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【摘要】网络技术、计算机技术和多媒体技术相互融合的出现，使音频和数据通信同时集成到以IP协议为基础的Internet上来。IP网络相关的一些新型服务质量保证机制走向了实用化，出现诸如视频会议、视频点播、可视这些应用系统为大家提供了更加丰富多彩的网络服务环境。
IP网络视频点播应用经过几年的发展，在技术上己经取得了很大的突破。在视频点播的新技术、新方法的研究过程中，了解和掌握目前视频点播系统的应用技术是十分必要的。在实际应用中，通过掌握视频点播系统的一般原理，进一步对系统的实现机制进行分析，进而掌握了目前视频点播系统的前沿技术和其实现方法。
本文的分析了系统的主要功能以及该系统视频服务器和点播客户的实现机制，最后对系统应用和实验的结果进行了总结。
一、IP网络视频点播系统的结构
IP网视频点播系统包括三个主要的部分：视频服务器、高速多媒体传输网络、点播客户。
视频服务器接收用户的请求，并随时把要求的视频流实时地传送给用户，同时提供视频库的管理功能。点播客户部分直接为用户服务，提供视频流的播放、暂停、快进及快退功能。传输网提供传输连续视频流的充足带宽，并满足实时和延迟特性。视频点播系统的总体结构采用Client/Server模式，如图2.1所示。
1.视频服务器结构
从功能角度划分，视频服务器的结构包括两个方而.一方面是实现视频的实况采集、流化、存储这一部分是IP网视频点播系统的附加功能，通过这一功能，用户可实现远程教学和视频监控。
另一方面是实际的视频点播功能，它负责响应用户的点播请求，从视频库检索用户所需的视频客件，经过流化。发送到客户端。服务器的功能结构如图2.2。
2.点播客户的功能结构
视频点播系统的点播客户直接为用户提供点播服务，日前IP网络的视频点播客户应用具有两种情况，一种情况是视频点播客户软件独立执行，独立客户软件安装到PC机，在功能上相当于一个多媒体播放机，提供视频的播放、快进、快退和暂停功能。有时视频点播系统需要与Web相结合，基于Web提供视频点播及其它多媒体信息服务，一些视频点播系统通过OCX控件将客户端嵌入到Web中。另外，视频点播系统中传输的视频是经过压缩之后传输的，所以视频点播客户软件需要具有对相应文件的解压缩功能。其功能结构如图23。
3.IP网络视频点播系统的协议栈结构
IP网络视频点播系统是基于使用IP协议作为互连协议的计算机网络，它与传统的计算机网络没有本质区别。Intemet的快速发展以及它显示出来的巨大的优越性，使得不仅IP为基础的应用快速发展，传统的数据通信甚至话音、视频也在转向使用IP网。这就出现了Everything on IP的局面。同时IP协议所能构架于之上的基础网的带宽飞速发展，从开始的64KD DN专线到2MD DN专线，到今天的IPo verA TM，I Po verS DH.传输速率可达到155M，622M，2AG，ITbps。一些新的为连续媒体传输服务的协议如实时传输协议RTP，资源预留协议（RSVP）、实时传输流化协议（RTSP）的产生为IP网络上传输多媒体信息提供更大的可能性。
由于视频、音频等连续媒体对实时性要求较高，并且能够容忍在一定程度上的数据丢失，所以在网络的传输层使用UDP协议传送视、音频数据。传统视频点播系统的协议栈结构如图2.4所示。
二、视频点播系统的功能
视频点播系统在提供一般的视频点播服务的同时，在原有功能的基础上，不断扩充，目前一般的视频点播系统具备下列功能：
1）Web嵌入：在Internet网上，Web被称为当前最为流行的信息服务是当之无愧的，也正是Web这种信息服务形式使Internet得到广泛的普及，IP网上的视频点播系统如果能够与它结合起来，无疑会扩展系统的应用范围，提高系统的便利性，VOD系统设计者和开发者们正是出于这个目的开发了视频点播的客户端嵌入Web浏览器的功能。这样通过超链接，客户就可以进行网上的视频点播。
