【ACCESS精品源码栏目提醒】:网学会员鉴于大家对ACCESS精品源码十分关注,论文会员在此为大家搜集整理了“嵌入式网页流媒体视频点播系统 - 基础科学”一文,供大家参考学习
华中科技大学 硕士学位论文嵌入式网页流媒体视频点播系统 别:硕士 专业:软件工程 指导教师:黄立群 20061024 华中科技大学硕士学位论文 摘要 随着网络技术的蓬勃发展,主干网和接入网速率不断提高,为各种宽带应用提供了必需的硬件基础设施,越来越多的人愿意交互式地观看音视频节目,为视频点播技术的发展创造了良好的条件。
但是由于通常多媒体文件要比其他类型的文件大,加上网络带宽的限制,使得用户在观看前需要等待的时问过长。
为此,用户需要一种突破带宽限制的新的信息传输方式,于是流媒体技术应运而生。
基于华冠公司的一套流媒体视频广告点播系统对流媒体这一传播技术进行了深入研究,通过对其特点,技术原理,应用领域和发展前景的分析,总结出了流媒体相对于其他视频传播技术的优势所在,通过运用流媒体技术解决了视频点播的瓶颈问题。
通过对JSP技术的研究,系统采用JSP作为开发技术,利用它的特点和Web开发上的优点提高系统的性能。
在系统的开发过程中利用这一技术研究并实现了系统的搜索引擎,系统用户的注册登陆和文件的远程上传等功能,在实现过程中利用常用功能的封装优化了代码。
利用第三方控件日pAetiveX控件,实现了在JSP环境下的网页视频播放功能即网页嵌入式播放方式,利用这种播放方式为用户提供了一个统一的友好界面,达到对视频点播系统的进一步优化。
通过对以上技术的研究与应用,实现了流媒体视频点播系统。
最后通过对系统的功能测试分析验证了流媒体技术,JSP技术以及网页嵌入式对视频点播的支持和优化。
关键词:视频点播,流媒体,JSP, 网页嵌入式 华中科技大学硕士学位论文 Abstract With the fast development of the Web technology,the bandwidth of the network.bothbone network and the local
access network,is becoming larger and larger,which providenecessary in frastrueture for broadband applications.More and more people prefer to aCCeSSinformation interactively.All of these create excellent condition for tIle development of theVOD technology. Video on demand,with the Video Server storing the video programs and othermultimedia information,provides the clients with interactive video涮-vice through thetransmission network and Consumer Premises Equipment.The problem of the traditionalquomodo of video transmitting is that because the size of media file is usually larger thanother,and adding the limit of the network brandwidth,makes the clients waiting to longbefore the playing.So what the clients need is a new quomodo of video transmitting whichcall break through the limit of the brandwidth that just is the Streaming Media.It Cantransmit and play media files continuously,dispense with the waiting for the whole filedownloading. This technology WaS investigated and how to realize a Streaming Media VOD systemusing the JSP program language WaS also investigated.It enhanced the capability of thesystem for