HDFS
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097（2011）02―0108―04
目前大部分流媒體技術應用主要是基于傳統的B/S模式，普遍存在服務器性能不足、帶寬不夠、資源重復建設、資源存儲空間不夠等問題，導致流媒體服務系統能力降低。基于P2P的流媒體技術可以用普通節點的資源為其它節點提供服務以解決帶寬不夠的問題，但會過多的占用客戶端資源、對學習終端性能提出了更高的要求,同時也沒有解決服務器瓶頸及海量數據存儲的問題。云存儲與流媒體技術結合，把數據量比較大的流媒體資源分割切塊并分布式地存儲在不同的服務器中，采用負載均衡技術對各個數據節點進行調配，緩解服務器與網絡的壓力，有效的解決了流媒體應用的諸多不足問題。同時還可以節省系統成本與管理費用、簡化教育資源的管理、真正實現教育資源的充分共享。
一 流媒體教育資源現狀
流媒體（Streaming Media）是運用智能流技術，以視音頻流 （Video-Audio Stream）的形式進行數字媒體的傳送，使人們在很低的帶寬環境下也可以接收到連續不斷的較高品質的視音頻節目的技術，它涉及到流媒體數據的采集、壓縮、編碼、存儲、傳輸及網絡通信等多項集成技術。流媒體的特點在于用戶無需下載整個視頻或音頻資源，而是由流媒體服務器實時連續的向用戶提供流式數據，實現真正的邊下載邊播放[1]。教育資源與流媒體技術的結合，極大的豐富了教育信息資源，提高了信息資源的利用率。它們的結合打破了傳統的時間與空間的限制、在更大范圍內實現了資源的共享，使得學習者可以根據需要隨時隨地進行學習，實現了真正的自主學習。同時教育資源以聲音、動畫等多種方式結合來表現教學內容，使其具有較強的交互性、給學習者多種感官刺激、具有豐富的感染力、有利于教學信息的傳遞。
目前的教育資源與傳統的流媒體技術的應用主要是以B/S或P2P模式來實現的，在實際應用中還存在諸多不足[2]：
資源利用率不高、重復建設問題突出：采用獨立的資源庫，沒有統一的標準，庫與庫之間相互隔離，資源重復建設。
資源相對集中、造成系統瓶頸與網絡阻塞：傳統的流媒體服務采用單服務器、單存儲器來部署。當大量用戶并發訪問時，流媒體服務器CPU的性能急劇下降、I/O總線負載嚴重、網絡帶寬不足。此外，當流媒體服務器或存儲器發生故障時，流媒體服務將不能被使用，因此采用這些模式部署的流媒體服務可靠性與可用性不強。
數據存儲成本高：通常情況下教育視頻資源所占的存儲容量比較大，需要購買大量昂貴的大容量存儲設備才能滿足數據存儲的要求。
傳統流媒體技術的諸多不足，難以滿足教師及學生的需求，某種程度上造成了學校教育資源的嚴重浪費，另一方
面也造成了學習者學習效率低下，阻礙了學習者的自主學習。
二云存儲與流媒體
1 云存儲
云計算（Cloud Computing）是分布式處理（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）和網格計算（Grid Computing）的發展，或者說是這些計算機科學概念的商業實現[3]。它是透過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統經計算分析之后將處理結果回傳給用戶[4]。云存儲是在云計算概念上延伸和發展出來的一個新的概念：它是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。
2 云存儲技術對流媒體教育資源的影響
教育資源與云存儲相結合，突破了傳統的資源存儲集中化管理模式，它將教育資源存儲在云端的各個分布的數據結點上，解決了傳統模式中存儲容量不足、服務器性能瓶頸等一系列的問題。云存儲與流媒體技術相結合，可以有效解決傳統流媒體教育服務的不足。
（1）解決了服務器與網絡瓶頸。客戶端從流媒體服務器中獲取資源的位置后，客戶端就直接與云端的各個數據結點進行數據交互，避免了服務器性能瓶頸及網絡阻塞。
（2） 提高了可靠性與可用性。傳統的流媒體服務平臺采用單服務器、單存儲器模式來部署，一旦服務器或存儲設備發生故障，則服務將不能再被使用。而基于云存儲的流媒體將教育資源分散地分布在云端的各個節點當中，而且每個數據都有備份，即使云中的某臺服務器被迫中斷，也不會影響系統的正常使用。
（3） 存儲成本低，擴展性好。傳統的流媒體使用專業的存儲設備存儲資源，昂貴的設備致使成本大幅度提高；而基于云計算的流媒體服務將資源存儲在不同的數據節點，從而節省了成本；同時云中的節點可以在不影響數據完整性的情況下動態的添加或刪除，提高了服務平臺的可擴展性。
（4）易于管理，提高服務性能。基于云存儲的流媒體服務平臺是將教學視頻資源存儲在云中，有利于對資源進行統一的管理，提高資源的使用率。云中的數據是分布式存儲的，它能夠很好的分擔存儲的壓力，從而提高系統的性能。
3 HDFS
Hadoop[5]框架是Apache基金會開發的開源項目。Hadoop實現了HDFS文件系統，提供了簡單易用的編程接口，使Hadoop成為易于處理和保存大量數據的分布式云計算平臺，具有可擴展性強、成本低、效率高、安全性好等特點。