2）视频的流化：视频的流化是相对于传统的“下载一回放”（Download-Playback）方式而言的一种新的从Internet上获取音频和视频等连续媒体数据的方式，这种方式支持多媒体数据流的实时传输和实时播放。即服务器端向客户端发送稳定的和连续的多媒体流，客户机则一边接收数据一边以一个稳定的流回放，而不是等数据全部下载完后才播放。
3）实况功能：视频点播系统具有的另一项功能是实况功能，服务器端进行实时的视频采集后，通过压缩、流化，然后组播到客户端组。这个功能被用于实时监控和远程教学中。例如，视频点播用于远程教学情况下，通过实况功能，学生可以在不同的地方同时看到某一地方的教师课程。
4）IP视频组播：目前有些视频点播系统提供多点视频组播功能，通过这种功能，视频服务器可以将实时采集来的视频信息通过单一流发送给多个客户端点，而只占用一个流的带宽。
5）视频的分层存储：视频点播系统中，视频信息量非常大，这样就使得视频库的存取也成为视频点播系统的瓶颈之一，尤其是视频服务器同时为多个视频点播终端进行服务时尤为明显，为了解决这个问题，一些视频点播系统提供了一种分层存储的方法，通过分层存储方法，在提取被点播的视频时，系统可以同时检索视频文件的不同部分，提高了存储速度。
6）分层编码：传统的单一速率的发送方式不能满足多点播送的应用要求。为了解决多点播送和多用户点播中主机的带宽异构问题，一些视频点播系统引入了视频分层编码技术。分层编码是将编码数据分成几层，侮层对应于分辨率从低到高的不同信息。解码器根据网络带宽能力或应用的不同，选择其中的一层或儿层进行解码，从而重建不同分辨率的图象。
在软件的测试中，我发现目前视频点播系统的主要问题在于视频传输过程中服务质量的保证上，如何使视频流的传输在任何条件下保证连续是视频点播系统应用和开发急需解决的关键问题。
参考文献
[1]阮遂.基于IP多播实现视频点播[J].电信科学,1999,60.
[2]傅锡大等.基于WEB的视频点播系统[J].重庆邮电学院学报.
[3]查辉等.实时流化协议RTSP的研究和实现[J].计算机工程与应用,1999(3).
IP网络视频点播应用经过几年的发展，在技术上己经取得了很大的突破。在视频点播的新技术、新方法的研究过程中，了解和掌握目前视频点播系统的应用技术是十分必要的。在实际应用中，通过掌握视频点播系统的一般原理，进一步对系统的实现机制进行分析，进而掌握了目前视频点播系统的前沿技术和其实现方法。
本文的分析了系统的主要功能以及该系统视频服务器和点播客户的实现机制，最后对系统应用和实验的结果进行了总结。
一、IP网络视频点播系统的结构
IP网视频点播系统包括三个主要的部分：视频服务器、高速多媒体传输网络、点播客户。
视频服务器接收用户的请求，并随时把要求的视频流实时地传送给用户，同时提供视频库的管理功能。点播客户部分直接为用户服务，提供视频流的播放、暂停、快进及快退功能。传输网提供传输连续视频流的充足带宽，并满足实时和延迟特性。视频点播系统的总体结构采用Client/Server模式，如图2.1所示。
1.视频服务器结构
从功能角度划分，视频服务器的结构包括两个方而.一方面是实现视频的实况采集、流化、存储这一部分是IP网视频点播系统的附加功能，通过这一功能，用户可实现远程教学和视频监控。
另一方面是实际的视频点播功能，它负责响应用户的点播请求，从视频库检索用户所需的视频客件，经过流化。发送到客户端。服务器的功能结构如图2.2。
2.点播客户的功能结构
视频点播系统的点播客户直接为用户提供点播服务，日前IP网络的视频点播客户应用具有两种情况，一种情况是视频点播客户软件独立执行，独立客户软件安装到PC机，在功能上相当于一个多媒体播放机，提供视频的播放、快进、快退和暂停功能。有时视频点播系统需要与Web相结合，基于Web提供视频点播及其它多媒体信息服务，一些视频点播系统通过OCX控件将客户端嵌入到Web中。另外，视频点播系统中传输的视频是经过压缩之后传输的，所以视频点播客户软件需要具有对相应文件的解压缩功能。其功能结构如图23。