the superiority On Web application of the JSP.At the same time,it optimize thesystem to embed the mediaplayer into the Web.it provides a uniform friendly interface forthe media playing.How to make an Embedded Web Streaming Media Vod System cometrue iS researched here.Keywords:Video On Demand,Streaming Media,JSP,Web Embedded II 』Y)0176t.6 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名: 如磊 日期:1,卵6年归月了1日 I 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密口, . 在——年解密后适用本授权书。
本论文属于 / 不保密日。
(请在以上方框内打“4”) 学位论文作者签名:幺)知 指剥币签煮≥评 日期:妒。
5年J口月、7日 日物f年c口月刁日 华中科技大学硕士学位论文 1绪论 随着因特网只益普及,网络上传输的资料已不仅仅限于文字和图形。
声音和影视的传播给广大网民带来了新的享受。
在此情况下世界各地传统影视的媒体纷纷加入到因特网领域中,使自身的传播方式得到了扩充。
面对因特网有限的带宽和拥挤的拨号网络,实现窄带网络的视、.音频传输最好的解决方案就是流媒体的传输方式。
采用这种流媒体技术可以提供视频点播、音频点播、MTV播放、音乐会播放、音乐欣赏等服务。
目前流媒体技术广泛应用于互联网多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、网络电台和实时视频会议等互联网的信息服务的方方面面。
流媒体技术的应用对网络信息交流带来了很大的变化,对人们的工作和生活也将产生深远的影响【1l。
目前网络上已经出现了基于各种语言的视频点播系统,如ASP,PHP等,它们有各自的优点,同时也存在着一定的缺陷。
本文应用的JSP技术是一种服务器端HTML嵌入JAVA’代码的脚本语言,本文将详细介绍这种语言与其他语言的区别以及在实现视频点播系统上使用的优点。
本文是以武汉市华冠信息公司的多媒体广告业务平台为实例,探讨和研究基于JSP和流媒体技术在Web中嵌入视频播放器的VOD点播系统。
1.1论文的研究背景1.1.1视频点播技术的发展现状 随着信息时代的到来和人们生活水平的不断提高,人们不再满足于只是被动地接收电视台预先编排好的固定节目,而是希望根据自己的需求来获取影视节日、社会服务信息等视频服务。
视频点播业务正是为适应这种需要应运而生的。
视频点播系统(Video.On—Demand,简称VOD)也称为交互式视频点播系统,即由学习者根据用户需要自主选择视频节目的交互式系统。
视频点播系统的出现源于人们对广播电视的更高要求,其本质是信息的使用者根据自己的需求主动获得多媒体信息,它区别于信息发布的最大不 华中科技大学硕士学位论文同为:主动性和选择性。
从某种意义上说,这是信息的接受者根据自身需要进行自我完善和自我发展的方式。
就其本质看来,与传统的人们获得多媒体信息的方式相比,信息使用者创造性地获得了接受信息的主动性和选择性。
视频点播业务具有使单个观众对大范围的影片、视频节目、游戏、信息以及其他服务进行几乎即时访问的潜力。
人们使用VOD业务不但如同到本地商店租用录像带在自己的录像机上看节目一样方便,并且VOD向用户提供的服务远远超过普通录像带的内容。
随着网络、有线电视、卫星电视等技术的不断发展,视频点播技术的载体也多种多样。
通过宽带互联网,人们可以对网上丰富的影视、音乐节El进行实时的点播观看或收听。
有线电视技术的成熟及其先天就有的带宽优势使我们很容易在现有有线网络的基础上进行改造,实现信息的双向流动,从而实现对节目库影视资料的有偿点播。
与此同时基于卫星数字电视广播的视频点播系统也进入了我们的生活口】。
随着宽带数据网的建设以及有线电视设备和技术的发展,视频点播技术离我们更近了,但什么时候能够得到普及性的应用,还需要我们大家的共同努力。
1.I.2视频点播的特点 (1)上下行流量的不对称性 对于大多数双向通信系统来说,在信息通路两个方向上的信息流量是对称的。
VOD采用不对称的双向传输网络将信息提供者与用户连接起来,用户上行的信息是窄带的控制信息,而由前端到用户的下行信道则是占较大带宽的视音频信息。
