時(shí)間：2022-02-13 05:30:50
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流式傳輸?shù)墓δ苁菍?duì)連續(xù)的聲音和圖像信息進(jìn)行打包處理，然后傳到網(wǎng)站服務(wù)器，供用戶進(jìn)行下載，其中用戶可在多媒體文件下載結(jié)束前，進(jìn)行播放多媒體文件。其主要原理是開始下載的部分內(nèi)容會(huì)被緩沖在某一存儲(chǔ)區(qū)域中，如果網(wǎng)絡(luò)傳輸速度跟不上客戶機(jī)播放時(shí)所需要的轉(zhuǎn)換速度，此時(shí)音視頻播放器會(huì)自動(dòng)的將存儲(chǔ)區(qū)域中的緩存部分文件進(jìn)行調(diào)配，保證用戶播放多媒體文件的連續(xù)性，也可保持良好的播放效果。流媒體不僅改進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)只表現(xiàn)靜態(tài)文字和圖片的缺點(diǎn)，還可以展示直觀、靈活的視頻課堂，以及可對(duì)大量的并發(fā)點(diǎn)播請(qǐng)求作做式處理，這一優(yōu)勢(shì)可在大規(guī)模點(diǎn)播環(huán)境中得到很好的應(yīng)用。本系統(tǒng)中建立了流媒體教學(xué)視頻播放系統(tǒng)。其中，流媒體資源配置系統(tǒng)主要由流媒體服務(wù)器、媒體編碼壓縮工具包、客戶端播放器、傳輸網(wǎng)和流媒體傳輸協(xié)議這六部分構(gòu)成。其中媒體編碼壓縮工具包主要是在創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行啟用，以獲取流媒體數(shù)據(jù)格式；客戶端播放器，主要是對(duì)流媒體文件中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行播放和瀏覽，以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的目的；傳輸協(xié)議包括RTP、RSVP等。采用流媒體技術(shù)之后，系統(tǒng)達(dá)到了以下目的：
1）數(shù)據(jù)壓縮比高。流媒體所利用的壓縮方式，將流信息添加到文件，這一處理不但可以提高數(shù)據(jù)壓縮比，還可以把動(dòng)畫、音/視頻等多媒體文件打包成若干個(gè)壓縮包，以便客戶端能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)地接收來自服務(wù)器的壓縮包。
2）可節(jié)省客戶端的緩存及硬盤空間。流媒體技術(shù)的應(yīng)用，用戶可以在多媒體文件下載的同時(shí)，在客戶端計(jì)算機(jī)進(jìn)行多媒體的播放和觀看，其中下載的內(nèi)容只是暫存在緩存區(qū)，播放后即可進(jìn)行釋放，這樣可以節(jié)省客戶端的緩存及硬盤空間。
3）縮短了延時(shí)等待的時(shí)間。大大的提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率，減少了視頻緩沖時(shí)間，使得網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)播放的更為流暢。
4）采用了與以往不同的傳輸。流媒體技術(shù)應(yīng)用一種實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議，這一協(xié)議較好的解決流媒體數(shù)據(jù)傳輸問題，可以使媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)上快速有效的傳輸。針對(duì).rm，.avi，.flv，.swf等格式的動(dòng)畫視頻提供在線播放功能，能自動(dòng)識(shí)別視頻格式，選擇對(duì)應(yīng)的網(wǎng)頁播放器，在帶寬不足的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)在線的人數(shù)控制。相對(duì)于傳統(tǒng)的下載后播放大幅度，流式傳輸減少了啟動(dòng)延時(shí)，且由于所有內(nèi)容都被下載到緩存中，使得所需空間大大減少。目前，流式傳輸主要依靠以下兩種方式實(shí)現(xiàn)：一是實(shí)時(shí)流式傳輸（RealtimeStreaming），二是順序流式傳輸（ProgressiveStreaming）。如視頻為實(shí)時(shí)廣播，可以使用流式傳輸媒體服務(wù)器或者使用RTSP這樣的專門設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)協(xié)議，如果使用HTTP傳輸，文件則是順序流傳輸。
1）順序流式傳輸順序流式傳輸指的是順序下載媒體文件，用戶只能觀看已下載部分卻不能跳至未下載部分，由于HTTP協(xié)議本身存在限制，該傳輸方式亦不能根據(jù)帶寬情況在傳輸期間進(jìn)行調(diào)整。通常情況下，HTTP服務(wù)器可發(fā)送此類文件形式，所以該方式也稱作HTTP流傳輸。
2）實(shí)時(shí)流式傳輸實(shí)時(shí)流式傳輸不同于順序流式傳輸，它采用專門的流媒體服務(wù)器及傳輸協(xié)議，實(shí)時(shí)流媒體支持隨機(jī)訪問，可對(duì)觀看內(nèi)容快進(jìn)和后退。特定流媒體服務(wù)器在實(shí)時(shí)流式傳輸中是必要的，如DarwinStreamingServer、HelixServer與WindowsMediaServer。這些服務(wù)器允許更多級(jí)別的控制媒體發(fā)送。特殊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在實(shí)時(shí)流式傳輸中也是必要的，如：RTSP（RealtimeStreamingProtocol）或MMS。
2結(jié)語
本文在引言部分闡述了流媒體技術(shù)的基礎(chǔ)：流媒體的一般概念及相關(guān)的概念。在正文部分介紹了流媒體技術(shù)的原理以及媒體服務(wù)器的硬件平臺(tái)。最后主要的介紹了流媒體技術(shù)了兩種教育應(yīng)用：校園網(wǎng)視頻系統(tǒng)的解決方案和遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)方案。
關(guān)鍵字:流媒體流式傳輸媒體服務(wù)器校園網(wǎng)視頻系統(tǒng)遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)
一、引言
在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音／視頻等多媒體信息目前主要有下載和流式傳輸兩種方案。A/V文件一般都較大，所以需要的存儲(chǔ)容量也較大；同時(shí)由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，下載常常要花數(shù)分鐘甚至數(shù)小時(shí)，所以這種處理方法延遲也很大。流式傳輸時(shí)，聲音、影像或動(dòng)畫等時(shí)基媒體由音視頻服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)的連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送，用戶不必等到整個(gè)文件全部下載完畢，而只需經(jīng)過幾秒或十?dāng)?shù)秒的啟動(dòng)延時(shí)即可進(jìn)行觀看。當(dāng)聲音等時(shí)基媒體在客戶機(jī)上播放時(shí)，文件的剩余部分將在后臺(tái)從服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。流式不僅使啟動(dòng)延時(shí)成十倍、百倍地縮短，而且不需要太大的緩存容量。流式傳輸避免了用戶必須等待整個(gè)文件全部從Internet上下載才能觀看的缺點(diǎn)。
流媒體指在Internet/Intranet中使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時(shí)基媒體，如：音頻、視頻或多媒體文件。流式媒體在播放前并不下載整個(gè)文件，只將開始部分內(nèi)容存入內(nèi)存，流式媒體的數(shù)據(jù)流隨時(shí)傳送隨時(shí)播放，只是在開始時(shí)有一些延遲。
在這篇文章中，主要是討論流媒體的技術(shù)基礎(chǔ)，以及流媒體技術(shù)在教育中的應(yīng)用。
二、流媒體技術(shù)基礎(chǔ)
1、流媒體技術(shù)的原理
流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要緩存。因?yàn)镮nternet以包傳輸為基礎(chǔ)進(jìn)行斷續(xù)的異步傳輸，對(duì)一個(gè)實(shí)時(shí)A/V源或存儲(chǔ)的A/V文件，在傳輸中它們要被分解為許多包，由于網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的，各個(gè)包選擇的路由可能不盡相同，故到達(dá)客戶端的時(shí)間延遲也就不等，甚至先發(fā)的數(shù)據(jù)包還有可能后到。為此，使用緩存系統(tǒng)來彌補(bǔ)延遲和抖動(dòng)的影響，并保證數(shù)據(jù)包的順序正確，從而使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出，而不會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)暫時(shí)擁塞使播放出現(xiàn)停頓。通常高速緩存所需容量并不大，因?yàn)楦咚倬彺媸褂铆h(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：通過丟棄已經(jīng)播放的內(nèi)容，流可以重新利用空出的高速緩存空間來緩存后續(xù)尚未播放的內(nèi)容。
流式傳輸?shù)倪^程一般是這樣的：用戶選擇某一流媒體服務(wù)后，Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，以便把需要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來；然后客戶機(jī)上的Web瀏覽器啟動(dòng)A/VHelper程序，使用HTTP從Web服務(wù)器檢索相關(guān)參數(shù)對(duì)Helper程序初始化。這些參數(shù)可能包括目錄信息、A/V數(shù)據(jù)的編碼類型或與A/V檢索相關(guān)的服務(wù)器地址。
A/VHelper程序及A/V服務(wù)器運(yùn)行實(shí)時(shí)流控制協(xié)議（RTSP），以交換A/V傳輸所需的控制信息。與CD播放機(jī)或VCRs所提供的功能相似，RTSP提供了操縱播放、快進(jìn)、快倒、暫停及錄制等命令的方法。A/V服務(wù)器使用RTP/UDP協(xié)議將A/V數(shù)據(jù)傳輸給A/V客戶程序（一般可認(rèn)為客戶程序等同于Helper程序），一旦A/V數(shù)據(jù)抵達(dá)客戶端，A/V客戶程序即可播放輸出。
