基于Web实现校园网络视频点播系统设计学士学位论文Word文件下载.docx

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1.王曜.视频点播.北京：

北京邮电大学出版社,2002

2.魏含宇.视频点播系统及广播系统的研究与实现.东北大学硕士学位论文,2002

3.钟玉琢，向哲等.流媒体和视频服务器.第1版.北京：

清华大学出版社,2003

4.杨夏，陈军.基于Web方式校园网视频点播系统的设计与实现.广西科学院,2003

5.周继茂.视频点播技术综述.有线电视技术2004（19）,2004

学生（签名）年月日

指导教师（签名）年月日

摘要

视频点播是二十世纪90年代在国外发展起来的，简称VOD。

我们常说的视频点播系统在我国是近些年来非常流行的一种传媒方式，在广电网络系统中VOD视频点播也称之为交互电视，它彻底把原来单一的传播方式改变为双向互动式的新型模式，满足了人们对视频播放进行实时控制的愿望。

VOD技术还可以应用在电信的宽带网络中，同时也可以应用在小区局域网及有线电视的宽带网络中。

如今在建设新型智能小区过程中，计算机网络布线已成为必不可少的一环，小区用户可以通过电脑、电视机（配机顶盒）等方式实现VOD视频点播应用，丰富了人们的文化生活；

有线电视经过双向改造，可以让广大的电视用户通过有线电视网点播视频节目。

现在，视频点播技术也日益受到教育界的普遍关注，把学校原有的软硬件资源进行升级改造，建设一个基于校园网的视频点播系统，将有利于学校开展多种形式的双向多媒体教学；

同时也有利于学校教育资源的网络化、共享化。

实际上校园网络建设视频点播系统与各运营商制作的系统有共通之处。

综合计算机技术、通讯技术、电视技术等通过Internet网络视频点播，极大地推动了校园VOD技术的发展，也使得其应用推广越来越普及，因此，开展本课题的研究具有重要的实用意义。

关键字：

视频点播Web数据库

Abstract

VideoondemandisthetwentiethCentury90'

sdevelopedinabroad,referredtoasVOD.VODsystem,weoftensayisonekindofmediaisverypopularinrecentyearsinourcountry,theradionetworksystemofVODvideoondemandisalsoknownasinteractiveTV,itcompletelytotheoriginalsinglecommunicationmodeischangedintoanewpatternoftwo-wayinteractive,meetpeopleonthevideoinreal-timecontrolofdesire.VODtechnologycanalsobeusedinthebroadbandnetworkoftelecommunication,butalsocanbeappliedinbroadbandcommunitynetworkandcabletelevision.Nowintheconstructionofnewintelligentprocess,computernetworkwiring已成为必不可少的一环，小区用户可以通过电脑、电视机（配机顶盒）等方式实现VOD视频点播应用，丰富了人们的文化生活；

现在，视频点播技术也日益受到教育界的普遍关注，把学校原有的软硬件资源进行升级改造，建设一个基于校园网的视频点播系统，将有利于学校开展多种形式的双向多媒体教学，同时，也有利于学校教育资源的网络化、共享化。

实际上校园网络建设视频点播系统与各运营商制作的系统有共通之处，通过internet网络视频点播是当前流行的技术。

作者利用流行的web程序开发语言java实现了支持校园视频点播网络服务器系统,对用户的请求和查询进行相应的处理和视频的播放，并且对用户端机顶盒和网络传输方式进行了设计。

Hasbecomeabsolutelynecessary,residentialusersthroughcomputer,TV（withaset-topbox）methodtoachieveVODvideoondemandapplication,enrichpeople'

sculturallife;

cablethroughthetwo-waytransformation,allowsthemajorityofTVusersthroughthecableTVnetworkvideoprogramondemand.Now,videoondemandtechnologyisalsoincreasinglyconcernedinthefieldofeducation,theupgradingoftheoriginalschoolofsoftwareandhardwareresources,theconstructionofavideoondemandsystembasedonthecampusnetwork,willbeconducivetotheschooltocarryouttwo-waymultimediateaching,avarietyofformsatthesametime,thenetwork,butalsoisbeneficialtotheschooleducationresourcessharing.InfacttheconstructionofcampusnetworkVODsystemwiththeoperatorsmakinghaveincommon,throughtheInternetnetworkvideoondemandisapopulartechnology.TheauthorsusethepopularWebprogramminglanguageJavatorealizethesupportofcampusVODnetworkserversystem,playingontheuser'

srequestandqueryprocessingandvideocorresponding,andtheclientset-topboxesandnetworktransmissionmodeisdesigned.