HDFS（Hadoop Distributed File System）是Hadoop的分布式文件系統，具有高容錯性，可以部署在低價的硬件設備之上。HDFS文件系統是一種典型的中從式文件分布系統，該文件系統效仿Google的GFS文件系統而設計。HDFS很適合那些有大數據集的應用，并且提供了對數據讀寫的高吞吐率。
HDFS由一個名叫Namenodede 主節點和多個名叫Datanode的子節點組成。
Namenode：是文件系統的主節點。它把文件分成幾塊，并通過集群的復制分配給容錯。namenode持有所有關于儲存文件的元數據信息，并可以起到一個接口的作用，使群體的數據塊被視為普通文件。
Datanodes：是HDFS的從節點。該節點用于物理存儲數據，根據客戶端的讀寫請求提供服務，按照Namenode的指示執行數據復制任務，同時也作為datanode提供數據共享。
從上面的圖中可以看出，Namenode，Datanode，Client之間的通信都是建立在TCP/IP的基礎之上的。當Client要執行一個寫入的操作的時候，命令不是馬上就發送到Namenode，Client首先在本機上臨時文件夾中緩存這些數據，當臨時文件夾中的數據塊達到了設定的Block的值（默認是64M）時，Client便會通知Namenode，Namenode便響應Client的RPC請求，將文件名插入文件系統層次中并且在Datanode中找到一塊存放該數據的block，同時將該Datanode及對應 的數據塊信息告訴Client，Client便這些本地臨時文件夾中的數據塊寫入指定的數據節點。
HDFS采取了副本策略，其目的是為了提高系統的可靠性，可用性。HDFS的副本放置策略是三個副本，一個放在本節點上，一個放在同一機架中的另一個節點上，還有一個副本放在另一個不同的機架中的一個節點上[6]。
三 云存儲的流媒體教育服務模型設計與實現
針對傳統流媒體在教育應用中的不足，設計了基于云存儲的流媒體教育服務模型。該模型將各種教育視頻、音頻、動畫等資源分布存儲在云中的各個數據節點中，當用戶訪問資源時，流媒體服務器會響應用戶的請求，并從資源列表中把資源的所在節點的地址及數據塊的地址返回給用戶，用戶得到數據節點的地址和數據塊的地址后，將與各數據節點進行通訊，從而獲得所需要的視頻、音頻資源。
1 云存儲流媒體教育服務理論模型
基于云存儲的流媒體教育服務模型分為三部分，從上到下依次為用戶訪問層、數據處理層和云端存儲層。
用戶訪問層：它以portal、Web Services、終端播放器、節目系統及VOD等多種形式呈現，主要是提供服務，與用戶進行交互，使用戶只需要點擊鼠標就可以獲取所要的資源。
數據處理層：它由流媒體服務平臺和提供各種數據處理的模塊組成。流媒體服務平臺主要是提供流媒體服務，負責接受客戶端HTTP請求，從資源列表中獲取它所要訪問的資源在云端存儲層的數據節點及數據塊的位置,并返回給客戶端。流媒體服務平臺可以用Real Networks的Real System、Windows Media Technology、Quick Time、FLV等軟件來構建。數據處理模塊用以完成數據的處理，它負責用戶管理、資源管理、目錄管理、資源采集、轉碼、系統性能監控等服務的管理。數據存儲模塊負責與云端存儲層的名稱結點進行交互并管理教育資源的存儲。數據訪問模塊負責將用戶的請求重定向到云端存儲層中的數據結點上。
云端存儲層：云端存儲層對使用者來說，不是指某一個具體的設備，而是指由若干個存儲設備和服務器所構成的集合體。云端存儲層的應用軟件與存儲設備之間利用集群服務、HDFS和虛擬化等技術，通過光纖或局域網進行互聯，實現云端存儲層中多個存儲設備之間的協同工作，并對外提供存儲服務。它由存儲教育資源的多臺服務器及其存儲設備（NAS、SAN、DAS）、應用軟件等多個部分組成，并在每臺服務器中安裝Hadoop軟件來搭建云計算環境，利用HDFS分布式文件系統來實現云計算的分布式存儲，對每個數據節點進行調度，實現資源的負載均衡，同時最大程度的提高服務器的利用率。
2 基于云存儲的流媒體服務實現過程
對于用戶來說使用基于云存儲的流媒體服務主要側重于上傳、下載資源與在線訪問等操作。鑒于流媒體資源大容量，高帶寬要求等特點，基于云存儲的流媒體服務模型需要用特殊的技術來處理，以提高系統的可用性。
資源存儲處理過程：首先用戶需要登錄流媒體資源服務平臺，經過服務器端的身份認證后，具有上傳資源權限的用戶，選擇所要上傳的資源并向服務器端發送請求。對于流媒體這樣容量比較大的資源，Client向主服務器的NameNode節點發起文件寫入的請求。NameNode根據文件大小和文件塊配置情況，返回給它所管理DataNode的信息。主服務器將根據文件的大小進行切塊計算（本文測試中按照10MB/計算，不到10MB的也作為一塊）。接著主服務器將動態判斷存儲節點的狀態，將文件均衡分配到各個節點。最后將文件信息、文件塊信息（所屬文件ID、塊順序、快名、塊大小、對應節點的IP等）插入到數據庫中。然后服務器將文件塊信息以XML格式發送給客戶端，客戶端為每個存儲節點建立一個文件隊列，將文件塊并行上傳到對應的節點。當存儲節點每接收一個文件塊后，向服務器發送一條確認信息，服務器端數據庫將文件快狀態改為上傳成功，當整個文件快都上傳成功，服務器將數據庫中將該文件狀態改為上傳成功。
