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摘 要：主要讨论基于IIS8 Web服务器下,采用IIS实时平滑流式处理技术设计了基于服务器/客户端模式的直播流媒体系统.详细介绍系统的配置过程,通过系统测试,验证了该流媒体直播系统根据客户端的带宽变化实时调整直播到客户端视频的质量.
关 键 词 ：IIS平滑流式处理；服务器；Expression Encoder 4 SP2；直播
中图分类号：TN919.8
随着Inter的日益普及,带宽越来越大,在网络上看视频已经是大势所趋.但是,流媒体传输对高清视频服务带来了许多问题,直播视频时会中断尤为突出.为了解决这个难题,一些高职院校提出了各种各样的方案,比如苹果公司的HTTP自适应比特率流式处理、Adobe公司的Flash动态流式处理以及微软的IIS实时平滑流式处理（Live Smooth Streaming）.这些方案都是基于HTTP,相比传统的流式处理方案有很大的优势.
1.IIS实时平滑流式处理
基于服务器/客户端的流媒体传送的方法有三种：基于HTTP的自适应流式处理、渐进式下载和传统的流式处理（RTSP）.IIS实时平滑流式处理是基于Web的音频/视频内容传输的一种形式,是微软实现的一种基于HTTP的自适应流式处理技术.在服务器端,视频数据以不同的比特率编码成许多独立连续的文件,使用低比特率编码的视频文件的质量低,相反使用高比特率编码的视频文件的质量高,因此不同的比特率决定了视频质量的高清度.在客户端只需要拥有微软的Silverlight应用程序,便可以通过连接服务器观看直播视频.
IIS实时平滑流式处理相比传统流媒体传输协议有诸多优点：
（1）根据客户端的网络带宽和CPU的执行能力的改变,随时的调整直播视频的质量；
（2）可流畅传送完全高清的实时流；
（3）IIS比特率限制扩展可控制通过HTTP传送媒体的速率,从而能够少占用网络带宽及节省费用.
2.系统设计
本系统是采用服务器/客户端模型,通过摄像头采集数据,再利用Expression Encoder 4 SP2编码工具对数据进行实时编码,编码得到的数据流被推送到服务器上的IIS实时平滑流式处理站点,并通过IIS实时平滑流式处理协议与客户端通信.利用IIS实时平滑流式播放器开发工具包（IIS Smooth Streaming Client）设计基于IIS实时平滑流式处理技术的流媒体直播系统.系统整体框架如图1所示.
图1 流媒体直播系统框架
2.1 服务器端配置
服务器的硬件配置当然越高越好,CPU最低是酷睿I5以上,内存最少是4G,独立显卡,显存2G以上.软件配置,首先需安装Windows Server 2012操作系统,并且安装好IIS服务器,另外需下载IIS Media Services 4.1安装,否则找不到实时平滑流式处理服务.
2.2 配置Live Smooth Streaming,创建直播发布点
在【服务器管理器】主窗口中,单击【工具（T）】按钮,再单击【Inter信息服务（IIS）管理器】,打开【Inter信息服务（IIS）管理器】窗口,单击【Smooth】网站,再双击【实时平滑流式处理发布点】.单击【添加】,出现【添加发布点】窗口,【文件名（N）】填写【LiveChuangxinVideo】；【计持续时间（D）】填写【02：00：00】表示使用2小时的持续直播时间；【实时源类型（L）】选择【推】,表示它接收从Expression Encoder 4 SP2发来的节目内容.完成后点击【确定】,一个新的Live Smooth Streaming 发布点被加入到网点的根目录中,其文件是LiveChuangxinVideo.il.在【实时平滑流式处理发布点】操作面板上,选择已经加入的发布点,点击右侧的【启动发布点】.发布点状态从【空闲】 变成【正在启动】,这表示它正在等待Expression Encoder 4 SP2编辑器中发来的直播平滑流式媒体数据.
