林大華

摘要：針對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)發(fā)展需要，該首先描述了網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的相關(guān)定義，其次在JAVA多媒體技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于JMF的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)軟件，可以實(shí)現(xiàn)音頻的實(shí)時(shí)通信傳播。

關(guān)鍵詞：java媒體框架；音頻；實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）12-0082-02

如今的高速的網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代，高速便捷的社會(huì)里，網(wǎng)絡(luò)逐漸成為人類工作、學(xué)習(xí)、生活的必需物。網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的出現(xiàn)也成為了必然，網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電臺(tái)是一個(gè)時(shí)代進(jìn)步的必然進(jìn)程。網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)是隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，如今的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的出現(xiàn)提供了成熟的環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的含義就是在網(wǎng)絡(luò)上搭建的電臺(tái)。網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)就是把以前的電臺(tái)搬到了互聯(lián)網(wǎng)上，沒有發(fā)射塔，有的只是快捷便利的網(wǎng)絡(luò)，在這里沒有麻煩的編錄設(shè)備，可以享受到電腦的方便；只要使用電腦，隨意一敲，就可以收聽到電臺(tái)的美妙。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)分為聯(lián)播電臺(tái)、商業(yè)電臺(tái)、個(gè)人電臺(tái)等等。與傳統(tǒng)電臺(tái)比較，網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，一是迅捷性、無限性。二是交互性和個(gè)性化。在如今互聯(lián)網(wǎng)上雖然已經(jīng)擁有很多的用戶，但是依然有著很大的潛力，可以挖掘更多的客戶，這就為網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的出現(xiàn)和發(fā)展做了很好的鋪墊。據(jù)調(diào)查，網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)都是中學(xué)生與大學(xué)生用戶為主，這些年輕受眾為網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的經(jīng)營(yíng)提供了生存空間與可能。網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)的作用更加大了，不僅局限在娛樂，更加的在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SCADA、分布式自動(dòng)控制系統(tǒng)、小區(qū)智能安防系統(tǒng)、車船調(diào)度等上面都開始廣泛的運(yùn)用。

本文所采用的方案是基于JAVA媒體框架，采用RTP/RTCP協(xié)議，在發(fā)送端和接收端之間進(jìn)行一對(duì)一傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)電臺(tái)系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是確保媒體流在網(wǎng)絡(luò)中低時(shí)延、高質(zhì)量地傳輸。

1 相關(guān)技術(shù)介紹

1.1 流媒體技術(shù)

流媒體技術(shù)也被叫為流式媒體技術(shù).它的原理就是把壓縮后的影像和聲音信息放上網(wǎng)站服務(wù)器，讓用戶不用全部下載完成才能觀看收聽，而是邊下載邊觀看、收聽的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。流媒體技術(shù)的原理是這樣的：服務(wù)器在向用戶傳輸多媒體文件時(shí)，不是一次將文件整體發(fā)送出去，而是按播放的時(shí)間順序?qū)⑵浞譃樾〉钠瑪啵愃朴趫D像中的幀，然后將這些片斷依次傳給用戶。用戶的網(wǎng)絡(luò)播放工具接收到這些片斷后，連續(xù)播放，就可以產(chǎn)生完整的聲音和圖像，只是開始時(shí)有些延遲。網(wǎng)上直播時(shí)多媒體文件的產(chǎn)生也是不斷生成新的片斷。而且流媒體的聲音、圖像不會(huì)占用你的硬盤空間，流進(jìn)你的機(jī)器后會(huì)繼續(xù)流出你的機(jī)器，消失掉。為了保證聲音、圖像的播放效果，服務(wù)器與用戶計(jì)算機(jī)間的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度有一定的要求。如果網(wǎng)絡(luò)傳輸速度較慢，播放時(shí)就會(huì)出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的現(xiàn)象。很多網(wǎng)站可以根據(jù)用戶的實(shí)際帶寬，向用戶提供不同清晰度的播放效果。一般來說，播放聲音需要4kb/s以上的傳輸速度，圖像需要每秒幾十千比特到每秒幾百千比特。

1.2 JMF

JMF是JAVA的擴(kuò)展框架，允許用戶制作純音頻流和視頻流。Java媒體框架JMF（Java Media Framework）是一個(gè)把音頻、視頻和其他基于時(shí)間的媒體結(jié)合到Java程序和Applet中的應(yīng)用程序接口。它讓Java程序具有捕捉音頻和視頻信號(hào)，存儲(chǔ)、播放并處理多媒體數(shù)據(jù)等功能，除此之外還能傳輸多媒體數(shù)據(jù)和編譯多媒體數(shù)據(jù)格式。JMF包括了和RTP APIJMF API。前者主要是在網(wǎng)絡(luò)上傳輸和接收媒體流，后者具有捕捉、處理、存儲(chǔ)和播放媒體等功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本軟件分為發(fā)送端與接收端兩部分，下面分別介紹發(fā)送端與接收端的功能模塊。

