VOD视频点播系统

VOD视频点播系统（精选8篇）

VOD视频点播系统 第1篇

1 南广校园网络视频点播 (VOD) 系统设计

基本设计思想是以南广校园现有网络系统为基础, 基于标准的TCP/IP架构, 采用高性价比的PC服务器作为前端视频服务器, 采用以电视为核心的数字机顶盒产品作为网络用户接入终端, 并集成计费管理、节目管理、用户管理等软件模块及相关配套产品, 提供符合南广特点的、“端端”的、低成本的整体解决方案。

鉴于南广要建的是一套综合的视讯服务系统, 而且所要服务的对象为在校师生, 所以要求该视频点播系统在教学环境方面具备更为完善的功能 (见图1) 。

学习环境功能:教学楼、实验楼、综合楼、办公楼和图书馆等都有计算机终端, 学校领导、教师和学生等都可使用终端, 通过统一的界面, 进行视频点播教学或自主点播所需的多媒体信息和多媒体教学资源。VOD系统包含多个功能模块, 下面依次来看。

2 节目制作与管理

2.1 节目制作

南广学院的视频点播学习环境系统主要由两个部分组成:一部分是OPTIVIDEO, 用来提供非媒体流方式的点播 (如教学光盘/资料检索光盘等) ;另一部分是RealSysterm, 用来提供RM格式的媒体流的点播节目。相应的教学节目制作包括教学光盘镜像制作和RM格式的流媒体的制作。光盘镜像制作只要按照相应的软件提示操作即可, 步骤简单。下面主要论述RM格式的流媒体教学节目的制作。

2.2 节目内容管理

南广视频点播系统建设的出发点就是为广大师生提供更丰富的视讯信息, 所以设计内容之初我们就考虑到要把视频资源和其他资讯整合到一个平台上。

视频服务器上的每个视频节目都可以由唯一的路径来访问, 这对于系统管理员进行视频数据文件的管理提供了极大的方便。视频节目管理就是对这些分布存放在各个视频服务器上的视频数据文件进行管理, 提供方便的接口和快速的存取。

由于整个视频点播系统是在多种Server下, 同时考虑到今后的扩充 (例如:增加Windows Media Server) 和方便用户快速的选择所要的节目, 开发了教学内容管理部分。

内容管理部分主要构建于Linux平台, 采用Web方式。用A-pache作为WWW发布服务器;PHP作为前台的动态语言;Mys ql作为后台的数据库。内容管理分为两个部分, 一部分是一般用户界面, 用来点播不同服务器的节目;另一部分是管理员界面, 用来管理不同服务器上的节目。

2.2.1 用户部分

主要包括如下几个功能:查看当前所有资料, 分类别查看, 按特定要求搜索, 以及在线点播的功能等。

2.2.2 管理员部分主要功能

包括:新建视频节目信息、删除视频节目信息、修改视频节目信息、查询视频节目信息。

3 媒体资产管理

3.1 引入媒资的必要性

南广是一所以传媒为主要特色和发展方向的综合性院校, 与影视媒体行业有着千丝万缕的联系, 而历史的和新增的诸多视音频资料迫切需要加以数字化的存储、管理和应用, 需要通过媒体资产管理系统提高工作效率、服务质量, 同时融合制作、播出等各个环节, 并创设各种增值服务, 实现媒体资产的增值。因此, 将媒资融入当前搭建的南广校园网视频点播 (VOD) 系统是无可厚非的。

3.2 校园网VO D中的媒资

3.2.1 主要任务

媒体资产管理系统在校园网VOD中的主要任务是:对素材 (节目) 内容的整个生命周期进行管理, 包括内容的产生、内容的管理和内容的发布 (利用和再利用) 。

3.2.2 系统设计要求

南广需要的是一个小型的媒体资产管理系统。这一系统架构不单单为满足实现管理信息系统的需要, 并且要提供一个基于标准的“插件式”总线结构。在这一总线结构之上, 增加新的应用系统不但会非常方便容易, 而且各应用系统间能达到无缝整合。

3.2.3 系统整体架构

中国传媒大学南广学院媒体资产管理系统包括节目资料采集上载、节目编目、节目检索、数据存储、节目资料下载等核心系统以及运行管理系统。

3.2.4 编目与检索

3.2.4. 1 编目

我们采用的大洋编目系统基于广电总局颁布的编目标准, 支持多分类体系和用户自定义编目, 可兼容用户现行的编目标准, 实现编目项目的灵活可配置。大洋编目系统广泛引入了计算机自动辅助编目技术, 如:自动提取关键帧、提供编目模版等, 大大减轻了编目人员的劳动强度, 方便节目资料的深入标引和价值的深入挖掘。

3.2.4. 2 检索

检索系统采用B/S方式, 由WEB应用提供检索服务, 客户端使用IE浏览器即可完成节目资料的查询检索。检索客户端支持跨编目字段的全文检索和灵活的参量检索, 用户可将感兴趣的节目提出下载请求。

3.3 媒资管理业务流程

中国传媒大学南广学院媒体资产管理系统包括节目资料采集上载、节目编目、节目检索、数据存储、节目资料下载等核心系统以及运行管理系统。

4 后台管理系统设计

4.1 后台管理系统设计思想

后台管理系统主要构建于Windows2000 Server平台, 采用We b方式。用Apache作为WWW发布服务器, 为了方便远程维护采而采用了B/S架构。考虑到今后系统平台的迁移以及系统的成本, 笔者选择了PHP作为前台的动态语言;MySQL作为后台的数据库。目的是提供一套主页形式的管理工具, 可以方便的对服务器进行远程管理, 完成服务器配置, 监控运行时的各种事件, 流量, 控制客户访问的日志记录等。

4.2 用户管理模块

用户管理模块主要实现两个功能:用户权限的设置和用户认证机制。

4.2.1 用户权限设置

对用户划分为5个级别, 给定相关的账号和密码后设定级别、交费方式和客户状态。另外, 节目也有5个级别可以在节目制作时指定节目的访问级别, 也就是说3级的用户可以访问3级2级和1级的节目, 对于4级和5级的节目3级用户是无法访问的。

4.2.2 用户认证机制

用户的认证是指系统对用户身份合法性的确定。用户认证主要涉及用户口令的加密问题。只要用户能提供合法的用户名和正确的口令, 就可以获得系统的服务。

4.2.3 管理员设置

系统提供了3级管理员设置分别是:1级可以修改节目, 2级可以删除节目, 3级完全控制。系统管理员admin为128级, 拥有最高权限。

摘要：视频点播技术是随着计算机技术特别是多媒体数据压缩解压缩技术、网络通信技术迅速新兴的一门综合性技术, 具有很高的实用价值。

关键词：视频点播,管理系统,StreamingMedia

参考文献

[1]王保顺主编.校园网设计与远程教学系统开发[M].人民邮电出版社, 2003.

[2]钟玉琢, 向哲, 沈洪.流媒体和视频服务器[M].清华大学出版, 2003.

[3]谈新权, 邓天平.视频技术基础[M].华中科技大学出版社, 2004.

[4]周洞汝, 胡宏斌等.视频数据库管理系统导论[M].科学出版社, 2000.

[5]王清海, 藏明生.视频网站开发与制作:Windows Media Server[M].西安交通大学出版社, 2002.

[6]黄经纬.PHP&MySQL网站建设宝典[M].清华大学出版社, 2001.

[7]申普兵.宽带网络技术[M].人民邮电出版社, 2004.

[8]Glen Carty著, 李海燕, 李高升等译.宽带网络[M].人民邮电出版社, 2003.

