1、流媒體技術(shù)基礎(chǔ)-流媒體文件格式微軟高級(jí)流格式ASF簡(jiǎn)介-Microsoft 公司的 Windows Media 的核心是 ASF （Advanced Stream Format ）。微軟將 ASF 定義為同步 媒體的統(tǒng)一容器文件格式。ASF是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖像以及控制命令腳本等多媒體信息通過(guò) 這種格式，以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實(shí)現(xiàn)流式多媒體內(nèi)容發(fā)布。ASF最大優(yōu)點(diǎn)就是體積小，因此適合網(wǎng)絡(luò)傳輸，使用微軟公司的最新媒體播放器（Microsoft Windows Media Player）可以直接播放該格式的文件。用戶可以將圖形、聲音和動(dòng)畫數(shù)據(jù)組合成一個(gè)ASF格式的文 件，當(dāng)然也可以將其

2、他格式的視頻和音頻轉(zhuǎn)換為ASF格式，而且用戶還可以通過(guò)聲卡和視頻捕獲卡將諸如 麥克風(fēng)、錄像機(jī)等等外設(shè)的數(shù)據(jù)保存為ASF格式。另外，ASF格式的視頻中可以帶有命令代碼，用戶指定 在到達(dá)視頻或音頻的某個(gè)時(shí)間后觸發(fā)某個(gè)事件或操作。ASF的特征可擴(kuò)展的媒體類型-ASF文件允許制作者很容易地定義新的媒體類型。ASF格式提供了非常有效的靈活 地定義符合ASF文件格式定義的新的媒體流類型。任一存儲(chǔ)的媒體流邏輯上都是獨(dú)立于其他媒體流的，除 非在文件頭部分明顯地定義了其與另一媒體流的關(guān)系。部件下載-特定的有關(guān)播放部件的信息（如，解壓縮算法和播放器）能夠存儲(chǔ)在ASF文件頭部分，這些 信息能夠?yàn)榭蛻魴C(jī)用來(lái)找到合適的

3、所需的播放部件的版本-如果它們沒(méi)有在客戶機(jī)上安裝。可伸縮的媒體類型-ASF是設(shè)計(jì)用來(lái)表示可伸縮的媒體類型的帶寬之間的依賴關(guān)系A(chǔ)SF存儲(chǔ)各個(gè)帶 寬就像一個(gè)單獨(dú)的媒體流。媒體流之間的依賴關(guān)系存儲(chǔ)在文件頭部分，為客戶機(jī)以一個(gè)獨(dú)立于壓縮的方式 解釋可伸縮的選項(xiàng)提供了豐富的信息流的優(yōu)先級(jí)化-現(xiàn)代的多媒體傳輸系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)整以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)資 源緊張的情況（如，帶寬不足）。多媒體內(nèi)容的制作者要能夠根據(jù)流的優(yōu)先級(jí)表達(dá)他們的參考信息，如最低 保證音頻流的傳輸。隨著可伸縮媒體類型的出現(xiàn)，流的優(yōu)先級(jí)的安排變得復(fù)雜起來(lái)，因?yàn)樵谥谱鞯臅r(shí)候很 難決定各媒體流的順序。ASF允許內(nèi)容制作者有效地表達(dá)他們的意見(jiàn)（有關(guān)媒體的優(yōu)先級(jí)

4、），甚至在可伸縮 的媒體類型出現(xiàn)的情況下也可以.多語(yǔ)言-ASF設(shè)計(jì)為支持多語(yǔ)言。媒體流能夠可選地指示所含媒體的語(yǔ)言。這個(gè)功能常用于音頻和文本 流。一個(gè)多語(yǔ)言ASF文件指的是包含不同語(yǔ)言版本的同一內(nèi)容的一系列媒體流，其允許客戶機(jī)在播放的過(guò) 程中選擇最合適的版本。目錄信息-ASF提供可繼續(xù)擴(kuò)展的目錄信息的功能，該功能的擴(kuò)展性和靈活性都非常好。所有的目錄信 息都以無(wú)格式編碼的形式存儲(chǔ)在文件頭部分，并且支持多語(yǔ)言，如果需要，目錄信息既可預(yù)先定義（如，作者 和標(biāo)題），也可以是制作者自定義。目錄信息功能既可以用于整個(gè)文件也可以用于單個(gè)媒體流。ASF文件格式ASF對(duì)象定義ASF文件基本的組織單元叫做ASF對(duì)