Keywords:

VODWebDatabase

1前言

1.1研究目的与意义

1．多媒体教学的需要

在教学过程中，学生是一个主动的个体，知识是学生主动建构得来的。

我们必须改变满堂灌的说教模式，强调学生的参与意识，让师生在一个双向互动的过程中，共同解决教学难点。

视频点播保留了传统教育媒体的多媒体特性，它通过视频、声音、图像、动画、文本等多媒体方式向学生传送丰富、具体、生动的知识，使抽象化的东西形象化；

同时它又克服了传统教育媒体单向传播的局限性，它给了学生充分的主动权，学生可自主点播所需的教学内容进行探索式、发现式的学习，这有利于培养学生自主发现问题、分析问题、寻求问题解决方案的探索精神和创新能力。

　2．教育资源网络化需要

教育资源应具有开放性，从而实现教学资源共享。

而传统的闭路电视系统不能让教师在网络上共享教学资料，致使当前很多学校都存在着重复制作多媒体课件、重复购买音像资源的问题，造成人力和财力的巨大浪费。

构建在计算机网络基础上的VOD系统能够和Internet无缝结合，这样老师和学生不仅可以点播本校的多媒体资源，还可以访问其他学校的多媒体教学资源库，为己所用。

在进行视频点播的同时，还可以随时对Internet进行访问，从Internet上获取所需的教学资源。

管理人员也可以收集优秀的多媒体课件、教学录像、实验录像等放到VOD的资源库中，通过VOD系统的网络性能方便地实现精品共享与交流。

　3．个性化教学的需要

虽然由于师资力量等因素的限制，个性化教学还未成为主流教学方式，但通过视频点播技术，可在同一空间营造出一个个相对个性化的教学环境，学习者可以不受时间和地理空间的限制，自主选择适合自己的学习内容，并可根据自身情况调整学习进度，自主选择指导老师，这样可以充分调动学生的主动性，达到因材施教的目的。

1.2研究内容

本文提出了基于Web方式的校园网视频点播系统设计方案，分析了视频点播系统所涉及的关键技术，给出了一个比较详细的系统设计。

Internet网络视频点播是当前流行的技术，作者详细介绍了视频点播的发展与当前此技术的应用，利用计算机相关技术详细阐述了基于Web方式的校园视频点播系统的构建。

2视频点播概述

2.1简介

我们在日常生活中，可能每个人都曾遇到这样一个比较扫兴的事情，当观看一些经典的电视连续剧或者优秀的电影的时候，由于某些特殊原因错过了精彩的某一集或某一段，这是相当遗憾的。

人们希望把没及时看完的补回来或者按照自己的意愿来安排时间观看。

这在过去就是异想天开的事情，但而今随着视频点播系统的问世，使这种想法逐渐变成了现实。

视频点播是一种按需要的交互式点播系统，用户不必要遵守传统的时间表，而可以根据自己的意愿随时点播希望收看的节目，且不受商业广告的干扰。

形象地说，使用视频点播业务就如同在自己的影碟机或录像机上看节目一样方便，不仅可以调换节目，还可以对节目实现编辑与处理（比如倒退、暂停和搜索等等），获得与节目相关的详细信息。

视频点播向用户提供的服务的内容将远远超过普通的录像带的内容，随着这一技术的出现，使广大用户可以自由支配自己的工作时间和娱乐时间，真正实现了用户掌握收视的主动性，极大的提高和改善了人们的生活质量和工作效率。

视频点播是20世纪90年代末从国外发展起來的。

经过十多年的发展，视频点播技术应用范围越来越广，从企业、政府、学校、军队、图书馆、医院、展览馆到汽车、飞机、轮船、商场和小区，只要有信息需求的地方这种技术都受到欢迎，因为这种技术将信息被动接受改为主动获取,在信息化爆炸时代，信息量以几何级增长的情况下，它满足了人们深层次的需要，因此必将成为未来人们获取信息的主流方式。

