视频传输过程中移动流媒体技术的应用分析

南京宁众人力资源咨询服务有限公司 许颖红 范青龙

自进入21 世纪以来，视频传输已经被广泛应用于各个领域之中，逐渐成为多媒体信息传输的核心。随着移动通信朝着网络环境深入发展，各种形式的无线应用使得人们的生活与工作更加丰富多彩。基于此，本文阐述了视频传输技术的应用模式、移动流媒体技术的含义、移动流媒体业务与制约因素，分析了移动视频传输现状与解决办法，旨在促使移动流媒体技术可以在视频传输中能够得到更加广泛地应用。

当网络音频技术与移动通信技术发展到一定程度后，移动流媒体技术便应运而生，它是将众多网络技术融合在一起后而产生的一种新技术。在对多媒体数据进行传输过程中，移动流媒体技术主要通过“流”的形式进行传输，首先将影像与声音进行压缩处理，然后再利用网络进行传输，当客户端播放缓存区已获得的信息时，剩余部分将被多媒体视频源源不断地由服务器传输至客户端。

1 视频传输技术的应用模式

1.1 点到点的传输模式

虽然视频传输模式比较多，但是最为简单的是点到点传输模式，所谓点到点，也就是所说的单播，其主要分为单向传输与双向传输两种方式，被广泛应用于视频文件传输之中，同时，也可以应用于音频传输之中[1]。作为一种单向的视频传输形式，视频点播通常是一个视频文件为一个用户提供单独性服务。而双向传输方式指的是通过两个网络终端进行传输。如：我们日常工作生活中常见的网络电话就属于双向传输，这种传输方式对网络带宽消耗比较多，减少了网络中能够被加以利用的资源，不利于提升网络使用率。

1.2 单点对无限点的多点传输模式

这种模式是一种广播的方式，指的是服务器可以不通过选择将视频传送给与其由关联的任何节点，这种传输方式不需要对视频传输路由加以控制，并且任何一个接收者都能够收到视频，但是其也存在着容易导致流量泛滥以及无法提供个性化服务等缺点。

1.3 单点对预先选定的多点传输模式

这是一种多播的形式，该形式只是将视频发送至有视频服务需求的用户手中，这种传输方式有利于节省网络资源，但是需要满足以下条件方可进行：组成员登记操作、建立与维护机制以及较为完善的视频多播路由选择[2]。

1.4 多点对多点的传输模式

这种传输模式是一种会议的形式，主要广泛应用于网络会议之中。所谓网络会议指的是两个或者两个以上的人或者群体，在不同地方应用传输线路与多媒体设备，互相传输声音、影像以及文字资料等，从而可以实现即时沟通交流的目的。这种传输模式是将通信技术、计算机技术以及多媒体技术融合在一起的远程异地通信形式。在应用该传输模式过程中，网络会议系统以网络平台为基础，通过实时的声音、视频以及其他多媒体技术手段，促使人们远距离实时传输视频和音频信息、开展协同工作的一个应用系统。同时，通过多媒体技术手段，用户在运用网络会议系统过程中，还可以用其开展共享数据、共享应用程序等各种信息的处理工作，从而打造出以一个能够实现多人共享的工作空间。在这一传播网络中的任何一方都可以发送和接受来自对方传输的视频。

2 移动流媒体技术的含义

所谓移动流媒体技术，顾名思义即指在网络上，通过流式传输的形式进行传输的一种媒体格式。这种传输方式在播放前只需要开始部分内容存置于内存之中，在计算机中缓存数据包并正确输出媒体数据，不需要在播放前对整个文件进行下载，并且移动流媒体的数据流可以不受时间和空间限制，随时进行传输与播放。近些年来，以宽带有线网络为基础的流媒体技术迅速崛起，以移动通信网络为基础的流媒体技术也不断发展成熟[3]。在同固定互联网上的流媒体业务比较可以得知，移动流媒体主要具有以下几个特点：（1）是终端，该项技术在获取流媒体服务过程中，主要通过手机以及其他个人移动终端而进行；（2）是网络，该项技术在接入移动通信网后，开展流媒体获取服务；（3）是应用，在移动通信网覆盖的所有范围内，移动流媒体技术能够不受限制地获取流媒体服务。