VOD视频点播系统 第2篇

VOD(视频点播)通过多媒体压缩技术及流媒体技术摆脱了传统电视受时空限制的束缚，解决了想看什么节目就看什么、想何时看就何时看的问题，在教育行业中得到广泛应用。VOD系统服务器端提供流服务和音视频资源管理功能，流服务器管理调度控制视频系统资源，响应用户请求，产生音视频流。视频点播是双向不对称的点到点单播流，点播人数多时带宽耗费较大。而组播流对每个节目只发送一个视频数据流，带宽耗费小，是一种单向的、能够支持大量观众的、经济有效的视频应用，传统VOD开始逐步采用组播技术实现视频直播与广播应用。部分VOD系统还增加了浏览器功能，实现了对文字、图片、录音、录像、课件等全功能的点播，有些甚至进一步发展为简易IPTV系统，提供点播、直播、转播、广播等功能。

教育行业的IPTV／VOD系统中拥有大量教育、教学片段与课堂实录。辅助教师课堂教学或用于实现远程教学。通过使用VOD，教学时间更加灵活，个别化教学、协作学习等形式得以强调，学习者由被动接受者转变为主体。教师由知识讲授者变为信息组织者和学习指导者。

有别于VOD系统，视频会议系统为用户提供实时互动的多媒体应用，MCU(多点控制单元)是视频会议系统中的核心设备，它对视频、语音、数据信号以数据流方式进行切换，实现基于音频、视频和数据的信息交互和共享。可根据需求设置参与互动的视频数目，控制发言权，利用电子白板、文档共享、桌面共享功能实现共享与互操作。视频会议系统可实现网上多媒体教室、研讨会和交流会、远程观摩评估等应用模式与服务。

视频会议系统为用户构建了一个网上虚拟的交互空间，它可以是一个虚拟的教室。可以是一个虚拟的会议室。也可以是一个虚拟的学校，完全打破了交流时对交流者所处空间的限制，交流更便捷。在网络多媒体教室模式下，每一个“会议”即一个虚拟课堂，学生和授课教师可在指定时间里进入该课堂，学生与教师像在实体教室一样，“面对面”听讲、问答与讨论，教师分发材料给全体学生会更容易。尽管缺乏真正面对面交流时的亲切和自然，但特定需求下比实际课堂教学更方便和强大。进行公开课、示范课等远程活动时，参与的领导和教研人员无需到教学现场，避免了常规模式下劳师动众和干扰学校、班级正常教学秩序的问题。

在视频会议交互参与方过多时，会加大会议复杂度，造成无法有效掌控会议过程滩以达成会议目标，并且实时的、对称的、双向的(或多个双向的)视频会议属多点传输视频应用，带宽耗费巨大，因此交互方不宜过多。同时，出于成本和便于部署的考虑，教育部门常采用服务器安装软件做MCU构成视频会议系统。由于MCU价格昂贵，支持大量节点交互的MCU购买成本过高，因此常常只采购支持8-16个交互节点的MCU。

对现有的IPTV／VOD平台与远程视频会议平台整合，一定程度上可以实现二者优势互补。一方面。在某些“会议”的关注者较多时，仅靠视频会议系统无法实现更大范围的实时收视，利用IPTV／VOD系统的直播功能可实现这一目标。此时，因为学校所拥有的视频会议和IFFV／VOD系统通常由不同厂家开发，音视频流的格式、管控方式迥异，需要提供接口进行转换，通过软件实现难度大，可行性差，对音视频输出信号再采集的实现则简便易行：对视频会议系统的输出信号，使用VGA采集卡采集视频信号，独立声卡采集音频信号，解决音视频同步等问题后，通过IPTV／VOD的直播功能播出。另一方面，将录制的网络视频会议内容放人IPTV／VOD资源库，供用户随时点播。因为不需要实时操作，所以只需在“会议”结束后录像转为通用视频格式，放入IPTV／VOD系统中即可。

视频会议与IPTV／VOD系统的互补，把强大的交互性与更大的参与面结合起来，在一定程度上打破了人际交互的时间和空间限制。让交流变得更加随时随地，在教育教学中具有实际应用价值，是三网融合的一个有益尝试。

VOD视频点播系统 第3篇

关键词：VOD,视频服务器,用户

1前言

交互式VOD系统由前端处理系统、宽带交换网络、用户接入网、用户终端设备 (机顶盒加电视机或加计算机) 等几个部分组成。VOD系统既可采用集中处理结构, 也可采用集中管理、分布处理的方式;并可灵活地选用HFC、FTTB、FTTCADSL、VDSL等多种接入方式, 用户机顶盒可根据需要采用与接入方式匹配的接口, 通过电视机、PC机进行视频/音频/数据的显示和通信。

2前端处理系统

前端处理系统一般由视频服务器、磁盘阵列、节目数据库、播控系统等构成。视频服务器的高速数据传输能力保证了用户对大量的影片、视频节目、游戏、商务信息以及其他服务的近乎即时访问。它的突出优点是若干用户可从不同的时间起点观看同一个节目, 避免了精彩节目被一个用户所独占, 或某个用户播点后, 其他用户只能被动跟随的情况, 这对于用户点播要求相对集中的场会尤为适合。

VOD视频服务器保存着大量经压缩的图像节目并能通过网络为用户提供所需的节目拷贝, 也可以包含实时的MFEG编码器来接入实况转播。节目数据库是一存档系统, 保存着大量压缩形式的电影节目, 可成批下载给视频服务器。VOD视频服务器通过与用户之间直接的、实时双向交互来控制节目的播放, 包括节目的选择、播放过程的开始与终止、播放速度的控制以及不同节目之间的动态切换等, VOD视频服务器必须运行相应的软件协调各项动作;同时提供友好的用户界面。它应具有如下特征:

2.1能够存储至少几百小时的图像节目。

2.2如果一个用户对VOD服务器随机的动态访问被称为会话过程的话, 那么VOD服务器须能支持上千个同时进行而又相互独立的“会话”过程。

2.3具有一套加密及用户访问控制机制来防止非法用户访问。

作为点播系统的核心, VOD视频服务器的性能直接决定系统的总体性能。为了能同时响应多个用户的服务要求, 视频服务器一般采用时间片调度算法。视频服务器为了能够适应实时、连续稳定的视频流, 其存储量要大, 数据速率要高, 并应具备接纳控制、请求处理、数据检索、按流传送等多种功能, 以确保用户请求在系统资源下的有效服务。存储设备应采用SCSI接口, 以确保高速、并行、多重I/O总线的能力。基于ATM的VOD系统, 采用的视频服务器是以多路自路由选择开关 (MPSR) 为中心的宽带视频服务器。这种结构的服务器可提供即时交互式视频点播 (IVOD-i) 和延时交互式视频点播 (IVOD-d) 两种服务方式。在大量用户同时点播时, 服务器的传输速率很高;同时要求其他相关设备也能支持这种高传输速率, 这很难实现。为此可以在网络边缘 (如ATM网络前端开关处) 设置视频缓冲池, 把点播率高的节目复制到缓冲池中, 使部分用户只需访问缓冲池即可, 缓冲池中没有要点播的节目, 可再去访问服务器, 这减轻了服务器的负担, 并可以随着用户增加而增加缓冲池。装载缓冲池可用150Mb/S速率, 而从缓冲池中向用户传送节目是用2Mb/S速率, 从而一个服务器可支持多个用户。

3控制管理系统

控制管理系统是一个信令传输网络, 用于管理用户到VOD视频服务器的连接。由于实际的VOD系统中可有多个VOD视频服务器, 因此, 控制管理系统采用两级网关管理, 第一级在数字宽带交换系统和传输系统中实现对不同频道的选择;第二级则完成在一个VOD视频服务器上对特定节目的选择。

VOD信令和数据流通路具体过程如下:

3.1通过预置信令连通机顶盒和访问人口设备;即接通S3, VOD系统将服务清单从入口处传给用户;

3.2按用户要求, 入口选定相关的视频服务器, 即接通S4, 并提供服务素引;

3.3 S4的初始化可由机顶盒或视频服务器完成;并由服务人口提供路由信息, 由服务器提供节目清单;

3.4用户从节目单中选择节目并将信令传给视频服务器;

3.5通过网络操作将节目由视频服务器发到机顶盒, 即连通P1, 必要时可将节目从视频库装载到现频服务器;即连通P;

