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面向远程教育的音/视频组播

作　者: 莫志勇
导　师: 陆小华；李世收
学　校: 南京工业大学
专　业: 计算机应用
关键词: 多媒体远程教育系统 DirectShow IGMP MPEG 过滤器
分类号: TP391.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

当今时代,教育事业飞速发展,而面临的问题是教育资源相对缺乏,教与学的矛盾日益突出,网络多媒体技术的发展以及Internet的普遍使用,为改善这一现状提供了大好的机遇,多媒体远程教育系统进入了实用阶段。目前的远程教育系统类型虽然繁多,但都或多或少地存在一些缺陷,如缺乏师生面对面的交流,不能完成远程实验,或对网络传输带宽要求很高。为了设计一个完善的系统,本文对远程教育的需求作了全面的分析,研究了具有代表性的应用系统设计方案,比较了它们的优缺点,在综合运用多种技术的基础上,建立了新型的多媒体远程教育系统的总体构架,对模块进行了划分,确定了主要模块的功能。此系统模型能很好地解决上述问题。本文在前半部分首先阐述了在设计远程教育系统中要使用的基本理论和技术背景,接着对多媒体信息的捕获原理和新的方法进行了研究。针对以前的远程教育系统图象质量差、影响教学效果,本文使用新型的WDM设备进行了音频、视频的捕获,其图象质量要好于传统的VFW设备。随后对多媒体信息的远程网络传输作了研究。因为多媒体信息数据量大,给网络传输造成很大的负担,而Internet用户急剧增加,网络拥塞,使其成为应用中的瓶颈。因此,传输协议的选择很重要。基于H.323协议的多媒体会议系统的方案占用较大的网络带宽,需要宽带网络来支持,因此实现起来受一定的条件限制。本文根据远程教育系统的特点,采用IP组播传输方案,使用IGMP协议,由于相同的分组只要发送一次,因而有效地节省了带宽。为了实现多媒体数据的透明传输,设计出了一个Socket通信协议,而不另外使用TCP/IP传输控制信息,进一步减少了带宽占用。在接收端,采用双缓冲技术,减少了带宽随机变化对系统性能的影响。本文的开发工作基于新型的多媒体开发应用框架DirectShow,结合Winsock多线程编程技术实现了两个用于远程教育系统中多媒体信息网络传输的过滤器组件。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章前言  9-12
  1.1 研究课题与任务  9-10
    1.1.1 研究工作的提出与背景  9-10
    1.1.2 课题内容与任务  10
  1.2 研究的意义  10-11
  1.3 论文的安排  11-12
第二章多媒体远程教育的基础研究  12-34
  2.1 多媒体远程教育的模式与特点  12-14
    2.1.1 教学模式  12-13
    2.1.2 特点  13
    2.1.3 新的发展  13-14
  2.2 远程教育协同模式的研究  14-19
    2.2.1 CSCW概述  14-16
    2.2.2 CSCW关键技术  16-19
  2.3 远程教育系统模式研究  19-28
    2.3.1 系统概述  19-20
    2.3.2 系统模式  20-23
    2.3.3 通信协议  23-27
    2.3.4 IP组播  27-28
  2.4 远程教育系统中多媒体信息的编码  28-31
    2.4.1 MPEG-1编码原理  29-30
    2.4.2 MPEG的新发展  30-31
  2.5 其它相关技术  31-34
    2.5.1 VoIp技术  31-32
    2.5.2 H.323标准  32-34
第三章多媒体远程教育系统的结构与组成  34-39
  3.1 多媒体远程教育系统的构架与组成  34-36
    3.1.1 构架  34
    3.1.2 组成  34-36
  3.2 总体方案设计及系统功能  36-38
    3.2.1 系统拓扑结构  36
    3.2.2 系统功能  36-38
  3.3 主要的设计研究工作  38-39
第四章开发环境与开发工具  39-50
  4.1 组件对象模型(COM)  39-44
    4.1.1 概述  39-42
    4.1.2 COM库和类工厂  42-44
  4.2 DirectShow  44-50
    4.2.1 概述  44-46
    4.2.2 媒体类型  46-47
    4.2.3 Filter的连接  47-48
    4.2.4 Filter的状态转换  48-50
第五章应用系统的设计与编码  50-67
  5.1 基本设计流程  50-56
    5.1.1 开发环境的配置  50
    5.1.2 基本流程  50-53
    5.1.3 具体构建技术  53-56
    5.1.4 事件交互  56
  5.2 音频的捕获  56-60
    5.2.1 音频捕获设备的选择  56-58
    5.2.2 捕获端口的选择  58-59
    5.2.3 采样特性的设置  59-60
    5.2.4 采集缓冲区的设置  60
  5.3 视频的捕获  60-67
    5.3.1 捕获过滤器组件的生成  60-61
    5.3.2 集成VOD功能  61
    5.3.3 控制捕获图  61-62
    5.3.4 视频捕捉参数的配置  62-63
    5.3.5 视频输出格式的设置  63-65
    5.3.6 Crossbar 的操作  65-67
第六章应用开发的设计与编码  67-74
  6.1 通信协议的设计  67
  6.2 过滤器组件的开发方法  67-70
    6.2.1 开发环境的配置  67-68
    6.2.2 使用的基类  68-69
    6.2.3 功能分析  69-70
  6.3 发送过滤器的设计与编码  70-72
    6.3.1 发送过滤器  70-71
    6.3.2 发送过滤器的输入Pin  71-72
  6.4 接收过滤器的设计与编码  72-74
    6.4.1 接收过滤器  72-73
    6.4.2 接收过滤器输出Pin  73-74
第七章结论与展望  74-76
  7.1 结论  74
  7.2 展望  74-76
参考文献  76-80
附录  80-81
致谢  81

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