流媒體和視頻服務(wù)器

前言

　　多媒體計算機(jī)不僅能綜合處理聲音、文字、圖像、動畫和視頻，更以豐富的聲、文、圖信息和方便的交互手段，極大地改善了入機(jī)界面，改變了人們使用計算機(jī)的方式，從而為計算機(jī)進(jìn)入人類生活和生產(chǎn)的各　　個領(lǐng)域打開了方便之門，給人們的工作、生活和娛樂帶來了深刻的變化?！　【W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給人們提供了豐富的資源與機(jī)遇。隨著網(wǎng)絡(luò)日前的寬帶化，人們不再滿足在信息高速公路中僅有文本、圖像和聲音，而希望得到聲、文、圖及視頻流媒體信息。以前，多媒體文件需要從服務(wù)器上下載后才能播放，因而在一定程度上限制了人們在計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)上使用多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行交流。流媒體技術(shù)能夠較好地解決這個問題，將連續(xù)媒體（視頻借頻）流壓縮編碼，數(shù)據(jù)打包后按照一定的時序要求發(fā)送給接收設(shè)備，接收設(shè)備在后續(xù)數(shù)據(jù)不斷到達(dá)的同時對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重組、解碼和播放。它的主要特點(diǎn)是邊下載邊觀看，以流的形式進(jìn)行數(shù)字式媒體的處理和傳輸，從而使人們能夠聯(lián)機(jī)欣賞連續(xù)不斷的多媒體節(jié)目，這就是流媒體?！　×髅襟w和視頻服務(wù)器要研究的關(guān)鍵技術(shù)包括：流媒體編碼的技術(shù)，它的代表技術(shù)是可擴(kuò)展性編碼，如精細(xì)粒度可擴(kuò)展性（finegranularscalable，簡稱FGS）編碼、漸進(jìn)式精細(xì)粒度可擴(kuò)展性（progressivefine　　granularscalable，簡稱PFGS）編碼及精細(xì)粒度的空域可擴(kuò)展（finegranularspatiallyscalable，簡稱FGSS）編碼；流媒體調(diào)度和存儲策略；流媒體的傳輸和控制；多媒體代理服務(wù)器（multimediaProxy）及內(nèi)容替換算法；視頻服務(wù)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及存儲與調(diào)度算法。　　流媒體和視頻服務(wù)器典型的應(yīng)用系統(tǒng)包括：點(diǎn)播電視（video-on-demand，簡稱VoD）；視頻會議（videoconference）系統(tǒng)；遠(yuǎn)程教育（distancelearning）系統(tǒng)；數(shù)字圖書館（digitallibrary）等。目前，MicrosoftWindowsMediaPlayer，AppleQuickTime，RealNetworks等流媒體播放器已經(jīng)成為個入計算機(jī)的通用配置。　　為了較全面地介紹流媒體和視頻服務(wù)器的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，我們把全書分成十章，第1章概述流媒體的定義及發(fā)展現(xiàn)狀；第2章介紹適應(yīng)流媒體應(yīng)用的多媒體編碼技術(shù)；第3章和第4章介紹了基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及流媒體的網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制協(xié)議；第5章～第7章詳述了流媒體的調(diào)度技術(shù)、流媒體的擁塞控制技術(shù)、多媒體代理服務(wù)器及援存技術(shù)；第8章～第10章講述了視頻服務(wù)器的系統(tǒng)模型、存儲與調(diào)度算法及分布式層次結(jié)構(gòu)視頻服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)，同時還給出了清華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系設(shè)計并實現(xiàn)的TH-VideoServer分布式層次結(jié)構(gòu)的視頻服務(wù)器系統(tǒng)。　　本書由鐘玉琢、向哲和沈洪共同編著。在編著過程中，作者參考了國內(nèi)外有關(guān)流媒體和視頻服務(wù)器的書刊和文獻(xiàn)資料，還有清華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系博士論文及科研成果報告。但是，由于流媒體和視頻服務(wù)器正處在蓬勃發(fā)展階段，所以不少新的文獻(xiàn)資料我們還收集得不夠完整。限于作者的學(xué)識水平，書中不足和錯誤之處，懇請讀者給予批評指正?！　”緯幹^程中得到作者所在研究所和本組成員，尤其是研究生的大力支持，在此表示衷心的感謝。

內(nèi)容概要

　　流媒體和視頻服務(wù)器的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用。《流媒體和視頻服務(wù)器》共分四部分，第一部分簡單介紹流媒體的定義及發(fā)展現(xiàn)狀；第二部分由第2章-第4章組成，講述流媒體和視頻服務(wù)器的基礎(chǔ)知識，加壓縮編碼、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及流媒體網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制協(xié)議等；第三部分由第5章-第7章組成，主要講述流媒體的調(diào)度、擁塞控制及代理服務(wù)器技術(shù)；第四部分由第8章-第10章組成，主要講述機(jī)頻服務(wù)器的系統(tǒng)模型、存儲和調(diào)度以及分布式層次結(jié)構(gòu)、視頻服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)。