视频点播（VOD,VideoOnDemand）是随着计算机技术和网络通讯技术的发展，综合了计算机技术、通讯技术、电视技术而迅速新兴的一门综合性技术。

它是当前计算机应用技术中的重要课题，也是一项具有较高难度的课题。

随着国际上不断涌现新的视频编码和传输标准，极大地推动了VOD技术的发展，也使得其应用推广越来越普及。

因此，开展本课题的研究具有重要的实用意义。

2.2国内外研究概况

视频点播（VOD,VideoOnDemand）系统是网络多媒体中一类重要的应用，它通过网络为用户提供包括视频、音频等媒体数据的点播业务。

VOD系统涵盖网络多媒体技术的各个方面，具有显著的社会效益和经济效益，因此其研发工作一直处于网络多媒体应用的前沿。

媒体数据的压缩和存储技术目前已基本成熟，代表性的标准有：

H.261，H.263,RealVideo，MPEG等，其中MPEG标准中的MPEG-2和MPEG-4己成熟，MPEG-7标准正在制定过程中。

符合MPEG标准的媒体节目已经广泛应用，VCD、DVD等市场的发展即为证明。

高速网络发展如火如荼，各种网络结构逐步统一于IP协议、广域网带宽与日俱增，局域网成为信息化建设的必要环节，随着“最后一公里”问题的逐步解决，高速网络已经接入千家万户。

因此，VOD系统的基础工程己趋于成熟。

2.2.1国外研究状况与发展趋势

早在1986年，南贝尔（BellSouth）公司就开始了有关VOD的实验。

1993年，在美国政府资助下，大西洋贝尔（BeHAtlantie）公司在电话线上进行了电视视频拨号音的实验，并尝试将MPEG-1的压缩数据节目传送到2000个用户的机顶盒，通过机顶盒解码再传送给用户。

同年，Nynex公司也开始向曼哈顿的居民提供第一套试验性的点播电视系统。

1994年12月14日，在美国召开了TimeWarner全业务网（FullServiceNetwork）新闻发布会，后来通常将这一天作为视频点播的诞辰日。

从此，视频点播系统进入了蓬勃发展的时期。

IBM公司在1995年7月宣布成立交互式电视应用开发实验室,并选Micrware公司的数字音频/视频交互式解码系统（DAVIDDigitalAudio/VideoInteractiveDecoder）作为点播电视的标准和开发平台。

近年来，美国的许多大公司都已涉足视频点播系统这一领域，设计出了自己的视频点播服务器并推向市场。

对机顶盒的大规模设计开发也进入实质阶段，芯片设计厂商已设计了机顶盒专用芯片，软件厂商也积极参与，微软公司收购了美国最大的机顶盒生产厂商，同时大力推动其WindowsCE作为这类设备的操作系统，2002年Microsoft的总裁BillGate曾在深圳推出“维娜斯”计划也是基于这个考虑。

目前，全世界已有二十多个国家正在开发或者研究提供视频点播的实验和服务。

在亚洲，韩国的KT公司已经推出了其视频点播业务，通过电话线向家庭提供视频点播服务，并打算将这个系统的规模拓展到上千个家庭并开始商业化。

R本的NEC等公司开发了大型的视频服务器，并在东京地区建设了大规模的视频点播实验平台。

2.2.2国内研究发展状况

在我国，1996年海南三亚信息工业公司与美国微软公司合作，在上海地区进行了交互式电视的实验，参加的单位有上海信息工业公司、上海教育电视台、上海广播电视局以及上海电信局，并于1996年投入市场实验。

1997年，广东在全省建设了综合业务宽带网络，并在上面开展视频点播业务。

1999年，成都市开始实验基于机顶盒接收的有线电视业务，这些无疑将对以后的视频点播系统打下良好的基础。

进入21世纪后,全国大部分省会城市及经济发达地区相继开始开发视频点播业务。

与此同时，各种小型的视频点播在我国也飞速发展，基于小型服务器和局域网环境的公司培训用的视频点播系统，旅馆娱乐用的视频点播系统，学校教学用的视频点播系统已经大量出现，尽管这些系统目前尚有不少缺陷和使用的局限性,但它毕竟标志着视频点播系统己经走近了我们的日常生活。

