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  • 计算机系统有硬件系统和软件系统两大部分组成 1.计算机:俗称电脑,是一种能接收和存储信息,并按照存储在其内部的程序对海量数据进行自动、高速地处理,然后把处理结果输出的现代化智能电子设备。 2.发展历史: ...

    计算机系统有硬件系统和软件系统两大部分组成

    1.计算机:俗称电脑,是一种能接收和存储信息,并按照存储在其内部的程序对海量数据进行自动、高速地处理,然后把处理结果输出的现代化智能电子设备。

    2.发展历史:

    第一代计算机(1946-1957)电子管时代

    第二代计算机(1958-1964)晶体管时代

    第三代计算机(1965-1970)集成电路时代

    第四代计算机(1971以后)大规模集成电路时代

     

    服务器:

    服务器server是计算机的一种,是网络中为客户端计算机提供各种服务的高性能的计算机,服务器在网络操作系统的客户站点共享,也能为网络yoghurt提供集中计算、信息发布及数据管理等服务。

     

    服务按应用功能可分为:

    Web服务器、数据库服务器、文件服务器、中间件服务器、日志服务器、监控服务器、程序版本控制服务器、虚拟机服务器、域控制服务器、多媒体服务器、邮件服务器、ERP服务器等。

     

    服务器按外形分类:

    塔式服务器、刀片服务器、机架式服务器。

     

    服务器硬件组成:

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  • 现在的分布式系统大有越来越往分布式多媒体系统的应用上走的趋势了。多媒体的应用本质上是对于持续数据流的一种消耗。包括音频以及视频,音频是一个个audio Sample组成,而视频则是video frame组成。有时因为网络...

    介绍

    现在的分布式系统大有越来越往分布式多媒体系统的应用上走的趋势了。多媒体的应用本质上是对于持续数据流的一种消耗。包括音频以及视频,音频是由一个个audio Sample组成,而视频则是video frame组成。有时因为网络条件的原因,他是可以允许部分的延时的,延时造成的丢包率在一定比率上也是可以接受的。在多媒体应用中,很在意的quality of service服务质量的要求,因此他这里需要Qos Manager的角色。

    1、分布式多媒体的应用往往是要求是实时的,这就要求系统对于QoS的控制要做的比较好。

    2、在多媒体的应用中往往会有下面的事情发生,(1)、多媒体应用系统往往是高度的分布式的,机子位于不同的地域内的。(2)、多媒体应用对于资源的要求是动态变化的。(3)、用户要平衡多媒体应用的开销和其他活动之间的开销平衡。

    3、为了解决2中出现的一些问题,就出现了Qos management system服务质量管理系统,他的作用就是能够保证应用能够在一定的时间满足特定的要求。

    4、高交换性的应用还会有更多的要求:(1)、低延时通信。(2)、多媒体的同步,人家点击暂停,你这儿也应该显示暂停的画面。(3)、额外的同步,比如说共享文件的更新同步。

    多媒体数据的特征

    多媒体数据的特征用2个词语概况就是持续性的和基于时间性的。持续性你可以理解为当前现在播放的数据待会会被后面的数据所取代,而基于时间的特性指的是每个数据都有他自己指定的时间去播放,每个数据的顺序有前有后。

    服务质量管理

    当多媒体运用运行在远端的用户的PC上时,他们要与传统的应用一起竞争用户电脑上的资源。当网络超过负载时,冲突就会发生了。Qos manager的作用主要体现在2个方面:

    Qos negotiation 和admission control。

    Qos negotiation

    服务质量关系的协调的只要思想是根据请求的信息与当前保存在数据库中的系统资源信息比较,判断能够满足请求要求,然后做出回应,请求信息的一些参数为:带宽,延时,丢包率。协调的过程是,向每个拥有Qos manager的server node上进行逐个请求,直到符合得到正面的回复为止。

    Admission control

    Adminssion control的意思是准许进入的控制。他的作用是防止资源的重新被访问。因为这些资源是已经被预约的资源了,也就是说是已经被分配出去的资源了。

    资源管理

    资源的管理也是为了在某一层级的水平上提高Qos。

    Resources scheduling

    说到资源的管理当然不得不说资源的调度算法了。下面会提及几个多媒体的调度算法。

    Fair Scheduling

    类似于队列式的先进先出的调度规则,当数据流为同个资源竞争的时候,可以判断哪个数据包的抵达时间的先后顺序来判断。

    Real-time scheduling

    实时调度算法一般用在更加动态变化的场景之下,比如CPU资源的变化不定的情况。

    Earliest deadline first Scheduling

    EDF算法根据任务的截止日期的先后顺序进行调度,哪个截止日期最早,最紧迫,就让那个任务先运行。

    Rate monotonic Scheduling

    上面的按照deadline的算法还是略显草率的,个人感觉,而RM算法比的是哪个任务的执行速度更快,让哪个先运行,这可以让整体的运作效率得到提高。

    流适配

    当以上的措施都施加完毕之后,或许我们还是不能保证Qos的保证,这个时候可以想办法在数据流上做一些适应操作了。当网络状况不佳的时候,数据流上还传输那么多的信息当然是不行 的啊,所以这是你可以选择裁掉部分的信息,在不影响整体的情况下,具体怎么做改变呢,继续看。