需要說明的是，在流式傳輸中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP兩種不同的通信協(xié)議與A/V服務(wù)器建立聯(lián)系，是為了能夠把服務(wù)器的輸出重定向到一個(gè)不同于運(yùn)行A/VHelper程序所在客戶機(jī)的目的地址。實(shí)現(xiàn)流式傳輸一般都需要專用服務(wù)器和播放器，其基本原理如圖1所示。
圖1.流式傳輸?shù)幕驹?/p>
2、媒體服務(wù)器硬件平臺(tái)
視頻服務(wù)器把存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中的視頻信息以視頻流的形式通過網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給相應(yīng)的客戶，響應(yīng)客戶的交互請(qǐng)求，保證視頻流的連續(xù)輸出。視頻信息具有同步性要求，一方面必須以恒定的速率播放，否則引起畫面的抖動(dòng)，如MPEG-1視頻標(biāo)準(zhǔn)要求以1.5Mb/s左右的速度播放視頻流。另一方面，在視頻流中包含的多種信號(hào)必須保持同步，如畫面的配音必須和口型相一致。另外，視頻具有數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，一個(gè)經(jīng)MPEG-1壓縮的90min的電影，長度約為1GB，它在存儲(chǔ)系統(tǒng)上的存放方式，直接影響視頻服務(wù)器提供的交互服務(wù)，如快進(jìn)和快倒等功能的實(shí)現(xiàn)。視頻服務(wù)器必須解決視頻流特性提出的要求。
視頻服務(wù)器的工作模式是當(dāng)服務(wù)器響應(yīng)客戶的視頻流后，從存儲(chǔ)系統(tǒng)讀入一部分視頻數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)于這個(gè)視頻流的特定的緩存中，然后此緩存中的內(nèi)容送入網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到客戶。當(dāng)一個(gè)新的客戶請(qǐng)求視頻服務(wù)時(shí)，服務(wù)器根據(jù)系統(tǒng)資源的使用情況，決定是否響應(yīng)此請(qǐng)求。系統(tǒng)的資源包括存儲(chǔ)I/O的帶寬、網(wǎng)絡(luò)帶寬、內(nèi)存大小和CPU的使用率。
三、流媒體技術(shù)的應(yīng)用
互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展和普及為流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展提供了強(qiáng)大的市場(chǎng)動(dòng)力，流媒體業(yè)務(wù)正變得日益流行。流媒體技術(shù)廣泛用于多媒體新聞、在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告、電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、實(shí)時(shí)視頻會(huì)議等互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的方方面面。流媒體技術(shù)的應(yīng)用將為網(wǎng)絡(luò)信息交流帶來革命性的變化，對(duì)人們的工作和生活將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
一個(gè)完整的流媒體解決方案應(yīng)是相關(guān)軟硬件的完美集成，它大致包括下面幾個(gè)方面的內(nèi)容：內(nèi)容采集、視音頻捕獲和壓縮編碼、內(nèi)容編輯、內(nèi)容存儲(chǔ)和播放、應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)容管理及用戶管理等。
下面就介紹流媒體技術(shù)在教育上的兩個(gè)具體的應(yīng)用方案。
1、校園網(wǎng)視頻系統(tǒng)
校園網(wǎng)的建設(shè)隨著教育產(chǎn)業(yè)的興起和發(fā)展也逐漸呈現(xiàn)出蓬勃向上的態(tài)勢(shì)。隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是多媒體傳輸技術(shù)的突破，使網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在已經(jīng)有許多的成熟的產(chǎn)品可以用來組建網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)的解決方案。
一般一個(gè)校園網(wǎng)視頻系統(tǒng)的要求有：
（1）通過校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)音、視頻實(shí)況轉(zhuǎn)播、視頻預(yù)訂，制作并存儲(chǔ)節(jié)目。
（2）在校園網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)VOD教學(xué)。
圖2.校園網(wǎng)系統(tǒng)方案
每個(gè)教室安裝相應(yīng)的軟件及視頻卡，攝像頭，麥克風(fēng)，可以把教室實(shí)時(shí)的聲音和圖象通過校園網(wǎng)傳到監(jiān)控中心。在存儲(chǔ)服務(wù)器安裝SERVER軟件，可以存貯傳輸過來的實(shí)時(shí)圖象。在點(diǎn)播服務(wù)器安裝SERVER軟件，存儲(chǔ)視頻節(jié)目。
雖然現(xiàn)在校園網(wǎng)絡(luò)硬件水平和質(zhì)量現(xiàn)在都非常高，但是，困惑也隨之而來，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：
A、校園網(wǎng)投入大，但沒有用在教育主業(yè)上。
B、網(wǎng)絡(luò)僅用在辦公自動(dòng)化中，投資效益低。
C、無法實(shí)現(xiàn)充分共享。即享受好的教育資源的學(xué)生很有限；同樣的課程需要年復(fù)一年的教授；同樣的問題需要一次次重復(fù)回答；材質(zhì)差異明顯的學(xué)生按同一模式接受教育，做不到因材施教。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀和由此產(chǎn)生的問題引起了教育界和計(jì)算機(jī)界對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)條件下教學(xué)模式的思考。教學(xué)模式在網(wǎng)絡(luò)條件下最終會(huì)變化成什么樣子？目前和將來一段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到底能導(dǎo)致產(chǎn)生哪些更富成效的教育手段，逐步推動(dòng)教學(xué)模式的改變？
2、遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)
知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代需要人們不斷的學(xué)習(xí)新的知識(shí)、技能，才能跟上時(shí)代的步伐。學(xué)習(xí)必須轉(zhuǎn)變成一個(gè)伴隨每個(gè)人一生的過程。網(wǎng)上教育突破了傳統(tǒng)"面授"教學(xué)的局限，為求知者提供了時(shí)間分散、資源共享、地域廣闊、交互式的教學(xué)新方式，因而廣受人們觀注。
從遠(yuǎn)程教育的定義可以看出它有下列三方面的內(nèi)涵:學(xué)生與教師的分離，學(xué)生與學(xué)生的分離，利用傳播媒體和傳輸系統(tǒng)組織教學(xué)。從技術(shù)上講，遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)是建立在現(xiàn)代傳媒技術(shù)基礎(chǔ)上的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)，它通過現(xiàn)代的通信網(wǎng)絡(luò)將教師的圖象、聲音和電子教案?jìng)魉徒o學(xué)生，也可以根據(jù)需要將學(xué)生的圖象、聲音回送給教師，從而模擬出學(xué)校教育的授課方式；同時(shí)還可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件建立虛擬的班級(jí)，加強(qiáng)學(xué)生之間的交流。
鑒于遠(yuǎn)程教育的深遠(yuǎn)意義，我們的遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能有：實(shí)現(xiàn)教學(xué)課件的點(diǎn)播（VOD），教學(xué)直播，網(wǎng)絡(luò)課堂等等。
在IP網(wǎng)上開展遠(yuǎn)程教學(xué)活動(dòng)，需要解決兩個(gè)基本問題：音頻、視頻流信息的傳送以及它們與數(shù)據(jù)之間的同步。由于音頻、視頻信息的帶寬比較寬，不可能讓學(xué)生將所有的節(jié)目下載到本地計(jì)算機(jī)上后再播放，必須要采用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)播放技術(shù)來實(shí)現(xiàn)邊發(fā)送邊播放。此外，由于在教學(xué)過程中教師會(huì)經(jīng)常使用電子教案來輔助教學(xué)，比如用PowerPoint，而電子教案的展示與音頻、視頻流之間有嚴(yán)格的時(shí)間同步關(guān)系，這就要求在傳輸過程中我們?nèi)匀灰３炙鼈冎g的同步關(guān)系。
圖3.遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的工作過程如下：輸入的視頻和音頻信號(hào)將送給MPEG4的編碼器進(jìn)行編碼，編碼器輸出的節(jié)目流既可以存入存儲(chǔ)設(shè)備也可以直接送給MediaServer，MediaServer的主要功能是完成節(jié)目流的播出。MediaServer播出的節(jié)目有三個(gè)來源，它可能是保存在存儲(chǔ)設(shè)備中的ASF文件，也可以是編碼器實(shí)時(shí)傳送來的節(jié)目，它播出的節(jié)目還可以從其它的MediaServer上獲取。普通的用戶可以通過LAN或通過無線網(wǎng)絡(luò)接入到該系統(tǒng)之中。
參考文獻(xiàn)
[1]曹功靖，王暉，吳玲達(dá)Real流媒體技術(shù)及其在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究2001.