2.3 配置Expression Encoder4 SP2
在视频采集计算机上启动Microsoft Expression Encoder4 SP2,在【加载新项目】对话框选择【实时广播项目】,打开Expression Enconder4 SP2工作窗口,首先点击中间预览部分的【添加实时源】.在左侧的实时源窗格中选择实时源的视频设备以及音频设备,例如：视频设备是USB2.0 Camera,音频设备是麦克风（Realtek High Definition Audio）.点击右侧【预设】面板,为Live Smooth Streaming直播方案选择可调整的编码格式和编码速率.在【编码】选项卡中选择【IIS平滑流式处理】.可以自定义输出视频、音频的格式.点击【输出】选项卡,选择【流式处理】选择框,然后点击【发布点】,在【位置】输入有效的直播视频的发布点（URL）,http：//ServerName/SiteName/DirectoryName/PublishingPointDefinitionFileName.il.此处直播平滑流式发布点就是刚才创建的发布点http：//10.0.6.104/LiveChuangxinVideo.il.点击【连接】按钮去测试发布点连接是否正常,如果连接无效,必须启动在服务器上设置的发布点.如果你想让节目支持apple设备,就不能选择“数字版权管理”保护.但是,如果想在节目中加入数字版权,选择“输出”标签中的“数字版权管理”选项.在实时源标签页点击【定位】,确保实时广播源开始工作,最后点击【开始】按钮,开始实时直播.
2.4 安装实时直播示例 要想通过浏览器看到实时直播视频,必须在Web服务器上有一个嵌入silverlight播放器网页标签的网页.微软提供了一个网页示例,可以到微软下载.将下载的SmoothStreamingPlayer.exe文件解压出来,可以看到三个文件,并将这三个文件复制至IIS网站默认根目录C：＼ipub＼root下.用记事本打开SmoothStreamingPlayer.文件,并修改mediaurl属性为Live Smooth Streaming发布点的URL.此处是：http：//10.0.6.104/LiveChuangxinVideo.il/manifest,通过调整width and height属性修改播放框的大小.
2.5 客户端配置
在客户端计算机中安装silverlight播放器插件,微软可以下载该插件,下载以后安装,再用浏览器打开http：//10.0.6.104/SmoothStreamingPlayer.,就可以接收到实时直播的视频.
3.系统测试
由于Expression Encoder 4 SP2编码工具的编码速度和效率与独立显卡有很大关系以及IIS Web服务器对计算机性能的高要求,该系统选择联想Erazer T430计算机,其配置为：CPU是Intel酷睿i5 3350P,显卡芯片是NVIDIA GeForce G605 1GB,内存4G.服务器和客户端都是选用该计算机配置,视频源用索尼HXR-NX3摄像头采集.本文利用SmoothStreamingMediaElement类库里的ManifestReady事件对客户端的带宽进行设置,模拟不同网络环境下的变化,测试客户端在带宽变化时客户端直播视频的清晰度.通过模拟6种不同的带宽环境,观看直播视频的清晰度,得出客户端直播视频的下载比特率如图2所示,图中纵坐标为客户端视频的下载比特率,横坐标为客户端的带宽.
图2 客户端带宽与下载比特率的关系
通过测试表明：
（1）客户端带宽越高,直播视频质量越好；反之直播视频质量就越差；
（2）客户端直播视频并不会因为客户端带宽变小而停止直播,而是用质量较差的视频来代替直播.
测试结果充分地验证了IIS实时平滑流式服务根据客户端可用带宽调整实时传送到客户端视频流质量的特点.
4.结束语
本文讨论了微软的IIS实时平滑流式处理优点,并详细介绍基于IIS实时平滑流式处理技术的流媒体直播系统的搭建,通过系统测试,该流媒体直播系统不会因客户端的带宽资源小而停止直播,这对带宽不稳定的用户来说,直播不会中断是很重要的.当然如果客户端带宽比较大,直播视频的高清度也会越高.