多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)的分析

王菊

摘 要：在現(xiàn)階段，傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)仍然是多媒體同步研究的主要方向，因此本文對(duì)無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)同步的研究主要是借鑒傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的研究成果，在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析改進(jìn)，使之可以應(yīng)用在無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中。

關(guān)鍵詞：協(xié)議的選擇；RTP/RTCP協(xié)議；幀的精簡(jiǎn)

媒體文件指的是視頻、音頻等文件，傳遞的是圖像、聲音等信息。一般來(lái)說(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)上獲取文件，需要將文件完整的下載到本機(jī)，才能夠讀取文件的內(nèi)容。可是，對(duì)于媒體文件來(lái)說(shuō)用戶喜歡的方式是一邊下載一邊播放，流媒體就實(shí)現(xiàn)了用戶的需求。

1 多媒體同步

一般地，維持一個(gè)或多個(gè)媒體流的時(shí)間順序的過(guò)程就稱為多媒體同步[1]。根據(jù)連續(xù)媒體各個(gè)媒體單元之間和媒體對(duì)象之間的時(shí)間關(guān)系，可以將多媒體同步分為媒體流內(nèi)同步和媒體流間同步。

1.1 媒體流內(nèi)同步

媒體流內(nèi)同步指某一時(shí)間相關(guān)媒體對(duì)象中的各種不同表現(xiàn)單元之間的時(shí)間關(guān)系的同步，一個(gè)典型的例子是視頻序列中每一幀之間的時(shí)態(tài)關(guān)系。對(duì)每秒25幀速率的視頻，每一幀之間的延遲是40ms。假設(shè)有一段小球上拋的視頻，第一個(gè)媒體單元的產(chǎn)生時(shí)間是T1，則第N個(gè)后續(xù)媒體單元產(chǎn)生的時(shí)間為

媒體流內(nèi)的同步，是要確保一個(gè)單一的媒體流之間的簡(jiǎn)單關(guān)系，這是要求在一定時(shí)間發(fā)送一個(gè)媒體對(duì)象，作為媒體流的連續(xù)性表現(xiàn)出來(lái)，用來(lái)滿足人們感知的要求。流內(nèi)同步的復(fù)雜性不只是一個(gè)單一的媒體類型，也提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)QoS[2]和分布式系統(tǒng)，也與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的源端和目標(biāo)端有關(guān)系。

1.2 媒體流間同步

媒體流間同步[3]是指不同媒體對(duì)象之間的同步。圖1給出了一個(gè)多媒體的對(duì)象間同步的例子，它從視頻（Video）與音頻序列（Audio）開始，隨后有一幅圖Picture和一段文本Text，各媒體對(duì)象的播放時(shí)間必須遵循圖1所規(guī)定的時(shí)序。

媒體流間同步關(guān)系，主要是保證不同媒體間的時(shí)間關(guān)系，如音頻和視頻之間的時(shí)態(tài)關(guān)系，音頻和文本之間的時(shí)態(tài)關(guān)系等，表現(xiàn)為各個(gè)媒體流中在同步點(diǎn)上的同時(shí)播放。

2 多媒體同步技術(shù)

2.1 媒體內(nèi)同步技術(shù)

⑴基于播放時(shí)限的同步 。連續(xù)媒體數(shù)據(jù)是一個(gè)時(shí)間序列，它由若干存在著固定時(shí)間關(guān)系的LDU構(gòu)成。當(dāng)在傳輸?shù)倪^(guò)程中有延時(shí)抖動(dòng)時(shí)，LDU相互時(shí)間間隔則發(fā)生著變化。為了解決這種情況比較便捷的方式就是對(duì)時(shí)延抖動(dòng)進(jìn)行過(guò)濾，目的是為了讓端到端的時(shí)延保持不變，達(dá)到流內(nèi)同步的效果。

⑵基于緩存數(shù)據(jù)控制的同步。緩沖區(qū)輸出是有規(guī)律的按照本地時(shí)間向播放器提供媒體信息，而輸入速率是由傳輸時(shí)延抖動(dòng)等因素所決定。當(dāng)有些因素受到客觀環(huán)境的變化而受影響時(shí)直接影響著緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量變化，所以我們要定期地檢測(cè)緩存中的數(shù)據(jù)量，觀測(cè)是否存在數(shù)據(jù)量溢出或抽空的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象則視為不同步，就要再采取方法使其同步，這樣做使得在媒體流發(fā)送或者是播放的過(guò)程中能夠適應(yīng)動(dòng)態(tài)的端到端的延時(shí)變化。可以采取在新源端或者信宿端進(jìn)行再同步的方法。

2.2 媒體間同步技術(shù)

⑴多路復(fù)用同步技術(shù)。多路復(fù)用技術(shù)就是為了提高信道的利用率，使多路信號(hào)沿著同一信道傳輸而互不干擾。這種方法對(duì)媒體間同步來(lái)說(shuō)非常簡(jiǎn)單，但是對(duì)自身特點(diǎn)首先媒體流對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量需求的差距使得這樣一個(gè)傳輸流沒(méi)辦法保證服務(wù)質(zhì)量，若為了服務(wù)質(zhì)量來(lái)挑選質(zhì)量高的媒體流又會(huì)浪費(fèi)帶寬；其次，如果想要隨時(shí)增減、刪除數(shù)據(jù)或者對(duì)媒體進(jìn)行處理時(shí)又極為不方便，并且在接收端想要將這些媒體分解也存在著很大的障礙；最后，同步技術(shù)中的多點(diǎn)之間通信環(huán)境顯然是多個(gè)媒體公用信源和信宿不能適應(yīng)的。

⑵同步信道技術(shù)。同步信道方案在建立傳輸控制連接的基礎(chǔ)上具有很好的兼容性，并且能夠在現(xiàn)有的環(huán)境包括多址環(huán)境中實(shí)現(xiàn)控制信息及復(fù)雜信息的同步播放，但是如果采用同步信道技術(shù)，又有一定的缺點(diǎn)，比如要增加同步信道，開銷相對(duì)比較大，而且對(duì)實(shí)時(shí)性及優(yōu)先級(jí)的要求較高，若就需要一條信道，那么多個(gè)媒體流各自都有所需的話就很難實(shí)現(xiàn)。

⑶同步標(biāo)記技術(shù)。同步標(biāo)記技術(shù)指當(dāng)媒體流在各自的信道上傳輸?shù)臅r(shí)候，在他們需要同步地地方插上同步標(biāo)記，這樣就能夠在快要到達(dá)信宿端時(shí)能夠通過(guò)標(biāo)記來(lái)控制媒體流的同步。雖然這種方法簡(jiǎn)單而且不需要有時(shí)鐘的同步，但是這樣做卻改變了原有數(shù)據(jù)流的特性且不能與現(xiàn)有環(huán)境兼容，如果這些媒體流的數(shù)據(jù)都是從一個(gè)信源端出發(fā)的，這種方法還可以適應(yīng)，如果信源端都是來(lái)源于不同的節(jié)點(diǎn)，這種方法便不被支持了。

以上通過(guò)對(duì)多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)進(jìn)行了分析，結(jié)合無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出了同步控制的關(guān)鍵問(wèn)題，為日后的多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)同步的研究奠定了基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

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