1.1流式傳輸基本原理
在進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)的時(shí)候，讓遠(yuǎn)程的學(xué)生端順利接收到源于教師端的信息是最基本的要求之一。事實(shí)上，教師端傳來的信息具有一定的多樣性，包括：圖片、視頻、文本、音頻等等。從基本上說，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度極其不穩(wěn)定的主要原因在于：學(xué)生采用的上網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)帶寬存在著一定的差異性。一般來說，在網(wǎng)絡(luò)帶寬十分有限的前提下，遠(yuǎn)程教學(xué)所需解決的實(shí)際難題是：確保一端能夠順利接收到另一端的信息。實(shí)踐證明，流式傳輸是較為明智的選擇之一。
1.2流媒體工作方式
采用流式傳輸?shù)姆绞剑瑢?duì)多媒體信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有序傳輸被稱為流媒體技術(shù)。在開始播放之前，無需下載全部多媒體文件。在經(jīng)過特殊的壓縮處理之后，將最開始部分的影像和聲音分成壓縮包，并且在流媒體技術(shù)的服務(wù)器中放置壓縮包。另外，也可以將緩沖區(qū)創(chuàng)建在相關(guān)終端上，這些終端包括：學(xué)生所使用的電腦、移動(dòng)手機(jī)等等。一般來說，在開始播放文件之前，終端播放器會(huì)先對(duì)一部分信息進(jìn)行下載，當(dāng)成緩存信息。在絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)緩存信息進(jìn)行播放的過程中，后臺(tái)會(huì)對(duì)文件剩余部分繼續(xù)下載。在終端緩沖區(qū)里面的絕大部分多媒體信息會(huì)通過播放器持續(xù)向?qū)W生進(jìn)行播放。終端緩沖區(qū)會(huì)持續(xù)不斷地接收到來自后臺(tái)服務(wù)器的文件剩余部分，達(dá)到對(duì)多媒體文件邊播放邊下載的預(yù)期成效。
2流媒體技術(shù)在新校區(qū)融合網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
對(duì)流媒體及其相關(guān)技術(shù)原理進(jìn)行較為細(xì)致地闡述之后，接下來，針對(duì)流媒體技術(shù)在新校區(qū)融合網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)和體會(huì)，希望能夠達(dá)到流媒體技術(shù)在新校區(qū)融合網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用研究的預(yù)期效果。
2.1課件點(diǎn)播
對(duì)于相當(dāng)一部分教材來說，網(wǎng)上課件是其十分重要的組成部分。很明確地說，超媒體結(jié)構(gòu)在網(wǎng)上課件中得到了較為廣泛的應(yīng)用。毫無疑問，課件點(diǎn)播具有一定的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：學(xué)生能夠有選擇性地進(jìn)行觀看、跳著看課件，并且具有較好的示范性、交互性、及時(shí)性。資料表明，網(wǎng)上課件的主要服務(wù)對(duì)象為學(xué)生，能夠順利開展個(gè)性化學(xué)習(xí)。換句話說，為了最大程度地滿足不同層次學(xué)習(xí)者的實(shí)際需求，網(wǎng)上課件的教學(xué)內(nèi)容越來越豐富，表現(xiàn)形式越來越多樣化。另外，交互式教學(xué)，不容忽視。
2.2講座直播
實(shí)踐證明，在講座直播的過程中，流媒體技術(shù)起到至關(guān)重要的作用。從嚴(yán)格意義上說，即使處于低帶寬的環(huán)境，科學(xué)、合理地應(yīng)用流媒體技術(shù)，就能確保音視頻信息的質(zhì)量。換句話說，即使廣大學(xué)生的連接速率不同，科學(xué)、合理地應(yīng)用流媒體技術(shù)，就能夠取得高質(zhì)量、令人滿意的音視頻效果。從某種意義上說，講座直播能否順利開展，很大程度上取決于能否高效處理網(wǎng)絡(luò)帶寬難題。事實(shí)上，科學(xué)、合理地應(yīng)用流媒體技術(shù)，有利于最大程度地節(jié)約帶寬，有利于最大限度地降低服務(wù)器端的負(fù)荷。隨著流媒體技術(shù)水平的大幅度攀升、寬帶網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，絕大部分學(xué)生能夠在網(wǎng)上隨時(shí)隨地直接收看各類講座。新校區(qū)的重要資訊和定期舉辦的大型活動(dòng)會(huì)在網(wǎng)上直播，并且取得了預(yù)期的宣傳效果。
2.3視頻點(diǎn)播
通常來說，視頻點(diǎn)播是一種交互式多媒體視頻點(diǎn)播技術(shù)，它對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、電視技術(shù)和通訊技術(shù)進(jìn)行了十分高效的融合。事實(shí)上，絕大多數(shù)人們收看傳統(tǒng)的電視節(jié)目具有一定的被動(dòng)性。我們可以這么說，只要選擇采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻技術(shù)，就能達(dá)到按照個(gè)人喜好收看電視節(jié)目，并且任意進(jìn)行播放的目標(biāo)。調(diào)查顯示，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻技術(shù)，能夠?qū)?dòng)態(tài)影視圖像、文字、動(dòng)態(tài)圖片、聲音結(jié)合成為有機(jī)聯(lián)系的統(tǒng)一整體。換句話說，只有科學(xué)、高效、合理地應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻技術(shù)，才能為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)的實(shí)時(shí)、交互服務(wù)，盡可能滿足相關(guān)用戶的實(shí)際需求。
3結(jié)語
流媒體技術(shù)在教學(xué)信息化中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在遠(yuǎn)程教學(xué)與現(xiàn)實(shí)教學(xué)這兩個(gè)方面。
1.1流媒體技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用
遠(yuǎn)程教育作為在數(shù)字化信號(hào)環(huán)境視域下的一種師生分離的教學(xué)活動(dòng)，以流式技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)，在終身、素質(zhì)、繼續(xù)教育理念的影響下，使遠(yuǎn)程教育教學(xué)成為了現(xiàn)實(shí)。流媒體技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
1.1.1課件點(diǎn)播
課件點(diǎn)播是基于流媒體技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的一種重要的組織形式。課件點(diǎn)播過程是教學(xué)資源管理中心將教師的授課過程錄像,與課程相關(guān)的音、視頻資料，以及與教師授課過程中同步的電腦屏幕信息等多媒體內(nèi)容存儲(chǔ)到點(diǎn)播服務(wù)器上,學(xué)習(xí)者登錄遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后，根據(jù)自身需要，即可點(diǎn)播教師的授課實(shí)況進(jìn)行自主型學(xué)習(xí),并同步查看相關(guān)的學(xué)習(xí)資源。如，流技術(shù)制作的實(shí)時(shí)\非實(shí)IP課件。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，凸顯“以學(xué)生為本”，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際，選擇運(yùn)用相關(guān)的教學(xué)資源，對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生可以隨時(shí)、隨地點(diǎn)播自己所需的教學(xué)課件，這種教學(xué)方式使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加自由、靈活，從而充分發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)上的主動(dòng)性，同時(shí)，達(dá)到以“學(xué)習(xí)者”為中心目標(biāo)。
