数字视频和声音传输原理

数字视频和声音传输所涉及到的一个重要概念是所谓的“码流”概念。所谓流媒体是指视频、声音 和数据从源端同时向目的地传输，它可以作为连续实时流在目的地被接收。这里的源指的是服务器 端的应用，而目的地或称接收端是指客户端应用。 流数据从服务器端应用传输后可由客户端应用接收并显示或回放，一般是客户端应用接收到足够的数据并将之存储在缓冲区后便立即将视频显示出来，或将音频回放出来。 流媒体的一个重要特征是对时间的敏感性，这正是实时性要求高的应用所必需的，所以这类应用与流媒体密不可分就十分自然的了。流媒体的实现主要取决于网络带宽和压缩算法的提高。今天，随着网络协议的改善、网络基础设施和压缩技术的发展，流媒体的实现已经变得越来越容易了。

二、码流传输方式     流媒体的传输技术主要有三种：点对点(unicast)、多址广播(Multicast)和广播(Broadcast)。多址广播又称为组播。点对点的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的，即流媒体从一个源(服务器端的应用)发送出去后只能到达一个目的地(客户端应用)。组播是一种基于"组"的广播，其源和目的地是一对多的关系，但这种一对多的关系只能在同一个组内建立，也就是说，流媒体从一个源(服务器端的应用)发送出去后，任何一个已经加入了与源同一个组号的目的地(客户端应用)均可以接收到，但该组以外的其他目的地(客户端应用)均接收不到。广播的源和目的地也是一对多的关系，但这种一对多的关系并不局限于组，也就是说，码流从一个源(服务器端的应用)发送出去后，同一网段上的所有目的地(客户端应用)均可以接收到，广播可以看作组播的一个特例。 广播和组播对于流媒体传输来说是很有意义的，因为流媒体的数据量往往都很庞大，需要占用很大的网络带宽。如果采用点对点方式，那么有多少个目的地就得传输多少份流媒体，所以所需的网络带宽与目的地的数目成正比，如果采用广播或组播方式，那么流媒体在源端只需传输一份，组内或同一网段上的所有客户端应用均可以接收到，这就大大降低了网络带宽的占用。

三、数字视频和声音传输技术     数字视频和声音传输属于流媒体传输范畴。模拟视频和声音信号经过捕获设备转换成数字形式后，其数据量是非常惊人的，如果没有采用压缩技术，那么要实现数字视频和声音的网络传输是不可想象的。另一方面，数字视频和声音传输对时间的敏感性很强，实时性要求很高，如果不采用特别的网络传输协议是很难满足要求的。所以，实现数字视频和声音传输的一般做法是：在源端先将数字视频和声音信息进行压缩，然后经由诸如ATM 这样的有服务质量(即QoS)保证的网络传输到目的地，再在目的地将之进行解压后显示或回放出来。如果需要在诸如IP网络这样的没有QoS保证的网络上传输，则至少也得采用实时传输协议(RTP)进行传输。 目前已发展和正在发展的数字视频和音频压缩技术有很多种，不同的压缩技术有不同的侧重点，适应不同的应用。这些压缩技术中有的已经标准化，但还有很多并没有标准化。常用的已经标准化的压缩技术有MPEG-1、MPEG-2、H.261/H.263等，正在发展的有MPEG-4等。MPEG-1、MPEG-2适用于高带宽的能够提供高质量低延迟的视频和音频应用，而H.261、 H.263以及正在发展MPEG-4则适用于低带宽的对图象质量的延迟要求不高的应用。

 

四、Optibase解决方案 Optibase公司是一家在数字视频和音频传输领域处于世界领导地位的公司，她是国际标准化组织(ISO)运动图象专家组(MPEG)重要成员之一，她不仅能提供最高级别的完全符合MPEG标准的MPEG-1、MPEG-2数字视频和音频压缩和解压硬件和与之相配套的顶尖级的传输软件，而且可以为用户提供世界级的完整的数字视频流解决方案。预计2000年9月份，Optibase公司将首先推出MPEG-4数字视频和音频压缩和解压硬件和相关的软件。采用Optibase公司的产品开发高质量的数字视频和音频实时传输应用是极为方便的，也是用户所应该首选的 。 Optibase数字视频和音频传输解决方案基于Optibase的MPEG-1、MPEG-2数字视频和音频压缩和解压设备以及传输软件，不仅为用户提供单向的解决方案，也能提供交互式的解决方案。Optibase的压缩设备主要有MovieMaker和MovieMaker 200两个系列，前者主要用在MPEG-1应用中，后者可同时用在MPEG-1和MPEG-2应用场合。Optibase 的解压设备主要有VideoPlex系列，可同时用在MPEG-1和MPEG-2应用场合Optibase的传输软件目前主要有两个版本，即MPEG ComMotion UDP 3.5和MPEG ComMotion Pro， 者适用于IP网络，而后者不仅适用于IP网络，而且适用于ATM网络。

 

 

图2-1 Optibase产品应用实例之一

 

图2-2 Optibase产品应用实例之二

图2-3 Optibase产品应用实例之三