3.6其他信令通路S5、S6、S7都服务于操作中心的监控、记录等。

4 ATM数字定带交换系统

管理能力、点对点可交换的交互式VOD系统, 其服务器、网络、存取设备、用户预定设备等都能运行于多种类型的视频压缩模式和不同带宽要求的环境中。视频服务器可根据用户的要求把用户点播的节目从视频库中取出, 并通过ATM网络传送给用户。视频信息一般采用MPEG标准压缩编码, 装入ATM信元, 在ATM网络中传输。同一个网络中可能有多个信息提供者, 因此可以有多个视频服务器, 由网络服务操作中心调配使用。服务入口的功能主要是根据用户所要求的服务内容将用户与相应的服务器相连接, 一个网络可有多个服务入口, 一个服务入口也可连接多个用户。服务入口可作为一个独立的网络部件, 也可集成到现频服务器或ATM交换中心等其他部件中。服务操作中心是服务提供者用来管理和分配信息资源, 并为用户提供相关服务操作的部件。若服务提供者数量大, 则服务操作中心可作为一个独立部件;若服务提供者数量小, 则一般将其集成到现频服务器中。视频库的功能是以压缩编码形式存放信息文档, 访问设备则提供网络和用户之间的连接, 它一般由位于网络和用户设备 (CPE) 之间的设备组成。CPE包括电视机和录像机、机顶盒及遥控器。ATM网络将网络各部件互连, 包括“信令”和“节目数据流”, 其中节目数据流应满足用户点播要求的速率, 在连接方式上可以是点对点, 或点对多点。

5传输系统

传输系统由干线传输系统和分配系统组成, 作用是将来自VOD视频服务器及其他信号源的信息送至用户并回送用户的反向信息。干线传输系统可以有光纤、同轴电缆和无线传输方式等供选择;分配系统有光纤 (FITL) 、铜线 (ADSL等) 、混合光纤同轴电缆 (HFC) 和无线 (LMDS) 等实现方式。广电部门一般采用HFC技术, 在CATV系统中播出节目。

6用户设备

目前用户设备主要有两类结构。第一类结构将网络终端 (NT) 从机顶盒分离开来, 两者间多采用E1/V24接口, 可提供2Mb/S下行连接和双向控制连接。将来会出现所谓标准数字家用网 (DHN) , 允许连接若干机顶盒并能重新使用现有双绞线或同轴电缆来提供每秒几十个兆比特的带宽。第二种结构将NT集成进机顶盒, 机顶盒的基本功能是对MPEG信号解码并与普通电视机接口。还有人机接口、条件接入 (编码) 、口令控制、智能卡和信用卡阅读器等其他功能。

7实现VOD的网络结构方案

HFC结构兼顾目前大楼已有的同轴线缆状况, 支持现有的和正在出现的窄带和宽带业务。

来自VOD视频服务器的信号 (155Mb/s) 和传统的诸如CATV等其他多媒体信号被送入中心点 (HUb) 进行调制, 而HUb则是VOD网络中数字/模拟转换的接口;前向通道接收VOD数字信号和其他多媒体信号, 将其通过光纤传送至各节点 (NOde) 。反向信道接收来自用户端的控制信号, 加以处理后, 将其送至ATM交换机及VOD视频服务器。Node通过光纤干线接收来自Hub的前向射频信号;通过线性放大器加以处理后, 通过同轴电缆分配网络传送至用户;Node同时也必须过滤出来自用户的射频反向信号, 并把它经过激光器驱动回送给HUb。也可利用ADSL技术, 于光纤节点处和用户端安装ADSL设备实现VOD业务及其他宽带业务。

参考文献

[1]赵斌, 王丹.视频点播系统与视频点播服务器[J].沈阳航空工业学院学报, 2002-12-15.

高校VOD点播系统的选用 第4篇

随着学校网络设施的不断完善和流媒体技术的不断发展, 各类音视频内容文件的不断丰富增加, 以及在多媒体教学资源中的文本、图像和图形都趋向数字化的网络存储、传送和使用, 充分利用现有校园网资源和先进的流媒体技术, 建立一套基于多媒体素材库、多媒体课件库和影音娱乐库于一体的稳定高效的校园VOD系统平台, 成为当前校园数字化信息工程中的重要考虑因素。

一、点播系统简述

流媒体 (Streaming Media) 是指在网络中使用流式传输技术媒体, 在传输前先压缩处理成多个压缩包, 并附加上与其传输有关的信息, 形成实时数据流。实时数据流的最大特点是允许播放器及时反应, 而不用等待整个文件下载完毕, 可以使音视频等对实时性要求严格的多媒体文件在既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。

国际品牌主流的流媒体技术主要包括三种, 分别是RealNetworks公司的RealMedia, Microsoft的Windows Media和Apple公司的QuickTime。这3家的技术都有自己的优越性和专利算法、专用传输控制协议以及专用的文件格式, 在广域网内都有良好的适应性能, 但无法相互兼容使用其他的音视频格式文件, 从根本上导致不能充分满足在类似高校等需兼容多种音视频格式文件及多种格式教学课件的场所使用。

据不完全统计, 现时高校已建设的VOD点播系统主要采用国内的点播系统品牌产品。市面上各VOD品牌系统, 以基本的RTP/RTCP等网络协议实现数据传送交换, 偏重于非大范围网络的应用, 并针对多音视频格式文件开发出自己的专有视频泵技术进行流媒体转化解释, 发展出许多各具特色算法的VOD点播体系, 占据了相当份额的市场。

如图1所示的常规流媒体VOD系统结构示意图, 其基本构成组件有3个部分:播放器 (Player/Client) , 用来播放流媒体的软件;服务器 (Server) , 响应用户请求及向用户发送流媒体数据的软件;编码器 (Encode) , 系统内嵌的用来将原始音频视频文件转化为流媒体数据的软件。这些组件之间通过特定的协议互相通信, 按照特定的格式互相交换文件数据。VOD系统架构包括基于RTP/RTCP协议并以CDN技术实现内容分发的C/S网络架构, 和新发展起来的P2P技术为支持的对等网络点播系统架构, P2P技术到目前为止可分为四代:第一代P2P (中央控制网络体系结构) , 第二代P2P (分散分布网络体系结构) , 第三代P2P (混合网络体系结构) , 第四代P2P (应用双向下载及动态口选择等新技术的发展中体系) 。

二、校园VOD点播系统的主要功用

VOD点播系统作为校园音视频服务的统一应用平台, 其应用范围可以设计到校园网内的个人PC、多媒体教室、会议室、图书馆、报告厅、演播厅等场所, 提供包括视频、音频、课件、文本、图片、动画、执行文件等各种形式的网上点播和广播服务, 并提供良好的易用性界面和资源检索功能, 在满足一般性的影视音乐娱乐点播的基础上, 实现教学素材资源、多媒体课件、备课教案、教育论文、电子图书、实验现场指导、外国影视听力等教学使用的良好播放平台。

1. 资源库

资源库是以数字化音视频文件为主, 由原始视频素材库、精品课程、讲座录像、名师录像、多媒体素材库、课件库、案例库、习题库等组成, 主要用于师生全方位备课、教学、科研、自主学习等的素材资料来源, 并具有集中保存学校数字化音视频资料档案的功能。

2. 教学点播

将各类优秀的教学课件、电视教材、电视电影作品、音乐、直播课程等采编存入VOD系统, 供教师在教室等终端多媒体设备上, 通过校园网络自主点播使用这些视频资源进行教学, 丰富教师的多媒体教学内容, 实现教学资料共享。VOD点播系统的应用, 有利于为学生创建优良的自主网络学习环境, 方便学生根据自己的学习情况, 在宿舍、图书馆、计算机机房自由地选择多媒体课件、老师讲课录像等自己感兴趣的各种教学资源进行学习, 营造出一个相对个性化的学习环境, 增强了学习的自主性和主动性, 拓宽了知识面。

3. 广播教学

利用系统平台还可有计划开展统一的远程外语早读、精读等广播教学课程, 并可转播学校公开课、名师讲座、大学会议等进行远程广播教学, 提供师生在多媒体教室集中收看或在计算机终端自主收看的方式, 实现课堂教学及网络广播学习相结合的教学环境, 对远程教学体系进行补充完善。