1.1.2實(shí)時(shí)同步授課
隨著教育教學(xué)的改革，受時(shí)間、地點(diǎn)等因素的限制，大部分學(xué)生很難聽到名師的授課，而流媒體技術(shù)卻使其成為了現(xiàn)實(shí)。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源中心將名師現(xiàn)場(chǎng)授課的音頻、視頻、數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)地傳送到目的地，這樣遠(yuǎn)端的學(xué)生可以像現(xiàn)場(chǎng)一樣傾聽名師授課。這樣在實(shí)現(xiàn)資源共享、解決師資力量短缺的同時(shí)，最大限度的獲得了良好的教學(xué)效果。
1.1.3網(wǎng)上教學(xué)與培訓(xùn)
利用流媒體技術(shù)制作出網(wǎng)頁型的課件，能使教師講解的視頻圖像、音頻信號(hào)及講義內(nèi)容同屏顯示，學(xué)生上網(wǎng)即可學(xué)習(xí)課程。使用流媒體技術(shù)制作的動(dòng)畫、演示可以直接插入到網(wǎng)頁中，學(xué)生可以使用網(wǎng)頁型在線幫助方式，獲得操作演示路徑。在技能培訓(xùn)上，許多基本的培訓(xùn)項(xiàng)目，可以使用文字、圖像、聲音與視頻來制作多媒體演示，使教學(xué)過程變得更加生動(dòng)形象[3]。例如，當(dāng)前研究生考前的教學(xué)與培訓(xùn)，多數(shù)還是進(jìn)行網(wǎng)上自我學(xué)習(xí)與培訓(xùn)。
1.2流媒體技術(shù)在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用
相對(duì)于流媒體技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)中的運(yùn)用，其在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用度還相對(duì)較低，主要應(yīng)用在以下幾點(diǎn)：
1.2.1流媒體技術(shù)在課件制作中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)不能適應(yīng)教育教學(xué)改革的需求，例如，當(dāng)前在教學(xué)過程中，應(yīng)用的是PPT教學(xué)，無論是從視頻上，還是音頻上都不能像流媒體技術(shù)制作出的課件那樣給予學(xué)生生動(dòng)、形象的視聽覺效應(yīng)。教師利用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)用戶多媒體課件制作的平臺(tái),利用此平臺(tái)制作出的課件，用于校園的課件點(diǎn)播系統(tǒng)中，并取得良好的教學(xué)效益。
1.2.2實(shí)時(shí)性的多媒體教學(xué)
在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中未引入流媒體技術(shù)，而現(xiàn)在大部分中小學(xué)及高等院校都已配備了計(jì)算機(jī)、DVD\CVD、投影儀、交換機(jī)、音響等一整套的多媒體教學(xué)系統(tǒng)。通過多媒體教學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)用不僅減少了教師的工作量，而且使學(xué)生形成了良好的視覺、聽覺形象。
1.2.3教學(xué)監(jiān)控、電子考勤功能
大部分學(xué)?；诹髅襟w技術(shù)建立流媒體教學(xué)平臺(tái)，并應(yīng)用于教學(xué)管理過程中，可以充分利用次系統(tǒng)對(duì)教師與學(xué)生進(jìn)行教育教學(xué)管理。管理過程具體表現(xiàn)是通過定時(shí)、定點(diǎn)地打卡或錄像來對(duì)教師教學(xué)與學(xué)生的出勤、上課情況進(jìn)行考核和檢查，為教師教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了和諧的氛圍。
1.2.4數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)圖書館
各高等院校在圖書館資源、信息管理等方面已加強(qiáng)了流媒體技術(shù)的應(yīng)用。例如，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)檢索、預(yù)定自己所需圖書，還可以下載相關(guān)的期刊文獻(xiàn)、電子書等資源，實(shí)現(xiàn)了不同高校之間資源共享的同時(shí)，也為教育教學(xué)奠定了良好的基礎(chǔ)。
1.2.5遠(yuǎn)程視頻會(huì)議
通過流媒體技術(shù)的應(yīng)用，建立遠(yuǎn)程視頻會(huì)議交流的平臺(tái)，有利于不同地區(qū)的教育工作者參與到教育教學(xué)的發(fā)展中來。教育工作者通過遠(yuǎn)程視頻會(huì)議使教育教學(xué)的發(fā)展取得了良好的效果，實(shí)現(xiàn)了資源的共享，為學(xué)校也節(jié)省了大量的經(jīng)費(fèi)。
2、流媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用前景
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)通信的快速發(fā)展，流媒體技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)變的越來越普及。就目前情況來看，流媒體技術(shù)多應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)、遠(yuǎn)程教育、收費(fèi)播放、視頻點(diǎn)播、互聯(lián)網(wǎng)直播等領(lǐng)域。而流媒體技術(shù)在教學(xué)信息化中的應(yīng)用還存在諸多瑕疵，需要流媒體技術(shù)工作人員不斷改進(jìn)，促進(jìn)信息化教學(xué)的實(shí)現(xiàn)。從流媒體技術(shù)在教學(xué)信息化中的應(yīng)用現(xiàn)狀中，我們不難看出：我國的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)還處在起步階段，其巨大潛力有待開發(fā)，而流媒體技術(shù)在實(shí)際教學(xué)與數(shù)字化圖書館中具有更加廣闊的發(fā)展前景。這就需要教育工作者立足本地區(qū)教育技術(shù)現(xiàn)狀，在信息化教育教學(xué)理念的指導(dǎo)下，積極實(shí)踐，勇于探索，使網(wǎng)絡(luò)充分發(fā)揮其教學(xué)功能。例如，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播式自主學(xué)習(xí)、在線直播教學(xué)及異地協(xié)作式學(xué)習(xí)，解決師資力量匱乏的問題，實(shí)現(xiàn)資源共享，促進(jìn)我國教育教學(xué)信息化的可持續(xù)發(fā)展。
3、結(jié)論
關(guān)鍵詞:流媒體;流式傳輸;壓縮編碼;視頻;電力運(yùn)行系統(tǒng)
引言
在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音/視頻等多媒體信息，通常有下載傳輸和流式傳輸兩種方案。由于網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，而音/視頻的文件容量通常很大，采用下載傳輸非常耗時(shí)，傳輸延遲也很大，特別是下載傳輸無法滿足需要長時(shí)間持續(xù)傳輸(如，電力設(shè)備和線路現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控)的應(yīng)用要求。而采用流式傳輸時(shí)，音/視頻信息由音視頻服務(wù)器或攝像頭向用戶計(jì)算機(jī)的連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送，用戶可邊接收邊觀看，不僅啟動(dòng)延時(shí)大大縮短，用戶也不必等待整個(gè)文件從網(wǎng)上全部下載才能觀看，這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)臨控之類的音/視信息傳輸，更有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
一、流媒體技術(shù)簡介