(2)点播内容和点播时间的集中性 对于VOD系统的用户,点播的信息内容往往集中在信息中的很小一部分,同时用户点播信息的时间也往往集中在一天中的某一时间段。
这正是造成点播节目流量突发的根本原因。
(3)视音频发送以及重现的实时性 VOD系统的信息发送以及重现的实时性与同步要求都较其他信息检索系统高,特别是对视音频信息的点播必须保证视频媒体和音频媒体内部的自同步以及媒体间的同步,这对系统的延时及抖动特性均提出了较高的要求〔51。
华中科技大学硕士学位论文1.13嵌入式Web流媒体视频点播系统的实现分析 目前网络上出现了很多视频点播系统,其设计语言也是各有不同,其中以ASP和PHP居多。
在分析了各种语言在实现视频点播系统上的优劣后,本系统决定选用JSP为开发语言,其优点将在后面的内容中进行介绍。
在视频传播方面采用现在流行的流媒体技术。
在播放方式上选择在Web中嵌入视频播放器的方式以此来进一步的为用户提供便利。
本系统的重点是利用JSP在Web开发上的优势使其在运行速度、安全性、扩展性等方面都有好的表现。
1.2本论文的主要研究内容 本论文的研究内容主要有以下4个方面: (1)流媒体技术的研究与应用; (2)JSP技术的研究与应用; (3)利用第三方控件实现Web嵌入式播放的研究与应用 (4)视频点播系统。
1.3本论文的研究目的和意义 随着Internet技术的发展与广泛应用,流媒体技术的发展表现出了强大的动力,其应用遍及互联网信息服务的方方面面,对网络信息交流带来了很大的变化,对人们的工作和生活也将产生深远的影响。
视频点播(VOD)技术是当代信息,尤其是通信网络技术、多媒体技术和计算机技术发展的产物,是一项崭新的信息服务技术。
VOD与普通电视不同之处在于观众不再是被动的观看电视台安排的节目,而是主动的点播自己所需要的节目。
因此,VOD大大增加了用户在信息服务提供中的主动性。
VOD具有广阔的应用领域,比如电视台数字化制作播出管理系统、节目查询和节目制作等。
但有一个困难阻碍了VOD技术的发展,那就是音视频数据量庞大。
这样服务器端不仅需要大量的存储系统同时数据传输的负荷 华中科技大学硕士学位论文也很大,导致服务器无法进行大规模的点播。
随着流媒体技术的出现,在视频点播方面我们可以放弃局域网而使用Intemet来实现了。
由于流媒体经过了特殊的压缩编码,使得它很适合在互联网上传输。
客户端采用浏览器方式进行点播,基本不需要维护。
因此将流媒体技术应用到视频点播中束使得这个困难迎刃而解。
本论文正是通过一个武汉市华冠信息公司的多媒体广告业务平台为实例,探讨和研究了这两种技术结合所带来的益处,同时采用JSP作为开发语言,并尝试将播放器嵌入Web,以此来使得视频点播系统的性能得到进一步的提升。
1.4本论文的组织 本文以第一章为绪论,介绍了文章的研究背景、研究内容和目的以及本文的组织形式。
第二章综述了实现这个流媒体平台所用到的核心技术,对流媒体、JSP和嵌入式Web播放这三个关键技术做了深入分析,分别阐述了它们的概念以及在实现流媒体视频点播上使用的优点。
第三章给出了视频点播系统,第四章中详细研究了如何在JSP环境下实现将播放器嵌入Web中,第五章是对全文的总结。
4 华中科技大学硕士学位论文 2应用技术分析2.1流媒体技术分析2.1.1流媒体的概念 流媒体(Streaming Media)是指在网络中使用流式传播技术的连续时基媒体。
所谓的流式传播技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上,让用户边下载边观看、收听。
而无需等整个压缩文件下载到自己的机器上后才可以观看的网络传输技术141。
流技术先在用户端的电脑上创造一个缓冲区,于播放前预先下载一段资料作为缓冲,当网络实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时,播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料,以避免播放的中断,也使得播放品质得以维持151。
流媒体数据流具有三个特点:连续性、实时性和时序性,即其数据流具有严格的前后时序关系161。
实现流式传输有两种方法:顺序流式传输(Progressive streaming)和实时流式传输(Realtime streaming)F〕o 顺序流式传输:顺序流式传输是顺序下载,用户只能观看已下载的那部分。
在不需要其他特殊协议的情况下,标准的HTTP服务器可完成相应的工作,因此,这种传输方式经常被称作HrrP流式传输。
顺序流式传输的优点是播放质量高,传输途中无损耗,比较适合高质量的短片段,如片头、片尾和广告等。
但在播放观看前,必须经历延迟,对较慢的连接尤其如此。
顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频,也不支持现场广播。
实时流式传输:实时流式传输指保证媒体信号带宽与网络连接匹配,使媒体可被实时观看到的媒体传输方式。
实时流式传输特别适合实况转播,支持随机访问。
用户可以像使用录像机那样用快进键或后退键重复观看前面或后面的内容。
实时流式传输与HTTP流式传输不同,实时流式传输需要特定服务器,如Quick’rime Streaming Server、RealServer与Windows Media Server。
实时流式传输还需要特殊网络协议,如:RTSP (Realtime Streaming Protoc01)或MMS(Microsofl Media Server)嗍。
华中科技大学硕士学位论文2.1.2流媒体的技术原理 流式传输的实现需要缓存。
因为Intemet以包传输为基础进行断续的异步传输,对一个实时A/V源或存储的A,v文件,在传输中它们要被分解为许多包。
由于网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等,甚至先发的数据包还有可能后到。
为此,使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,从而使媒体数据能连续输出,而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。
通常高速缓存所需容量并不大,因为高速缓存使用环形链表结构束存储数据:通过丢弃已经播放的内容,流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。
流式传输的实现需要合适的传输协议。
由于TCP需要较多的开销,故不太适合传输实时数据。
在流式传输的实现方案中,一般采用HTTP/TCP束传输控制信息,而用RTP/UDP束传输实时声音数据19】。
流式传输的过程一般是这样的:用户选择某一流媒体服务后,Web浏览器与web服务器之间使用HTrP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来;然后客户机上的Web浏览器启动A~Helper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。
这些参数可能包括目录信息、A/v数据的编码类型或与A/v检索相关的服务器地址;A/V Helper程序及A/V服务器运行实时流控制协议(RTSP),以交换A/V传输所需的控制信息。
RTSP提供了操纵播放、快进、侠倒、暂停及录制等命令的方法;A/v服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/v客户程序(一般可认为客户程序等同于Helper程序),一旦A,V数据抵达客户端,A/V客户程序即可播放输出。
在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系,是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/V Helper程序所在客户机的目的地址【lOl。
2.13影响流媒体的关键因素 流媒体系统中,影响流媒体播放质量的3个最关键的因素是:编码和压缩的性能与效率、媒体服务器的性能、媒体流传输的质量控制【lI】。
流媒体系统中的编码用于创建、捕捉和编辑多媒体数据,形成流媒体格式112l。
影 6 华中科技大学硕士学位论文响音/视频流的编码性能的因素很多:首先是编码效率,要求在保证一定音/视频质量的前提下,媒体流的码流速率尽量低,以达到压缩流媒体文件的目的。
其次是编码的冗余性和可靠性,与普通多媒体文件压缩/编码不同的是,流媒体文件需要在网络上实时传输,因此必须考虑传输中数据丢失对解码质量的影响。
在Interact环境下,最典型的方法是多描述编码(MDC)。
MDC把原始的视频序列压缩成多位流,每个流对应一种描述,都可以提供可接受的视觉质量,多个描述结合起来提供更好的质量。
最后需要考虑速率调节的能力,一种方法是采用可扩展的层次编码,生成多个子位流(SubStream)【13】,其中一个位流是基本位流,它可以独立解码,输出粗糙质量的视频序列,其他的子位流则起质量增强的作用,所有的子位流一起还原出最好质量的视频序列。
当网络速率变化时,可以通过调节流输出的层次来控制码流的速率,从而适应网络速率的变化。
2.1.4流媒体的应用领域及前景 随着网络越来越普及、网络带宽越来越充足,流媒体技术应用领域也越来越广泛。
屈指算来,电信通信、金融证券、广播电视、邮政物流、国家机关、交通旅游、医疗卫生、教育出版、商业企业、互联网和公用事业,无一不是流媒体的用武之地。