4. 影视娱乐

集中存放各种优秀的国内外电影、电视剧集、自然风光介绍、专题报道、新闻、影视音乐、歌曲等, 并采编存入VOD系统, 供全校师生利用校园电脑或机顶合等终端设备, 通过统一的点播界面自由点播音视频资源进行娱乐欣赏。

三、校园VOD点播系统的选用因素

VOD点播系统的音视频数据流是一个实时数据, 其特点在于实时性、同步性、可扩展性、可管理性及可靠的质量管理 (QOS) 保证, 能够实现在校园网内高效的网络数据传送、多格式的多媒体文件的解释及同步的连续播放。各点播系统为了提高系统的运行效率及支持大的并发用户数量, 在视频服务器端采用多种数据读取缓冲分配策略、动态速率调整、重传等技术手段, 以及采用分布式、分层式等设计方法, 力求提供低消耗、高速率的实时媒体流数据, 以克服Internet网络传输的延迟、抖动等带来的不利因素。

因此, 在选用VOD系统时常需考虑到以下因素:服务器的磁盘吞吐量、可用带宽、CPU、内存, 以及点播系统软件的系统架构、最大并发流数目、带宽波动、丢包率和平均响应时间等, 现就相关因素进行论述。

1. 磁盘吞吐量

相对于大量的低速流, 磁盘在处理少量高速流时会提供更高的持续吞吐量, 因为后者在物理磁盘上搜索数据所需的时间更少。使用多速率 (MBR) 文件从磁盘读取的数据量是所有编码带宽的总和, 而不仅是当前传送给用户的数据流, 表明MBR将占用更多的磁盘空间。有限测试表明, IDE磁盘可以支持大约650个22KB的数据流 (大约14Mbps) 或者45个700KB的数据流 (大约31Mbps) 。为优化磁盘吞吐量, 建议将操作系统放在单独的磁盘上, 并使用RAID 0或RAID 5阵列磁盘控制器及缓存等技术机制。

2. 带宽

可通过将连接的客户端数乘以速率, 或者查看Allocated Bandwidth计数器 (以字节显示) 方便地获得当前正在使用的总带宽, 画面的变化以及网络的损坏情况会造成媒体流的带宽变化, 系统在用户观看节目过程中的带宽平均值越大, 表明流媒体视频系统所能提供的带宽能力越强。NIC设置为全双工模式下的有限测试表明, 多数100Mbps以太网卡在Windows Media环境中支持约60到70Mbps的持续输出, 千兆以太网卡的测试数据约在300Mbps到400Mbps之间。

3. CPU

CPU的使用情况主要取决于用户正在执行的操作, 如读取、快进、搜索和暂停等。相关测试数据表明, 最占用CPU的操作是连接新的客户端, 500个22Kbps的数据流比50个220Kbps的数据流要使用更多的CPU。因此, 笔者建议服务器的CPU使用率不要超过30%到50%, 在稳定的数据流传输状态下, 切勿超过60%, 以确保CPU具有足够的突发处理能力。

4. 最大并发流数目

最大并发流数目是指VOD系统在同一时间内所能够支持的有效的、能够同时在线且正常完整观看节目的最大用户数目。系统必须保证在用户数逐步增加到最大值之前, 不会引起已在线用户因新用户的增加而出现图像马塞克、声音停顿、掉线以及不能够获得服务而出现中止点播等情况。

5. 丢包率

丢包率是视频文件传输过程中发生丢包的情况, 该数值对系统连接用户的掉线率及点播观看效果的影响非常关键, 特别是目前普通使用的压缩比率较高的MPEG-4格式媒体文件, 一般视频点播端到端的丢包率上限不应该超过0.1%。

6. 平均响应时间

是指用户从发出点播请求到得到视频服务的时间数值, 对系统来说平均响应时间越短越好。一般情况下, 视频点播端到端平均时延不应超过2s。

7. C/S架构

客户机服务器 (Client/Server, C/S) 体系架构结合WEB页面应用的点播系统, 是目前各VOD系统的主要使用模式, 其网络的能力和资源 (存储资源、计算资源、通信资源、信息资源和专家资源) 全部集中在中央Server, 该体系架构中的各个中央Server之间, 难以按照用户的要求进行透明的通信和能力的集成, 目前主要依据CDN内容分发等技术手段, 从技术上缓解由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因所造成的用户访问网站响应速度慢及并发应用不足等问题。

CDN (Content Delivery Network) 主要包括分布式存储、负载均衡、网络请求的重定向和内容管理4个要件, 将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”, 通过用户就近性和服务器负载的判断, 使用户可以就近获取所需的内容, 改善Internet网络拥挤的状况, 确保内容以一种高效方式为用户的请求提供服务。据统计, 采用CDN技术能够处理整个网站页面的70%~95%的内容访问量, 可减轻服务器压力, 提升网站的性能及可扩展性。

8. P2P对等网技术架构:与C/S网络架构相反, P2P的网络

P2P对等网络 (Peer to Peer) 架构在进行媒体通信时不存在中心节点, 其核心是利用用户资源, 通过对等方式进行文件传输, 是当前互联网的热点技术及最新的点播实现技术之一。P2P不同于传统客户服务器 (C/S) 架构的计算模型及类CDN的内容分发传递方式, 通过“非中心化”的设计和多点传输机制, 实现了不依赖服务器也能够快速地交换文件, 内容不再集中在网络的中央Server, 而是分布在靠近用户的网络边缘的各P2P节点上, 克服了业务节点集中造成的瓶颈, 能较大程度地降低系统的建设和使用成本, 提高网络及系统设备的利用率。

目前, 优秀的P2P点播系统所采用主要是第三代P2P的体系结构, 它能有效消除纯P2P结构中使用泛洪算法带来的网络拥塞、搜索迟缓等不利影响, 同时能确保一些恶意的攻击行为在网络局部得到控制, 提高整个网络的负载平衡和整个系统的可靠性。但对于单个内容或者单个任务而言, 还存在一定的数据流接收抖动性, 因为每个Peer可以随时终止服务甚至退出系统, 即交换的内容随时可能被删除或被终止共享。

四、结束语

随着校园网建设的高速发展, VOD点播系统成为当前校园数字化信息工程中的热点部分, 并因涉及的内容及应用较多, 选用适合于构建本校VOD点播平台的相关因素及技术必须“因校制宜”, 按校园网的主干网络结构采用最合适的流媒体技术, 仔细研究并纠正网络中可能出现的各种损伤, 如线路误码、丢包、乱序、延时、抖动等对节目内容及业务质量的影响和破坏, 以有效解决校园网内点播数据流量高、并发用户多和时间集中等问题, 并配套建立起高质量的多媒体素材资源库, 为师生创造一个高效可靠的教学点播、自主学习、远程教学和影视欣赏等多种应用需求相一致的综合VOD系统平台。

参考文献

VOD视频点播系统 第5篇

1 VOD视频点播系统简介

1.1 视频点播的工作原理

交互式VOD系统由前端处理系统、宽带变换网络、用户接入网、用户终端设备(机顶盒加电视机或加计算机)等几个部分组成。VOD系统既可采用集中处理结构，也可采用集中管理、分布处理的方式;并可灵活地选用HFC、FTTB、FTTC、ADSL、VDSL等多种接入方式。用户机顶盒可根据需要采用与接入方式匹配的接口，通过电视机、PC机进行视频/音频/数据的显示和通信。

首先，用户通过自己的VOD终端，向就近的VOD业务接入点发起第一次通信呼叫，要求使用VOD业务，经VOD业务上行通路(如计算机网、电信同、有线电视网等)向视频服务器发出请求;系统迅速做出反应，在用户的电视屏幕上显示点播单，并对用户信息进行审核，判定用户身份;用户根据点播单作出选择，要求播放某个节目，系统则根据审核结果，决定是否提供相应的服务。在较短的时间间隔内向指定的设备播放所要求的节目，并随时准备响应新的请求。

