多媒體傳感器網(wǎng)絡同步技術(shù)的分析

王菊

摘 要：在現(xiàn)階段，傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡仍然是多媒體同步研究的主要方向，因此本文對無線多媒體傳感器網(wǎng)絡同步的研究主要是借鑒傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡的研究成果，在此基礎(chǔ)上通過分析改進，使之可以應用在無線多媒體傳感器網(wǎng)絡中。

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

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。一般來說，在網(wǎng)絡上獲取文件，需要將文件完整的下載到本機，才能夠讀取文件的內(nèi)容。可是，對于媒體文件來說用戶喜歡的方式是一邊下載一邊播放，流媒體就實現(xiàn)了用戶的需求。

1 多媒體同步

一般地，維持一個或多個媒體流的時間順序的過程就稱為多媒體同步[1]。根據(jù)連續(xù)媒體各個媒體單元之間和媒體對象之間的時間關(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)同步指某一時間相關(guān)媒體對象中的各種不同表現(xiàn)單元之間的時間關(guān)系的同步，一個典型的例子是視頻序列中每一幀之間的時態(tài)關(guān)系。對每秒25幀速率的視頻，每一幀之間的延遲是40ms。假設有一段小球上拋的視頻，第一個媒體單元的產(chǎn)生時間是T1，則第N個后續(xù)媒體單元產(chǎn)生的時間為

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

1.2 媒體流間同步

媒體流間同步[3]是指不同媒體對象之間的同步。圖1給出了一個多媒體的對象間同步的例子，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，各媒體對象的播放時間必須遵循圖1所規(guī)定的時序。

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

2 多媒體同步技術(shù)

2.1 媒體內(nèi)同步技術(shù)

⑴基于播放時限的同步 。連續(xù)媒體數(shù)據(jù)是一個時間序列，它由若干存在著固定時間關(guān)系的LDU構(gòu)成。當在傳輸?shù)倪^程中有延時抖動時，LDU相互時間間隔則發(fā)生著變化。為了解決這種情況比較便捷的方式就是對時延抖動進行過濾，目的是為了讓端到端的時延保持不變，達到流內(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)律的按照本地時間向播放器提供媒體信息，而輸入速率是由傳輸時延抖動等因素所決定。當有些因素受到客觀環(huán)境的變化而受影響時直接影響著緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量變化，所以我們要定期地檢測緩存中的數(shù)據(jù)量，觀測是否存在數(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)送或者是播放的過程中能夠適應動態(tài)的端到端的延時變化。可以采取在新源端或者信宿端進行再同步的方法。

2.2 媒體間同步技術(shù)

⑴多路復用同步技術(shù)。多路復用技術(shù)就是為了提高信道的利用率，使多路信號沿著同一信道傳輸而互不干擾。這種方法對媒體間同步來說非常簡單，但是對自身特點首先媒體流對業(yè)務質(zhì)量需求的差距使得這樣一個傳輸流沒辦法保證服務質(zhì)量，若為了服務質(zhì)量來挑選質(zhì)量高的媒體流又會浪費帶寬；其次，如果想要隨時增減、刪除數(shù)據(jù)或者對媒體進行處理時又極為不方便，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)中的多點之間通信環(huán)境顯然是多個媒體公用信源和信宿不能適應的。

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)境中實現(xiàn)控制信息及復雜信息的同步播放，但是如果采用同步信道技術(shù)，又有一定的缺點，比如要增加同步信道，開銷相對比較大，而且對實時性及優(yōu)先級的要求較高，若就需要一條信道，那么多個媒體流各自都有所需的話就很難實現(xiàn)。

⑶同步標記技術(shù)。同步標記技術(shù)指當媒體流在各自的信道上傳輸?shù)臅r候，在他們需要同步地地方插上同步標記，這樣就能夠在快要到達信宿端時能夠通過標記來控制媒體流的同步。雖然這種方法簡單而且不需要有時鐘的同步，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)都是從一個信源端出發(fā)的，這種方法還可以適應，如果信源端都是來源于不同的節(jié)點，這種方法便不被支持了。

以上通過對多媒體傳感器網(wǎng)絡同步技術(shù)進行了分析，結(jié)合無線多媒體傳感器網(wǎng)絡的特點，提出了同步控制的關(guān)鍵問題，為日后的多媒體傳感器網(wǎng)絡同步的研究奠定了基礎(chǔ)。

[參考文獻]

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[3]石磊，陳耀武.實時多媒體通信中的同步控制策略及實現(xiàn).計算機應用與軟件，2007，24（11）：165-169.