基于流媒體技術的教學錄像傳輸的設計與實現(xiàn)

作者：中州期刊來源：轉載日期：2014-01-19人氣：1295

1流媒體集成的關鍵技術

SMIL最主要的功能是把多個媒體對象組合在一起，形成多媒體文件組,其解決媒體播放的基本思想是依據舞臺的形式展現(xiàn)多媒體內容，所采用的媒體集成方法是通過媒體標記進行媒體文件的關聯(lián)性組合。實現(xiàn)流媒體集成的關鍵技術主要包括關聯(lián)媒體文件、設置流媒體的組合方式和帶寬分配策略、時間線規(guī)劃、播放布局設置等[39[。

1）關聯(lián)媒體文件。

在SMIL文件的正文部分，用媒體標記將相關媒體文件引入SMIL文件中，同時通過設置標記屬性，描述媒體文件的文件格式和所處的位置，以及媒體文件在SMIL文件中的其他行為。

2）設置流媒體的組合播放方式和帶寬分配策略。

在SMIL中，可以用<seq>和</seq>組合標記實現(xiàn)媒體文件的順序播放，用<par>和</par>組合標記實現(xiàn)媒體文件的同步組合播放，同時兩種組合標記還可以進行嵌套組合。

需要注意的是，在媒體服務器發(fā)布每一個流媒體文件時，都會占用一定的傳輸帶寬,這個帶寬的具體數值是在創(chuàng)建媒體文件時預先設定好的，發(fā)布同步播放組合時所占用的傳輸帶寬，就是組合中所有媒體文件的傳輸帶寬的總和[40]。為了保證同步效果以及整個多媒體文件傳輸順利和播放平滑，帶寬的總和不應超過用戶和服務器連接的最大傳輸帶寬，否則就會產生帶寬“瓶頸”。因此，在組合同步播放文件時，要盡量將高帶寬文件和低帶寬文件組合在一起。在流媒體播放的開始階段，先播放低帶寬的媒體文件,在它們播放的同時，播放器可以利用多余的網絡帶寬預先傳送后面將要播放的高帶寬消耗的數據。這種“幕后傳輸”的播放組合方式，可以使用戶端的播放器預先存儲足夠多的數據以保證后續(xù)播放的平滑性。

3）規(guī)劃SMIL文件的時間線。

作為網絡多媒體文件，SMIL文件應該具有一個播放時間的順序表，以規(guī)定一個所關聯(lián)的媒體對象或是媒體文件組合在什么時候播放，播放多長時間，這個媒體文件的播放時間計劃就稱為流媒體的時間線。合理計劃流媒體的時間線可以有助于合理使用用戶的連接帶寬，避免播放遲滯和“再預置”現(xiàn)象的出現(xiàn)[41]。

4）設置媒體播放的窗口布局。

通常在SMIL文件的頭部，通過<layout>和</layout>標記設置窗口布局；在這個layout標記群內，通過<root-layout/>標記定義底層區(qū)域，即播放器的主窗口的大小；在定義了底層區(qū)域后，再通過<region/>標記定義每一個播放區(qū)域的大小和位置。在SMIL文件的正文部分，通過定義相關標記的region屬性，在各播放區(qū)域中放置相應的可視媒體對象。

另外，在復雜的流媒體播放應用中，可能需要建立動態(tài)或重疊的播放區(qū)域，這可以通過SMIL的<region>標記的z-index參數實現(xiàn)。

2依據條件選擇播放內容的方法實現(xiàn)

精品資源共享課程制作的目的是為了面向廣大學生和教師，必然要面臨網絡環(huán)境不同的問題。在實際的網絡教學過程中，點播實時性要求高，數據吞吐量高、點播學生數多，客戶連接請求數目大且網絡狀況良莠不齊，要解決這個問題，一般有兩種方法：一種方法是事先在服務器上存放該數據源的多個不同比特率的版本，服務器能自動探測出用戶的網絡連接情況，并為其選擇一個最合適的版本傳輸給用戶，即根據用戶不同的帶寬自動選擇播放相適應的課件版本；也可以讓服務器只維護一個壓縮版本，但能在網絡擁塞時只傳輸編碼數據的關鍵部分，而使用戶能維持相對穩(wěn)定的播放效果。這兩種方法也可以一起使用。