从产品的角度去看,视频点播、视频直播、视频监控、远程教育、视频采集卡、内容提供、流媒体服务器、机顶盒、摄像设备、语音聊天室、视频会议、mTV都与流媒体密切相关。
可见,围绕流媒体这项技术,不论从应用领域还是研究推广产业,都展现出广阔的空间。
白2004年以来,中国的互联网用户继续保持着快速发展的势头,平均增长率为18.4%。
截至2006年1月已达到1l 100万,其中互联网宽带接入用户数达N3862.1万。
如此巨大的用户规模为流媒体业务的快速发展提供了前所未有的机遇。
同时,ADSL2+、VDSL2、EPON等宽带接入新技术的迅速发展,并得到各大固网运营商逐步推广,为推广流媒体技术及其应用铺平了道路。
同时随着互联网的发展,人们对互联网内容多样化的需求也越来越强烈,流媒体业务的需求与日俱增。
另一方面,随着流媒体一系列相关技术,包括音,视频编解码技术、媒体服务器的性能、媒体传输质量控制技术等 华中科技大学硕士学位论文的逐渐成熟,也为流媒体的广泛应用起到重要的推动作用。
但流媒体业务作为一种新型业务,其发展的前景在很大程度上取决于商业模式、接入方式、业务应用及内容的提供。
运营商面对的客户群是广泛的,而企业用户和家庭用户的需求是完全不同的,运营商必须针对不同类型的用户采取不同的营销策略、制定不同的应用内容。
企业用户关注的是;应用是否成熟、观看感受是否好、安全问题、公司范围的宽带接人。
企业用户希望的应用有:教育和培训、会议、员工之间通信、销售介绍和产品展示等。
家庭用户关心的是:观看时是否比看电视舒适、内容是否有趣、宽带接入是否支付得起等。
家庭用户希望的应用是:新闻、音乐、产品演示、体育比赛、电影、视频聊天和游戏等【l”。
在整个业务的发展链上,运营商应该充分发挥自己的网络和客户资源优势,加强多方合作,如内容提供商、IT公司、应用提供商、设备提供商和家电厂商等,通过灵活周全的合作方式,最终实现多方赢利的目标。
2.2 J S P技术分析2.2.1 JSP的概念 JSP(Java Server Pages),是Sun公司推出的新一代网站开发语言,是一种基于WEB的应用程序的开发方法。
JSP是将Java代码嵌入HTML中实现动态网页的一种技术,为创建显示动态生成内容的Web页面提供了一个简捷而快速的方法四。
JSP采用的脚本语言是Sun公司的Java语言,它整合并平衡了已经存在的对Java编程环境(例如:Java Servlet和Java Beans)进行支持的技术和工具,使基于组件应用逻辑的页面设计的功能更加强大。
JSP技术为创建高度动态的Web应用提供了一个独特的开发环境,使得构造基于WEB的应用程序更加容易(161。
2.2.2 JSP技术特点和优点 JSP技术的特点主要表现在四个方面: (1)将内容生成和页面显示进行分离 8 华中科技大学硕士学位论文 通过使用JSP技术,可以将内容生成和页面显示的工作进行明确地分离,WEB页面设计人员编写H删L,功能设计程序员使用JSP代码生成页面上的动态内容。
生成内容的逻辑被封装在代码标识和Java Beans组件中,所有的脚本在服务器端运行。
在服务器端,JSP引擎解释JSP标识和脚本生成所请求的内容(例如通过特定的JavaBeans组件访问数据库),并且将结果以HTML页面的形式返回给浏览器。
这样既有助于保护网站的安全,又可以保证任何基于Hn亿的Web浏览器的完全可用性。
(2)强调可重用的组件 绝大多数JSP页面依赖于可重用的、跨平台的组件(Java Beans或者EnterprisejavaBeansTM组件)来执行应用程序所要求的更为复杂的处理工作。
开发人员能够共享和交换执行普通操作的组件,或者使得这些组件为更多的使用者或客户团体所使用1171。
(3)代码的安全性 由于JSP的内置脚本语言是基于Java语言的,而且所有的JSP页面都被编译成JavaServlet,因此JSP页面具有Java技术的所有好处,包括健壮的存储管理和安全性fls】。
(4)跨平台性 作为Java平台的一部分,JSP拥有Java编程语言“一次编写,各处运行”的特点。
随着越来越多的供应商将JSP支持添加到他们的产品中,开发者可以任意选择服务器和开发工具,更改服务器或开发工具都不会影响当前的应用【191。
Microsoft公司的ASP技术也是动态网页开发技术。
JSP和ASP从形式上非常相似,ASP程序员一眼就能认出<%%>以及铂=%>。
但是深入探究下去会发现它们很多的差别,其中最主要的有以下三点: (1)JSP的效率和安全性更高 ASP以
源码形式存放,以解释方式运行,每次ASP网页调用都需要对
源码进行解释,运行效率不高。
另外,IIS的漏洞曾使得许多网站源.