淺析音視頻同步傳輸研究與實(shí)現(xiàn)

陳銀鳳

(沈陽市高新區(qū)艾維聲光電電子經(jīng)銷商行，遼寧 沈陽 110179)

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淺析音視頻同步傳輸研究與實(shí)現(xiàn)

陳銀鳳

(沈陽市高新區(qū)艾維聲光電電子經(jīng)銷商行，遼寧 沈陽 110179)

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)迅速普及化，信息交流方式也越來越多，信息不在是以單獨(dú)的文字形式傳播，音頻、視頻、圖文等多種集成于一體的信息傳播方式也十分常見。比如可視電話和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等等，它們超越了距離上的限制，讓人們的生活變得更加快捷方便。本文通多媒體發(fā)展研究，對多媒體音視頻同步傳輸在多媒體通訊中所占據(jù)的重要服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)做了全面綜述。

關(guān)鍵詞：多媒體；音視頻；服務(wù)質(zhì)量

1多媒體發(fā)展現(xiàn)狀

我們平常所說的音視頻的發(fā)展現(xiàn)狀也就是多媒體發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)狀，即音視頻的同步是和多媒體的發(fā)展一同出現(xiàn)的，音視頻同步是有多媒體獨(dú)有的特征。

1.1媒體的數(shù)據(jù)成分。多媒體數(shù)據(jù)是由在內(nèi)容上互相關(guān)聯(lián)的文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、語音和活動(dòng)圖像等媒體數(shù)據(jù)構(gòu)成的一種復(fù)合信息實(shí)體。根據(jù)媒體數(shù)據(jù)與時(shí)間之間的相互關(guān)系，可以將媒體數(shù)據(jù)劃分為靜態(tài)媒體數(shù)據(jù)和連續(xù)媒體數(shù)據(jù)。

1.2媒體數(shù)據(jù)的構(gòu)成。多媒體同步規(guī)則是一種明確地描述多媒體系統(tǒng)中各個(gè)媒體對象內(nèi)以及各個(gè)媒體對象間所有時(shí)間關(guān)系的方法。時(shí)域同步規(guī)則由同步描述數(shù)據(jù)和同步容限組成。前者表示媒體內(nèi)部和媒體之間的時(shí)間約束關(guān)系，后者表示這些約束關(guān)系所允許的偏移范圍。

1.3按同步層次劃分。多媒體同步由很多系統(tǒng)部件來支撐和體現(xiàn)，包括操作系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、文檔、甚至一些具體應(yīng)用，因此，多媒體系統(tǒng)中的同步必須在多個(gè)層次上予以考慮。按照同步的層次劃分，同步可分為系統(tǒng)同步、合成同步和用戶級同步。

2音視頻同步通信及關(guān)鍵技術(shù)

隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，將計(jì)算機(jī)的交互性、通信網(wǎng)絡(luò)的分布性和電視的真實(shí)性融為一體，產(chǎn)生了多媒體通信，一種新的通信方式。而在多媒體通信系統(tǒng)中，音視頻同步又成為了一個(gè)不可回避的問題。

寬帶通信技術(shù)的發(fā)展在很大程度上推動(dòng)了音視頻通信技術(shù)的發(fā)展。基于音視頻技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到教育、辦公、商業(yè)、科學(xué)工程研究及家庭等各個(gè)方面，如視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程購物、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻會(huì)議、計(jì)算機(jī)支持，協(xié)同工作等各個(gè)領(lǐng)域，而支持這些應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)就是音視頻同步技術(shù)。

2.1音視頻的同步定義及要求。所謂音視頻同步是指多種數(shù)據(jù)流類型的集成，這些數(shù)據(jù)流包括連續(xù)媒體流(視頻、音頻和動(dòng)畫)及離散媒體流(文本、數(shù)據(jù)、圖形和圖像等)。在這些媒體流的信息單元之間存在著某種時(shí)間關(guān)系，當(dāng)多媒體系統(tǒng)存儲(chǔ)、發(fā)送和播映數(shù)據(jù)時(shí)必須維持這種關(guān)系。一般地，維持一個(gè)或多個(gè)媒體流的時(shí)間順序的過程就稱為多媒體同步。

多媒體之間的相互依存關(guān)系不只是顯示時(shí)才有，在捕獲、存儲(chǔ)、傳輸和處理過程中也是存在的。不同媒體對象之間的相互依存關(guān)系可概括為三類：(1)內(nèi)容(Content)關(guān)系。(2)空間關(guān)系。(3)時(shí)間關(guān)系。