由于VOD系统具有广泛的应用前景和显著经济和社会效益，有实力的公司和研究机构都加大投资力度开发VOD产品。

VOD产品可分为两类，其一是以计算机硬件和电视技术为基础的视频服务器系统；

其二是基于网络的VOD软件系统。

目前，国外比较著名的视频服务器产品主要有：

NCUBE公司的MediaCube，FVC的V-Cache、SGI的Challenge等。

它们主要从硬件体系结构上对服务器进行专门设计，再配以适当的管理软件或专有的操作系统实现对硬件的管理。

从软件角度实现的系统有Oracle的OVS系统、Cisco的IP/TV，RealNetwork的RealSystem、Starlight公司的StarWorks等。

国内有浪潮公司开发的LC-VOD视频点播系统、美萍视频点播系统等。

2.3视频点播系统结构

VOD系统的结构及组成一般可以分为三个部分：

服务端系统、网络系统、客户端系统。

1．服务端系统

服务端系统一般由视频服务器、各种管理服务器以及控制网络部分组成。

各种管理服务器主要完成一些用户信息管理和计费工作，以及影视材料的整理工作和安全保密等。

控制网络部分主要完成各种服务器中的各种信息传递的工作，后台的影视材料和数据的交换。

视频服务器主要由存储系统和建立其上的各种控制器管理系统组成，其目标是实现压缩媒体数据的存储，以及按请求进行媒体信息的检索和传输。

视频服务器与传统的数据服务器在很多方面有显著不同，需要解决许多问题，以求能够支持新功能，例如：

媒体数据检索、信息流的实时传输以及信息的加密和解密工作。

对于交互式的VOD系统来说，服务端系统还需要完成诸如用户实时请求处理、允许控制（AdmissionControl）服务等功能。

2．网络系统

网络系统包含主干网络和本地网络系统两部分，是影响连续媒体网络服务系统性能的关键部件。

由于媒体服务系统的网络部分投资巨大，所以在设计时不仅需要考虑当前的媒体应用需要，而且还要考虑将来发展需要和兼容性。

当前，用于建立这种服务系统的网络坊理介质主要是：

CATV的同轴电缆、光纤、双绞线和无线网。

而采用的网络技术主要是：

以太网、FDDI和ATM技术。

这些网络实现技术都有各自具体的服务对象、带宽范围和环境特征。

3．客户端系统

只有利用终端设备，使用者才能与某种服务或服务提供者进行互操作。

实际上，在计算机系统中，它是由带有显示设备的PC终端完成；

在电视系统中，它是由电视机加机顶盒（SetTopBox）完成。

在客户终端系统中，除了处理硬件问题外还需要处理与之相关的各种软件技术问题。

例如，为了满足用户的多媒体交互需求，客户系统的界面必须加以改造。

此外，在进行连续媒体演播时，媒体流的缓冲管理、声频与视频数据的同步、网络中断与演播中断的协调等问题都需要充分的考虑。

2.4视频点播系统的分类

2.4.1基于视频传输方式的分类

1．从用户的角度看点播形式

视频点播是指在网络中计算机所建立的点对点的连接。

点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。

在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。

内容以流形式从服务器传到客户端。

若文件已被编入索引，则用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流，点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，会迅速用完网络带宽。

2．从服务器的角度看有：

单播、多播和广播三种形式

（1）单播（unicast）

在单播中，每个连接到流的用户都有自己的连接和来自服务器的流，这似乎与点播的概念很相似，的确二者都是服务器端向客户端发布单播流的形式。

单播是指用户被动的接收流，接收到流的时间和肉容是不由客户端决定的，不论客户端是否愿意接收，服务器都将发布单播流，当然客户端有权不接受，点播是指用户主动的点播媒体流，仅当客户端发出请求时，服务器端才发送单播流。

（2）广播（broadcast）

广播时服务器端将发布一流媒体副本到网络中的所有用户，在带宽资源利用方面，单播和广播都存在弱点，当将同一数据发往网络上的某一部分客户的时候，单播（不论是点播单播还是广播单播）和广播都将浪费网络资源。