在資源上傳過程中，當某一個數據塊存儲空間已使用完時，系統將會自動申請下一個數據塊，直到數據存儲完畢。同時，NameNode會為所存儲的資源完全建立一個副本（副本的數據結點及數據塊會記錄在數據處理層的資源列表中），這樣當主存儲文件發生故障時，保障系統的高可用性。而且在整個過程中數據結點會周期性地發送一個心跳信息到名字結點，DataNode收到后，并給予響應。當NameNode得到了DataNode及時的響應，便能確保數據結點是可用的。當網絡斷開或是故障時，會使DataNode與NameNode失去聯系，NameNode沒有定時收到心跳信息，就標記這些數據結點不可用。此時，它會開始對故障的視、音頻資源重新復制。NameNode檢查所有需要復制的數據塊，并開始把它們復制到其它可用的DataNode中去。同時它會通知數據處理層資源存儲的地址已更改，讓其更新資源列表中信息存放的地址。這樣動態更新資源列表中的地址來確保服務正常的運行。
下載流媒體資源則是上傳的一個逆過程：當用戶登錄流媒體服務系統，針對某一個視/音頻資源向服務器發送下載/請求，服務器收到下載請求后，從數據庫中搜索到該資源存儲的DataNode及數據塊的地址，并將文件塊的信息以XML格式發送給客戶端。客戶端得到了DataNode與數據塊地址的響應后，為每個存儲節點創建一個線程，將文件塊并行下載到本地計算機臨時文件夾中，客戶端下載完所有的文件塊后，將其整合為一個完整的文件，并刪除臨時文件夾中的數據塊。
四 性能測試
為了測試基于云存儲流媒體服務的性能，我們用10臺普通電腦組成云存儲服務器，其中1臺設置為名稱節點，9臺設置為數據節點。名稱節點和數據節點的配置為雙核CPU，2GB內存，320G硬盤，一塊100M全雙工網卡，并以一臺交換機相連。兩臺交換機之間使用1 Gbps的鏈路相連。每臺電腦上安裝Red Hat 9.0 Linux操作系統，Tomcat5.5，MySQL5.0，JDK1.6.0等開發軟件，并選用Hadoop-0.20.3版本來搭建云環境（關于Hadoop的安裝過程詳見Hadoop官方網站）。
依照測試結果，我們分別對傳統流媒體服務器與基于云存儲的流媒體服務器從使用管理、數據安全性、存儲性能等多個方面進行了比較。
由上圖所示的數據讀取速度的結果我們可以看出，隨著客戶端數量的逐漸增多，傳統的流媒體服務器數據讀取速度在達到一個峰值后逐漸在降低，而基于云存儲的流媒體服務隨著客戶端數量的逐漸增多，讀取速度并沒有因為負載過大而減小。但是當客戶端達到一定數量的時候，數據讀取增長的速率有一定的減緩，這是由于隨著讀取者的增多，多個讀取者同時從一個數據節點讀取數據的可能性會增加，因而讀取性能會有所下降。
五結束語
隨著云計算的發展，云存儲與流媒體技術的結合為校園資源的建設注入新的活力，它能在更大范圍內為學校節省資金、提高教學效率。基于云存儲的流媒體必然會在教育中得到廣泛的應用。
參考文獻
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Research on Educational Streaming Media Service Based on Cloud Storage
GAO Hong-qingGUO Wen-luZHAI Yan-jie
(Department of Computer&Information Technology, Henan Normal University, Xinxiang,Henan 453007,China)
Abstract: In this paper, how cloud storage is combined with streaming media technologies to provide educational services is studied. The educational services model of streaming media based on cloud storage is designed and achieved to address the deficiencies of traditional streaming media technology. The full sharing of educational resources is realized and the learning efficiency of learners is improved.
Keywords: cloud storage; streaming media; HDFS
論文關鍵詞:DV 新媒體 大眾信息傳播 社會價值觀
電視傳播學從上世紀中葉到上世紀末相繼走過了“魔彈論”、“有限效果論”和“受眾上帝論”。本世紀初,以諸多新媒體與大眾結緣為標志,傳統集約型媒體將終端用戶作為傳播概念上的“受眾”時代已告結束。伴隨而來的是,越來越多的“受眾”在占有一定新媒體資源后,儼然也可以成為信息傳播的“信源”。這種大眾信息傳播從新的角度看,更富廣域性、交互性、綜合性和社會價值性。因此,我們將它看作媒體傳播的信源論時代。