1.2 VOD视频点播系统特点

VOD是近年来新兴的传媒方式，该技术是计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术和数字压缩技术等多学科、多领域融合交叉结合的产物。VOD技术使人们可以根据自己的兴趣，不用借助录像机、影碟机、有线电视而在电脑或电视上自由地点播节目库中的视频节目和信息，是可以对视频节目内容进行自由选择的交互式系统。

VOD的本质是信息的使用者根据自己的需求主动获得多媒体信息，它区别于信息发布的最大不同：一是主动性、二是选择性。从某种意义上说这是信息的接受者根据自身需要进行自我完善和自我发展的方式，这种方式在当今的信息社会中将越来越符合信息资源消费者的深层需要，可以说VOD是信息获取的未来主流方式在多媒体视音频方面的表现。

2 VOD点播系统在现代教育行业中的应用

2.1 VOD在现代教育行业中获得广泛应用[3]

中小学视频点播系统主要存储教育、教学片，供学生上课时点播，或者教师在授课过程中作为辅助手段给学生播放相关内容。比如教师讲《雨中登泰山》时播放一段泰山的风光片，即使学生没有去过，给学生一种身临其境的感觉，使学生上课注意力更加集中，变被动学习为主动学习。

电视大学视频点播系统主要应用于电化教学和远程教学，并可作为主要的教学手段。现在电视大学的主要视频资料都是以录像带为介质的，现在要以数字方式存储和传输，则必须解决视频格式的转换问题。VOD系统在这方面提供了解决方法。

另外，VOD在多媒体教室和大学校园网中也有大量应用。它更丰富多彩，更直观、迅速，也给通信领域提出了更高的要求。宽带提供了发展的基础，VOD视频点播则在技术手段上使这一切得以实施。一般的做法是在传统视频点播各项功能的基础上，增加了浏览器功能，实现了全功能点播，即可点播文字、图片、录音，录像、VCD、CAI光盘课件等等。在实验教学方面VOD能够大显身手，甚至可以在线转播超级实验项目，这在普通学院根本无法想象。例如美国宇航局通过互联网向中学生开放，允许他们与宇航员对话和收集关于太空的信息;在伯克利的劳伦斯国家级实验室，研制了一个网上虚拟实验室软件，允许学生通过远程联网获取从专业天文望远镜收集的天文观测数据。

2.2 VOD突破了传统教学模式，优化教学过程[1]

1)VOD可以在网上发布学校的音、视频新闻，可以对活动、会议进行网上直播;突破教学时空的限制，教学活动可以发生于网络连接的所有范围。同时，在教学时间上也变得更加灵活，不像传统课堂教学只能是在安排好的教学时间内进行，而使个别化教学、协作学习等形式得以强化。

2)可以直播教学过程，并自动生成多媒体课件资料;以多媒体形式表现的，集科学性、趣味性和艺术性于一体的教学资料具有很好的灵活性。

3)提供完善的多媒体资料点播系统，方便有效的内容检索功能;使学习者的地位由接受者转变为教学的主体，使媒体作为学习者学习、掌握和运用知识的认识工具而不再是单纯的演示工具发挥着作用。

4)可以将音、视频教学资料转成流媒体的数字格式，上传到点播库;教师利用这一功能把自己的角色由知识的讲授者转变为学习的指导者和信息的组织者。

2.3 在教学过程中提高教学效率[2]

1)流媒体综合管理系统能够支持大部分的主流数据库服务器，通用性强，使VOD视频系统的建立在信息化校园建设中更加方便快捷。

2)系统能够以Web的方式远程管理维护，支持节目和用户的分类分级别管理，实现远程监控与维护管理;节省了传统教学资料管理工作中的大量人力物力。

3)支持多种视频格式，在宽带情况下，可以得到高质量的图像效果(最高可达DVD质量);使学习者在学习过程中轻松获得身临其境的感觉。

4)直播节目有灵活的定时录播、自动发布的功能，可设定直播频道的直播工作时间表和节目表，直播站可按此时间表自动启动或中止直播工作;可设定直播过程中的自动录制节目表，并生成文件，通过网络自动上传到点播服务器指定的分类目录中;节目直播表和节目录制表使用灵活、管理方便。

3 VOD系统在应用中存在的问题及对策

3.1 主要问题

1)首先是网络基础设施方面的问题。VOD系统的应用需要强大的基础设施建设为前提，目前我国计算机普及率偏低，网络传输速度太慢，宽带多媒体电信网等远程教学信息传输的质量和稳定性也有待提高，且上网费用过于昂贵，尤其是我国幅员广大，各地区经济和教育的发展极不平衡，西部地区、不发达和欠发达地区中的许多地方还不能建设宽带网，或暂时通不了网络，这些都严重地制约了网络教学的发展。

2)其次是网络资源建设方面的问题。大多数网络教育公司开发的平台与课件，大多还是在手工作坊阶段，由教育和多媒体、网页制作人构成的项目小组，软件开发的体系远远没有建立起来。目前我国现有的有关网络教学的适用课件太少，特别是适应网络教学本质特点的自主学习型课件几乎还是空白，有些甚至是把传统的教学照搬上网络。

3)再次是师资队伍方面的问题。网络教学要求网络技术与教学内容、学生需求、教师能力相匹配。在网络技术与教育理论之间，存在的鸿沟越来越大。网络技术从业者很少能够从教育的角度去应用技术本身，而且，飞速发展的网络技术，使得教育专家感到力不从心。网络教学成败的关键在于能否尽快培养出一批能够理解和适应网络文化，并能参与网络文化创造的优秀教师队伍，并依靠这支队伍成功创造出新型的网络教学模式。目前我国的教师对信息技术掌握的程度还不是很高，特别是经济欠发达地区的教师有的甚至还是“网盲”、“机盲”，还不习惯运用网络这一先进的技术进行教学。

3.2 建议及对策[4]

1)教师、学生的基本素质有待提高。网络教学要求教师和学生必须熟练掌握计算机及网络知识，能自由地进行网上各种操作，这是开展网络教学最基本的要求。教师还要学会运用现代教育技术理论去组织网络教学过程和制作(或指导制作)网络教材，学会在网络环境中与学生进行交流的方法。

2)缺少高质量的网络教学教材。网络教材不是印刷教材简单的翻版，必须具有很好的多媒体特点和交互性，具体地说，形式上要生动活泼、引人入胜，内容上要丰富详实、紧跟时代，结构上要层次清晰、循序渐进。这是一项浩大的系统工程，需要教学管理人员、学科教员和教育技术人员共同完成。

3)学生自主学习能力的培养。网络教学为学生提供一个自由度很高的开放式学习环境，教学过程主要靠学生自己控制，通过自主学习和参加实践活动来完成对学习内容的意义建构，达到预期的教学目的。这就要求学生必须有较强的自控能力，具备学习的自觉性和主动性。但目前对学生提出较高的要求是不现实的，因为他们一直是在传统教学的模式下接受教育，自主学习观念一时难以形成，所以，开展网络教学的首要任务是帮助学生激发学习动机，增强学习主体意识，设计学习目标，制订学习计划，培养自学习惯，克服依赖心理，掌握自学方法。

4 结束语

VOD视频点播系统以其良好的性能、符合学校实际需求的功能，为学校教学提供了一套完整的视频解决方案。通过VOD系统可组合网上教学多媒体课件、科技讲座等丰富多彩的多媒体教学资源，实现一种实时、交互的学习环境，从而改革传统的教育手段和教学模式，提高教学效率，优化教学过程。通过数据压缩技术、网络技术与数据库技术的结合，可以利用校园网充分地为学校的教学实践服务，提高学校的教学质量。

摘要：该文在分析了VOD视频点播系统的工作原理及特点基础上,对该技术在教育行业中的应用情况进行了阐述,同时指出应用中存在的问题及相应对策。

关键词：VOD视频点播系统,教育行业,应用,对策

参考文献

[1]何克抗.建构主义——革新传统教学的理论基础[J].教育技木研究,1997(1).

