基于TCP的支持多格式实时编码的流媒体直播系统设计与实现

论文摘要

随着多媒体技术的发展和宽带网络的普及,IPTV系统在国内已经得到越来越广泛的应用,直播系统作为其中的一个子系统虽然满足用户的需求可以进行时移操作,由于IPTV一般都部署在高带宽的局域网中,因此可以保证提供给用户的都是高码率的影片,然后对于ADSL等广域网宽带用户由于网络带宽的限制无法接受高码率的影片内容,所以有必要在高码率的媒体文件基础上进行实时的编码从而降低码率以适应广域网上的网络传输,对于大部分的pc用户来说,能够支持时移的直播系统几乎没有。另一方面,广域网高误码率、低带宽、传输抖动剧烈和带宽不稳定等因素,对实时流媒体应用构成了挑战。本文开始概括流媒体技术和交互式电视的发展及其现状,介绍本文相关的流媒体技术背景知识,并且阐述系统设计和实现的意义。然后根据现有流媒体直播系统中存在的主要问题,并在此基础上提出支持时移功能和多种编码格式的流媒体直播系统的一种实现模式,同时就其中几点关键实现进行详细说明。接着对直播系统以及点播系统的流化模块给出了设计方案,直播服务器通过采用DirectShow技术对MPEG-2TS流实现实时数据编码及传输,点播服务器则通过对通过MP4容器封装的媒体文件采用一种特殊的文件格式来进行存储从而提高服务器读取文件的效率。最后通过搭建了一套测试环境给出系统性能方面的测试结果和分析。最后,本论文还就未来相关工作做了简要论述。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 流媒体技术的发展与现状
• 1.2 IPTV的发展状况
• 1.2.1 IPTV技术框架
• 1.2.2 IPTV流传输技术分析
• 1.2.3 两种传输方式的比较
• 1.2.4 结束语
• 1.3 流媒体技术背景知识
• 1.3.1 单播、广播与组播
• 1.3.2 流媒体传输协议
• 1.3.2.1 实时传输协议RTP
• 1.3.2.2 实时流协议RTSP
• 1.3.2.3 会话描述协议SDP
• 1.3.3 编码格式介绍
• 1.4 论文的主要工作与组织结构
• 第二章 基于广域网的直播系统研究与设计
• 2.1 TCP传输模式
• 2.1.1 传输方式选取与相关问题描述
• 2.1.2 TCP连接认证协议制定与分析
• 2.2 播放服务器的实现
• 2.2.1 缓冲区控制算法
• 2.3 主控服务器的实现
• 2.4 流化服务器的实现
• 第三章 流化系统的研究与设计
• 3.1 现有主流VOD点播系统中存在的问题
• 3.2 多格式大并发VOO点播服务器的实现分析
• 3.2.1 影响VOD服务器响应客户端请求速度的因素
• 3.2.2 服务器内部媒体文件格式
• 3.3 点播数据的流化研究及设计方案
• 3.3.1 MP4文件格式的研究
• 3.3.2 MP4文件格式的流化方案
• 3.3.3 媒体数据提取工作流程
• 3.3.4 执行效率比较
• 3.4 系统性能实验结果及其分析
• 3.4.1 实验环境介绍
• 3.4.2 单网卡并发实验
• 3.4.3 双网卡并发实验
• 3.5 直播数据的实时编码流化
• 3.5.1 DirectShow技术
• 3.5.2 基于DirectShow的实时流化方案
• 3.5.2.1 系统组成部分
• 第四章 时移系统的性能测试和分析
• 4.1 直播系统性能分析
• 4.1.1 直播系统实时性分析
• 4.1.2 直播系统并发性分析
• 4.1.3 直播系统时移性能分析
• 4.1.4 直播系统瓶颈分析
• 4.1.5 直播系统数据发送对网络带宽变化的影响
• 4.1.6 测试结果
• 第五章 总结和后续工作
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 后续工作
• 参考文献
• 致谢