DV是網絡、多媒體、手機、移動電視等一系列新媒體家族中的一員。從功能特性上說,DV與諸多新媒體一樣,明顯地具有個體性、廣泛性和交互性,因而,它也就擁有了信息傳播的信源性。
一、DV的社會化普及
DV原本只是數碼視頻攝像機(DigitalVideo)的英文縮寫,是數字新技術的代名詞。在它與大眾媒體融合的過程中,因機身輕巧、操作簡潔、攜帶方便、性價優廉而倍受人們的青睞,逐漸由專業設備變為家用產品,進而在社會發展中形成一種特殊的潮流需求。
DV的普及與DV作品的問世,始于上世紀八十年代后期。起初,DV作者只是把“活動影像”用于家庭生活或小眾傳播,出現了信源廣大、信道狹窄和信宿缺失的現象。此外,其絕大多數作品是對生活原態接近真實的記錄,所以,DV從被引進到使用都與大眾生活的土壤密不可分。隨著DV普及率的提高,部分DV作者基于對文化的訴求、新聞的熱愛以及藝術的興趣,試探性地將創作視角延伸至一些社會問題中,以拓展DV的傳播范圍和發展走向。
DV的盛行與作品的草根性,使它的源發根基從一開始就未建立在某種理論或某種概念之上,導致DV的發展基本上是漫流的,取向目標是多元化的。
上世紀九十年代后期,主流媒體的介入使DV的社會化普及受到了廣泛關注。電視媒體開始大膽試播DV作品、增設DV專欄、引入競賽機制,為DV的傳播開辟了一個主流傳播渠道。誠然,電視媒體的這種做法并非全部認可DV的低質量信號和低制作水平,其最大的契機莫過于人們對社會生活的貼近以及DV持有人總體信源的廣度。
二、DV及其作品的特性
上文中提到DV創作沒有理論和形式規則在先,但任何一種傳播媒體都有其自身的規律與特點,DV也不例外。
(一)數字性
DV最為大眾認可的是它所記錄的數字特性。DV的數字化,徹底消除了原作與復制品的界限,方便了DV文本的修改與補充。DV與寬帶網的數字結合,使它可以擺脫傳統媒體的推廣渠道,另辟蹊徑以構筑自我話語壁壘。
(二)大眾性
作為一種新興的數字影像形式,DV沒有媒體單位的歸屬,其輕便靈活的性能使之可以進入專業媒體所無法顧及的角落,極具親和力地深入百姓生活當中,多角度地捕捉最真實的畫面。
(三)社會性
DV愛好者來自社會各個階層,分屬于各個行業。他們用DV記錄著周遭的環境和事態,用畫面語言傳達著所視所悟,又因社會身份的不同,在DV創作中或多或少地體現出職業特征。
(四)個體性
DV設備私人化的特點,決定了DV創作可以不拘一格、以個人意志為轉變,這一點完全有別于電視媒體從業者的集體創作。
(五)隨意性
多數DV作品事先都沒有創作任務和程序規劃,一切內容皆是隨機的或僅憑興致獲得的,這使DV作者成了攝制者與導演者的綜合體。
(六)無文化界域性
DV活動對DV人不做任何條件的限制,但凡有創作欲望的群眾都可以手持DV進行創作。
(七)無傳播取向性
DV作品在整個創作流程中并沒有專門設定傳播范圍和目的,許多影像絕對為個人所有,表現的也僅僅是某一時間某人的心路歷程。
(八)模糊的功利性
DV使用者以普通民眾居多,他們從事DV創作的活動既無社會價值訴求,也不含質效觀念。
三、DV的大眾傳播理念
DV傳播大致可劃分為兩條較清晰的脈絡:在專業與非專業界線繼續模糊的條件下,DV傳播可以是個人化的人際傳播,它更傾向于個人表現,更強調自我體驗,更關注個人視覺中的獨特發現;在得到主流媒體肯定的條件下,DV傳播可以是社會化的大眾傳播,它不拘泥于形式,重在紀實以表現出對身邊熟悉題材的普遍關注,形成節目并借助于媒體平臺進行大眾傳播以尋求廣泛的社會認同。
依傳播學的邏輯來說,DV不是目標,個性化的DV作品才是真正目標。個性化讓DV變得成熟,個性化DV作品的傳播能夠贏得大眾的廣泛關注,甚至產生一定程度的傳播意義,在傳播過程中造就巨大的社會價值。
另外,得到主流媒體肯定的DV想獲得發展,就必須遵循進人主流媒體傳播的若干規則。
(一)選題的價值判斷
選題是一部作品的立命之本,它關系到形式、內容、材料、方法的綜合運用。DV作品要在多大范圍傳播,取決于選題服務大眾、取悅大眾之能力所及。其次,依托主流媒體進行傳播,DV作品中所要表現的“平民視點”應盡量做到“不另類”、“不邊緣”,最大程度地接近社會主流生活,最大維度地呈現時展進程,最大范圍地反映廣大群體的精神面貌。只有這樣,才能保證DV傳播的取向是社會大眾,才能凸顯媒體傳播的宣教功能。
(二)主題與內容的把握
主題的鮮明性和內容的向心力是一部作品的支撐,主題統帥著內容,內容服務于主題。同時,二者需要借讀電視理論,擔負受眾的責任,這也是形成社會傳播鏈條的一個不可缺失的環節。因此,DV作品的創作要盡量符合大眾視覺的審美要求,具備較高的敘事語言能力,熟知大眾傳播的普遍規律,把握好作品創作的節奏與風格。
(三)攝制技術的跟進
虛焦、晃動、偏色等一系列因拍攝技術所引起的視覺不適,以及因丟幀、跳軸、畫面截取不當所造成的視聽障礙,在給自己觀看的DV作品中也許可以原諒,但將個人作品放置在主流媒體傳播的范疇里,諸多的技術失誤和拙劣的制作手法就不為大眾媒體所取,更無法吸引廣大受眾進行欣賞。毋庸置疑,技術是一部作品成敗的保障,技術含量的高低決定著作品的社會傳播質效。DV作品早期根植于民間,其社會傳播較少受制于專業媒體的要求,當它被定位在專業級別時,就必須主動契合主流媒體的制播特性,對原有技術指標進行革新與提高。
