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内容适配技术研究综述摘要：内容适配技术是实现通用多媒体接入的技术体系 mpcg-21标准提出了内容适配技术框架和服务环境描述技术规范 针对mpeg-21内容适配框架，从内容适配系统、服务环境数据交换、 适配决策等方面，介绍国内外相关研究现状关键词：内容适配；通用多媒体接入；内容服务；服务环境[abstract] content adaptation is a suite of technologies to realize universal multimedia access・ with respect to content adaptation the framework and specification of service environment have been proposaled by mpeg-21・ the states of the art of the research on the content adaptation technologies are reviewed such as content adaptation systems, exchange of service environment, adaptation decision-taking models etc・ [key words Jeontent adaptation; universal multimedia access; conent services; service environment0引言随着电子技术、通信技术和网络技术的发展，人们可以随时随地 的接入内容服务。

例如：人们可以通过接收新闻；可以通过掌 上电脑进行移动学习；可以通过pda查找网络图片等内容服务的 终端设备和网络连接方式呈现出多样化趋势，形成了异构的服务环 境然而，由于终端设备能力的限制（如：计算能力，存储能力， 屏幕尺寸等），以及网络特征不同（如：传输速率，丢包率，延迟 吋间等)，随吋随地接入内容服务的服务质量难以保证如何在异 构的服务环境中开展内容服务成为内容服务领域新的问题和挑战 针对这一问题，研究人员提出了通用多媒体接入(universal multimedia access)的概念［1 -4］,即：在异构的服务环境中，实 现对内容无缝、平滑、个性化的访问模式近十几年来，作为实现 uma的主流技术，内容适配技术得到了广泛的关注和研究内容适配是指在内容服务过程小，内容根据服务环境的不同而变 化，以适应服务环境过程许多标准化组织针对内容适配技术已经 展开了标准化工作，其中具有代表性的是iso/ice的mpeg (moving picture experts group )工作组制定的 mpeg-21 标准［2,3］ mpeg-21提出了内容适配框架如图1mpeg-21内容适配框架主要包括两个部分：适配决策引擎(adaptation decision-taking engine: adtc) 和比特流适西己弓I 擎(bit-stream adaptation engine: bae)o 适配决策引擎根据服 务环境和适配质量决定比特流适配操作和操作参数；比特流适配引 擎利用适配决策引擎的决策结果将原始内容转变为适配内容。

mpeg-21标准化的重点是内容描述和服务环境描述，并提出了相应 的信息描述元数据标准内容适配技术并不是一个单一的技术，而 是一套技术体系［5,6］,其中包含诸多问题关于内容适配技术中 存在的各种技术难题，国外相关研究较多，但国内研究却较少见诸 文献因此，以下将从内容适配系统类型、服务环境数据交换、内 容描述、比特流适配和冃前，按照内容适配系统中各个组件的物理部署方式，可以将内 容适配系统分为三种类型，即：客户端适配系统，服务器端适配系 统和代理端适配系统1） 客户端适配系统客户端适配系统实在客户端实现内容适配的系统类型内容服务 器端不必为不同的客户端准备不同的内容，或执行内容转换［7］ o 例如，智能用户可以直接访问百度主页（WWW）该 类型内容适配系统最大的优点是在内容适配过程中，不必传输客户 端能力和用户偏好数据，从而在不增加网络负荷的条件下实现uma，o 但是，这种内容适配系统存在两个问题第一，虽然随着电子技 术的发展，客户端设备无论从计算能力，还是存储能力上都有了很 大的提高然而，内容适配的比特流适配（如：编码转换、模式转 换、内容选择等）对计算机能力和存储能力要求很高，普通的移动 终端设备难以满足；第二，尽管系统不需要传输部分服务环境数据, 但是对内容没有做任何处理。

因此，对于客户端能力耍求高的内容（如：视频内容），客户端适配系统无法处理所以，客户端适配 系统只适合轻量级内容适配2） 服务器端适配系统服务器端适配系统是在服务器端实现内容适配的系统类型［8, 9］ 因此，服务器除了提供内容服务之外，还要实现适配决策和比特流 适配等功能该类系统的优点在于，要进行适配的内容在服务器端, 避免了内容的重复传输；通常服务器计算、存储能力强，可以完成 计算和存储需求较大的内容适配这类系统存在缺点是，内容适配 将额外消耗服务器的计算和存储资源，当内容适配占用资源过多 时，将影响服务器提供正常的内容服务根据文献［9］研究，当同 时存在8~10个内容适配请求时，服务器将产生过载现象因此， 服务器端适配系统适用于内容适配并发量小的服务3) 代理端适配系统所谓代理端适配系统是指内容适配通过代理服务器实现的系统类型［10-11］ o代理端适配系统的内容适配过程框架如图2o2服务环境数据交换协议服务环境数据是设备能力、网络特征、用户偏好及自然环境等信 息的载体服务环境数据交换协议是客户端和内容适配服务器之 间，交换服务环境数据的约定根据文献调查，目前为止已经有四 个数据交换协议。