5、象，它是由一個(gè)128位的全球唯一的對(duì)象標(biāo)識(shí)符(Object ID), 一個(gè)64位整數(shù)的對(duì)象大小(Object Size)和一個(gè)可變長(zhǎng)的對(duì)象數(shù)據(jù)(Object Data)組成。對(duì)象大小域的值 是由對(duì)象數(shù)據(jù)的大小加上24比特之和。Object IDObject SizeObject Data16 BytesObject IDObject SizeObject Data8Bytes? Bytes圖11.8 ASF對(duì)象這個(gè)文件組織單元有點(diǎn)類似于RIFF(Resource Interchange File Format)字節(jié)片。RIFF字節(jié)片時(shí)AVI和 WAV文件的基本單位。ASF對(duì)象在兩個(gè)方面改進(jìn)了

6、RIFF的設(shè)計(jì)。首先，無(wú)需一個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)來(lái)管理對(duì)象標(biāo) 識(shí)符系統(tǒng)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)卡能夠產(chǎn)生一個(gè)有效的唯一的GUID。其次，對(duì)象大小字段已定義得足夠處理高 帶寬多媒體內(nèi)容的大文件。高層文件結(jié)構(gòu)ASF文件邏輯上是由三個(gè)高層對(duì)象組成：頭對(duì)象(Header Object)、數(shù)據(jù)對(duì)象(Data Object)和索引對(duì)象 (Index Object).。頭對(duì)象是必需的并且必須放在每一個(gè)ASF文件的開(kāi)頭部分，數(shù)據(jù)對(duì)象也是必需的，且一般 情況下緊跟在頭對(duì)象之后。索引對(duì)象是可選的，但是一般推薦使用。圖11.9高層ASF文件結(jié)構(gòu)在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)一些文件包含無(wú)序的(Out-Of-Order)的對(duì)象，ASF也支持

7、，但在特定情 況下，將導(dǎo)致ASF文件不能使用，如從特定的文件源如HTTP服務(wù)器讀取該類ASF文件。同樣地，額外 的高層對(duì)象也可能被運(yùn)用并加入到ASF文件中。一般推薦這些另加的對(duì)象跟在索引對(duì)象之后。ASF數(shù)據(jù)對(duì)象能夠被解釋的一個(gè)前提條件是頭對(duì)象已被客戶機(jī)接收到。ASF沒(méi)有聲明頭對(duì)象信息是如 何到達(dá)客戶端的，到達(dá)機(jī)制是一個(gè)本地實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，顯然已超過(guò)了 ASF的定義范圍。頭對(duì)象先于數(shù)據(jù) 對(duì)象到達(dá)有三種方式：包含頭對(duì)象的信息作為會(huì)話聲明的一部分。利用一個(gè)與數(shù)據(jù)對(duì)象不同的通道發(fā)送頭對(duì)象。在發(fā)送ASF數(shù)據(jù)對(duì)象之前發(fā)送頭對(duì)象。ASF 頭對(duì)象在ASF的三個(gè)高層對(duì)象中，頭對(duì)象是唯一包含其他ASF對(duì)象的對(duì)象。頭對(duì)象

8、可能包含一下對(duì)象：文件屬性對(duì)象(File Properties Object)全局文件屬性。流屬性對(duì)象(Stream Properties Object)-定義一個(gè)媒體流和其屬性。內(nèi)容描述對(duì)象(C ontent Description Object)包含所有目錄信息。部件下載對(duì)象(Component Download Object)-提供播放部件信息。流組織對(duì)象(Stream Groups Object)-邏輯上把多個(gè)媒體流組織在一起。可伸縮對(duì)象(Scalable Object)-定義媒體流之間的可伸縮的關(guān)系。優(yōu)先級(jí)對(duì)象(Prioritization Object)-定義相關(guān)流的優(yōu)先級(jí)。相互排

9、斥對(duì)象(Mutual Exclusion Object)-定義排斥關(guān)系如語(yǔ)言選擇。媒體相互依賴對(duì)象(Inter-Media Dependency Object)-定義混合媒體流之間的相互依賴關(guān)系。級(jí)別對(duì)象(Rating Object)-根據(jù)W3C PICS定義文件的級(jí)別。索引參數(shù)對(duì)象(Index Parameters Object)-提供必要的信息以重建ASF文件的索引。Header ObjectFile PropertiesGldbal tie dtributemStream PropertiesMedia stream characteristicsContent DescriptionE

