數(shù)字圖書(shū)館是將有價(jià)值的圖像、文本、語(yǔ)言、影像、影視、軟件和科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)等媒體信息進(jìn)行收集，組織規(guī)范性的加工和壓縮處理，進(jìn)行高質(zhì)量保存和管理，并提供在廣域網(wǎng)上高速橫向跨庫(kù)連接的電子存取服務(wù)。隨著目前傳統(tǒng)圖書(shū)館逐漸向多功能數(shù)字圖書(shū)館演變，在建設(shè)數(shù)字圖書(shū)館所涉及到有關(guān)技術(shù)中，首先是解決信息資源的數(shù)據(jù)壓縮和存儲(chǔ)。數(shù)字圖書(shū)館所涉及的數(shù)據(jù)類型有文本、圖像、語(yǔ)音、視頻等，而且所面臨的數(shù)據(jù)是海量的。這么大的數(shù)據(jù)量需要很大規(guī)模的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存儲(chǔ)和處理。在數(shù)字圖書(shū)館中，文本數(shù)據(jù)所占的比重并不是很大，真正大的是多媒體數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)圖書(shū)館中，多媒體信息主要保存在錄像帶、磁帶、CD、VCD、DVD等載體上，這些載體不僅難以長(zhǎng)期保存，而且不便于查詢和使用，更不用說(shuō)能夠在網(wǎng)絡(luò)上傳輸了。因此，必須對(duì)多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，使數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模保持在可管理的范圍內(nèi)。而流媒體技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展正為數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)過(guò)程中解決多媒體信息處理問(wèn)題提供了一套完整而有效地解決方案。

　　　　1、流媒體技術(shù)概述

　　1.1 流媒體技術(shù)原理
流媒體（StreamingMedia）是隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及而迅速流行起來(lái)的一種新技術(shù)。它是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet播放的媒體格式。流式傳輸方式是將音頻、視頻等多媒體信息經(jīng)過(guò)特殊的壓縮方式分成一個(gè)個(gè)壓縮包，由視頻服務(wù)器向客戶端計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)地傳送。通過(guò)這種技術(shù)可以把聲音、圖像資料經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行編碼整理后放到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，用戶可以一邊下載一邊收聽(tīng)、收看，而不需把完整的音像資料下載到自己機(jī)器后才能使用。典型例子就是網(wǎng)上電影點(diǎn)播，歌曲點(diǎn)播，電臺(tái)電視臺(tái)的網(wǎng)上直播等。我們把流媒體技術(shù)引入圖書(shū)館的多媒體信息資源管理，正是基于易于管理、使用方便的原則。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是：把現(xiàn)有多媒體信息資源進(jìn)行編碼后變成體積相對(duì)較小的流媒體文件并放到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，讀者通過(guò)館內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行點(diǎn)播式收聽(tīng)、收看。
流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要緩存，因?yàn)镮nternet以包傳輸為基礎(chǔ)進(jìn)行斷續(xù)的異步傳輸，對(duì)一個(gè)實(shí)時(shí)A/V源或存儲(chǔ)的A/V文件，在傳輸中它們要被分解為許多包，由于網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)態(tài)變化的，各個(gè)包選擇的路由可能不盡相同，故到達(dá)客戶端的時(shí)間延遲也就不等，甚至先發(fā)的數(shù)據(jù)包還有可能后到。為此，使用緩存系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)延遲和抖動(dòng)的影響，并保證數(shù)據(jù)包的順序正確，從而使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出，而不是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)暫時(shí)擁塞使播放出現(xiàn)停頓。通常高速緩存所需容量并不大，因?yàn)楦咚倬彺媸褂铆h(huán)形鏈表結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：通過(guò)丟棄已經(jīng)播放的內(nèi)容，流可以重新利用空出的高速緩存空間來(lái)緩存后續(xù)尚未播放的內(nèi)容。