2.2影響音視頻同步的因素。在分布式多媒體系統(tǒng)中，信源產(chǎn)生的多媒體數(shù)據(jù)需要經(jīng)過一段距離的傳輸才能到達(dá)信宿。在傳輸過程中，由于受到某些因素的影響，多媒體數(shù)據(jù)的時(shí)域約束關(guān)系可能被破壞，從而導(dǎo)致多媒體數(shù)據(jù)不能正確地播放。

2.3不同的采集起始時(shí)間或不同的延時(shí)時(shí)間。在多個(gè)信源的情況下，信源必須同時(shí)開始采集和傳輸信息。例如一個(gè)信源采集圖像信號(hào)，另一信源采集相關(guān)的伴音信號(hào)，如果兩者的采集時(shí)間不同，同時(shí)播放這兩個(gè)信源送來的媒體單元必然出現(xiàn)唇同步的問題。兩個(gè)信源到信宿的傳輸延時(shí)不等、或者打包/拆包、緩存等時(shí)間的不同，也會(huì)引起同樣的問題。

2.4不同的播放起始時(shí)間。在有多個(gè)信宿的情況下，各信宿的播放起始時(shí)間應(yīng)該相同。如果用戶播放的起始時(shí)間不同，獲得信息早的用戶便較早地對該信息作出響應(yīng)，破壞了對其他用戶的公平性。

2.5數(shù)據(jù)丟失。傳輸過程中數(shù)據(jù)的丟失相當(dāng)于該數(shù)據(jù)單元沒有按時(shí)到達(dá)播放器，顯然會(huì)破壞同步。

2.6網(wǎng)絡(luò)傳輸條件的變化。在一些網(wǎng)絡(luò)，例如IP網(wǎng)等，網(wǎng)絡(luò)的平均延時(shí)、數(shù)據(jù)的丟失率與網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載有關(guān)，因此在通信起始時(shí)已同步的數(shù)據(jù)流，經(jīng)過一段時(shí)間后可能因網(wǎng)絡(luò)條件變化而失去同步。

3音視頻同步的技術(shù)

時(shí)延存在于多媒體信息的獲取、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、傳輸和播映等一系列過程之中，一個(gè)音視頻同步控制也應(yīng)該貫穿整個(gè)通信過程。在通信過程的各個(gè)階段的同步措施都是為最終在信宿端同步的實(shí)現(xiàn)服務(wù)。

由于傳輸過程中存在著各種破壞同步的因素，因此涉及到的通信同步機(jī)制比較復(fù)雜。以下所論述的同步控制機(jī)制都是基于特定的應(yīng)用環(huán)境而提出的。

4同步性能的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

多媒體同步中同樣涉及到了服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)問題，多媒體同步反映的是多種媒體的時(shí)間關(guān)系，特別是單個(gè)媒體內(nèi)部的連續(xù)性和多種媒體之間的同步關(guān)系。這種連續(xù)性和同步性在多媒體系統(tǒng)中，特別是分布式環(huán)境中的多媒體傳輸中，體現(xiàn)為一種或多種服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，如唇同步的偏差為一種服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)；而這種連續(xù)性和同步性在多媒體應(yīng)用系統(tǒng)的用戶端則體現(xiàn)為用戶對多媒體演播質(zhì)量的感知，如對視頻連貫性、音頻的不間斷性、及視音頻之間唇同步的滿意和困惑程度，因此多媒體質(zhì)量在用戶端是以具體的QoP(感知服務(wù)質(zhì)量)來體現(xiàn)的。

5結(jié)論

與傳統(tǒng)媒體相比，多媒體應(yīng)用往往需要更寬的帶寬，而且?guī)缀跛械亩嗝襟w應(yīng)用都具有實(shí)時(shí)性。這些因素使得諸如時(shí)延抖動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)阻塞，包丟失等都會(huì)引起媒體內(nèi)或媒體間失步，嚴(yán)重影響著多媒體的同步播放質(zhì)量。多媒體同步涉及數(shù)據(jù)的生成、傳輸及播映等多個(gè)方面，可以在信源端、網(wǎng)絡(luò)或信宿端進(jìn)行控制，同時(shí)亦可以將上述三個(gè)方面的控制結(jié)合起來以實(shí)現(xiàn)媒體的同步。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：陳銀鳳，沈陽市高新區(qū)艾維聲光電電子經(jīng)銷商行，助理工程師，本科。

中圖分類號(hào):TN919

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-1602(2016)10-0007-01