3 移动流媒体主要技术

3.1 具有高容错性

相对于有线信道来说，移动通信采用的无线传输信道环境比较复杂，在基站、终端位置、方向的不断变化中，误码率也将发生很大变化。由于压缩的视频流对于误码极为敏感，即便是很低的误码率，对于终端所回放的图像质量也将产生严重影响。因此，要想有效减低误码率，应不断提升信源和信道编码的容错能力，进一步强化信源编码算法的容错性，在传输过程中，通过应用高效的信道编码方式与接收检测技术，实现视频传输。除此之外，网络传输底层、底层移动通信系统在开展流媒体业务过程中，也可以不断提升流媒体传输的抗误码能力。

3.2 采用H.264 视频压缩标准

众所周知，无线信道具有多径性与衰落性特征，其与带宽所具有的有限性，对于算法提出了应具有较高压压缩比的要求，并且还要求压缩与解压缩预算复杂程度不应过高。现阶段，流媒体技术主要通过MPEG-4 与H.264 等协议开展压缩编码，在多种协议之中，H.264 是最具优势 的 视 频 压 缩 标 准。H.264 由ITU-T 与IS/IEC 组 成的JVT 共同开发的最新国际视频编码标准，可以予以较强的差错隐消技术支持，支持低延时编/解码技术[4]。H.264 可以将每一个视频帧分离由像素组成的块，通过空间冗余法，将视频帧的部分原始块进行空间预测、转换以及优化与可变长编码，利用剩余空间冗余技术手段，将视频帧残留块加以编码。由于H.264 拥有一定的容错能力与低处理时延，因此，在网络环境不稳定情况下，H.264 可以为解决丢包等错误提供相应工具。同时，由于H.264 具有较强的网络适应性，因此其又提供了网络适应层，有利于H.264 的文件在不同网络上进行传播。

3.3 技术传输协议

3.3.1 RTP 实时传输协议

该项协议是指在Internet 上围绕多媒体数据流而展开的一种传输协议，其可以实现时间信息与实现流同步。RTP 以数据包格式为主要核心内容，其在包头中对数据结构进行了定义，对于负载并未限制大小。RTP 一般采用UDP 来开展数据传送，同时也能够在TCP 或者ATM 协议上开展工作。在应用程序进行一个RTP 会话时，通常会使用两个端口，这两个端口分别给RTP 与RTCP 进行使用。对于RTP 来说，其无法为按照一定的顺序进行数据包传送工作，提供一个比较可靠的传送机制，并且也无法进行流量控制以及拥塞控制服务，由此可见，要想完成这些服务，需要依靠RTCP[5]。

3.3.2 RSVP 实时流协议

所谓实时流协议，主要是指由Real Networks 与Netscape 一起提出来的一种协议，该协议对于如何通过IP 网络，应用一对多应用程序实现多媒体数据的传送进行了定义。从体系结构层面来说，RTP 与RTCP 要位于RTSP 之上，通过运用RTP 与RTCP 实现数据传输。在与HTTP 比较中可以获知，RTSP 一般对多媒体数据进行传送，并不是HTML。在使用RTSP 过程中，客户机与服务器都可以发出请求，但是HTTP 确实通过客户机来发出请求，再由服务器对其进行响应。

3.3.3 RSVP 资源预订协议

从网络延时方面来看，音视频数据流要比数据业务更加敏感，而如何通过网络传输质量较高的音视频信息，不仅是带宽所提出的要求，同时还需要具备其他条件。RSVP 正处于开发中，是一种Internet 资源预订协议，它通过预留出一些带宽，在某种程度上能够为流媒体提供QoS。

3.3.4 SDP 会话描述协议

SDP 是一种能够进行会话描述的协议，这种会话描述协议并非传输协议，更不存在于媒体的编解码内。它是在可以在不同传输协议之间，提供消息传递服务的一种通知协议，其以处理多媒体会话通知以及邀请与媒体会话的其他初始化工作为主要目的。

