远程教育数字媒体制播过程探讨

远程教育网站是随着现代信息技术发展而产生的一种新的教育平台,主要借助计算机和网络把实时和非实时的音频、视频等课程内容提供给校园外的学生。当前,在各类远程教育网站的用户规模不断增长的情况下,教学内容制播的各个环节面临着很多新的问题,包括大量内容采集时可靠性不足,课程内容各部分存在回放迟滞和不同步,教学内容无法得到有效保护,广泛分布的用户无法对各类教学内容都获得满足的访问速度等,制约着网站业务的进一步发展。本文基于作者所从事的远程教育网站教学内容制播过程改造项目,以具体实践为基础,提出满足远程教学需求的内容采集方案、后期制作方案、内容保护方案和内容分发方案。在公道使用网站带宽资源,改善学习体验的同时,也有效保护了内容提供方的利益。本文首先对教学内容采集过程的主要需求和常见采集流程中的缺陷进行分析,提出一套完整高效的教学内容视音频的采集流程,解决实时采集计算机教学演示的可靠性问题。通过引入冗余容错,避免由于CPU负载等原因引起的采集丢帧,以及系统死机或教学时误操纵引起的内容采集失败。同时,所设计的采集流程,满足教学过程中虚拟案例场景的呈现、直播教学过程中实时字幕的显示及数字板书采集等的教学需求。其次,通过分析教学内容后期制作的主要需求,提出了画面动态程度不同情况媒体编码参数的组合方案,解决回放迟滞的问题。已有的合并视频流的解决方法固然可以解决多路视频内容回放不同步的问题,但回放迟滞的问题一直没有很好地解决,论文研究流媒体编码中各项参数的组合测试,通过分析测试结论,得到当视频画面动态变化程度较小和当视频画面动态变化较大不同情况下的理想编码参数组合方案,以及当教学内容音频以语音为主的最优编码参数组合。在保证视音频内容清楚流畅的情况下,最大限度减少教学流媒体文件大小,降低流媒体服务器带宽压力以及客户端回放时CPU与带宽的负载,避免回放迟滞情况的发生。此外,通过分析教学数字内容保护的主要需求,比较数字指纹等其他内容保护方案的优缺点,提出基于DRM技术的适合远程教育网业务特点的教学内容保护设计,在满足远程教育网站各类业务开展的同时,避免在线流媒体内容被未授权地使用,并且结合限定授权电脑数、播放次数、播放时间有效期等措施,保护远程教育网站的贸易|教育教学论文|利益。最后,通过分析教学内容分发过程的主要需求,指出使用内容分发网络(CDN)技术的分发方案,固然采用Cache服务器加速与镜像技术,使用户可以访问就近的服务器节点,但在数据集中模式的动态内容进行加速过程中,存在实时更新和数据缓存之间的矛盾,即假如需要提高性能,那么必须在CDN节点服务器上存在数据缓存,无法很好地满足动态内容的实时更新需求。由此,在数据集中存储的网站结构下,提出以内容分发网络(CDN)技术为基础重构的一种新的网络架构,解决跨运营商的用户访问问题,使电信用户、联通用户等访问网站时均可以获得相对理想的访问速度。【关键词】：远程教育网流媒体DRMCDN
【论文提纲】：摘要3-5ABSTRACT5-91绪论9-131.1课题研究背景91.2课题研究内容9-101.3国内外研究现状10-111.4论文结构11-132数字媒体制播过程的需求和总体设计13-162.1远程教育网数字媒体制播过程的需求13-142.1.1教学内容采集过程的需求132.1.2教学内容后期制作的需求132.1.3教学数字内容保护的需求13-142.1.4教学内容分发过程的需求142.2数字媒体制播过程的总体设计14-152.3本章小结15-163教学数字媒体内容采集的设计与实现16-223.1流媒体技术在网络教学中的应用16-173.2教学内容采集过程常见的方案及局限17-183.3内容采集方案的设计18-213.3.1视频内容的采集设计18-203.3.2音频内容的采集设计203.3.3采集方案的实施效果20-213.4本章小结21-224教学流媒体内容后期制作方案的设计22-374.1教学内容制作的常见方案及局限22-244.2流媒体编码方案的分析24-364.2.1主流的流媒体编码格式简介25-274.2.2对主要编码参数的分析27-294.2.3视频编码参数组合的测试29-354.2.4音频编码参数组合的测试35-364.3本章小结36-375教学数字媒体内容保护的设计与实现37-485.1教学内容保护的常见方案及局限37-395.2适用于流媒体的加密技术39-415.3数字版权保护系统（DRM）的原理41-435.4DRM系统的流程和认证方式43-455.4.1DRM系统的流程步骤43-455.4.2DRM系统的认证方式455.5DRM的实施过程的关键点45-475.6本章小结47-486教学数字媒体内容分发的设计与实现48-566.1流媒体内容分发过程问题的分析486.2内容分发网络（CDN）及缺陷48-506.3基于内容分发网络（CDN）的网络架构重构设计50-516.4网络架构方案的具体实现51-536.4.1缓存和中转软件的选择51-526.4.2实现不同运营商的用户自动选择不同服务器52-536.4.3双线机房的选择536.5网络架构方案的测试53-556.6本章小结55-567总结与展望56-587.1本文总结567.2未来展望56-58参考文献58-60附录60-65附录1序号4编码方案的主要代码脚本60-62附录2序号3编码方案的主要代码脚本62-65致谢65-66攻读学位期间发表的学术论文目录66-68