    1、在视频数据传输的时候,在单位的时间内减少一定的帧数。

    2、在视频帧数据的图片中减少一定的像素。

    3、对于传输的图片修改其压缩算法,用一定质量的损耗换取传输速度的提升。

    4、在每个图像像素点少减少颜色的深度。

    以上的这些操作最好是在从源资源到目的资源的路径中处理,而不是都统一在源资源发送处,初始资源是统一的,因为目标环境的不同而做出改变。

    学习例子:Tiger,BitTorrent ,End System Multicast

    小标题列出3个多媒体应用系统的例子。


    参考文献:<<Distributed Sysytems Concepts And Design>>原版第五版,author:George Coulouris,Jean Dollimore, Tim Kindberg,Gordon Blair

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    1 Android系统的多媒体框架

            Google正式对外发布的Android版本,在Android2.3版本之前,使用的是Opencore多媒体框架,Android2.3版本及之后的Android系统,以Stagefright多媒体框架取代Opencore多媒体框架。Opencore多媒体框架结构过于庞大复杂,Stagefright多媒体框架提高了多媒体框架的灵活性和可开发性。

    1.1 Opencore

            Android系统的Opencore多媒体框架,基于第三方PacketVideo 公司的Opencore platform来实现。支持所有通用的音频,视频,静态图像格式codec。使用OpenMAX 1L interface 接口进行扩展,可以方便得支持hardware / software codec plug-ins

    Opencore的优点是兼顾了跨平台的移植性,其缺点是过于庞大复杂,需要耗费较多时间维护。


    1.2 Stagefright

            在Google正式发布Android2.3 Gingerbread之后,多媒体框架默认预设Stagefright,但是该框架也保留了Opencore的可移植性。架构相对Opencore而言较为简洁,更容易维护。

    Stagefright框架中,比较重要的部分是AwesomePlayerAudioPlayerMediaExtractorColorConverterAwesomePlayerAudioPlayer负责播放音视频图像和声音,MediaExtractor负责处理多媒体文件的解析,Color Converter负责图像色彩空间的转换。

    Stagefright框架在MediaPlayerService层实现了一个OMX层,对Opencoreomx组件部分做了引用。


     图一  Stagefright框架图

    1.3 Opencore/Stagefright的差异

    1)支持的文件格式不同:

             OpencoreStagefright支持的音视频编解码格式更多;

    2)Parsercodec部分开发有差异:

            Opencore框架中,parser必须按照其规范完成相应的parser-nodecodec必须要实现相应的组件,parsercodec分离;Stagefright框架中,只需要按照其规范实现相应的extractordecoderparsercodec捆绑在一起。

    3)数据处理机制不同:

            Opencore框架中,通过节点控制输出,节点并行处理数据,有一个判定AV同步的依据,设定一个主时钟,使audio/video分别与主时钟同步,且音频会不断校准主时钟;Stagefright框架中,通过事件(callbackvideoevent)来驱动数据输出,串行处理数据,利用传统的利用时间戳的AV同步方式,用callback驱动audio数据流,video部分用onVideoEvent事件获取audio的时间戳。

     

    2  Linux系统的多媒体框架

     

    2.1 Gstreamer

            GStreamer 是 GNOME 桌面环境下用来构建流媒体应用的多媒体框架(framework)。它是一个开源的多媒体框架库,利用它,可以构建一系列的媒体处理模块,包括从简单的播放功能到复杂的音频(混音)和视频(非线性编辑)的处理。

            GStreamer是一个基于管道的多媒体框架,采用c语言开发,基于GObject是跨平台的,包括Linux (x86, PowerPC and ARM), Solaris (Intel and SPARC) and OpenSolaris, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD, Mac OS X, Microsoft Windows and OS/400

            GStreamer通过把若干elements链接在一起构成pipeline实现对媒体内容的处理,element通过plug-in的方式提供。bin是一种特殊的element,是由多个其它elements组成的。

    element之间通过pad进行数据通讯,一个element的源pad可以链接到另一个elementsink padpad之间的数据类型通过capability来协商。pipeline有多种状态,当处于playing状态的时候,数据buffer就从源padsink pad传送。

            GStreamer的核心实现了对plug-in的注册和加载等功能,plug-in是以动态库的形式存在的。当需要某个element的时 候,Gstreamer就动态的加载对应的动态库。可以通过编写plug-in方式对gstreamer的功能进行扩展,包括编码方式,封装格式等各种功能。


    图二  GStreamer pipeline

           GStreamer采用基于插件(plugin)和管道(pipeline)的体系结构,框架中的所有的功能模块都被实现成可以插拔的组件(component),能够很方便地安装到任意管道上。GStreamer使用插件架构并造就了大量的GStreamer的共享库。


    图三 Gstreamer overview

    2.1 Phonon

            PhononKDE 4的多媒体API 。Phonon提供一个稳定的API允许KDE 4独立于任何一个声音系统服务器如xine

         使用了phonon,用四行C++程式码就能播放档案 ,而旧声音框架(aRts)则需要用到30行.