以上三點都與電視要求相聯系,從某種意義上說,DV發展的先鋒面即電視。因為,電視可以為DV傳播提供最權威的渠道,為DV傳播制定最有效的方案,為DV傳播吸引最廣大的受眾;而且,電視能夠承擔重任,為DV作品確立文化品味,為DV作品培養思辨能力,為DV作品構建審美意識。除此之外,在大眾傳播理念的支持下,
電視可以和DV形成一種穩定的數字支源關系,將DV傳播從單一的人際傳播推向廣域的大眾傳播。
相對于傳統媒體,新媒體的強勢出擊則為DV傳播注人了新的力量。網絡是面向大眾的開放式信息平臺,它對信息的海量需求使其包容一切信息資源,DV作品當然也是它涉獵的對象,甚至有人在網絡上自建站點,打造個人的“影像家園”。這種被稱為“沒有執照的電視臺”為DV愛好者和他們的作品提供了自由表達與交流的空間。手機作為通訊工具,也是以新媒體的身份參與大眾傳播的。相關統計數據顯示,不論是手機生產量、還是手機用戶擁有量都呈井噴式增長,必然帶動了社會信息的交互發展,產生了與之對應的信息傳遞量,從而為DV大眾傳播贏得了無限廣闊的交流空間。
但是,隨著DV傳播渠道的增多,一些良莠不齊的影像信息也伺機闖人大眾視線。如果不加重視,任由負面信息在大眾傳播中滋生,那后果是不堪設象的。社會需要文明的信息,大眾需要健康的信息,這表明,DV作者必須要有高度的社會責任感和使命感,DV的獨立自由絕不能以破壞社會大環境為前提。
四、關于DV發展的謬論
DV社會化傳播所帶來的DV話語,權必然地使它成為一種媒體,而這種強力表達的存在直接作用于社會,左右著DV愛好者的認知,如不立即加以糾正,必然會影響DV的社會化發展。
(一)民間不等同于非專業
有輿論認為“DV是一種民間影像,DV是一種非專業的影像制作群”,這僅僅看到了DV的廣度,卻沒有看到它的深度。的確,DV作者中包含了大量業余和非專業人士,但不能認為民間就是不專業。事實上,多數已知的優秀民間作品背后都有著專業人士的參與和支持,民間本身就囊括了大量的專業人士,他們無可爭議地成為DV制作的中堅力量。承認民間擁有大量的DV愛好者和參與者,這是一種正確的態度,但決不能說民間沒有實力。
(二)DV不能被吹噓成時尚
DV不是作秀的工具,也不是某些別有用意、沽名釣譽的人手中的時尚標志。DV作為一種新生事物,我們需要承認它是一種工具、是一種手段,是DV愛好者手中有力的武器,是向大眾展示個人藝術追求的窗口。
(三)DV不是“潘多拉魔盒”
DV的確在某種意義上為懷有電影夢的人們帶來了福音,他們中的一部分人也的確是用DV這塊敲門磚打開了通向影像藝術的大門,但并不代表擁有了DV就擁有了一切DV創作的特質,就可以制作出具有水準的影像作品。所有熱衷DV創作的人都必須經過系統的學習,才能掌握這種畫面語言的語法規則,并將其貫穿到DV創作中。更重要的是,DV創作必須向高雅藝術靠攏,提倡精神文明建設,為DV發展營造良性的社會環境。
微視頻教學資源的研發與應用研究
一以《教育技術研究方法》為例
學科專業:教育技術學
研究方向:網絡教育資源開發
一、研究背景及意義
21世紀，人類社會己由工業時代步入信息化時代，網絡技術和多媒體技術的迅猛普及，深刻地影響著人類傳統的思維方式、學習方式。技術對教育的革新作用顯著，越來越多的現代化教學手段被納入到傳統的課堂教學以及學生的自主學習中，探討如何利用各種先進的多媒體手段來充分調動學生的學習積極性，提高課堂教學效率，培養學生的創造能力，已在教育教學領域轟轟烈烈地展開。為深化多媒體技術應用于教學的效果，一方面要求我們應熟練掌握先進的多媒體技術及其教育教學應用方式，另一方面充分了解學生在運用多媒體進行學習時，認知能力、認知風格、學習方式等方面發生的變化，運用知識的交互發生機制來適應學生的學習需求，使學生能輕松掌握所學知識，最大限度地降低其認知負荷，提高學習效果。
微視頻教學資源的研究依托于華中師范大學“教育技術學研究方法”實驗教學資源建設項目，也是適應目前教學資源微型化、個性化、交互性的發展趨勢。結合視頻學習特點，筆者通過Adobe captivate4屏幕錄像軟件，以SPSS中數據初步分析和數據高級統計為例，開發SPSS微視頻教學資源并上傳至網絡平臺，供學習者隨時隨地學習，便于其自主建構數據統計知識，并靈活運用到相關課題的數據分析中。文章以華中師范大學教育技術學專業2010級50名本科生為實驗對象，進行分組實驗。結果表明，基于微視頻教學資源的學習，對學習者而言，能促進他們知識技能的提升，有助于拓寬其知識視角，深化知識建構的層次。
具體來講，該研究的價值主要在于:
(1)明確微視頻教學資源在教學中的應用效果，促進學生的學習
基于多媒體的微視頻教學資源使復雜的知識變得更形象、直觀，能更好地激起學生的學生興趣，利于學生進行自主探索。首先，單一的文字教材呈現方式易使學習者感覺枯燥，產生疲勞，繼而影響其對知識的理解。基于多媒體的微視頻教學資源，將畫面與教師的講解配音融為一體，學習者可以邊學習邊操作，便于他們進行持續的探索。其次，微視頻獨特的播放方式，可以供學習者根據自己的學習情況合理安排學習時間，對于難度較大的學習內容可以反復演示觀看，達到化難為易的目的。尤其是對于操作性知識而言，微視頻教學資源的效果顯著。