流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet播放的媒體格式，又稱流式媒體[1]。流媒體技術(shù)指將連續(xù)的影像和聲音信息通過攝像頭或者經(jīng)壓縮處理后存放在網(wǎng)站服務(wù)器上，讓用戶無須等整個(gè)文件全部下載完畢后就可以一邊下載一邊觀看和收聽的技術(shù)[2]。流媒體技術(shù)以流的方式傳輸視頻和音頻信息，即便是網(wǎng)絡(luò)異常擁擠的情況下，也能傳輸清晰流暢的影音和視頻給廣大用戶，使得在網(wǎng)絡(luò)上觀看和傳輸影音成為現(xiàn)實(shí)。流式傳輸主要指通過網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體的技術(shù)總稱，即將音頻或視頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮，由視頻服務(wù)器等設(shè)備向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)或順序傳送[2]。它是流媒體的關(guān)鍵技術(shù)。
二、流媒體技術(shù)原理
(一)流媒體系統(tǒng)的組成
流媒體系統(tǒng)通常包括編碼器、服務(wù)器和播放器三個(gè)部分。每個(gè)部分之間通過特定的協(xié)議互相通信，并按照特定格式互相交換文件數(shù)據(jù)。
1.流媒體編碼器:由視頻采集卡和流媒體編碼軟件組成。流媒體采集卡負(fù)責(zé)接受音/視頻數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為所需的信號(hào)形式，供編碼軟件處理;編碼軟件負(fù)責(zé)將流媒體采集卡傳送過來的信號(hào)加工并壓縮成流媒體格式。如果進(jìn)行直播，還要負(fù)責(zé)將壓縮后的流媒體信號(hào)實(shí)時(shí)地傳給流媒體服務(wù)器。
2.流媒體服務(wù)器:由流媒體軟件系統(tǒng)的服務(wù)器部分和一臺(tái)硬件服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)管理、存儲(chǔ)、分發(fā)編碼器傳來的流媒體節(jié)目。
3.流媒體終端播放器(解碼器):是流媒體系統(tǒng)播放軟件，用來播放音/視頻節(jié)目。
(二)流媒體技術(shù)原理
1.流媒體壓縮編碼技術(shù)。流媒體文件必須制作成適合流媒體傳輸?shù)牧髅襟w格式文件后才能進(jìn)行存儲(chǔ)或傳輸。
各種流媒體平臺(tái)所采用的壓縮編碼技術(shù)各不相同，主要有MPEG1、MPEG-2、MPEG-4、WindowsMediaVideo、RealMedia等。
MPEG-l和MPEG-2的壓縮率大概在20～30倍之間，用于網(wǎng)絡(luò)傳輸還是太低。MPEG-4的壓縮率可以超過100倍，且仍可保有非常好的音質(zhì)和畫質(zhì)。通常的壓縮編碼是基于一定的壓縮算法，如WindowsMedia是基于MPEG-4的離散余弦變換(DCT)算法，而RealMedia則采用小波變換算法。
2.流媒體的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)現(xiàn)流媒體的關(guān)鍵技術(shù)是流式傳輸。流式傳輸技術(shù)的四個(gè)關(guān)鍵步驟是:(1)預(yù)處理:傳輸前采用先進(jìn)高效的壓縮算法，對(duì)多媒體信息進(jìn)行壓縮，適合于網(wǎng)絡(luò)傳輸。(2)復(fù)用和解復(fù)用:傳輸前對(duì)多個(gè)信軌進(jìn)行復(fù)用，在用戶端再解復(fù)用，還原成原始形態(tài)。(3)打包和解包:流媒體打包后發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)傳輸;在接收端依照包序列號(hào)重排序并解包。(4)后處理:在解包后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理，如圖形霧化，回音抵消等。
在流式傳輸過程中，由于受網(wǎng)絡(luò)自身特性影響，會(huì)出現(xiàn)“時(shí)延抖動(dòng)”，可能嚴(yán)重影響傳輸質(zhì)量。
降低時(shí)延抖動(dòng)產(chǎn)生的影響，可從以下兩方面著手:一是對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，如，用IPV6技術(shù)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量控制等技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。二是采用緩存機(jī)制，在數(shù)據(jù)包輸出前對(duì)時(shí)延抖動(dòng)進(jìn)行吸收，即接收端收到數(shù)據(jù)包之后，不立即播放，而是將它暫時(shí)存儲(chǔ)在緩存中，直到預(yù)定的播放時(shí)間到來，再將緩存中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行規(guī)則播放，從而將時(shí)延抖動(dòng)減少到最低。
此外，流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要合適的傳輸協(xié)議。支持流式傳輸?shù)某Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)協(xié)議有:(1)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP(RealtimeTransportProtocol)。這是Internet多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議，提供端到端的傳送服務(wù)，實(shí)現(xiàn)流的同步，但只能工作在一對(duì)一或一對(duì)多的傳輸情況下。(2)實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP(Real-timeTransportControlProtocol)。它和RTP一起提供多媒體數(shù)據(jù)流量控制和擁塞控制服務(wù)。(3)實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP(Real-timeStreamingProtoco1)。它定義了一對(duì)多的應(yīng)用程序，解決通過IP網(wǎng)絡(luò)有效地傳送多媒體數(shù)據(jù)的問題。(4)Internet資源預(yù)訂協(xié)議RSVP(ResourceReserveProtoco1)，用于預(yù)留網(wǎng)絡(luò)帶寬。(5)MIME(MultipurposeInternetMailExtensions)協(xié)議，用于識(shí)別流媒體類型。
3.流媒體的實(shí)現(xiàn)。首先，通過高效壓縮算法讓大容量的多媒體數(shù)據(jù)適合流式傳輸;其次，通過流媒體服務(wù)器修改MIME標(biāo)志;最后，通過支持流式傳輸?shù)膶?shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)流。
以RealMedia為例:第一，采用視頻捕獲裝置對(duì)事件進(jìn)行錄制;第二，適當(dāng)編輯獲取的內(nèi)容，然后利用視頻編輯硬件和軟件數(shù)字化處理編輯的內(nèi)容;第三，數(shù)字化的視頻和音頻內(nèi)容被編碼為流媒體格式;第四，將媒體文件或?qū)崨r數(shù)據(jù)流保存在安裝了流媒體服務(wù)器軟件的宿主計(jì)算機(jī)上;第五，用戶點(diǎn)擊網(wǎng)頁請(qǐng)求視頻流等;第六，宿主服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)向用戶發(fā)送音/視頻流數(shù)據(jù);第七，用戶利用媒體播放程序進(jìn)行進(jìn)退、回放、觀看。
三、流媒體技術(shù)在電力運(yùn)行中的特殊應(yīng)用
2008年初，中國南方遭受了歷史罕見的冰雪災(zāi)害。其中湖南省郴州市出現(xiàn)了連續(xù)近一個(gè)月的低溫雨雪冰凍天氣，電力、林業(yè)、通訊遭受毀滅性重創(chuàng)。全市數(shù)十年電力建設(shè)成果一朝被毀，郴州一度成為電力“孤島”。回頭來看，除了電力線路建設(shè)等級(jí)偏低、對(duì)極端性天氣與氣候條件的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)水平還不高等原因之外，架設(shè)在人煙稀少的高山峻嶺的電力線路以及電力設(shè)備，因?yàn)闊o人值守也不便巡查，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)災(zāi)害，也是一個(gè)非常重要的原因。