10、iiblingrsphiuinfDComponent DownloadPlayback ccimpanent infciStream GroupsLogical circws of streamsScalableSealabilitynelaticinships among streamsPrioritizationRelative stneam uioritiEmMutual ExclusionMutual EMclusivitv re!HkinshipsInter-Media Dependency EpEncJEncy relaticinshipsRatingW3C PICS rdinci

11、mIndex ParametersInfo for ASF index圖11.10 ASF頭對(duì)象頭對(duì)象的作用是在ASF文件的開(kāi)始部分提供一個(gè)眾所周知的比特序列，并且包含所有其它頭對(duì)象信息。 頭對(duì)象提供了存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)對(duì)象中的多媒體數(shù)據(jù)的全局的信息。ASF 數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)據(jù)對(duì)象包含一個(gè)ASF文件的所有多媒體數(shù)據(jù)。多媒體數(shù)據(jù)以ASF數(shù)據(jù)單元的形式存儲(chǔ)，每一個(gè)ASF 數(shù)據(jù)單元都是可變長(zhǎng)的，且包含的數(shù)據(jù)必須是同一種媒體流。數(shù)據(jù)單元在當(dāng)它們開(kāi)始傳輸?shù)臅r(shí)候在數(shù)據(jù)對(duì) 象中自動(dòng)地排序，這種排序來(lái)自于交叉存儲(chǔ)的文件格式。ASF 索弓|對(duì)象ASF索引對(duì)象包含一個(gè)嵌入ASF文件的多媒體數(shù)據(jù)的基于時(shí)間的索引。每以索引進(jìn)入表現(xiàn)

12、的時(shí)間間隔 是在制作時(shí)設(shè)置的，并且存儲(chǔ)在索引對(duì)象中。由于沒(méi)有必要為一個(gè)文件的每一個(gè)媒體流建立一個(gè)索引，因 此，通常利用一個(gè)時(shí)間間隔列表來(lái)索引一系列的媒體流。110.8 RealSystem 的 RealMedia 文件格式RealNetworks 公司的 RealMedia 包括 RealAudio、RealVideo 和 RealFlash 三類文件，其中 RealAudio 用 來(lái)傳輸接近CD音質(zhì)的音頻數(shù)據(jù)，RealVideo用來(lái)傳輸不間斷的視頻數(shù)據(jù)，RealFlash則是RealNetworks公 司與Macromedia公司新近聯(lián)合推出的一種高壓縮比的動(dòng)畫格式RealMedia文件格式

13、的引入了，它使得 RealSystem可以通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)傳送高質(zhì)量的多媒體內(nèi)容。第三方開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)RealNetworks公司提供的 SDK將它們的媒體格式轉(zhuǎn)換成RealMedia文件格式。10.8.1加標(biāo)志的文件格式RealMedia文件格式是標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)志文件格式，它使用四字符編碼來(lái)標(biāo)識(shí)文件元素。組成RealMedia文件 的基本部件是塊(chunk)，它是數(shù)據(jù)的邏輯單位，如流的報(bào)頭，或一個(gè)數(shù)據(jù)包。每個(gè)塊包括下面的字段：指明塊標(biāo)識(shí)符的四字符編碼塊中限定數(shù)據(jù)大小的32位數(shù)值。數(shù)據(jù)塊部分依類型的不同，上層的塊可以包含子對(duì)象。圖10- RealMedia文件塊示意圖報(bào)頭部分因?yàn)镽ealMedia文件

14、格式是一種加標(biāo)志的文件格式，塊的順序沒(méi)有明確規(guī)定，但RealMedia文件報(bào)頭 必須是文件的第一個(gè)塊。一般情況下，RealMedia的報(bào)頭部分有下面四種：RealMedia文件報(bào)頭(RealMedia文件的第一個(gè)塊)屬性報(bào)頭(Properties Header )媒體屬性報(bào)頭(Media Properties Header )內(nèi)容描述報(bào)頭(Content Description Header )RealMedia文件報(bào)頭以后，其它報(bào)頭的出現(xiàn)可以任何次序。數(shù)據(jù)部分(Data Section)RealMedia文件的數(shù)據(jù)部分由數(shù)據(jù)部分報(bào)頭和后面排列的媒體數(shù)據(jù)包組成。數(shù)據(jù)塊報(bào)頭標(biāo)志數(shù)據(jù)塊的開(kāi) 始，媒