(2)探討微視頻教學資源應用于教學的方式，方便教師的利用 將微視頻教學資源融入傳統的課堂教學，可以充分發揮微視頻的多媒體技術優勢。與此同時一，教師可對學生的課外自主學習進行引導，解決學生在利用微視頻教學資源進行學習中遇到的問題。兩者結合，既發揮了微視頻輔助教學的優勢，也提高了教師的課堂教學質量。本研究以華中師范大學信息技術系教育技術學本科生為研究對象，通過對學習者的學習狀況前后測進行對比分析，比較傳統模式與借助多媒體視頻片段進行輔助教學的模式的教學效果，進而發現傳統學習中的不足。至于教師應該在課前或者課后將微視頻教學資源呈現給學習者，文章在后文的結論中也給予明確的解答。
二、相關概念界定及理論基礎
2. 1微視頻相關概念
一般認為，視頻是相對于文字、圖片等單媒體而言，集圖像、聲音、文本于一身的綜合性媒體，具有表現力強、蘊含信息量豐富、形象生動等優點。隨著3G網絡的普及、計算技術的逐漸成熟，移動互聯時代已全面到來，它全方位的改變了人們的生活方式。而對于視頻而言，更是在逐步進入更加便捷，更加人性化的微視頻時代。[}l微視頻的出現及其“普眾化[z]”的趨勢，意味著我們真正進入了“超視像”的新媒體時代。
對于微視頻的概念，整個網絡視頻行業乃至學術界并沒有一個統一的定義，甚至其名稱也是五花八門，比如從開始的短片、短電影，到后來的數字短片以及現在的微視頻、短視頻、微電影、短電影等。[3]其中，數字短片是隨著數字技術的進步，電影電視藝術的發展，借助網絡、手機、移動電視等多種播放媒介盛行起來的，在短時間內播放結束的數字影視內容。[4]根據其定義及相關的網絡釋義，微視頻與數字短片、微電影、短電影等，并無本質區別，只是稱謂的差異。
學界對微視頻的定義，大多采用優酷網總裁古永鏘的表述:“微視頻是指個體通過PC、手機、攝像頭、DV, MP4等多種視頻終端攝錄、上傳至互聯網進而播放共享的30秒至20分鐘左右的，內容廣泛的，視頻形態多樣，涵蓋小電影、記錄短片、DV短片、視頻剪輯、廣告片段等的視頻短片的統稱。”[5]短精快、用戶參與、操作便捷是微視頻的最大特點。[6]
本文主要探討微視頻在教育教學中的應用，結合前述學者對微視頻的相關研究，筆者界定的微視頻教學資源是多以3-5分鐘的長度呈現，依據教學規律制作的供學習者自控學習步調，自主的去實踐，探索，發現問題，解決問題的視頻片段，它是一種可以讓學者通過手機，電腦，MP4等視頻終端隨時隨地反復播放的視頻資源。
2. 2微學習理論
移動設備的普及與通信技術的飛速發展促使了一種新型學習方式—微型學習的到來。[']2004年微型學習的概念第一次提出，隨著媒介生態環境和社會文化情境的改變以及相關的理論和實踐研究的廣泛深入，微型學習已然成為教一育技術研究的前沿和熱點。[g]
國內學者大多采用微型學習來代指微學習，兩者都來自Micro-Learning這一概念。微型學習是一種利用移動通信技術實現的雙向互動交流學習方式，可以使學習者實現在任何時間、任何地點的學習。奧地利學習專家林德納(Lindner )把微型學習定義為一種存在于新媒介的生態系統中，基于微內容和微媒體的新型學習方式。[9]具體來講，微學習是一種“以多媒體、跨平臺、小容量的網絡微內容為學習單元的個人學習方式”。[10]從實踐層面來講，“微學習”欲處理的是規模相對比較小的學習單元及時間相對比較短的學習活動;從研究層面來講，“微學習”指的是在多樣化的教育境脈情境下對學習研究采取的一種微觀視角。[川
微媒體承載的微學習內容，是指以實用短小的內容組塊來呈現學習內容，并由此組織起來的一種學習活動，它強調在有限的時間內學習相對短小、松散連接和自包含的知識內容或模塊，常以移動終端作為終端載體，如便捷式終端(手機、PDA等手持設備)。[12]大多數學者認為微型學習和移動學習密不可分。移動微型學習是微型學習與移動學習融合后的結果，是運用移動設備隨時隨地進行的微型化學習方式。[13]微型學習由于其具有的移動性、片段性的特點，能夠幫助學習者達到一種實用的學習目的，從而幫助他們解決日常生活中的問題。[14]李娟等從學習理論和情境創設兩方面出發，對基于微型移動終端的非正式學習研究總體構架進行了分析。[IS]微型學習作為非正式學習的有效形式，應發揮廣大學習者的智慧與熱情共建微型學習資源。[ 16]
微型學習以其具有的短時間、小片段、個性化、多媒介等特征，在未來的非正式學習及混合學習等的普及方面，具有廣闊的前景。我們把微視頻引入教學過程中來，利用微視頻時間短，播放內容精確等特點與傳統教學相互融合，讓學習者更加充分的利用數字媒體資源進行有效的學習。文章研究微視頻教學資源在教學中的應用，將進一步豐富微學習的相關理論。
2. 3程序教學理論
程序教學理論的代表人物是美國著名的心理學家斯金納。1954年，斯金納針對當時傳統教學存在的種種弊端造成的學習效率低下問題，提出以操作性條件和強化的原則來重新安排教學程序，注重學生的自我強化，使所有學生都能積極參與其中_民學習的每一步驟都得到強化。‘’‘，斯金納認為學習過程是作用于學習者的刺激和學習者對它做出的反應之間的連接的形成過程。其基本圖式是:刺激~反應一強化。一種復雜的行為，可用逐步接近、積累的辦法，用簡單的行為連接而成。