要形象直觀、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地監(jiān)控高山險(xiǎn)地的關(guān)鍵線路和設(shè)備情況，特別是災(zāi)害發(fā)生和發(fā)展情況，在流媒體技術(shù)迅速發(fā)展的今天，已成為可能。最粗略的技術(shù)設(shè)想是在關(guān)鍵地區(qū)的高壓鐵塔或設(shè)備機(jī)房安裝特殊的攝像頭，借助流媒體傳輸技術(shù)和無線或有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，連續(xù)傳送電力線路和電力設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)圖像或聲音。
除了防災(zāi)抗災(zāi)監(jiān)控，流媒體技術(shù)在電力系統(tǒng)防盜、電力變電站的無人值守等方面也有廣泛的應(yīng)用前景。近幾年，電力線路和電力設(shè)施被偷盜和破壞的事件頻頻發(fā)生，據(jù)國家發(fā)改委副主任張國寶透露，在事件發(fā)生最嚴(yán)重的2005年，國家電網(wǎng)公司的電力設(shè)施遭受外力破壞的事件數(shù)量為12554起，10千伏及以上變壓器遭受外力破壞2400多臺(tái)，倒桿(塔)300多基，丟失、受損輸電導(dǎo)線4000多公里、電力電纜200多公里，通信線路70多公里，塔材近5萬件，110千伏及以上輸電線路因外力破壞引起的線路跳閘達(dá)779次[6]。由于電力和群眾生活、企業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，如果電力設(shè)施遭遇破壞，就會(huì)造成大面積停電，后果不堪設(shè)想。2003年美加“8·14”和2005年莫斯科“5·25”這兩起大面積停電事故，就是很好的警示案例。
福安市位于閩北山區(qū)，山高人少，線路漫長，地勢(shì)復(fù)雜，每年要多次遭受冰雪、臺(tái)風(fēng)等惡劣氣象的危害，電力線路的運(yùn)行巡查和電力變電站的人值守始終是一個(gè)老大難問題。如果能利用流媒體技術(shù)，只要配備一組攝像頭加一套流媒體網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，就能在及時(shí)甚至實(shí)時(shí)監(jiān)控到災(zāi)害性天氣對(duì)電力線路和電力設(shè)備的影響進(jìn)程和危害發(fā)展程度，為防災(zāi)抗災(zāi)提供有效的技術(shù)支持，并在艱苦地段對(duì)電力變電站實(shí)現(xiàn)無人或半無人值守。
結(jié)束語
流媒體是眾多寬帶業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，也是一種新型的數(shù)據(jù)信息載體，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)同視/音頻技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，流媒體技術(shù)不僅在社會(huì)生活中有著廣泛的應(yīng)用前景，而且在電力運(yùn)行等各個(gè)行業(yè)都可以發(fā)揮特殊的不可替代的作用。
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1.1流媒體定義
所謂的流媒體技術(shù)，是指在互聯(lián)網(wǎng)的傳輸中采用的流式傳輸技術(shù)中的連續(xù)時(shí)基傳輸。通俗的將就是按照我們當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)習(xí)慣，通常是通過web服務(wù)請(qǐng)求，在通過邏輯層和數(shù)據(jù)層，最后數(shù)據(jù)層將結(jié)果傳輸給瀏覽器。在這種情形下只有能將文件傳送到后才可使用。而通過流媒體技術(shù)可一邊下載一邊看視頻，而不需要等整個(gè)過程都傳輸完后方可使用。通過流媒體技術(shù)，大大提高了用戶播放視頻或者是音頻等的時(shí)間，并不需要太多的緩存。
1.2流媒體技術(shù)的原理
流媒體技術(shù)其基本的原理，是利用TCP協(xié)議和UDP協(xié)議之間的差異，采用HTTP／TCP作為傳輸控制，用RTP／UDP來進(jìn)行實(shí)施數(shù)據(jù)的傳輸。其具體的傳輸?shù)倪^程流程主要包括以下的步驟：首先是用戶在選擇流媒體的服務(wù)之后，通過Web瀏覽器的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，將所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢索；其次是在當(dāng)Web瀏覽器在將音視頻的客戶程序進(jìn)行啟動(dòng)之后，將相關(guān)檢索到的參數(shù)進(jìn)行初始化，這些參數(shù)則主要包括音頻數(shù)據(jù)的編碼、服務(wù)器地址等；再次是通過實(shí)時(shí)流協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻、音頻的播放、暫停等操作；最后是音頻播放器通過RTP／UDP協(xié)議將相關(guān)的視頻數(shù)據(jù)傳遞給客戶端，并開始進(jìn)行播放。
2基于流媒體技術(shù)的英語在線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1系統(tǒng)整體需求分析
設(shè)計(jì)針對(duì)大學(xué)生英語在線教學(xué)系統(tǒng)，其目的是改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，利用現(xiàn)代的多媒體技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式的多樣化。因此，在該系統(tǒng)中，將充分發(fā)揮FlashMediaServe流媒體服務(wù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)為更好的實(shí)現(xiàn)英語教學(xué)，在視頻播放中必須支持多種不同形式的視頻播放格式，并可支持web瀏覽器播放。因此，我們?cè)诒驹O(shè)計(jì)中采用XML用例分析，將整個(gè)系統(tǒng)的用戶設(shè)定為學(xué)生、老師、管理員三個(gè)不同的角色。同時(shí)我們對(duì)系統(tǒng)的用戶進(jìn)行用例分析，根據(jù)不同的角色，其所涉及的權(quán)限也就不同。其具體的用例分析如圖2所示。英語在線教學(xué)系統(tǒng)用于針對(duì)校園內(nèi)學(xué)生英語學(xué)習(xí)，其具體的功能則為學(xué)生提供英語課堂視頻、英語教學(xué)課件等資料。因此，通過上述的用例分析，我們對(duì)不同的角色設(shè)置不同的權(quán)限。在個(gè)人用例分析中，教師和學(xué)生作為系統(tǒng)的主要的參與者，其功能需求的分析不同。其中教師對(duì)視頻、音頻等英語課件進(jìn)行管理，同時(shí)必須借助學(xué)校的教務(wù)平臺(tái)對(duì)自己的課程進(jìn)行查看，同時(shí)還必須具備對(duì)相關(guān)資料的刪除、添加等；學(xué)生則作為英語在線平臺(tái)的受體，可進(jìn)行視頻點(diǎn)播和交流等功能。在這其中，管理員的最大的角色是充當(dāng)系統(tǒng)的維護(hù)和對(duì)成員權(quán)限的配置。在對(duì)該系統(tǒng)中學(xué)生角色的設(shè)計(jì)中，為方便廣大學(xué)生的使用，采用B/S架構(gòu)，使得學(xué)生只需要安裝web瀏覽器即可使用，同時(shí)也方便英語教師在任何時(shí)候、任何地點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。
2.2系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)
根據(jù)上述的功能需求分析，我們同時(shí)本著實(shí)用、簡潔、安全的原則，將整個(gè)系統(tǒng)的框架進(jìn)行如圖3設(shè)計(jì)。在線課堂是將英語教師上課的錄像或是相關(guān)的音頻信息轉(zhuǎn)變?yōu)榱髅襟w文件的格式，以此為廣大的學(xué)生提供在線點(diǎn)播和課后重播，方便學(xué)生對(duì)高校英語知識(shí)點(diǎn)的鞏固和復(fù)習(xí)。在該模塊中，最主要的是視頻流模塊。課件點(diǎn)播系統(tǒng)功能是為廣大的英語愛好者提供在線的視頻顛簸的功能，通過該系統(tǒng)，學(xué)生可查看各種格式的多媒體英語課件。播放器的主要的功能則是播放正在直播的課程，同時(shí)還可通過播放器辯駁其他的課件。后期編輯器主要是為廣大教師提供視頻編輯、剪切等功能，從而使得英語教學(xué)課件能夠達(dá)到最為完美的教學(xué)效果。而目前比較廣泛采用的是AdobeAIR的RichFLv。同時(shí)在該系統(tǒng)中，我們采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，以C++為編程語言，SQLServer2008作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，同時(shí)采用基于校園網(wǎng)絡(luò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行搭建，從而使得學(xué)生和老師不需要安裝客戶機(jī)，通過IE瀏覽器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行使用。而對(duì)頁面的實(shí)現(xiàn)我們采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)常用到j(luò)sp技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