4 移动流媒体业务与制约因素

移动流媒体技术业务主要分为业务提供与业务使用两个主要部分。其中业务提供指的是对于不同类型与标准的移动流媒体格式文件，移动流媒体业务系统可以进行处理工作，能够满足不同用户的不同需求，并为其提供个性化的点播、直播与广播服务。所谓业务使用主要需要从内容发现与业务使用这两方面内容的基本过程来分析。其中内容发现用户使用的可以为移动流媒体业务提供支持的手机以及其他移动终端，能够访问移动流媒体业务门户网站，在充分发挥自身的浏览页面、进行分类查找以及直接搜索等功能后，最终发现移动流媒体内容的一个完整过程。而业务使用则指用户在搜索到移动流媒体内容后深入应用移动流媒体义务的过程，主要包括在线播放、下载与播放移动流媒体内容与收看实时移动流媒体广播服务等。

众所周知，移动流媒体业务正处于起步阶段，当前在技术与运营方面存在一些亟待解决的问题。用户终端由于受到带宽、时延、抖动与误码率等的限制，不利于提升移动流媒体业务水平，导致发展用户比较困难。从移动流媒体业务未来发展情况来看，不同运营商之间互通困难是其高速发展的主要障碍。从终端的角度来看，手机终端在提供移动流媒体服务过程中，既需要语音芯片，又需要可以对视频进行处理的芯片，而要想提升手机视频的普及程度，价格因素是一个主要瓶颈。从网络技术层面来分析，在所有移动流媒体业务之中，手机、电视等流媒体业务对于网络宽带有着更高要求。虽然我国移动运营商可以提供以2.5G 为基础的手机电视等流媒体业务，但是由于受到网络带宽限制，图像与声音效果都尚未达到令人满意的效果，用户可以应用的流媒体业务种类还比较有限。

5 移动视频传输现状与解决办法

对于移动网络上的视频服务来说，其性能主要受到以下几种因素影响。

（1）受到信道带宽影响，当前的无线网络信道带宽通常都小于64Kbps，而在视频传输过程中，要想保证终端图像可以清晰、流畅地显示出来，则每秒12 帧为最低要求。由此可见，在带宽资源比较有限的情况下，要想有效提升可接受视频服务水平，需要从以下两个方面开展，一方面是提升编码效率，加强压缩比；另一方面则应从提升传输效率方面着手，通过码率控制与分组打包算法，不断提升视频传输吞吐量。

（2）在信道QoS 上，无线信道所具有的特点使得传输容易出现误差，同时视频数据所具有的高压缩比对于差错极为敏感，因此，需要制定出有效的容错措施来提升视频图像质量。

（3）从移动视频服务性能方面来说，信道编码机制、传输时隙数等对其有着重要影响。然而对于移动终端的时隙数目与信道编码机制等因素，在很多时候我们无法做好有效改变，因此，要想不断提升视频传输质量，为用户提供比较满意的传输服务，在进行设计过程中，需要从RTP 打包策略进行，有利于更好地解决视频传输中所存在的质量问题，并且这种方法也取得了一定的效果。

在传输前对压缩的视频流进行分组具有很多优势：（1）对网络带宽进行了有效利用。净载荷的业务类型通常由各个分组头中的类型域多种数据内容进行标志，因为解包器能够从不同类型角度出发，进行快速分组，从而促使多种数据流能够进行复用传输，因此，可以有效提升带宽利用效率，同时还可以依据不同网络类型与网络状况来进行恰当分组，以此实现传输效率的有效提升；（2）提升了视频对差错的鲁棒性。由于应用分组，这就促使误码与信息丢失所带来的影响只是存在于单一分组之中，在随后进行的无差错分组过程中，视频解码器能够开启恢复同步功能；（3）促使编解码器实现动态交互，有效调整码率与差错即指，最终实现视频质量的有效提升。

对于传统的RTP 来说，由其分组大小的丢包率所决定，比较容易实现，但是未能与新的视频压缩算法与容错技术有效结合在一起。以视频内容为基础的分组机制，是以MPEG-4 为基础而提出来的，其与MPEG-4 中面向对象的思想可以有效融合在一起，这也是未来视频传输与压缩的研究方向。

6 结语

总而言之，随着科技日新月异，技术不断进步与市场日益成熟，移动流媒体技术随着市场需求而不断进行创新，一大批新技术与新业务将纷纷涌现。从用户实际需求来分析，未来的移动流媒体市场规模相当可观，具有一定的商业潜力。在手机等移动终端产品功能进一步提升的基础上，移动流媒体技术将会为人们提供更丰富、更优质的声音、视频体验，简言之，移动流媒体技术未来发展前景极其广阔。