[2]肖惜.现代教育技术与英语较学改革[J].外语电化教学,2002(6).

[3]杨惠中.多媒体机助语言教学[J].外语教学与研究,1998(1).

VOD视频点播系统 第6篇

随着社会发展的进步和网络技术的兴起，原有的教学模式已不能满足当今教育的需要，教育作为社会发展进步的动力越来越受到关注，而基于数字双向VOD视频点播系统交互式教学模式也将迅速普及到教育行业中[1]。随着网络技术的兴起，远程教学作为一种新兴的教育方式，受到了来自多方的关注和认可，并且在教育的发展过程中起着越来越重要的作用。远程教学打破了传统的时空限制，充分利用了学校的优势教学资源，最大限度地发挥教育功效，真正实现了“时时可学、处处可学”，所以远程教学正在成为学校教学中重要的教学模式[2]。

1 远程教学的意义

在数字化时代，各种新技术、新概念、新的教学方式都将极大地影响到学校的发展。面对国际信息化的潮流，中国的教育业只有尽快实现与国际接轨，才能进一步提高教学质量，培养更多的优秀人才，走科教兴国之路。在教学过程中，对于信息的获取、公布和沟通已经成为直接影响教学质量的关键所在。国家教委已将闭路电视教学系统作为各类学校电化教学的标准配备，并以此标准对各学校进行考核，如最近进行的全国千所试点校评估工作中，就已将闭路电视教学系统作为一项必要条件进行考核[3]。

2 系统设计原则

在本系统的设计时，需要充分考虑系统的设计原则，包括实用性、先进性、可靠性和经济性等[4]。

(1）实用性原则

结合学校远程教育教学的需要，从以下几个方面考虑系统的实用性：

(1) 接收并转播教育卫星节目;

(2) 提高教师使用教学课件的使用率;

(3) 避免设备闲置和浪费;

(4) 摒弃繁琐的非重要功能(贯彻资源共享和使用率为中心);

(5) 远程教学系统接入，教学资源的共享。

(2）先进性原则

在数字信息化技术飞速发展的今天，选择和设计该系统的一个重要原则就是先进性。即该系统在满足实用性原则的基础上，应能更多更好地选用先进科技，预留与先进科技的接口和发展余地。如在进行系统设计时，建议用户将多通道VOD教学服务器引进系统，并在多媒体教室内实现与之联网，同时结合数字式的可连接网络接口的摄像机，实现校园网教学评估、电子监考系统功能，最终实现示范教学、电视广播，互联网广播，远程同步教学网络学校等诸多功能，使计算机校园网和闭路网的资源真正地达到共享。

(3）可靠性原则

系统运行的可靠性是最为关心的问题，也是考核系统建设成功与否的一个重要方面。一个运行可靠且实用的系统有时比复杂多样的功能更为重要。基于数字双向交互教学系统虽然不是一个复杂庞大的系统，但是对于系统的功能构成，同样要求在配套硬件选择、系统设计、系统施工等诸多方面，全面而认真地考虑系统的可靠性问题。

(4）经济性原则

追求系统的经济实用是每个用户的心愿，但经济并不意味着价格的最低，而是对系统性能、质量、服务进行综合考量之后所达到的性能、质量、服务价格比的最优。在设计本数字双向多媒体教学系统时，本着“集中管理、分散控制”的原则，系统采用积木式的模块化结构，因而学校可根据自身的条件和需要逐步增添、扩充和升级。

3 系统特点

本系统不需要在教室配备价格昂贵、体积庞大、安全性能差、维护不便的电脑，最重要的是不再受播出机的播出数量和画面质量的限制，大大节省了施工时间和维护工作量，提高了教学内容的使用率，价格却比其它任何方案更经济节省。该系统特点如下：

(1)图像质量高。符合MPEG-4、MPEG-2、MPEG-1标准，达到VCD/DVD画音效果;

(2)存储容量大。可存储数千小时的教学素材内容;

(3)系统高度可靠。安装简单，不需专人看护，全天24小时开机并无故障运行;

(4)操作简单。通过机顶盒，一个遥控器完成所有点播工作;

(5)集成度高。集成了点播、管理、控制、编排等各种软件包;

(6)开放式平台。能与校园内部管理系统以及数据广播系统无缝连接。

4 系统功能模块设计

4.1 系统工作的基本原理

基于数字双向交互教学系统是以“选择控制权在用户”的崭新概念为基础的双向视音频信息系统，实现了用户按自己的需要播放视音频节目的理想。数字双向交互教学系统是未来教育信息高速公路构架的重要组成部分，是教育信息服务中宽带业务的灵魂[5]。

在进行交互服务时，多媒体数据(声音、视频、图像、动画等)以实时的形式在闭路网中传输。与传统文件不同，多媒体数据一旦开始传输，就必须以稳定的速率传输到教室各终端机顶盒，以保证教室端平滑播出，不能出现视频、音频的停滞和间断。视频服务器的服务延迟、CPU利用率或磁盘I/O瓶颈等客观因素都可能导致传输的延迟，引起数据流传输阻塞[6]。因此，双向交互系统必须满足以下要求：

(1)视频、音频数据流平滑、无停顿和抖动;

(2)允许用户与系统间实时交互，具有快速的响应速度;

(3)结合各种文字、图片、声音、视频信息，支持多用户同时访问节目资源;

(4)节目查询方法简便、快捷，游览界面友好、简单。

该系统建议核心硬件采用国际先进的机顶盒和MPE-G-4、MPEG-2、MPEG-1视频服务器;并采用原有的有线电视网络，利用专有技术轻松改造为双向，不需要额外拉线打孔，利用一根有线电视电缆，既可以下行传输数字视频信号或数转模信号，也可以上行传输控制信号;教室通过遥控器进行点播，机顶盒进行接收;同时点播的节目数从几路到几十路可选，采用并行服务器可同时点播多达数百路节目;视频和多媒体光盘课件采用数字化方式存储，存储容量可任意扩展。

综合以上的系统设计原理，为该系统设计的基本原理模型如图1所示。

4.2 系统功能模块

在系统设计时，尽量提供更加丰富的资源，为学校广大师生提供应有的教学服务，主要从以下几个方面来考虑该系统的功能。

(1）教学素材及多媒体光盘课件点播

由于学校地处祖国各地，其文化、宗教、历史背景不同，从而对电视教学的功能要求也千差万别，而基于VOD视频点播的交互式远程教学系统可以将各类不同学校的功能需求集合起来，最大限度地满足不同学校的不同要求，确保本系统长时间保持技术领先。在学校的教室里，教师可通过教学课件的点播，实现从原来的被动式教学演变为主动式的教学方式。

基于VOD视频点播的交互式远程教学系统的教学资源可以购买多媒体教学光盘和视频素材，也可以发动教师制作适合自身教学需要的教学课件。该教学资源可以供所有的教室共享使用，从而减少磨损和采购费用，更为可见的好处则是本系统解决了图文课件不能多班级、多教室同时或分时交互播出的问题。使用该系统的数字存储具有容易分类、易管理、易查询、易保存、信号指标高、无衰减、无磁带磨损和模拟播放设备的机械故障、一次录入则长期终身共享使用等诸多优点。

(2）内部信息资讯

(1) 校园资讯。学校可以把各类会议精神、通知和新近推出的相关规章制度、奖惩公告等信息，通过教室和办公室的电视进行交互方式的传达。老师和学生同样可以随意选择想看的通知内容，不受时间和地点的限制。这种新颖的交互传达方式可给师生及学校管理带来极大的方便，而现代化的教学手段和科学的管理方式无疑将使学校在社会的整体形象得到显著的提升。

(2) 校园商务。以优雅的音乐配合精美的画面展示琳琅满目的商品，通过交互方式的选取，自动将信息传送到中心管理系统，学生可以通过此项服务预定午餐、晚餐及购买学习资料和用具等。例如，师生可以在中午之前预定午餐，且在电视机前就可以看到各项餐饮的内容，并根据屏幕上的菜单点菜，预设送餐的时间等。交互VOD提供的预定服务给师生提供了更大的灵活性，同时也学校的管理带来了科学与规范。