2.3服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)
對(duì)本服務(wù)器的配置，是在FlashMediaServer服務(wù)器平臺(tái)上進(jìn)行搭建。而FMS是采用獨(dú)特的邊緣策略，使得其可有效的解決在網(wǎng)路傳輸中的流服務(wù)的負(fù)載問題。其具體的服務(wù)器拓?fù)鋱D如圖4所示。2.4數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)對(duì)該設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，最重要的是對(duì)數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)。而以在線課堂為例，我們將其數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)為教師記錄表、課堂記錄表、課件記錄表三個(gè)表格。其具體的E-R關(guān)系簡略圖如圖5所示。在搭建好服務(wù)器和程序設(shè)計(jì)之后，通過單元測(cè)試、模塊測(cè)試和集成測(cè)試，可在校園內(nèi)進(jìn)行正常的運(yùn)行。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞：輸變電；紅外測(cè)溫儀；紅外圖譜庫管理系統(tǒng)
電力紅外診斷技術(shù)是一種診斷電氣設(shè)備和線路熱故障的有效先進(jìn)技術(shù)。目前電力系統(tǒng)都在由計(jì)劃檢修向狀態(tài)檢修過渡。紅外診斷技術(shù)可以為狀態(tài)檢修提供有利的科學(xué)依據(jù)，更能適應(yīng)這種需要。隨著電力工業(yè)的高速發(fā)展和普及，應(yīng)用紅外成像技術(shù)已經(jīng)成為電力企業(yè)科技進(jìn)步的必然需求。DL/T 664-2008《帶電設(shè)備紅外診斷應(yīng)用規(guī)范》建議：對(duì)變壓器、斷路器、套管、避雷器、電力電纜、線路等進(jìn)行精確檢測(cè)，對(duì)原始數(shù)據(jù)及圖像進(jìn)行存檔；有條件的單位可開展220kV及以下設(shè)備的精確檢測(cè)并建立圖譜庫，進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。
桐廬縣供電局一直重視并開展紅外測(cè)溫工作，但紅外檢測(cè)及其數(shù)據(jù)精確性、完整性不高，且無統(tǒng)一、規(guī)范的紅外圖像采集標(biāo)準(zhǔn)和圖譜庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一套完整的紅外數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，離精益化測(cè)溫管理、狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)要求相去甚遠(yuǎn)。采用紅外流媒體精確測(cè)溫技術(shù)，能準(zhǔn)確、快速、實(shí)時(shí)地采用非接觸手段在線監(jiān)測(cè)和診斷出電力設(shè)備的大多數(shù)過熱故障。為保證電力設(shè)備的安全運(yùn)行，符合狀態(tài)檢修紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)管理要求，桐廬縣供電局針對(duì)運(yùn)行的輸變電設(shè)備開展了兩年的紅外流媒體精確測(cè)溫工作，并建成了紅外圖譜庫。該紅外圖譜庫可對(duì)所有輸變電設(shè)備溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存檔管理，有效克服目前人工數(shù)據(jù)管理的困難，改變了以往沒有規(guī)范的紅外圖像采集標(biāo)準(zhǔn)以及沒有紅外數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的狀況，有效減輕現(xiàn)場(chǎng)紅外測(cè)溫以及后期維護(hù)工作量。
一、紅外流媒體精確測(cè)溫和系統(tǒng)建設(shè)
計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和紅外采集技術(shù)的發(fā)展為建設(shè)基于計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的紅外圖譜庫創(chuàng)造了有利條件。桐廬縣供電局于2010年開始探索輸變電設(shè)備紅外精確測(cè)溫，2011年推廣輸變電設(shè)備紅外流媒體精確測(cè)溫，全面完成了輸變電設(shè)備紅外圖譜庫建設(shè)，實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備紅外熱圖的規(guī)范采集、集中管理，并實(shí)現(xiàn)橫縱向?qū)Ρ?、?dòng)態(tài)分析和查詢功能。
1.紅外數(shù)據(jù)流媒體采集
根據(jù)浙江省電力公司《輸變電設(shè)備紅外圖譜庫建設(shè)采集規(guī)范（試行）》，首先明確了采集范圍。而后再根據(jù)負(fù)荷、天氣情況適時(shí)安排運(yùn)檢人員和專業(yè)紅外公司技術(shù)人員開展現(xiàn)場(chǎng)紅外流媒體精確測(cè)溫工作，能準(zhǔn)確、快速、實(shí)時(shí)地采用非接觸手段在線監(jiān)測(cè)和診斷出電力設(shè)備的大多數(shù)過熱故障，并采集紅外數(shù)據(jù)流媒體、可見光資料以及記錄各種設(shè)備資料，主要包括設(shè)備紅外數(shù)據(jù)流媒體文件、關(guān)鍵設(shè)備對(duì)應(yīng)可見光照片和設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行工況等信息。根據(jù)輸變電設(shè)備的發(fā)熱特征類型和數(shù)據(jù)分析的需求，紅外流媒體精確測(cè)溫檢測(cè)方式分為以下三類：
（1）電流致熱型設(shè)備檢測(cè)方式。使用紅外熱成像儀器對(duì)電流致熱型設(shè)備三相進(jìn)行多幀頻紅外拍攝并保存紅外圖像數(shù)據(jù)流。
（2）電壓致熱型設(shè)備檢測(cè)方式。使用紅外熱成像儀器按照變電間隔對(duì)電壓致熱型設(shè)備單相進(jìn)行多幀頻紅外拍攝并保存紅外圖像數(shù)據(jù)流。
（3）缺陷設(shè)備拍攝方式。對(duì)判斷出有缺陷的設(shè)備，采集設(shè)備360度全景紅外溫度數(shù)據(jù)流影像細(xì)節(jié)。對(duì)危急缺陷設(shè)備須進(jìn)行8小時(shí)以上定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)，獲取定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)的時(shí)間溫度趨勢(shì)分析數(shù)據(jù)影像資料，提供設(shè)備的時(shí)間溫度趨勢(shì)分析數(shù)據(jù)報(bào)告。
2.設(shè)備基礎(chǔ)資料錄入
該項(xiàng)工作內(nèi)容是建立完整的輸變電設(shè)備信息基礎(chǔ)資料庫，以實(shí)際設(shè)備情況對(duì)紅外數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備進(jìn)行命名，保證數(shù)據(jù)庫中設(shè)備名稱的統(tǒng)一、規(guī)范性，并對(duì)設(shè)備紅外圖進(jìn)行分析，顯示關(guān)鍵部位的溫度數(shù)據(jù)信息以及缺陷狀態(tài)信息。遠(yuǎn)景還可研發(fā)完成輸變電紅外圖譜庫管理系統(tǒng)與輸變配一體化系統(tǒng)（即PMS系統(tǒng)）的接口，直接將PMS系統(tǒng)設(shè)備臺(tái)帳基礎(chǔ)資料導(dǎo)入到紅外圖譜庫系統(tǒng)，減少后期數(shù)據(jù)庫設(shè)備的動(dòng)態(tài)維護(hù)等重復(fù)性工作。
3.建立圖譜庫并實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)管理
