网络对视频传输的支撑

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摘要：网络技术的发展为视频传输提供了可靠的技术支撑,故文章主要对此部分技术要点进行深入分析,以供参考。

关键词：网络 视频传输

Internet网络的飞速发展与普及为媒体业的发展提供了强大的市场动力,例如,现代社会的网络电视、视音频会议以及IP可视电话等流媒体业务的发展,其关键的传输技术支撑便是现代网络技术。下面,文章将对此进行深入讨论。

1、视频编解码技术

1.1 H.261

H.261是1990年ITU-T制定的一个视频编码标准,属于视频编解码器。其设计的目的是能够在带宽为64kbps的倍数的综合业务数字网上传输质量可接受的视频信号。H.261在实时编码时比MPEG所占用的CPU运算量少得多,此算法为了优化带宽占用量,引进了在图像质量与运动幅度之间的平衡折中机制,也就是说,剧烈运动的图像比相对静止的图像质量要差。因此这种方法是属于恒定码流可变质量编码而非恒定质量可变码流编码。

1.2 H.263

H.263标准在低码率下能够提供比H.261更好的图像效果,但是两者存在一定的区别,如:①H.263的运动补偿使用半像素精度,而H.261则用全像素精度和环路滤波;②数据流层次结构的某些部分在H.263中是可选的,使得编解码可以配置成更低的数据率或更好的纠错能力;③H.263包含四个可协商的选项以改善性能;④H.263采用无限制的运动向量以及基于语法的算术编码;⑤采用事先预测和与MPEG中的P-B帧一样的帧预测方法;

1.3 MPEG-1

MPEG-1是MPEG组织制定的第一个视频和音频有损压缩标准,它曾经是VCD的主要压缩标准,是目前实时视频压缩的主流,可适用于不同带宽的设备,如CD-ROM、Video-CD、CD-I。但也存在着诸多不足,如压缩比还不够大、图像清晰度还不够高等。

1.4 MPEG-2

MPEG-2是在MPEG-1的基础上进行扩展,它也包括系统、视频和音频等部分。MPEG-2系统的作用是将一个或更多个视频、音频或其它的基本数据流合成单个或多个数据流,以便于存储和传输。它支持五项基本功能:①同步多基本流;②将多个基本流交织成单个数据流;③初始化解码缓冲区;④缓冲区管理;⑤时间识别。

1.5 MPEG-4

MPEG-4与MPEG-1和MPEG-2的主要区别在于MPEG-4与应用的级别有关,它是基于对象编码的,即将在网络上传送的内容定义为媒体对象和情景描述的构架;除了视频和音频以外,还允许将不同类型的内容包含在MPEG-4中,比如动画、计算机产生的三维物体等等,而MPEG-1和MPEG-2不仅与音视频和码流有关。在MPEG-4中,构成媒体景象的每一个组件被认为一个媒体对象,它具有代表组件的表象和在媒体景象中的位置的时域和空域属性。

2、视频网络传输技术

2.1 通信网络基础设施

数字视频网络传输的实现是以通信网络为前提的,离开了通信网络基础设施,数字视频网络传输就无从谈起。在当前可供使用的通信网络中,按类型来划分有线路交换网络、分组交换网络、ATM网络和无线网络几大类。线路交换网络又可进一步划分为同步光纤网SONET/SDH、密集波分复用网DWDM、光纤到户FTTH、数字用户线路xDSL和混合光纤同轴线缆HFC等,无线网络包括微波无线网络、数字蜂窝无线网络和通信卫星网络等。

2.2 网络传输技术

尽管组网技术千差万别,但对于应用层所采用的传输协议来说,目前可用的面向多媒体能力的网络基本上是IP和ATM两种。

IP网络协议原先不是设计用来做多媒体通信的,它不能保证诸如带宽、延迟和延迟抖动这样的QoS要求。为了让IP网络技术具有多媒体通信能力,目前的IP协议已作了很大的扩展,增加了诸如实时传输协议RTP和ST-II和资源预留协议RSVP这样的新协议,并使IP协议具备多投点(Multicast)、实时投递、集成服务和QoS等能力。

2.2.1 IP多投点技术的特点

IP多投点技术允许路由器一次将数据包复制到多个通道上,它采用多投点技术,单台服务器可以将几十万台客户机同时发送连续的数据流而无延迟,服务器只需要发送一个数据包,所有发出请求的客户机共享同一数据包,从而减少网络上的信息包的总量,大大提高网络的利用率。

2.2.2 实时传输协议RTP

RTP是用在Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议,它被定义为在单投点或多投点传输的情况下工作,其目的是提供时间信息和实现流的同步。RTP通常使用UDP来传输数据,但它也可以在TCP和ATM等其它协议之上工作。

2.2.3 ATM技术的特点

ATM是一种快速分组交换技术,它采用异步分时复用方法将信息流分成固定长度的信元进行高速交换。ATM技术采用全新的不同于ISO协议的参考模型,由4个协议层组成,即用户层、ATM适配层、ATM层和ATM物理层。物理层负责信息传输;ATM层负责交换、路由选择和信元复用;ATM适配层负责将各种业务的信息适配成ATM信元流;用户层支持各种用户服务。

ATM的最大优点在于它是一种通用的与服务无关的交换和多路复用技术,独立于基础的传输技术和速率,而且能够提供范围广泛的服务质量QoS控制机制。ATM技术已被国际电联确定为传输语音、数据、视频及多媒体信息的新工具。

参考文献

[1]杨志伟,冯宗哲,郭宝龙.实时视频网络传输系统实现技术[J].电讯技术,2005(8).

[2]杨征,袁琦.视频通信技术的发展与应用[J].电信网技术,2005(05).

[3]潘啸.浅谈MPEG-4视频编码[J].芜湖职业技术学院学报,2005(02).