(3) 预定补习。学生可以通过交互电视的操作，选择所需补习的时间和课程以及授课老师，方便学生提高成绩的同时，学校的经济效益也能略微有所增进。

(4) 电子留言。将老师给同学或者学校给老师的留言显示在电视屏幕上，随时供师生查阅。

(5) 设备管理。老师可以把教室需维修的设备(如电灯，桌椅等)的情况，通过交互电视的方式传播告知，学校维修人员亦会立即获知并在尽快时间内安排维修。

(3）影片点播

当有各类大型教育片、电影或者电视剧等影片时，学生可以在周末进行该影片的点播。系统也可以将学生上课时看不成的足球比赛实况录制下来，供学生点播，点播系统还可在平时对学生的意愿进行统计，借以确定周末节目的内容。

5 结束语

由于远程教学系统功能的不断完善，性能不断的提高，越来越多的学校选择远程教育，这是计算机技术、网络技术、多媒体技术、人工智能以及教育学、教育心理学等多学科综合发展的结果。本系统提出的基于电视机顶盒建立VOD视频点播的交互式远程教学系统，虽然能满足各个层面的学校远程教学的需要，但具体的应用还有待进一步通过实践推广应用，在使用的过程中对系统不断地完善和改进。

参考文献

[1]武进霞, 林晓明.基于流媒体技术的多媒体课件设计[J].计算机应用研究, 2006, 9 (16) :61-64.

[2]杨威.一种用于网上学习的智能答疑模型[J].计算机工程, 2-003, 29 (12) :173-175.

[3]高原, 杨改学.流媒体在远程教育中应用研究综述[J].中国远程教育, 2008 (6) :97-101.

[4]应建.基于网络教室背景下的远程教育策略探究[J].湖北广播电视大学学报, 2010 (30) :15-16.

[5]杜维, 张亚丹.高等学校远程教育教改思路探析[J].中外研究教育, 2011 (3) :83-84.

VOD视频点播系统 第7篇

1 VOD点播在网络学习中的优势

VOD[1]是Video On Demand英文的简写, 即视频按需点播, 它具有交互性、点对点、基于流媒体的特点。VOD视频点播系统支持学习者在线观看教学视频的过程中, 控制视频的播放进度。VOD视频点播系统运用于网络学习, 具有以下两点无法比拟的优势:

1) 有效的传递教学信息。VOD集文字、视频、音频于一体, 刺激学习者的多种感官, 凝聚学习者的注意力。据研究, 在人类通过感官收集到的各种信息中, 视觉约占65%, 听觉约占20%, 触觉约占10%, 味觉、嗅觉等其他感官约占15%[2]。优秀的视频资源可以激发学习者的兴趣。

2) 便于自主学习。学习者自己可以安排时间、地点进行学习、调控学习的进度, 控制和管理学习的过程, 突出了学习者的主体地位。

以上优势使得当前网络学习系统中大规模的采用了VOD点播技术。

2 个性化学习的意义

个性化学习[3,4,5,6] (personalized learning) 是伴随着教育改革和现代化教育思想兴起而提出的一种新的教学观念。个性化学习是以学习者的已有的知识经验以及个性特征为基础, 以学习者的学习目的为最终目标, 进行的学习行为活动。根据霍华德.加德纳提出的多元智能理论 (multiple intelligences) [7], 人类的思维和认知方式是多元的, 以组合的方式呈现, 每个人都有自己的强项和弱项。所以教育过程中, 要分析对学习者的个性特征和认知风格, 因材施教, 挖掘每个学习者的潜能, 把每个学生培养成才。

3 VOD点播学习系统中的个性化实现

学习资源是学习的对象, 在网络学习环境中, 推荐个性化的学习资源可以帮助学习者快速找自己需要的内容。在学习过程中, 学习同伴和指导教师可以帮助学习者解决疑难问题, 帮助学习者达到学习目标。在推荐学习资源前, 应该先在各资源形成内容上的邻近关系。推荐时, 按关系“亲密程度”降序排序检索推荐。

3.1 个性化学习资源推荐

学习者初次选择的学者资源不一定全都能帮助学习者达到学习目标, 学习者需要其它的扩展、补充资源或者重新查找, 基于此系统考虑推荐给用户与当前学习资源类似的资源。相似资源推荐的一般方法有:系统管理员对相似资源关联归类、通过检索系统查找出资源描述相似的资源。第一种方法是人手工来操作, 这种方法可以提高两种资源在内容上相似的精度, 但当有新资源加入时, 管理员需要重新了解其他的资源信息, 才能做到相似度最后, 工作量太大了。如果只是进行资源主体分类那么资源的相似精度不高。第二种方法是采用机器学习、概率统计等技术实现的, 对于视频、动画资源难以用几个关键词描述它们[8], 从而无法做到精确匹配。本文用权值 (k) 来描述资源之间的相似度, 资源之间有唯一一个的相似度关系, k越大表明这两种资源在内容上越接近。权值 (k) 是在自主学习过程中靠认可率 (θ) 形成和维护的, 权值 (k) 的形成和维护过程如下:

1) 系统记录当前资源的唯一标识符。

2) 学习者在系统资源或个性化资源推荐表中选择下一个资源进行扩展学习。

3) 系统计算学习者对原资源与扩展资源之间相似程度的认可率 (θ) , θ的计算方法如公式一:

用户对扩展资源学习的时间越长, 表明当前资源的学习能给前一资源带来进一步的补充学习, 因此两资源的关系就越近。

4) 得到θ后便可以对权值k进行维护, 权值的计算方法如公式二:

在个性化VOD点播系统中, 资源之间因相似程度形成了一张网状的图。

比起系统管理员手工对相似资源关联归类和通过检索系统查找出资源描述相似的资源, 建立在认可率上的资源相似度—权值表示法能提供更高的精度, 而且不需要管理员的参与。推荐时, 按关系“亲密程度”降序排序检索推荐。

3.2 个性化同伴推荐

学习者在学习的过程中可能会遇到疑难, 需要他人协助来进行问题解决。谁最能学习者带来帮助, 这是个性化同伴推荐要解决的。个性化同伴推荐的思路是:系统保存之前对该资源进行学习的学习者的测验结果, 系统把测验结果按高低排序, 把测验结果好的其他学习者推荐给当前学习者。这需要系统保存学习者的用户信息和联系方式。“向学习好的同学问问题”这也是我们平时学习中能最快解决学习问题的一种行之有效的方法。实现方法是对自主学习者和该资源测验结果建立它们各自的“实体—属性”关系:

自主学习者=<学习者唯一标识符, 联系方式, 其它信息>

资源测验结果=<资源唯一标识符, 学习者唯一标识符, 测验结果, …>

这也就可以通过测验结果找到对应学习者的联系方式, 联系方式可以是邮箱、电话、QQ等工具。

4 结束语

本文尝试在基于VOD点播技术的学习系统中, 通过向学习者推荐合适自己的学习资源以及能起到帮助的学习同伴, 使学习者能快速有效的学习。对于数字化学习平台的探索和研究有助于更好的支持学习。

参考文献

[1]庄捷.流媒体原理与应用[M].北京:中国广播电视出版社, 2007:5-41.

[2]鄂大伟.多媒体技术基础与应用[M].北京:高等教育出版社, 2002:20-22.

[3]曾春, 邢春晓, 周立柱.个性化服务技术综述[J].软件学报, 2002, 13 (10) :1-2.

[4]舒蓓, 申瑞民, 王加俊, 个性化的远程学习模型[J].计算机工程与应用, 2001, 37 (9) :2-6.

[5]李书明, 田俊.网络学习中个性化学习服务策略研究[J].中国电化教育, 2011 (6) .

[6]李广, 姜英杰.个性化学习的理论建构与特征分析[J].东北师大学报:哲学社会科学版, 2005 (3) .

[7]Armstrong T.Multiple intelligence in the classroom[M], Virginia:Alexandra, 1994.