經(jīng)過多次調(diào)研，完成了紅外圖譜庫建設(shè)，并實(shí)現(xiàn)集中管理輸變電紅外圖譜，實(shí)現(xiàn)設(shè)備快速搜索、查找；對(duì)發(fā)熱缺陷或熱態(tài)異常設(shè)備可進(jìn)行分類管理，可掌握設(shè)備消缺情況、消缺時(shí)間；實(shí)現(xiàn)設(shè)備橫縱向數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)發(fā)熱缺陷設(shè)備進(jìn)行同類設(shè)備分析，以及該設(shè)備在不同時(shí)間段運(yùn)行情況的對(duì)比，并以流媒體技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)縱向分析。
二、紅外圖譜庫的主要功能
輸變電設(shè)備紅外圖譜庫系統(tǒng)可快速調(diào)用、分析采集的紅外溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備紅外熱圖橫縱向?qū)Ρ?、?dòng)態(tài)分析和查詢功能。將拍攝下來的紅外數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行高速分析，形成溫度的峰值曲線積分，對(duì)于數(shù)萬幀的紅外數(shù)據(jù)，只需要幾分鐘的時(shí)間就可分析完畢，并根據(jù)分析完畢的特征溫度趨勢(shì)曲線自動(dòng)調(diào)出異常的設(shè)備，并自動(dòng)生成規(guī)范的紅外報(bào)告。
1.數(shù)據(jù)庫管理
（1）快速搜索、查找設(shè)備。直接以下拉菜單方式選擇設(shè)備名稱或者缺陷類型進(jìn)行設(shè)備搜索、查找。
（2）缺陷類別管理。對(duì)于輸變電設(shè)備缺陷可進(jìn)行分類管理，對(duì)一般缺陷、嚴(yán)重缺陷、危急缺陷設(shè)備進(jìn)行分類查看；可掌握設(shè)備發(fā)現(xiàn)時(shí)間、消缺情況、消缺方式、消缺時(shí)間等內(nèi)容。
（3）設(shè)備橫縱向數(shù)據(jù)對(duì)比。對(duì)發(fā)熱設(shè)備缺陷進(jìn)行縱橫向分析，可選擇同類型、相同負(fù)荷、相同運(yùn)行環(huán)境下輸變電設(shè)備的三相紅外流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向分析、對(duì)比，也可選擇該設(shè)備在不同運(yùn)行時(shí)段、負(fù)荷峰平谷段的運(yùn)行情況進(jìn)行縱向分析。
2.數(shù)據(jù)分析
在紅外數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外基礎(chǔ)數(shù)據(jù)快速分析、查看；對(duì)紅外基礎(chǔ)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行批量分析，采集每一幀紅外數(shù)據(jù)最高溫度，形成隨溫度變化的趨勢(shì)曲線，通過趨勢(shì)曲線可快速查看隱患設(shè)備紅外圖譜并可進(jìn)行分析。對(duì)于隱患設(shè)備360度全景攝像，可以反映缺陷設(shè)備全貌，還可對(duì)疑似隱患發(fā)熱設(shè)備進(jìn)行周期性連續(xù)監(jiān)測(cè)，形成隨時(shí)間變化的溫度趨勢(shì)曲線，并對(duì)隱患設(shè)備進(jìn)行定性分析（見圖1）。
3.報(bào)告自動(dòng)生成
完成分析后，將數(shù)據(jù)直接上傳到數(shù)據(jù)庫便可快速生成相應(yīng)的報(bào)告。報(bào)告信息包括拍攝距離、環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速、電壓、電流、關(guān)注區(qū)域溫度分析、分析人、分析時(shí)間等內(nèi)容。
4.建立網(wǎng)絡(luò)化的熱圖管理平臺(tái)
為內(nèi)部運(yùn)檢工作提供支持是構(gòu)建圖譜庫管理面向網(wǎng)絡(luò)化制造的資源共享服務(wù)平臺(tái)的根本目的。運(yùn)檢部門或職能管理部門作為客戶端發(fā)起調(diào)用設(shè)備紅外分析報(bào)告請(qǐng)求，平臺(tái)的紅外圖譜庫管理系統(tǒng)服務(wù)器提供了運(yùn)行、檢修工作中需要的分析報(bào)告數(shù)據(jù)和紅外原始數(shù)據(jù)，可供相關(guān)部門在需要時(shí)調(diào)用、下載。還可同時(shí)對(duì)平臺(tái)的紅外圖譜庫管理系統(tǒng)服務(wù)器調(diào)用、查看、下載紅外分析報(bào)告，一方面可實(shí)時(shí)查看調(diào)用設(shè)備檢修情況，跟蹤設(shè)備的復(fù)測(cè)情況，另一方面可根據(jù)缺陷報(bào)告情況合理安排檢修工作。
三、實(shí)際應(yīng)用情況說明
之前的紅外檢測(cè)及其數(shù)據(jù)精確性、完整性不高，且無統(tǒng)一、規(guī)范的紅外圖像采集標(biāo)準(zhǔn)和圖譜庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一套完整的紅外數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，離生產(chǎn)精益化管理相去甚遠(yuǎn)。自開展紅外流媒體精確測(cè)溫以及紅外圖譜庫系統(tǒng)建成后，首次實(shí)現(xiàn)了紅外采集技術(shù)從靜態(tài)單張拍照向動(dòng)態(tài)連續(xù)攝像的過渡，攝像方式對(duì)電氣設(shè)備采集數(shù)據(jù)更加完備、規(guī)范；隱患設(shè)備詳實(shí)的動(dòng)態(tài)連續(xù)紅外溫度數(shù)據(jù)流為客觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究提供了重要參考；可對(duì)所有輸變電設(shè)備溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存檔、管理，并能清晰掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，可以快速調(diào)用、分析采集的紅外溫度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備紅外熱圖的集中管理，解決了以往人工數(shù)據(jù)管理的困難問題，改變了以往沒有規(guī)范的紅外圖像采集標(biāo)準(zhǔn)以及沒有紅外數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的狀況，有效減輕現(xiàn)場(chǎng)紅外測(cè)溫以及后期維護(hù)工作量。
系統(tǒng)使用兩年來，桐廬縣供電局進(jìn)一步規(guī)范了輸變電設(shè)備紅外圖譜庫采集，建立了《輸變電設(shè)備帶電紅外測(cè)溫管理規(guī)定（試行）》，并逐步在配電設(shè)備上推廣應(yīng)用。加強(qiáng)了紅外圖譜數(shù)據(jù)庫采集規(guī)范化的培訓(xùn)，委托紅外技術(shù)檢測(cè)專業(yè)人員指導(dǎo)培養(yǎng)了一批精通現(xiàn)場(chǎng)拍攝和設(shè)備紅外管理的人才，扎扎實(shí)實(shí)做好了設(shè)備診斷、分析工作。同時(shí)有效減輕了輸變電運(yùn)檢工作量，提高了工作效率，節(jié)約了人工和維護(hù)成本。期間也曾通過紅外精確測(cè)溫、數(shù)據(jù)圖譜庫分析，多次發(fā)現(xiàn)了輸變電設(shè)備隱蔽性的發(fā)熱缺陷，避免了電網(wǎng)設(shè)備事故的發(fā)生，同時(shí)對(duì)于提升電網(wǎng)安全運(yùn)行水平、加強(qiáng)電網(wǎng)設(shè)備管理有著非常重要的意義。
四、結(jié)論
電力設(shè)備紅外流媒體精確測(cè)溫是一項(xiàng)有效、安全而經(jīng)濟(jì)的非接觸式監(jiān)測(cè)手段。輸變電設(shè)備紅外圖譜庫的建成可實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備紅外數(shù)據(jù)的存檔、分析、管理，對(duì)狀態(tài)檢修運(yùn)行狀態(tài)量的收集創(chuàng)造了有利的條件。通過多年的實(shí)踐，加強(qiáng)輸變電設(shè)備紅外精確測(cè)溫及圖譜建設(shè)，對(duì)熱態(tài)異常點(diǎn)進(jìn)行跟蹤、分析，能有效避免輸變電設(shè)備事故的發(fā)生。積極推廣、系統(tǒng)應(yīng)用，逐步使外精確測(cè)溫和分析診斷工作步入常態(tài)化管理，可有效促進(jìn)生產(chǎn)管理精益化和運(yùn)維狀態(tài)化，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