具體來講，程序教學是一種以行為主義的操作條件反射原理以及積極強化原理為其理論基礎，使用程序教材并以個人自學形式進行的教學模式。其具有小步子、積極反應、及時反饋的原則。U91關于程序教學內容的編制，斯金納分解出許多方法細則:如編制者必須先熟悉整個教材內容，找出具體的終端行為;據此，分解出許多中介步驟或細目;將細目分布均勻，編寫簡單明晰;細目與細目之間密切聯系;選擇個體有效的反應予以強化;單元大小應符合學生的反應限度;己學過的術語或事實，應間斷性地呈現在后來的細目中，等等。[ZOO
關鍵詞：p2p；模式感知；視頻播放
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）02-0161-05
一、引言
流媒體播放技術是當前互聯網視頻播放的主流技術，為了改變原有B/S模式下對媒體服務器并發能力和網絡負載的巨大需求，[1]P2P技術采用分布式共享原理，將播放內容在用戶播放端之間進行分發和傳播，形成了一種新的傳輸模式，克服了原有視頻數據均通過客戶端和服務器之間直接傳輸模式的不足，現有市場上的PPLive，Torrent軟件等均依據此原理進行設計和實現。另一個方面，由于P2P技術的應用，在客戶端網絡也會產生較大的網絡流量，對終端網絡的流量管理也帶了一定的困難。因此，如何根據網絡當前負載情況和服務器性能，設計一種兼顧兩種傳播模式的流媒體播放系統，將具有較高的實用價值。網絡教育是流媒體播放技術的典型應用領域，如現有MOOC學習模式為源自斯坦福大學、哈佛和MIT大力推動的基于網絡的一種學習模式，成為2012至2013年最受關注的創新型教學模式，其開放系統在全世界擁有幾十萬至百萬級的用戶，視頻文檔是其主要資源之一，主要通過流媒體方式進行學習。江蘇電力網絡大學為滿足江蘇省所有電力職工的在線學習而設計，同時對全國電力系統開放，是電力系統在線學習和考試的重要平臺，具有數十萬個終端用戶。本文的設計目標為針對現有網大在線學習系統在并發訪問支持方面的不足，在不改變原有系統總體架構和用戶使用方式的前提下，利用P2P技術為現有系統提供一種新型的學習點播服務模式，并且保證能夠與現有流媒體點播方式相兼容。針對以上需求，本文對MediaPlayer播放器的工作原理進行了詳細分析，提出了一套具有播放模式感知的視頻播放系統設計方法，將設計完成的播放系統在江蘇電力網絡大學環境中進行實施部署和實際測試，各項功能和指標滿足設計需求，解決了兩種播放模式的兼容和播放質量保證的問題。
二、系統架構設計
江蘇電力網絡大學網絡拓撲設計采用“集中―分布式”模式，呈現為“中心―區域―播放終端”三層結構。中心位于南京，部署所有的課件資源。區域為江蘇各個二級城市，每個區域向該區域內所有職工提供視頻學習服務。由于區域節點數目有限、而終端播放用戶并發數量較大，[2]因此中心節點和區域節點之間采用FTP協議進行通信，并將用戶需求視頻暫存。區域節點和終端用戶之間采用流媒體視頻點播和P2P傳輸兩種模式。具體系統架構見圖1所示。
區域中心流媒體服務器不僅能夠提供視頻流媒體點播，而且能夠根據區域點播用戶負載情況實時啟動P2P機制，因此除了部署點播服務器之外還需要設計目錄服務器以提供P2P服務，如圖2所示。P2P目錄服務器的功能如下：負責管理各個在線客戶端以及所有課件視頻分段的分布信息，并接收處理P2P客戶端的各種請求。
用戶播放端軟件能夠自動感知目錄服務器是否在線，從而進行兩種工作模式的自動轉換。如圖2所示，P2P客戶端的功能如下：負責處理本客戶端所需視頻的P2P傳輸業務、其他客戶端向本客戶端發出的傳輸視頻請求業務、本客戶端與P2P目錄服務器的信息交互業務。
三、關鍵技術及相應策略
根據系統的功能需求，系統設計中需要解決以下關鍵技術：
1.如何保證系統兩種工作模式的兼容性。現有在線學習系統為流媒體點播服務模式，若在原有基礎上，基于P2P技術設計一種新的分布式資源模式，需要保證整個系統在兩種服務模式方面的相互切換、相互補充。[3]在并發用戶正常情況下，區域服務器保持原有流媒體點播工作模式，在并發用戶數量較大時，區域服務器則轉換到P2P模式下工作，而在P2P異常情況下，系統也能夠自動切換到原有流媒體點播服務模式下工作。采用的策略：在區域中心服務器上設置一監視功能模塊，維持兩個變量，流媒體點播用戶數量StreamUser和P2P用戶直接從區域服務器下載分片的用戶數量P2PServerUser，若StreamUser大于給定值，則系統轉換到P2P模式下工作；若P2PServerUser大于給定值，說明P2P用戶數變少或者發生了系統異常，則系統工作模式轉換到流媒體點播模式下工作。
2.Media Player播放器如何支持P2P工作模式。在現有系統工作模式下，Media Player作為客戶端與媒體服務器通過實時流媒體傳輸協議RTP、RTCP和UDP協議進行內容傳輸，系統采用“邊播放邊傳輸”方式工作；在P2P模式下，Media Player需要從本地獲取播放內容，而內容的獲取通過P2P機制從其他用戶端進行下載，采用“邊播放邊下載”方式進行工作。采用策略：用戶播放端軟件首先判定區域服務器上的P2P目錄服務是否為工作狀態，若是則用戶播放端軟件自動啟動P2P模式，從目錄服務器獲取種子節點信息，啟動多線程進行本地網絡的視頻分段下載。