VOD系统的性能分析 第8篇

关键词：命中率,VOD,PN节点,运行效率

0.前言

目前,流媒体服务已经成为互联网的一项重要服务,并显示出了巨大的发展潜力。不同于传统的网络传输技术,流媒体文件的传输具有实时性、连续性等特点,而且,视频服务的相关技术包括流媒体数据采集、编解码、存储、传输、播放等。网络宽带技术及其支撑业务的迅速发展,为流媒体服务的开展奠定了坚实的基础。在多媒体新闻发布、视频点播、在线直播、网络广告、网上演示、远程教育、电子商务、实时视频会议等互联网信息服务领域,流媒体技术都具有广阔的应用前景,近年来,新兴的视频点播业务是流媒体应用的一个重要应用方向,特别随着人们体验要求的提高,高清晰视频点播服务具有巨大的发展潜力。

视频点播系统是一种受用户控制的流媒体服务,不同于传统式电视中用户只能被动地接受电视提供的信息,享受交互式视频服务的用户可根据自己的喜好选择系统提供的影片、视频节目、游戏和各种流媒体信息,在收看过程中可以对节目进行控制,包括快进、快退、暂停等。除了视频点播之外,多媒体服务系统还可提供各种增值业务,包括图文资料提供、信息查询、通过电视进行网上购物等多种服务。相对于传统的被动的信息接受方式,用户对其具有完全的选择性与控制性,而且具有服务的多样性与可扩展性。

按照视频服务方式及其功能,目前的视频点播系统主要分为以下三类:

(1)准视频点播(Near Video On Demand,NVOD)

节目按照一定的间隔时间从头开始播放,例如某个节目的播放时间为1个小时,系统则每间隔5分钟播放一次,总共产生12个视频流,用户只能从这12个频道中选择离点播时间最近的一个频道进行观看,按照这种方式,点播一个节目最多只需要5分钟的等待时间。这种方式实现比较简单、容易,但具有等待时间比较长的缺点。

(2)真视频点播(True Video On Demand,TVOD)

每个用户与服务器都会产生一个流媒体连接,用户点播时,视频服务器启动一个连接,把用户请求的内容实时发送给用户。若有另一个用户提出同样的需求,服务器采用同样的方式,而且视频流一旦开始播放,就要连续播放下去,一直到结束。这种方式具有实时的特点,但是服务占用的系统资源比较大,而且界面的友好性比较差。

(3)全交互式视频点播(Interactive Video On Demand,IVOD)

这种方式的视频服务下,用户对流媒体可以进行完全控制,如暂停、快进、快退等操作。

1. 运行效率的总体分析

VOD系统的核心内容是数据服务,数据的传输包括MS的数据请求、其他PN的数据请求、向其他PN的数据请求以及本地磁盘的IO。图1.1是PN的数据流图:其最终目的是满足MS的数据请求,所有其他的数据流全部是为这个中心服务的。

从数据流图中可以得到,MS的数据请求来源包括本地磁盘IO与从其他PN请求的数据,VOD的分发策略的目标是尽可能得提高MS数据请求从磁盘IO得到的比例。为此,算法的设计都是从这个角度出发地,尽可能地把用户最可能点播的内容推送到PN,让用户通过磁盘IO在本地获得数据。但带来的一个问题是内容调整代价。

VOD网络运营的一个重要性能指标是内容调整代价,这个代价主要指部署调整时媒体内容通过网络的传输代价,即部署调整调整占用系统的资源,部署调整不应该影响VOD系统正常内容服务。部署调整包括对PN节点内的影片进行增删,从单个PN的角度考虑,影片块的删除基本不耗费资源,影片块的增加意味着PN需要从其他PN或源服务器请求媒体内容,通过网络存储到本地。可以用系统部署调整过程中内容的迁移比例来标示系统运营效率:E=T/S其中T表示迁移内容大小,S示系统媒体库容量。

2.新影片上线的部署效率

在新影片部署过程中,T的大小只与新影片的大小相关,相比较于系统总的存储容量,该比例相当小。每次新影片的部署容量为:新影片的大小PN的数量。根据系统在3TNet上运行经验,一部2个G的影片能够在20s左右的时间进行完全部署,而且新影片的上线频率不是特别高,在系统的实际运营维护中,可以对部署时间进行选择,在用户对系统的访问空闲时间进行部署,所以对系统的日常运行不会构成影响。

3.影片热度变化调整效率

影片热度变化调整主要包含两部分的内容:普通影片的存储比例和普通影片的流行度变化做出反应。假设80%的用户点播的是20%的最热门的影片,20%的用户点播其他影片。同时,随着时间的变化,在某个阶段因为纪念性事情的发生,会导致某一类影片的访问量增加,这种因为时间变化而引起的影片访问量的变化需要反应在影片部署调整上。

在影片热度变化调整过程中,影片的热度变化可以认为比较平稳的,假设每次需要调整的影片只占全部影片数量的20%,由于系统影片的分布具有哈希特性,因此在调整过程中,每部需要调整的影片的调整量只占20%左右,因此每次热度调整最多只需要调整总影片容量的4%左右。这个比例对系统的实际运营来

说是比较合适的,不会对系统的实际运营构成影响。而且,由于系统的内容分发流程的基础是双层流行度权值配置结构,因此在实际运营的时候,可以通过配置的方式,将系统配置成只调整一部分影片,或只调整影片的一部分内容,完全适应系统运营的需要。

4.PN节点变化调整效率

在PN节点变化过程中,由于网络的变化,需要对全网的影片分布做一个比较大的调整,因此对系统的影响比较大。在部署流程实施过程中,新影片上线与影片热度变化调整是日常性调整,而PN节点变化引起的调整是网络结构变化调整,属于系统结构变化调整,结构性的变化在系统运营过程中是相当少的。为此,可以在PN节点变化时,采用系统运营调整的方式进行,暂停系统的日常部署调整。根据实际运营状况,停用系统的课配置模块,如系统统计数据收集模块等,节省资源,为PN节点内容调整服务。

5. 内容请求命中率

系统的命中率主要是指系统的单点命中率,指用户从本地PN获得数据的数据量与获得的数据总量的比例,该指标直接关系到到系统的吞吐量。用户数据的获得包括两部分,一部分是本地PN的数据,另一部分是通过本地PN从其他PN获得的数据。PN间的数据交换受PN之间的带宽影响很大。在对VOD系统进行设计时,引进了影片流行度权值配置与影片分段流行度权值配置的双层配置结构,通过配置的方式来反映用户的点播行为。影响系统命中率的主要因素是影片分发过程中的参数是否能合适反映用户的点播行为。通过这个观点对系统的命中率进行分析,包括分析用户的各种点播行为对系统的命中率的影响,并通过分析结果讨论如何提高系统的命中率。

普通影片取决于两个方面,一方面是影片的流行度,在系统运营过程中,根据实时收集的统计数据可以分析得到影片的大致流行度分布,从曲线拟合的角度,使得影片分类权值表能够正确反映影片的流行度分布。影片分段权值表采取类似的方式,通过长期的数据收集,分析,以曲线拟合的方式使得权值表能够正确反映用户点播行为的文件请求内部倾向性。由于分发流程的实现采取的是双层流行度配置结构,因此,在系统运营的实际配置过程中,可以利用项目组内的内容分发仿真分析结果,将合适的分发算法通过配置的方式应用到实际运营。

6. 结束语

通过对VOD系统的运行效率与命中率的分析,应用到系统中使其性能有了很大的改善。在系统的运行效率上,VOD内容部署分发算法模块的设计能够满足系统实际运营的需要,不会对系统的实际运营构成影响。在命中率方面,由于系统采用的是双层配置结构,最初的数据设置根据理论分析所得,通过系统一段时间的运营,需要对用户点播数据进行收集,并对统计信息进行分析研究,得到正确的配置权值,来反映系统运营的实际情况。而且,由于采用的双层流行度配置策略,项目组的内容分发性能分析结果都可以应用到该平台。

参考文献

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