流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要合適的傳輸協(xié)議。在流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方案中，一般采用HTTP/TCP來(lái)傳輸控制信息，而用RTP/UDP來(lái)傳輸實(shí)時(shí)聲音數(shù)據(jù)。流式傳輸?shù)倪^(guò)程一般是這樣的：用戶選擇某一流媒體服務(wù)后，Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間使用HTTP/TCP交換控制信息，以便把需要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)從原始信息中檢索出來(lái)；然后客戶機(jī)上的Web瀏覽器啟動(dòng)A/V Helper程序，使用HTTP從Web服務(wù)器相關(guān)參數(shù)對(duì)Helper程序初始化。這些參數(shù)可能包括目錄信息、A/V數(shù)據(jù)的編碼類型或與A/V檢索相關(guān)的服務(wù)器地址。
　　1.2 流媒體技術(shù)的特點(diǎn)
（1）播放效率高：流媒體把聲音、視頻等信息由服務(wù)器將經(jīng)過(guò)特殊方式壓縮的多媒體文件打成一個(gè)個(gè)壓縮包，向用戶端連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送。流媒體文件從服務(wù)器向客戶端進(jìn)行實(shí)時(shí)播放時(shí)，用戶不必等到全部文件下載完畢，只需延時(shí)幾秒或幾十秒鐘便可在客戶機(jī)上播放，文件的其余部分由客戶端計(jì)算機(jī)在后臺(tái)繼續(xù)接收，直至播放完畢或用戶取消播放，這樣可減少用戶大量等待的時(shí)間。
（2）所需帶寬小：多媒體文件采用流媒體格式傳輸時(shí)，體積大大縮小，所以傳輸?shù)膸捯笠草^低，采用普通的Modem撥號(hào)上網(wǎng)也可以進(jìn)行視頻點(diǎn)播。
（3）所需存儲(chǔ)空間少：流媒體運(yùn)用了特殊的CODEC（Coder Decoder）技術(shù)，與同樣的.wav文件和.avi文件相比，同樣內(nèi)容的流媒體文件，體積只有它們的5％左右。加上流媒體采用的是“邊傳輸、邊播放、邊丟棄”技術(shù)，流媒體數(shù)據(jù)包達(dá)到客戶端后經(jīng)過(guò)解碼器還原出視頻信息后即丟棄，所以只需要少量的緩存，不占用太多的存儲(chǔ)空間。
（4）可實(shí)現(xiàn)雙向交流：流媒體服務(wù)器和客戶端流媒體播放器之間的交流是雙向的。服務(wù)器在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)還在接收用戶發(fā)送來(lái)的反饋信息，在播放期間雙方一直保持聯(lián)系。
（5）版權(quán)保護(hù)：由于采用了“邊傳輸、邊播放、邊丟棄”技術(shù)，媒體信息并不會(huì)存儲(chǔ)到客戶端的計(jì)算機(jī)上，這在一定程度上保護(hù)了信息的版權(quán)。
　　1.3 三種最常用的流媒體技術(shù)介紹
目前的流媒體技術(shù)主要有RealNetworks公司的RealMedia，Microsoft公司的WindowsMedia，Apple公司的QuickTime三種。
RealMedia是目前在Internet上相當(dāng)流行的跨平臺(tái)的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的多媒體應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，它采用音頻/視頻流和同步回放技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)Intranet上全帶寬地提供最優(yōu)質(zhì)的多媒體，同時(shí)也能夠在Intranet上以28.8Kbps的傳輸速率提供立體聲和連續(xù)視頻。RealMedia包括三類文件：RealAudio，RealVideo及RealFlash。該軟件要求播放格式為 Mpeg-1,Mpeg-2,Avi,Mov,或通過(guò)RealProducer壓縮成RM格式，RealNetworks在2002年推出的新版播放器 Realone可以支持更多的播放格式，播放效果大為改進(jìn)。