書籍目錄

第1章 流媒體技術(shù)概述1.1 流媒體的發(fā)展現(xiàn)狀1.2 流媒體研究面臨的挑戰(zhàn)第2章 適應(yīng)流式應(yīng)用的多媒體編解碼技術(shù)2.1 MPEG標(biāo)準(zhǔn)2.1.1 MPEG-12.1.2 MPEG-22.1.3 MPEG-42.1.4 MPEG-72.2 傳統(tǒng)視頻編碼在傳輸中的應(yīng)用2.2.1 最小傳輸（minimum transmission）2.2.2 自適應(yīng)編碼（adaptive encoding）2.2.3 代碼轉(zhuǎn)換2.2.4 碼流切換（bit stream switching）2.2.5 分層可擴(kuò)展性編碼（layered scalable coding）2.3 適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木幋a方案2.3.1 精細(xì)的可擴(kuò)展性編碼（fine granular scalable coding）2.3.2 漸進(jìn)的精細(xì)可擴(kuò)展性編碼（progressive FGS coding）2.3.3 精細(xì)的空域可擴(kuò)展性機(jī)頻編碼（fiine granular Spatially scalable， FGSS）第3章 流媒體的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議3.1 IPv6協(xié)議3.1.1 Internet與TCP/IP協(xié)議族3.1.2 Internet現(xiàn)存的問題3.1.3 IPv6的技術(shù)規(guī)范3.1.4 IPv4向IPv6的過渡3.1.5 IPv6與移動通信技術(shù)之間的關(guān)系3.2 組播3.2.1 單播、組播和廣播3.2.2 IP組播的發(fā)展歷史3.2.3 IP組播的技術(shù)規(guī)范3.2.4 IP組播的應(yīng)用編程3.2.5 IP組播存在的問題與發(fā)展第4章 流媒體的網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制協(xié)議4.1 流媒體的網(wǎng)絡(luò)傳輸特征4.2 RTP/RTCP協(xié)議族4.2.1 RTP/RTCP簡介4.2.2 RTP協(xié)議4.2.3 RTP協(xié)議的數(shù)據(jù)格式4.2.4 RTCP協(xié)議4.2.5 RTP/RTCP協(xié)議對流媒體的支持4.2.6 基于RTP的MPEG-1媒體流化4.2.7 基于RTP的MPEG-1視頻流與音頻流封裝4.3 RSVP協(xié)以4.3.1 RSVP的設(shè)計目標(biāo)4.3.2 RSVP的特征4.3.3 RSVP實例4.4 RTSP協(xié)議第5章 流媒體的調(diào)度技術(shù)5.1 多媒體流調(diào)度算法的研究現(xiàn)狀5.1.1 多媒體流的靜態(tài)調(diào)度算法5.1.2 多媒體流的動態(tài)調(diào)度算法5.1.3 傳統(tǒng)流調(diào)度算法的問題5.2 對補(bǔ)丁算法的理論分析5.2.1 補(bǔ)丁算法5.2.2 單節(jié)目情況下的理論分析5.2.3 多節(jié)目情況下的理論分析5.3 周期補(bǔ)丁算法5.3.1 補(bǔ)丁算法的缺陷5.3.2 周期補(bǔ)丁算法5.3.3 對周期補(bǔ)了算法的分析5.3.4 周期補(bǔ)丁算法性能5.4 選擇性周期補(bǔ)丁算法5.4.1 補(bǔ)丁算法與周期補(bǔ)丁算法的統(tǒng)一5.4.2 影響系統(tǒng)性能的各種參數(shù)5.4.3 選擇性周期補(bǔ)丁算法5.4.4 選擇性周期補(bǔ)丁算法性能5.5 補(bǔ)丁優(yōu)先算法5.5.1 補(bǔ)丁流優(yōu)先調(diào)度策略（補(bǔ)丁優(yōu)先卜）5.5.2 補(bǔ)丁代先性能分析5.6 流調(diào)度算法的系統(tǒng)模型5.6.1 數(shù)學(xué)模型5.6.2 算法仿真平臺第6章 多媒體代理服務(wù)器及結(jié)存技術(shù)6.1 多媒體代理服務(wù)器研究現(xiàn)狀6.1.1 多媒體代理服務(wù)器的功能6.1.2 傳統(tǒng)Internet代理服務(wù)器及緩存6.1.3 Internet多媒體代理服務(wù)器6.1.4 無線多媒體代理服務(wù)器6.2 兼容無線和Internet的多媒體代理服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)6.2.1 