15、體數(shù)據(jù)包是流媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包。索引部分(Index Section)RealMedia文件的索引部分由描述索引區(qū)內(nèi)容的索引塊報(bào)頭和一串索引記錄組成12.5 QuickTime 電影(Movie)文件格式Apple公司的QuickTime電影文件現(xiàn)已成為是數(shù)字媒體領(lǐng)域的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。QuickTime電影文件格式定義 了存儲(chǔ)數(shù)字媒體內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)方法，使用這種文件格式不僅可以存儲(chǔ)單個(gè)的媒體內(nèi)容(如視頻幀或音頻采樣)， 而且能保存對(duì)該媒體作品的完整描述；QuickTime文件格式被設(shè)計(jì)用來(lái)適應(yīng)為與數(shù)字化媒體一同工作需要 存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@種文件格式能用來(lái)描述幾乎所有的媒體結(jié)構(gòu)，所以它是應(yīng)用程序間(不管

16、運(yùn)行平 臺(tái)如何)交換數(shù)據(jù)的理想格式。QuickTime文件格式中媒體描述和媒體數(shù)據(jù)是分開(kāi)存儲(chǔ)的，媒體描述或元 數(shù)據(jù)(meta-data)叫做電影(movie)，包含軌道數(shù)目、視頻壓縮格式和時(shí)間信息。同時(shí)movie包含媒體數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域的索引。媒體數(shù)據(jù)是所有的采樣數(shù)據(jù)，如視頻幀和音頻采樣，媒體數(shù)據(jù)可以與QuickTime movie 存儲(chǔ)在同一個(gè)文件中，也可以在一個(gè)單獨(dú)的文件或者在幾個(gè)文件中。12.5.1基本概念QuickTime使用兩種基本結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)信息：標(biāo)準(zhǔn)原子(classic atoms)和QT原子(QT atoms)，標(biāo)準(zhǔn)原 子是簡(jiǎn)單原子，QT原子是原子容器原子，允許建立復(fù)雜的分層結(jié)構(gòu)。Q

17、uickTime atom containers提供在 QuickTime中存儲(chǔ)信息的基本結(jié)構(gòu)，它是QT atoms的樹(shù)型分層結(jié)構(gòu)。原子(Atoms) 1QuickTime文件的基本數(shù)據(jù)單元是原子(atom)，每個(gè)原子包含數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的大小和數(shù)據(jù)類型信息。原 子包含報(bào)頭和原子數(shù)據(jù)，報(bào)頭允許小型尺度或擴(kuò)展尺度的數(shù)據(jù)，多數(shù)原子使用小型尺度(32位)，通常只 有媒體數(shù)據(jù)原子需要64位大小。Network圖12-5 QuickTime擴(kuò)展尺寸原子QuickTime 原子容器(Atom Containers)QuickTime atom container是QuickTime文件中存儲(chǔ)信息的基本結(jié)構(gòu)，一個(gè)

18、原子容器是QT atom的屬性分 層結(jié)構(gòu)。如圖12-6所示：每個(gè)QT atom包含數(shù)據(jù)或其它原子。如果一個(gè)原子包含其它原子，它就是父原 子(parent atom)，被包含的原子叫子原子(child atoms)。每個(gè)父原子的子原子由atom type和atom ID惟 一地標(biāo)識(shí)。包含數(shù)據(jù)的QT atom叫頁(yè)原子(leaf atom).圖12-6有父原子和子原子的原子容器QuickTime File 結(jié)構(gòu)QuickTime文件簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一群原子的集合，對(duì)原子的次序沒(méi)有規(guī)定。如圖所示:圖12-7 QuickTime文件結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)支持文件擴(kuò)展名，QuickTime文件擴(kuò)展名通常是.mov。在 Macintosh平臺(tái)上，QuickTime文 件類型是MooV。在因特網(wǎng)上，QuickTime文件由mime型video/quicktime來(lái)提供服務(wù)。 QuickTime movieQuickT