集成了SMIL智能流（surestream）技術的播放器可以自動檢測出用戶的連接速度，然后同服務器“協(xié)商”，要求傳輸并播放相應版本的VOD文件。使用選擇標記<switch>和<／switch>，可以在SMIL文件中定義選擇項，媒體播放器會根據所定義的播放條件是否滿足客戶端的系統(tǒng)設置來選擇播放內容。

需要注意的是，在排列具有帶寬條件的選擇項時，必須按照帶寬值從高到低排列。因為媒體播放器在處理<switch>組合時，是依次衡量選擇項的，一旦找到符合條件的選擇項，就開始播放其中的內容，而不再顧及排列在后面的選擇項了。

另外，為了使精品課程滿足更多的需求，我們可以為課程準備不同語言的版本，當<switch>組合中選擇項的條件屬性為system-language時，媒體播放器就會根據客戶端系統(tǒng)所設置的系統(tǒng)語言來確定所播放的媒體對象，客戶端的系統(tǒng)語言可以從媒體播放器的設置中找到。

3視頻/音頻、導航區(qū)的標題與電子講稿四者的同步技術及實現(xiàn)方法

在流媒體課件點播中，最主要的是媒體間同步，媒體間同步反映了各不同媒體對象之間的同步關系，要進行數據傳輸，必須要把圖像、語音、文字等多媒體信息轉換成數據流形式，在播放連續(xù)的媒體流時，要求各數據流之間的時序關系得到精確的重現(xiàn)。但目前普通的流媒體解決方案，通常只考慮至多只有一個音頻流、一個視頻流，或者再包括一個腳本流的情況。而在網絡教學中，需要同時播放更多流媒體，一個典型的基于網絡的授課環(huán)境，需要在播放教師的聲音（音頻流）的同時，顯示教師的講義和演示流（以視頻流的方式傳輸和播放，這里統(tǒng)稱為講義流)的同時，還要顯示教師的影像（視頻流）。為了實現(xiàn)媒體間同步，我們可以采用SMIL語言來實現(xiàn)視頻/音頻、導航區(qū)的標題與電子講稿三者的同步。具體實現(xiàn)同步框架結構的代碼如下：

<smil>

<head>

<root-layout width=”600” height=”500” background-color=”black”/>

</layout>

</head>

<body>

<par>

</par>

</body>

</smil>

其中頭部定義了播放窗口及窗口內的區(qū)域劃分，<root-layout>定義了播放器主窗口的大小，<region>定義了各區(qū)域的id、位置及尺寸。由代碼可知，將播放窗口劃分為三個區(qū)域，左上角是播放器視頻顯示區(qū)域video_region，左下角是導航標題區(qū)域 syllabus_region，右側是文本顯示區(qū)域text_region。這樣在text.rt文件中通過對時間代碼的設定<time begin=“起始時間”end=“結束時間”/>，即可實現(xiàn)右側文本文件與左上角的視頻同步。在syllabus.rt文件中，通過<a href =”command:seek(time)” target=”_player”>導航區(qū)的標題</a>指令語句，可指示RealPlayer 跳轉到當前RealText文件時間線上的某一時間點開始播放，從而實現(xiàn)左下角的導航區(qū)標題與右側RealText文件同步。

4流媒體技術應用在精品課程教學網站中的實現(xiàn)流程

制作教學網站素材——流媒體資源的流程如下：

1) 拍攝影片或是錄制聲音；

2) 使用計算機采集影片或聲音；

3) 使用編輯軟件編輯影片和聲音文件（如使用會聲會影、primere、GoldWave等軟件）；

4) 使用流媒體編碼器對音頻、視頻進行壓縮編碼，轉換成適合網絡傳輸的流媒體格式文件；

5) 使用SMIL技術把純視頻流媒體文件與流式文本文件組合成一個流媒體組合文件——SMIL文件，使整個流媒體文件最終具有同步說明與強大交互功能；

6) 制作網頁來鏈接編輯好的流媒體文件。

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