多媒體代理服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)6.2.2 計算緩存6.2.3 基于增益模型的緩存替換算法6.2.4 多服務(wù)器模型下的服務(wù)器選擇算法及緩存替換算法6.2.5 實驗結(jié)果6.3 蜂窩無線環(huán)境下多媒體代理服務(wù)器的協(xié)作6.3.1 無線環(huán)境下多媒體代理服務(wù)器的問題6.3.2 MobileCache系統(tǒng)6.3.3 MobileCache的緩存管理6.3.4 O-CHGA算法（offline climbing-hill genetic algorithm）6.3.5 MobileCache的系統(tǒng)性能第7章 流媒體的擁塞控制技術(shù)7.1 擁塞控制7.1.1 TCP和TCP友好7.1.2 模型化TCP吞吐量7.1.3 TCP友好7.2 擁塞控制策略的分類7.2.1 基于窗口VS.基于速率7.2.2 單播VS.組播7.2.3 單速率VS.多速率7.2.4 端到端VS.路由器支持7.3 單播擁塞控制7.3.1 基于速率的方法7.3.2 基于窗口的方法7.4 組播擁塞控制協(xié)議7.4.1 基于速率的方法7.4.2 基于窗口的方法7.5 協(xié)議評估第8章 VOD與視頻服務(wù)器8.1 VOD與視頻服務(wù)器系統(tǒng)8.1.1 研究背景與系統(tǒng)介紹8.1.2 視頻服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)8.1.3 典型的視頻服務(wù)器8.1.4 視頻服務(wù)器研究的關(guān)鍵問題8.2 視頻服務(wù)器的模型分析8.2.1 點(diǎn)播請求到達(dá)時間8.2.2 節(jié)目訪問頻率8.2.3 媒體點(diǎn)播系統(tǒng)的排隊模型8.3 視頻服務(wù)器的性能分析8.3.1 衛(wèi)視頻服務(wù)器硬件的瓶頸分析8.3.2 視頻服務(wù)器的硬盤系統(tǒng)的分類與比較8.3.3 RAID磁盤8.3.4 采用RAID結(jié)構(gòu)的分布式媒體點(diǎn)播系統(tǒng)8.3.5 磁盤訪問算法8.3.6 視頻泵磁盤子系統(tǒng)性能分析8.3.7 視頻泵網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)性能分析8.3.8 視頻服務(wù)器的多任務(wù)模型第9章 視頻服務(wù)器的存儲與調(diào)度9.1 磁盤緩存策略研究9.1.1 研究背景9.1.2 系統(tǒng)描述9.1.3 定碼率（CBR）視頻間隔緩存算法9.1.4 變碼率（VBR）視頻間隔緩存算法9.1.5 系統(tǒng)仿真和結(jié)果9.2 分組存儲策略9.2.1 媒體數(shù)據(jù)的分組存儲9.2.2 媒體流的自相似性9.2.3 I-IPS分組存儲算法9.2.4 I-IPS分組存儲算法的評價第10章 分布式層次結(jié)構(gòu)視頻服務(wù)器的設(shè)計與實現(xiàn)10.1 分布式媒體點(diǎn)播系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)10.1.1 性能和效率10.1.2 規(guī)?？勺兡芰?0.1.3 可維護(hù)性10.1.4 安全性10.1.5 可靠性及其測試10.2 分布式媒體點(diǎn)播系統(tǒng)的設(shè)計約束10.2.1 平臺10.2.2 資源競爭10.3 分布式系統(tǒng)的分類和比較10.3.1 傳統(tǒng)的（兩層）客戶/服務(wù)器模型10.3.2 三層（n層）客戶/服務(wù)器模型10.3.3 兩層和三層模型的比較10.3.4 設(shè)計分布式媒體點(diǎn)播系統(tǒng)10.4 中央型視頻服務(wù)器系統(tǒng)VOD 200010.4.1 VOD 2000的軟件結(jié)構(gòu)10.4.2 VOD 2000的硬件結(jié)構(gòu)10.4.3 VOD 2000的主要算法介紹10.4.4 VOD 2000的主要功能10.5 分布式層次結(jié)構(gòu)視頻服務(wù)器系統(tǒng)TH-Videoserver10.5.1 管理服務(wù)器設(shè)計10.5.2 媒體服務(wù)器設(shè)計10.5.3 客戶端設(shè)計參考文獻(xiàn)

編輯推薦

　　《流媒體和視頻服務(wù)器》可作為從事多媒體計算機(jī)、多媒體通信、交互式電視技術(shù)研制、開發(fā)及應(yīng)用的技術(shù)人員以及大專院校有關(guān)專業(yè)師生的參考書。

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