Microsoft公司的WindowsMedia能保證在各種不同帶寬環(huán)境下提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)流，其核心是Advanced Stream Formart（即ASF,高級(jí)流格式）。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)流式多媒體的內(nèi)容發(fā)布。它的播放器是WindowsMedia Player，是一個(gè)基于DirectShow體系結(jié)構(gòu)的多媒體播放器，也是Windows操作系統(tǒng)默認(rèn)的媒體播放器。它支持包括CD音頻曲目文件、 ASF、MPEG-1、MPEG-2、WAV、AVI、MIDI、MP3等，同時(shí)可播放QuickTime文件。
Apple公司的QuickTime是數(shù)字媒體領(lǐng)域事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)Intranet提供實(shí)時(shí)的數(shù)字化信息流，工作流與文件回放功能，它由三個(gè)不同部分組成：QuickTime電影文件格式、Quick Time媒體抽象層以及QuickTime內(nèi)置媒體服務(wù)系統(tǒng)。QuickTime播放器主要包括瀏覽器插件和獨(dú)立的應(yīng)用程序。前者用來(lái)下載和播放媒體文件，后者用來(lái)編輯和回放媒體文件。它支持MPEG、AVI、MOV、WAV、MP3等視音頻文件，并支持格式轉(zhuǎn)換，也能很好地支持基于HTTP、RTP、 FTP等協(xié)議的在線視頻和音頻點(diǎn)播功能。

2、流媒體技術(shù)在數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)過(guò)程中的應(yīng)用

在數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)中，要將多媒體音像資料數(shù)字化并在現(xiàn)實(shí)中得到有效的應(yīng)用，必須建立一套完整的架構(gòu)。其中包括物理架構(gòu)、軟件架構(gòu)和管理架構(gòu)。其工作流程是：建立流媒體信息服務(wù)平臺(tái)、信息資源的流媒體轉(zhuǎn)化、流媒體信息發(fā)布與后臺(tái)管理
　　2.1 流媒體信息服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建
數(shù)字圖書(shū)館中的流媒體信息服務(wù)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以多種多樣，而且在設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮用戶群體的因素，它決定了整個(gè)系統(tǒng)服務(wù)體系的類型、開(kāi)發(fā)規(guī)模和系統(tǒng)需求。根據(jù)用戶規(guī)模，預(yù)測(cè)可能的并發(fā)數(shù)據(jù)流量，確定合適的服務(wù)器，并據(jù)此選擇相應(yīng)的系統(tǒng)方案。無(wú)論是怎樣的結(jié)構(gòu)，他都應(yīng)當(dāng)包含以下幾個(gè)部分：
（1）流媒體服務(wù)器
流媒體系統(tǒng)核心還在服務(wù)器。在流媒體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，節(jié)目源、流媒體服務(wù)器和用戶終端設(shè)備是系統(tǒng)主要的應(yīng)用環(huán)節(jié)。流媒體服務(wù)器是由流服務(wù)器硬件平臺(tái)和運(yùn)行其上的流服務(wù)軟件平臺(tái)配合提供流式服務(wù)。流媒體服務(wù)器對(duì)視頻/音頻碼流進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和分發(fā)作用。圖書(shū)館的數(shù)字化的核心在于海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)是圖書(shū)館最重要、最寶貴的資源，圖書(shū)館的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具有數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)增長(zhǎng)迅速、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜等特點(diǎn)。因此建設(shè)好流媒體服務(wù)器是很重要的，它要能頂?shù)米【薮髷?shù)據(jù)量。
（2）流媒體數(shù)據(jù)庫(kù)