3.P2P系統內容負載均衡問題。P2P系統中的負載均衡問題指如何保證在多個用戶終端并發播放時，防止出現種子節點選擇熱點問題。[4]P2P機制本身的優勢在于同一個內容播放的用戶越多，后來的用戶下載的速度就越快，但如果沒有好的機制避免其熱點問題，其優勢就難以發揮出來。采用策略：用戶終端在播放某一視頻時，首先從區域目錄服務器上獲取該視頻的分片信息及每個分片的種子信息，目錄服務器在選取每個分片的種子節點時采取“同一網段內的種子節點、P2P服務當前線程數少的種子節點和心跳網絡性能最好的種子節點”三個優先級進行選取，一方面防止某個種子節點成為P2P熱點，同時保證能夠選取性能較好的節點。
4.P2P系統異常處理。在P2P機制中，視頻播放器數據來自于本地多線程從區域內其他播放終端下載的P2P分片，[5]在下載過程中，由于網絡狀況的不穩定，或者由于視頻資源提供端的突況，可能會導致P2P分片無法成功下載，為了保證系統的健壯性，異常處理機制必不可少。異常處理策略：主要異常分為種子節點分片不存在、網絡異常中斷、種子節點異常關閉、種子節點線程過多拒絕服務異常，[6]處理策略為在種子節點列表中聯系其他節點，若仍然不能成功獲取分片數據，則從區域目錄服務器直接獲取分片資源。
四、系統設計與實現
系統軟件主要由區域服務器和播放終端兩個主要部分構成。
1.播放客戶端軟件設計與實現。播放客戶端在播放之前首先需要向區域P2P目錄服務器獲得播放文件的種子信息，然后啟動多線程進行播放終端之間的P2P分片資源共享。播放客戶端與區域P2P目錄服務器之間的交互如圖3所示。[1]
播放終端之間通過P2P方式進行視頻分片的分布式共享與傳輸，從而保證播放器本地數據的快速獲取，取代流媒體點播獲取播放數據的模式，兩個播放終端之間的分片傳輸如圖4所示。
播放終端之間進行P2P視頻分片傳輸時可能產生不同的異常，這里對分片提供者產生的異常和網絡通信異常分別進行了不同的處理。具體如圖5所示。
2.區域P2P目錄服務器端軟件設計與實現。P2P目錄服務器的軟件主要為種子文件生成及選源策略、P2P播放客戶端的心跳監控與處理、P2P播放客戶端分片種子信息更新等模塊。
種子生成與選源策略模塊主要負責處理P2P播放客戶端發送來的視頻資源請求。客戶端制定文件名與文件地址，服務器根據客戶端需求的視頻文件，在數據庫的ClientFragmentTable表中選出種子客戶端，生成一個xml類型文件的種子列表，發送給請求方客戶端。
按照選源策略，種子節點選擇算法（SourceSelect算法）的具體描述如下：
在選源算法中，一般需要選出的種子數量為6個，所以實現中的n等于6。選出一個種子，需要遍歷整個含有分段的種子集合一次，選出6個種子，生成種子列表的情況下，算法的復雜度就為O（6N）。在達到均衡機制的要求下，該算法是合理有效的。
P2P目錄服務器需要對播放終端的上線及學習過程進行記錄存檔，同時通過心跳功能獲取當前節點的通信性能，為種子節點選擇做好準備。
心跳功能的記錄結構如表2所示，IP地址用于判定所在的網段，UploadNum記錄當前播放終端啟動的線程數，本系統規定線程數為4個，線程數作為種子節點選源的一個因素之一。
P2P目錄服務器提供每個視頻文件的種子文檔信息，以便用戶播放端能夠進行終端網絡的P2P終端分片共享，由于視頻分片的分布是動態的，因此每個播放終端將自己所擁有的視頻分片向目錄服務器進行匯報，為種子文檔的產生做好準備。分片更新工作流程如圖6所示。
分片更新算法UpdateLocalFragments如下：
該算法根據本文設計的更新本地分片的策略進行實現，將本地的分片更新到服務器從而實現數據的共享。
五、系統測試
系統測試主要通過測試用例對系統的各項功能進行測試，[8]主要包括流媒體播放與P2P播放兩種模式的切換測試、P2P目錄服務器的P2P下載功能測試、用戶播放端分片信息更新的測試、用戶播放端之間的多線程P2P下載與上傳功能測試、P2P目錄服務器種子節點選源均衡策略測試、P2P傳輸異常測試。這里僅給出三個主要功能測試用例及測試結果。
測試環境如圖7所示：
（1）服務器1臺，該服務器上部署一個流媒體課件服務器、一個課件點播web服務器（網絡大學學習平臺）、一個P2P目錄服務器。
（2）用戶播放終端計算機5臺，具有瀏覽器軟件和P2P客戶端軟件。
主要功能的測試樣例及測試結果：
1.流媒體播放與P2P播放兩種模式的切換測試
2.P2P客戶端之間單線程和多線程傳輸功能測試
3.P2P目錄服務器種子節點選源均衡策略測試
以上結果是在實際環境下測試的實際結果，實際測試表明所完成的設計符合實際設計需求，功能正確。
六、分析與討論
本文根據實際需求，在原有流媒體視頻點播架構的基礎上，增加P2P視頻播放功能，所實現的系統設計和功能滿足了兩種播放模式的兼容和自動感知切換，充分利用了兩種播放模式各自的優點，系統設計考慮了各種異常處理方案，使得系統本身具有較好的健壯性，系統的機制和策略具有實際價值，能夠應用于不同領域中的數據分發和共享。
參考文獻：
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