单播是通过发送数据的多个副本而浪费带宽的。

广播则是将数据发往整个网络，而不管数据是否都是用户需要的，因而浪费带宽，违背了某些不想观看该广播节目的用户的意愿。

（3）多播（multicast）

在多播中，用户通过监视特定的IP地址接收多播流（以与特定频率从电视台接收信号类似），它克服了广播和单播方法的弱点。

多播是由客户端决定是否监听多播地址。

多播通过让网络只在需要时才复制数据包而节省了带宽，并且控制了网络流量。

其最大好处是节省网络带宽，多播服务器将媒体流传递到许多客户端，但只使用单个流的带宽。

2.4.2基于实用性和交互性的分类

1．准视频点播（NVOD,nearVideo-on-Demand）

准视频点播（NearVideoOnDemand）是真视频点播的替代物。

准视频点播就是将一个节目每隔一段时间（如10分钟）重播，收视者能在等待最短时间收看自己点播的节目。

用户观看电视节目时，交换机将用户终端与最近将要从头开播的频道连通，用户等待的时间不会超过某个时间间隔。

如在视频服务器内一个时间长度为N的节目，经视频服务器9个输出通道分别输出，第二个通道相对第一个通道延时N/9时间播放，第三个通道相对第二个通道延时N/9时间播放，依此类推。

这样相邻通道播放的是相同节目，但时间间隔均是N/9，用户在点播后的N/9时间内就可看到自己点播的节目。

2．真视频点播（TVOD,TrueVideo-on-Demand）

真视频点播TVOD也被称为视频点播VOD,前面所讨论的都是真视频点播概念,TVOD系统是通过为每个点播用户开设单独的播放流来实现的，并根据用户的请示对播放流进行各种控制，为每个点播用户分配相应的带宽，TVOD系统的每个用户都可随时点播收看节目，可以控制节目的播放、暂停、快进和快退等，TVOD系统视频服务器对用户的点播能做到及时响应，但是TVOD系统对有线电视网络前端和传输网络都有比较严格的技术要求。

3．交互式视频点播（IVOD,InteractiveVideo-on-Demand）

它比前两种方式有很大程度上的改进，它不仅可以支持即点即放，而且还可以让用户对视频流进行交互式控制。

这时，用户就可像操作传统的录象机一样，实现节目的播放、暂停、快进、快退和自动搜索等。

2.4.3基于系统服务的规模分类

1．小型视频点播系统。

一般适用于50个用户以内的小型网络，用它可构造多媒体教室，公司内部培训系统和银行、旅游等特殊服务行业视频信息服务系统。

2．中型视频点播系统。

一般适用于服务的用户数目为50-100之间，可在学校的多媒体网络教学、宾馆的娱乐和大公司职工的技术培训等领域使用。

3．大型视频点播系统。

一般适用于城市有线电视的发展以及大型连锁店的商品浏览、网上超市等，用户数目为1000以上。

2.5基于Web方式校园网VOD系统的设计意义

2.5.1不同于其他各种环境中的V0D

目前，VOD技术应用于电信的宽带网络和有线电视网等方面的探讨比较深。

此外，应用于宾馆、酒店、娱乐场所，住宅小区的VOD系统也有应用。

但是以上各环境中的VOD系统与基于Web方式校园网的VOD系统在很多方面存在差异，比如，前者是营利性的系统，其系统结构不仅包括点播子系统，还包括收费和结帐等财务方面的子系统；

而后者是非营利性质的；

前者的用户终端是电视机，而后者的用户终端可以是电视机也可以是计算机，前者与后者的用户接入网也有所区别。

2.5.2系统意义

基本设计思想是从学院现有网络资源实际情况出发，以现有网络系统为基础，基于标准的TCP/IP架构，采用高性能价格比的服务器作为前端视频服务器，采用以PC作为网络用户接入终端，并集成节目管理、用户管理等软件模块及相关配套产品，提供符合学院特点的“端一端”的、低成本的整体解决方案。

鉴于学院建立的是一套综合的视频点播服务系统，而且所要服务的对象不仅包括在校师生，还要包括职工家属，所以在设计系统方案时考虑系统建成后必须达到以下目标：

1.系统能提供稳定的视频流，满足点播、组播的要求，并确保多人同时点