流媒體數(shù)據(jù)庫(kù)用于存放流媒體的各種檢索信息，使客戶能快速地獲取需要的流媒體信息。根據(jù)所選擇的操作系統(tǒng)的不同，可以選用不同的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。如果是 Windows操作系統(tǒng)可以選用ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)，如果是LINUX操作系統(tǒng)則可以使用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)于大型圖書(shū)館應(yīng)當(dāng)使用能力更強(qiáng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
（3）流媒體編碼工作站
通過(guò)比較各系統(tǒng)方案的壓縮效率和性能，選擇相同帶寬條件下，傳輸性能好、畫(huà)面清晰，速度流暢的解決方案。
　　2.2 流媒體信息智能檢索系統(tǒng)
隨著數(shù)字圖書(shū)館的建設(shè)，流媒體信息資源將越來(lái)越多，如果這個(gè)系統(tǒng)只是一些信息的簡(jiǎn)單堆積，那么他也就沒(méi)有什么實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)讀者通過(guò)關(guān)鍵詞或關(guān)于所需信息的描述，可以在Internet上很方便地定位相關(guān)信息源。毫無(wú)疑問(wèn)，流媒體信息中也包含有合適檢索的信息，用戶能據(jù)此找到他所感興趣的內(nèi)容。通過(guò)開(kāi)發(fā)高效的流媒體信息檢索系統(tǒng)，對(duì)于流媒體信息檢索系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包含視頻分析、視頻索引、視頻匹配三個(gè)部分。
從視頻中抽取關(guān)鍵幀，并分析其中的內(nèi)容特征來(lái)作為索引。在此基礎(chǔ)上通過(guò)關(guān)鍵幀類聚和結(jié)構(gòu)化，提供對(duì)視頻內(nèi)容的摘要和內(nèi)容瀏覽。最后，結(jié)合相關(guān)反饋和語(yǔ)義模板檢索，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵幀語(yǔ)義查詢。通過(guò)相關(guān)反饋的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可以自己改進(jìn)語(yǔ)義模板庫(kù)，使檢索的準(zhǔn)確率越來(lái)越高。結(jié)合一些傳統(tǒng)的檢索方式，使讀者能夠更加有效地檢索和瀏覽流媒體信息。
　　2.3 流媒體信息后臺(tái)管理與支持
數(shù)字圖書(shū)館所要面對(duì)的流媒體信息是海量的，要將如此龐大的信息源有效地組織起來(lái)，并能為讀者服務(wù)，必須擁有良好的信息服務(wù)系統(tǒng)。該信息服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括信息處理、信息發(fā)布和信息維護(hù)。
（1）信息處理：信息處理是將傳統(tǒng)圖書(shū)館原有的多媒體信息轉(zhuǎn)化為流媒體信息。原有的多媒體信息主要保存在錄像、磁帶、CD、VCD、DVD等載體上，需要通過(guò)視頻、音頻工作站將其轉(zhuǎn)化為流媒體信息。這些工作站應(yīng)當(dāng)配有視頻、音頻采集卡。采集設(shè)備包括電視攝像機(jī)、立體聲錄音機(jī)、VCD、DVD、錄像機(jī)等。
（2）信息發(fā)布：信息發(fā)布是將處理好的流媒體信息發(fā)布到數(shù)字圖書(shū)館信息平臺(tái)上。根據(jù)館藏量的大小和讀者的多少，相應(yīng)采用合適的信息發(fā)布平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。在館藏量和讀者群不大的情況下，可以使用成本相對(duì)較低的ASP+ACCESS系統(tǒng)。對(duì)于大型圖書(shū)館，應(yīng)當(dāng)使用穩(wěn)定性更好、檢索能力更強(qiáng)的UNIX系統(tǒng)。
（3）信息維護(hù)：信息維護(hù)是流媒體信息能夠在數(shù)字圖書(shū)館中得到有效應(yīng)用的保證。流媒體信息的文件大小、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較其他媒體復(fù)雜許多。要保證流媒體信息能夠在數(shù)字圖書(shū)館中得到有效的應(yīng)用，必須配備專門的管理人員對(duì)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。作好對(duì)流媒體信息的歸檔和做索引的工作。

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