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研究生： 黃聖育
Huang, Sheng-Chi
論文名稱： MPEG–4 多媒體串流系統研究與實作
Survey and Implementation of the MPEG-4 Multimedia Streaming System
指導教授： 黃悅民
Huang, Yueh-Min
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 工程科學系
Department of Engineering Science
論文出版年： 2002
畢業學年度： 90
語文別： 中文
論文頁數： 93
中文關鍵詞： MPEG-4技術 、多媒體 、串流技術 、即時串流傳輸協定 、SDL技術 、ActiveX技術
外文關鍵詞： MPEG-4, Multimedia, Streaming, ActiveX, RTSP, SDL
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    • 網際網路已成為報紙、電視以外，獲得資訊的最佳路徑。電腦硬體因生產技術的突破而價格下降，再加上軟體開發的技術進步，多媒體應用越來越趨於重要。但是，現有網路的頻寬有限及品質無法提升，導致資料傳送緩慢，尤其當傳送大量的數位影音資料時最為明顯。為了解決當前此項問題，在不更動現有龐大的線路系統及數據交換系統下，MPEG (Moving Picture Experts Group)提出以MPEG-4 (Moving Picture Experts Group Phase 4) 壓縮技術串流多媒體檔案格式，來解決網路多媒體化所產生的影像及聲音部分的數據傳送問題。
    本篇論文針對MPEG-4 之串流技術深入研究，並且建構一套以Web為基礎的MPEG-4 VOD（Video on Demand）系統架構。此架構企圖以RTSP協定實現MPEG-4多媒體影音的串流傳輸，讓低頻寬、高品質的MPEG-4影音真正實現在VOD的系統架構中；並且，以ActiveX的架構設計使用者端，讓使用者得以輕易的經由網頁連結的方式播放並控制播放器，讓MPEG-4串流系統達到容易安裝使用的目的。

    The Internet is currently one of the most important medium for acquiring information. Due to the rapid development of multimedia technologies, multimedia is now pervasive in information presentation. However, it is difficult to deliver high-quality and high-bandwidth multimedia streams (like audio and video streams) over the Internet due to the limited bandwidth and poor QoS control of the Internet. To overcome this shortcoming, Moving Picture Experts Group (MPEG) proposes a new standard, MPEG-4 (Moving Picture Experts Group Phase 4), for low-bandwidth and medium-quality multimedia streaming.
    The goal of this thesis is to study MPEG-4 standard and then develop a Web-Based and RTSP-Based Video-on-Demand system that can deliver low-bandwidth multimedia streams with acceptable visual quality over the Internet. Besides, this system designs clients using ActiveX framework to make user use MPEG-4 Player more easy, and makes the MPEG-4 multimedia streaming system more popular in whole world.

