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移动媒体的应用要求

2011/06/28

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  移动媒体不是简单的媒介,对标准的兼容只是实现其应用的一步。在要求得到移动视频市场的份额之前,应用开发商必须 克服其他许多技术难题。本章将对其中几个技术难题进行探讨。

  使用TDM设备的基于IP的媒介

  创建移动视频应用的挑战之一便是使基于IP 的媒体与基于 TDM 的用户设备兼容。3G-324M 标准被设计用于 64kbps 带 宽的 TDM 信道,然而大多数视频都是面向 IP 网络的,而 IP 网络是基于包交换的网络,拥有自己的信令和传输协议,处 理视频的速率一般大于 64kbps。(图1解释了这种情况,并强调了网速的显著不同) 直接在移动网络上通过 IP 传送视频, 将消除一些互操作方面的问题,但基于 IP 的移动视频并不总能匹配 3G-324M 产生的应答。另外,移动网络运营商在基于 TDM 网络上有很大投资,因而不希望放弃基于 TDM 的网络。由于这个原因,利用现有的 TDM 基础架构、计费系统等的3G-324M 标准,在可预见的将来可能一直会是一个在移动网络上进行实时多媒体传输的标准。其结果便是,移动视频应 用——或更为根本的基础架构,将不得不在未来的一段时间内在基于 TDM 的 3G-324M 协议与基于包交换的 IP 协议间进行转换。


图. 基于 IP 的媒体必须兼容基于 TDM 的设备

  应对多样性

  为了满足最大数量用户的需要,视频应用产品必须应对不同的端点设备,这些设备由许多不同的移动手持终端组成,具有 不同的屏幕分辨率、长宽比、帧速率、比特率等。这种情况迫使视频提供基础架构必须即时调整媒体流,以便在每种类型 的设备上都能够获得最佳的显示效果。同样,多视频的 CODECs (H.263, MPEG-4和 H.264) 也在使用,每一个都具有不同 特征。为了将大部分应用提供给最大数量的受众,这些基础架构必须在不同的编码方案之间进行转换,并且保证不影响视 频或音频质量。有效匹配收发设备使用的比特率,在保证视频质量方面非常重要。

  带宽限制

使用最小的网络带宽提供最高质量的视频将带来严峻挑战,解决这一挑战对于移动设备而言是至关重要,这已经推动了重 大的革新。如 Flash,MPEG-2 和 H.263 等一般的视频压缩技术,已经被更新的 H.264 标准所超越,该标准能将压缩率从200% 提高到 300%。

  为了利用 H.264 来改善压缩方案,并使之适应不同的屏幕参数,视频内容被进行编码转换和速率转换。编码转换是基本的 网络视频处理操作,在该操作中,一种视频格式先被解压缩为一个原数据流,然后该原数据流再被压缩为另一种格式。速 率转换对速度进行匹配,以实现带宽和移动网络之间的连接。这些操作在网络上顺利进行,使传输内容所需的带宽降低到 最小,同时也为手持移动终端的处理器密集型适配操作减轻了压力。

  为了使视频保持较高质量,基础架构还必须支持一种被称为视频快速更新(VFU)的特性。一个视频媒体流由一个参考帧(1-frame) 以及一系列“delta”帧组成,参考帧对一个完整的视频图片进行编码,“delta”帧对最后一个参考帧以后的所有 变化进行编码。一些视频资源在每个会话开始时仅发送一个单一的参考帧,而其他的视频资源则按照一定的时间间隔发送 参考帧。频繁发送参考帧能够提高图像的质量,但却要以消耗 更多的带宽为代价。一个移动视频应用必须在视频质量和带 宽消耗之间达到精确的平衡。

  当从网络错误中恢复,或开始一个录音会话时,接收设备通常会要求一个“额外”的参考帧。网络上 TDM 一边的终端设 备能发送和接收一个 3G-324M VFU 请求到 IP 网络一端,或由IP网络一端发送,来请求一个参考帧。网络上 IP 侧的终端设 备能发送或接收一个 VFU 请求,而该请求被内嵌在 SIP INFO 信息的会话中间。为了传输最高质量的视频,该架构必须能 解释两类的 VFU 请求,并快速返回有效的参考帧。

  互作用

  互作用提出了更进一步的挑战。能够使用户访问多个 TV 频道以及获得其他服务的视频门户,是一个很好的研究实例。视 频门户显示了基于每个用户活动、访问权限、服务描述等的服务菜单。一般来说,菜单是有限列表,用户通过在手持终端 按下相应的键来进行选择 (图2.通过示意图说明了动态菜单的映射方法)。为了创建菜单,应用程序控制了基础架构,而该 基础架构动态地生成了有限列表,并在当前的视频流顶端显示为一个静态覆盖图。相同技术可用于显示基于用户活动或位 置进行品牌和广告宣传的 logo 或文本。
  

  
图. 动态菜单生成映射图

  视频门户以及菜单必须接受用户输入(当用户按键做出选择时,最常见的是具有DTMF<双音多频>铃音),并转到相应的频道或服务。在 TDM 的基础架构一端,DTMF 音可以被转为同带音频或被编码为 H.245 控制消息。在 IP 端,音调可以装载为 媒体,或者载入 SIP INFO 信息中。为了支持大量不同类型的终端、网络及应用系统,移动视频架构必须接受不同的音频载 波技术,并在其间进行转换。

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