發(fā)送端功能模塊：

1）音頻采集和傳輸模塊；

接收端功能模塊：

1）音頻接收和播放模塊；

2）總的功能模塊圖見圖1。

2.1.1 音頻采集和傳輸模塊的功能介紹

此模塊的功能主要實(shí)現(xiàn)從麥克風(fēng)中采集音頻，然后進(jìn)行音頻的編碼，之后利用RTP協(xié)議在Internet網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)傳輸音頻數(shù)據(jù)流。此模塊當(dāng)中需要設(shè)置接收端的IP地址和端口號(hào)。當(dāng)發(fā)送端啟動(dòng)后，按照設(shè)置的IP地址和端口號(hào)來構(gòu)造目的會(huì)話地址進(jìn)行傳輸。

2.1.2 音頻接收和播放模塊的功能介紹

此模塊的功能主要是利用RTP協(xié)議實(shí)時(shí)接收來自發(fā)送端的媒體數(shù)據(jù)流，并為每一種新接收到的媒體數(shù)據(jù)流產(chǎn)生一個(gè)播放器，一邊接收媒體數(shù)據(jù)，一邊將媒體數(shù)據(jù)播放出來。此模塊當(dāng)中需要輸入發(fā)送端的IP地址和端口號(hào)，由此可以跟發(fā)送端建立連接。

2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.2.1 音頻采集和傳輸模塊的實(shí)現(xiàn)

該模塊中主要包括2大類。一個(gè)是AudioTransmit類用于音頻數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)摹Ａ硪粋€(gè)類是AudioCapture是人機(jī)交互的用戶界面類，該類中包含了main（）方法，即它也是該模塊的啟動(dòng)類。

2.2.1.1 AudioCapture類

包含以下幾個(gè)成員函數(shù)：

1）jbInit（），用來設(shè)置界面和添加事件的監(jiān)聽。

2）buttonCaptureTransmit_actionPerformed（），用來響應(yīng)開始音頻采集和傳輸按鈕消息。

3）buttonStop_actionPerformed（），用來響應(yīng)停止按鈕消息。

4）this_windowClosing（），用來響應(yīng)窗口中的關(guān)閉按鈕消息。

2.2.1.2 RTPTransmit類

包含以下幾個(gè)主要成員函數(shù)：

1）start（），用來啟動(dòng)RTP數(shù)據(jù)流傳輸。

2）createProcessor（），用來指定的媒體定位器產(chǎn)生一個(gè)處理器。

3）createTransmitter（），為處理器的每一個(gè)媒體磁道產(chǎn)生一個(gè)RTP會(huì)話。

4）stop（），用來停止RTP數(shù)據(jù)流傳輸。

5）waitForState（），等待處理器達(dá)到相應(yīng)的狀態(tài)。

2.2.2 音頻接收和播放模塊的實(shí)現(xiàn)

使用RTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)媒體數(shù)據(jù)流接收和播放的類為RTPReceive。

1）ReceiveStreamListener在實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽接口好，NewReceiveStreamEvent事件被監(jiān)聽；

2）NewReceiveStreamEvent在接收到這個(gè)，為了獲取RTP數(shù)據(jù)源（DataSource）可以經(jīng)過事件獲取接收媒體數(shù)據(jù)流（Receivestream），然后接收媒體數(shù)據(jù)流。

3）給Manager.createPlayer（）傳遞數(shù)據(jù)源產(chǎn)生一個(gè)播放器。

4）播放器添加了監(jiān)聽器，實(shí)現(xiàn)了播放器后，播放數(shù)據(jù)就可以顯示了。

RTP會(huì)話是在RTPManager管理器來通過管理的，RTP會(huì)話和表現(xiàn)媒體數(shù)據(jù)接收后，RTPReceive類需要實(shí)現(xiàn)SessionListener、ReceiveStreamListener和ControllerListener監(jiān)聽接口。

在本模塊中，還定義三個(gè)內(nèi)部使用的類：SessionLable類用來解析用戶輸入的用于RTP會(huì)話的目的端（發(fā)送端）的IP地址和端口號(hào)、PlayWindow類用來實(shí)現(xiàn)完成播放器窗口的功能、PlayerPanel類用來為播放器在PlayerWindow窗口中添加視頻組件和控制組件。

2.2.3 基于JMF的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)軟件的功能測(cè)試

打開命令提示符窗口，用cd命令進(jìn)入代碼文件所在目錄，輸入javac *.java來編譯test目錄下的所有java文件（代碼文件），然后輸入java audiovideotransmit命令來啟動(dòng)軟件，軟件啟動(dòng)后，首先要設(shè)置接收端的IP地址、端口號(hào)這兩個(gè)參數(shù)，點(diǎn)擊開始音頻采集和傳輸按鈕后，就會(huì)接收到音頻數(shù)據(jù)流并開始播放的界面，如圖2所示。

2 結(jié)束語

雖然系統(tǒng)具備了一些優(yōu)點(diǎn)和值得肯定的方面。但由于時(shí)間及水平有限，目前實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)軟件還是比較粗糙的，還有很多方面可以有待提高：

1）實(shí)現(xiàn)接收端的界面化，這樣操作更加簡(jiǎn)便。

2）增加文字圖像功能，豐富電臺(tái)形式。

3）發(fā)送方播放文件，接收方將接受到的音頻錄制成文件。

4）實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的播放模式。

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