     media = new MediaObject(this);
     connect(media, SIGNAL(finished()), SLOT(slotFinished()));
     media->setCurrentSource("/home/username/music/filename.ogg");
     media->play();
    

         Phonon并非只能运行于Unix系统,他的后端可以是在其它平台如 Microsoft Windows 并提供相同的功能。

      • Phonon让各种后端提供界面给开发者所谓的"引擎";每个引擎运作在一个具体的后端。每个后端都可让Phonon控制基本功能,如播放、暂停和搜寻。Phonon也支持更高层次的功能,如让音轨转化之间变微弱。[3]
      • 使用Solid,Phonon将给予用户更多配件的控制能力如耳机、扬声器、麦克风。一个例子是,因为你可能只有一个VoIP会话使用您的耳机,但所有其他的声音通过扬声器出来。[3]
      • 支援 Unix-like 系统下的后端xineVLCMPlayer[4]
      • 支援 Windows 下的后端 DirectShowVLCMPlayer.
      • 支援 Mac OS X下的后端QuickTime

    3 Windows系统的多媒体框架


    3.1 DirectShow

            DirectX软件开发包是微软公司提供程序员的一套在Windows操作平台上开发高性能图形、声音、输入、输出和网络游戏的编程接口。微软将DirectX定义为“硬件设备无关性”,即使用DirectX可以用于设备无关的方法提供设备相关的(高)性能。DirectX标准的建立,可以为硬件开发提供策略,硬件厂商不得不按照这一标准进行产品改进,同时,通过使用DirectX所提供的接口,开发人员可以尽情地利用硬件可能带来的高性能,而无需关系硬件的具体执行细节。

            DirectX采用了COM(组件对象模型)标准,因此不同对象的版本可以有不同的接口,这使用DirectX开发的程序即使在未来也能得到完全的兼容和支持。

        DirectShowDirectX家族成员中为在Windows平台上处理各种格式的多媒体文件的回放、音视频采集等高性能要求的多媒体应用提供了完整的解决方案;DirectShow集成了DirectX家族中其他成员(如DirectDrawDirectSound等)的技术,为我们的多媒体应用提供了一下的方便:

    1)、保证了数据量巨大的多媒体应用数据处理的高效性;

    2)、解决了音频和视频时刻保持同步;

    3)、用最简单的方法处理复杂的多媒体源问题,包括本地文件、计算机网络、广播电视以及其他一些数码产品等;

    4)、提供了解决处理各种多媒体格式文件的方法;

    5)、支持目标系统中不可预知的硬件变动。

     DirectShow使应用程序开发人员从复杂的数据传输、硬件差异、同步性等工作解脱出来,总体应用框架和底层工作由DirectShow来完成。


    图四 DirectShow系统框图

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    多媒体数据库基于内容检索系统的工作原理:

              基于内容的检索作为一种信息检索技术,接入或嵌入到其他多媒体系统中,提供基于多媒体数据库的检索体系结构。

          基于内容的检索系统分为两个子系统,分别为特征抽取系统查询子系统

         

    系统包括如下功能模块:

              a:目标识别:为用户提供自动或半自动识别静态图像、视频、镜头的代表帧;对动态目标进行特征抽取、查询、处理,进行整体的或局部的内容检索,可采用全局特征或局部特征。

              b:特征抽取:提取用户感兴趣又适合于基于内容检索的特征(颜色分布情况,颜色的组成情况、纹理结构、方向对称关系、轮廓形状的大小)

              c:数据库:多媒体数据库(声音、文字、图像等)、特征库(预处理特征)、知识库(知识表达)

              d:查询接口:三种输入方式:交互输入方式,模板选择输入方式,用户提交特征样板输入方式。多媒体特征组合功能和查询结果浏览

              e:检索引擎:利用特征之间的距离函数来进行相似性检索。对于不同的特征用不同的相似性算法

              f:索引/过滤:通过索引和过滤达到快速搜索的目的,把全部的数据通过过滤器变成新的集合再用高维特征匹配来检索。

     

    基于内容检索的工作过程包括以下几个步骤:

    提交查询要求:利用系统人机交互界面输入方式形成一个查询主条件。

    相似性匹配:将查询特征与数据库中的特征按一定的匹配算法进行匹配。

    返回候选结果:满足一定相似性的一组候选结果按相似度大小排列返回给用户。

    特征调整:对系统返回的一组初始特征的查询结果,用户通过浏览选择满意的结果,或进行特征调整,形成新的查询,知道查询结果满意为止。

     

           抽取特征和语义,利用这些内容特征建立索引并进行检索,过程中主要以图像处理、模式识别、计算机视觉、图像理解等学科中的一些方法为部分基础技术,是多种技术的合成。

         

          基于内容检索的多媒体是一个新兴的研究领域,但也存在一些问题,主要包括:多媒体特征的描述和特征的自动提取、多媒体的同步技术、匹配和结构的选择问题,以及按多相似性特征为基础的索引、查询和检索等。

     

     

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空空如也

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多媒体系统由三部分组成