1) http交换协议超文本传输协议(hypertext transfer protocol： http)是最早 包含服务环境数据交换约定的数据交换协议［12］ o客户端在发出 http请求时，通过头部设定的字段，实现与内容适配服务器交换服 务环境数据http头部描述的服务环境字段包括：接受媒体(accept),接受字符集(accept-charset),接受编码(accept-encoding),接受语言(accept-language)和用户代理(user-agent)o q为品质因了，反应用户对所选类型的偏好程度 表1为一个http头部设置及其含义的实例http实现服务环境数 据交换过程中无需增加新的协议内容，使用简单方便但是该模型 只局限于描述客户端的浏览器功能，而没有考虑服务环境中的其它 信息；此外，这种服务环境数据交换是一种单向的方式，没有协商 的过程这些消息在位于客户端和服务器端的服务环境数据监听模块之间 交换对于同一事务中服务环境信息变化的情况，该协议采用两种 解决方案第一种方案重新发送服务环境数据；第二种方案发送服 务环境的数据变化opera交换协议的优点是，通过将消息协议和 通信协议分开，克服了 cc/pp等交换协议对通信协议的依赖。

opera 交换协议存在不足在于，对于一个完整的事务，有很长时间用于服 务环境数据的交换，而不是真正的内容传输另外，在实现过程中， 客户端和服务器端都需要设计服务环境数据监听模块，增加了实现 难度3内容描述所谓内容描述是通过元数据描绘内容的属性，以便于内容的索引 和检索在进行比特流适配时，必然涉及内容的检索问题为高效 的检索到所要求的内容，一种有效的技术手段是采用元数据描述内 容的特征属性关于内容描述研究，mpeg工作组做了大量工作，并 制定了和应的标准 mpeg-7o mpeg-7标准提供了丰富的标准工具 集以描述多媒体内容[16] o mpeg-7的目标是解决多媒体内容的检 索、转换、操作等问题mpeg-7的主要组成元素有：描述工具：描述工具也称为描述器，它定义了每种属性的语法、语义和描述模式描述模式规定了不同组件的关系结构和语义描述定义语言(ddl)： ddl用于定义mpeg-7描述工具的语法，并 且允许创建新的描述方案或描述器还可以用于扩展或修改已有的 描述方案系统工具：系统工具用于支持二进制编码，以实现高效的存储、 传输、多路描述、内容同步描述和知识产权管理与保护等除此之外，国际上关于多媒体内容描述还存在其它的技术标准， 如：smil, samio sndl是同步多媒休集成语言(synchronized multimedia integration language)的缩写，念做 sndle.它是由 w3c (world wide web consortium)组织规定的多媒体操纵语言［17］。

smil主要用于操纵多媒体片断，对多媒体片断的有机的、智能的组 合，并实现不同媒体间的同步sami是微软制定的多媒体同步互交 换语言［18］,其功能与sin订相似，也是为实现多媒体内容操纵而 设计6结束语通用多媒体接入将是未来内容服务的常用模式，内容适配作为实 现该模式的技术得到了越来越多的关注和研究然而，关于内容适 配的研究在国内较少见诸于文献此外，通过文献分析发现，已有 的关于比特流适配、服务环境数据交换协议、适配决策模型的研究 仍然存在许多不完善之处，研究人员能够在这些方面做进一步研 究参考文献[1] rakesh mohan, john r・ smith, chung-sheng 1 i・ adapting multimedia internet content for universal access[j]・ ieee transactions on multimedia 1999, l(l):104T14・[2] anthony vetro. digital item adaptation: overview of standarclization and research activities[r/o 1]・ [2005一12]・ http://w\vw. mer 1. com/tr2005-056・[3] anthony vetro. universal multimedia access in mpcg-21[c]・ 73rd mpeg meeting・ piscataway: iccc press, 2003:21-26・multimediaprocessingc. christopoulos,multimedia[4] f.pereira, burnett， i .universa] experiences for tomorrow[j]. ieee signal magazine, 2003, 20(2) : 63 -73. a> vetro, t. cbrahami. i. special issue on universal access[j]. ieee signal process. 2003, 20(2):21-29.[5] m.h. butler, current technologies for device independence[eb/ol]. [2005-10]. http://www. hpl. pdf.[6] r.h. katz・ adaptation and mobility in wirelessinforniation systems[j]・ ieee personal communication, 1994, 1: 6—17.[7] m. t. 。