導(dǎo)語：流媒體技術(shù)及在電力的作用探究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:介紹了流媒體技術(shù)的起源、相關(guān)概念和流媒體組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)原理等，并系統(tǒng)地研究了流媒體的文件格式、制作技術(shù)、播放方式和壓縮編碼技術(shù)等。文章重點(diǎn)地闡述了流媒體在因特網(wǎng)上傳播的關(guān)鍵技術(shù)——流式傳輸，并在此基礎(chǔ)上對流媒體技術(shù)尤其是在電力運(yùn)行系統(tǒng)中的應(yīng)用提出了建議和看法。

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，這對現(xiàn)場臨控之類的音/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)器部分和一臺硬件服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)管理、存儲、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)行存儲或傳輸。

各種流媒體平臺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重排序并解包。(4)后處理:在解包后對數(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:一是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造，如，用IPV6技術(shù)對視頻數(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)存儲在緩存中，直到預(yù)定的播放時(shí)間到來，再將緩存中存儲的數(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，但只能工作在一對一或一對多的傳輸情況下。(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)等級偏低、對極端性天氣與氣候條件的監(jiān)測預(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。公務(wù)員之家

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，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，地勢復(fù)雜，每年要多次遭受冰雪、臺風(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，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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