3.IP网络视频点播系统的协议栈结构
IP网络视频点播系统是基于使用IP协议作为互连协议的计算机网络，它与传统的计算机网络没有本质区别。Intemet的快速发展以及它显示出来的巨大的优越性，使得不仅IP为基础的应用快速发展，传统的数据通信甚至话音、视频也在转向使用IP网。这就出现了Everything on IP的局面。同时IP协议所能构架于之上的基础网的带宽飞速发展，从开始的64KD DN专线到2MD DN专线，到今天的IPo verA TM，I Po verS DH.传输速率可达到155M，622M，2AG，ITbps。一些新的为连续媒体传输服务的协议如实时传输协议RTP，资源预留协议（RSVP）、实时传输流化协议（RTSP）的产生为IP网络上传输多媒体信息提供更大的可能性。
由于视频、音频等连续媒体对实时性要求较高，并且能够容忍在一定程度上的数据丢失，所以在网络的传输层使用UDP协议传送视、音频数据。传统视频点播系统的协议栈结构如图2.4所示。
二、视频点播系统的功能
视频点播系统在提供一般的视频点播服务的同时，在原有功能的基础上，不断扩充，目前一般的视频点播系统具备下列功能：
1）Web嵌入：在Internet网上，Web被称为当前最为流行的信息服务是当之无愧的，也正是Web这种信息服务形式使Internet得到广泛的普及，IP网上的视频点播系统如果能够与它结合起来，无疑会扩展系统的应用范围，提高系统的便利性，VOD系统设计者和开发者们正是出于这个目的开发了视频点播的客户端嵌入Web浏览器的功能。这样通过超链接，客户就可以进行网上的视频点播。
2）视频的流化：视频的流化是相对于传统的“下载一回放”（Download-Playback）方式而言的一种新的从Internet上获取音频和视频等连续媒体数据的方式，这种方式支持多媒体数据流的实时传输和实时播放。即服务器端向客户端发送稳定的和连续的多媒体流，客户机则一边接收数据一边以一个稳定的流回放，而不是等数据全部下载完后才播放。
3）实况功能：视频点播系统具有的另一项功能是实况功能，服务器端进行实时的视频采集后，通过压缩、流化，然后组播到客户端组。这个功能被用于实时监控和远程教学中。例如，视频点播用于远程教学情况下，通过实况功能，学生可以在不同的地方同时看到某一地方的教师课程。
4）IP视频组播：目前有些视频点播系统提供多点视频组播功能，通过这种功能，视频服务器可以将实时采集来的视频信息通过单一流发送给多个客户端点，而只占用一个流的带宽。
5）视频的分层存储：视频点播系统中，视频信息量非常大，这样就使得视频库的存取也成为视频点播系统的瓶颈之一，尤其是视频服务器同时为多个视频点播终端进行服务时尤为明显，为了解决这个问题，一些视频点播系统提供了一种分层存储的方法，通过分层存储方法，在提取被点播的视频时，系统可以同时检索视频文件的不同部分，提高了存储速度。
6）分层编码：传统的单一速率的发送方式不能满足多点播送的应用要求。为了解决多点播送和多用户点播中主机的带宽异构问题，一些视频点播系统引入了视频分层编码技术。分层编码是将编码数据分成几层，侮层对应于分辨率从低到高的不同信息。解码器根据网络带宽能力或应用的不同，选择其中的一层或儿层进行解码，从而重建不同分辨率的图象。
在软件的测试中，我发现目前视频点播系统的主要问题在于视频传输过程中服务质量的保证上，如何使视频流的传输在任何条件下保证连续是视频点播系统应用和开发急需解决的关键问题。
参考文献
[1]阮遂.基于IP多播实现视频点播[J].电信科学,1999,60.
[2]傅锡大等.基于WEB的视频点播系统[J].重庆邮电学院学报.
[3]查辉等.实时流化协议RTSP的研究和实现[J].计算机工程与应用,1999(3).