    第一章 序論 ……………………………………………………………1 1.1 簡介…………………………………1 1.2 國內外相關研究……………………………4 第二章 MPEG-4 壓縮及串流技術………………………………………9 2.1 MPEG-4技術概論……………………9 2.1.1 傳統影片媒體系統概論……………9 2.1.2 World-Wide-Web系統概論……………10 2.1.3 MPEG-4系統說明………………………11 2.1.4 MPEG-4 Terminal Architecture說明………………14 2.1.4.1 資料傳輸層 ………………………………15 2.1.4.2 資料同步層 ………………………………16 2.1.4.3 資料解壓縮層 ……………………………19 2.1.4.3.1 MPEG-4的物件描述…………20 2.1.4.3.2 MPEG-4的場景描述…………21 2.1.5 媒體解壓縮 …………………26 2.1.6 MPEG-4媒體同步機制 ……………26 第三章 MPEG-4實作………………………………………29 3.1 系統發展環境……………………………29 3.2 MPEG-4格式概要………………………30 3.3 MPEG-4 Content製作……………………33 3.3.1 安裝所需軟硬體及DVD備份…………………………34 3.3.2 DVD轉檔MPEG-4 AVI的編碼工具……………………38 3.3.3 AVI檔案轉檔成可串流播放的MP4檔案………………47 3.4 系統架構………………………48 3.5 MPEG-4 Server ………………50 3.5.1 Server架構……50 3.5.2 Server程式……52 3.6 MPEG-4 Client …………………54 3.6.1 Client 架構 …………………………………………54 3.6.2 Simple DirectMedia Layer ( SDL )………………55 3.6.2.1 SDL 簡介…………………………………55 3.6.2.2 SDL 主要的功能…………………………56 3.6.2.3 SDL 操作函數……………………………56 3.6.3 ActiveX 製作過程解說………64 3.6.3.1 ActiveX 技術簡介……………64 3.6.3.2 ActiveX 操作說明…………………66 3.7 實作結果……………………………………………………………69 第四章 系統實驗………………………………………………72 4.1 系統實驗環境…………………………72 4.2 效能測試方法……………………73 4.3 測試結果分析…………………………74 第五章 結論及未來工作………………………………………………77 第六章 參考資料………………………………………………………78 附錄 ……………………………………………………………………81 附錄A……………………………………………………………………81 附錄B……………………………………80 附錄C……………………………………92 表目錄 表一 MPEG系列比較表……………………………………………4 表二 影音格式概要………………………………………………33 表三 轉檔DVD所需軟體一覽表……………………………………34 表四 mp4encode 指令參數………………………………………47 表五 mp4encode 細部指令集…………………………………48 表六Server程式模組架構分類…………………………………51 表七 ActiveX Control Methods 動作說明………………………67 表八 ActiveX Property參數解釋……………………………………67 表九 實驗環境電腦配備表……………………………………………72 表十 實驗環境網路設備表……………………………………………72 表十一 測試使用的影片資訊…………………………………………73 表十二MPEG-4實驗結果……………………………………………74 表十三MPEG-2實驗結果………………………………………74 圖目錄 圖一串流系統示意圖…………………………………………………1 圖二串流媒體VOD網路系統結構圖……………………………………2 圖三MTrec介面…………………………………………………5 圖四 iVast開發的「電視商務（T（TV）Commerce）」的傳輸系統……6 圖五envivio介面………………………………………………7 圖六ApadanaServer執行介面………………………………………8 圖七DVD播放架構示意圖……………………………………9 圖八WWW 操作架構示意圖……………………………………10 圖九MPEG-4系統規格流程架構以及階層操作示意圖………………11 圖十 MPEG-4階層架構與OSI階層架構比較……………………13 圖十一 MPEG-4 stantard terminal architecture階層定義……14 圖十二 Scene Object示意圖…………………………………………17 圖十三DMIF各階層操作架構…………………………………………18 圖十四 Client – Server串流傳輸影音操作細部架構…………27 圖十五AVI壓縮方式示意圖 …………………………………………33 圖十六 DIVX codec操作類別…………………………………………35 圖十七 SmartRipper DVD 備份工具工作圖…………………………37 圖十八AVGUI操作介面 (資訊一覽)……………………………39 圖十九 AVGUI 操作介面（Video設定）……………………………40 圖二十 AVGUI 操作介面（Codec 設定）…………………………41 圖二十一 AVGUI 操作介面（Mpeg2avi執行）……………………41 圖二十二 AVGUI 操作介面（Audio 設定）…………………………42 圖二十三 AVGUI 操作介面（Audio Codec 設定）……………42 圖二十四 AVGUI 操作介面（ac3dec執行）………………………43 圖二十五 VirtualDub 操作介面（開啟檔案）………………………43 圖二十六 VirtualDub 操作介面（Video 設定）……………………44 圖二十七 VirtualDub 操作介面（Video Codec設定）………44 圖二十八 VirtualDub 操作介面（Audio 設定）……………45 圖二十九 VirtualDub 操作介面（Audio Codec 細部設定）………45 圖三十 VirtualDub 操作介面（Audio wav設定）…………………46 圖三十一VirtualDub 操作介面（壓縮檔案）………………………46 圖三十二VirtualDub操作狀態調整…………………………………46 圖三十三IETF串流架構……………………………………………48 圖三十四 MPEG4多媒體串流系統操作圖…………………………49 圖三十五 Darwinstreaming Server系統架構…………………50 圖三十六Server程式啟動與結束流程……………………………53 圖三十七Client端系統架……………………………………………54 圖三十八 ActiveX 操作說明………………………………………65 圖三十九 Client端的ActiveX架構……………………………66 圖四十 ActiveX 所有的操作流程解說圖…………………………68 圖四十一 影片選擇畫面……………………………………………70 圖四十二 準備播放畫面…………………………………………70 圖四十三 影片播放中畫面…………………………………………71 圖四十四 實驗環境架構……………………………………………73 圖四十五 頻寬使用比較圖…………………………………75 圖四十六 記憶體使用比較圖………………………………………75

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