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视频会议系统相关技术概述

关于本文的内容介绍
 随着通信技术和互联网技术的突飞猛进,数字化、综合化、移动化、智能化逐渐成为通信技术发展的方向。当今人们通信需求已不再满足于简单的语音和文字,而是希望获得集语音、文字和图像等于一体的综合通信方式[1]。由此,视频会议系统应运而生。
  1 视频会议系统
  视频会议系统指的是不同地域的个人或群体通过传输线路及多媒体设备,将语音、图像及其他信息互传,实现便捷沟通的一种会议设备。
  视频会议系统的历史最早可追溯到20世纪60年代,当时美国电报电话公司曾推出过模拟会议电视系统。后来随着微电子、计算机、数字信号处理及图像处理技术的发展,会议电视的理论研究和实用系统研制方面也得到了迅速发展。至今,个人计算机的普及、微电子技术和多媒体通信技术的飞速发展,都极大地推动了视频会议系统的发展。
  视频会议系统的发展主要经历了三个阶段:模拟信号、数字视频以及国际统一标准下的数字视频会议系统。
  视频会议系统今后的发展趋势:高清技术将成为市场主流趋势;视频会议的应用,也将逐步发展为多系统多功能的融合;软件视频会议系统及web视频会议系统厂商陷入价格战;视频会议系统的服务也必然会引起市场的高度重视[2]。
  2 视频会议系统的标准和协议
  ITU-T 国际电信联盟标准化部门作为视频会议系统标准的权威机构制定了一系列适用于视频会议的协议以及标准。如主要用于群视频会议的H.320协议;基于局域网桌面视频会议标准的H.323协议;基于电话网络的视频会议的H.324协议;在ATM和B-ISDN网络上具有良好表现的H.310协议;MPEG-4标准使得压缩性能大幅度提升,从而提供更大的节省存储空间,尤其是在低带宽等情况下,不仅保障了视音频的传输速度,同时也能保持图像的高品质;H.264标准,作为目前最好的视频压缩协议,很大程度上改善了基于软件视频会议的MPEG-4标准与H.323协议的硬件终端各类兼容问题。
  H.323协议作为应用最广泛并且最通用的一个协议标准,而且目前市场上基于硬件的视频会议系统几乎都采用该技术标准,这基本上也保证了所有硬件厂商生产的终端和MCU都可以互联互通,提供给需求者更多的选择权。
  H.323协议是ITU.T制定的一种多媒体通信协议,在不保证服务质量Qos的分组交换网络基础上传递多媒体信息,使得在现有通信网络上进行视频会议成为可能。同时,由于该协议建立在通用开放的网络通信技术之上,可实现在基于包交换的网络上传输音频、视频和数据信号;它描述了呼叫信令和控制、多媒体传输控制、带宽控制以及多点会议功能等各种业务。该协议可以运行在现下通用的网络体系平台上,也实现了不同硬件、软件厂商的多媒体产品和多功能应用的互操作性[3]。
  H.323标准协议不只单只有一个协议,而是一个框架协议,它是包含了网闸RAS协议、呼叫信令H.225协议、媒体控制H.245协议、实时媒体传输RTP/RTCP协议以及音视频编解码协议和数据会议的T.120协议族等一系列相关协议的集合。
  H.323协议建议为基于分组网络的通信系统定义了四个主要的组件:视频终端、网关、网闸和多点控制单元MCU。如图1所示为基于H.323通用协议的视频会议系统及其组件。
  
  图 1 H.323视频会议系统
  如图2所示,我们可以看到H.323终端的结构框图,在H.323标准的多媒体会议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。
  
  图 2 H.323标准的终端结构框图
  3 视频会议系统数据处理模型
  高清视频会议终端产品首要技术包括视频编解码技术和图像前后端处理技术。为了解决数据和显示设备之间的矛盾,通常需要在两者之间增加一个专门的功能模块——数字视频后处理,它可以实现各种视频信号与显示器的无缝连接。由于减少了显示设备对内容的限制,不同应用之间的内容共享得以实现[4]。
  一般情况下,一个完全的视频处理系统的数据处理过程不仅是视频的编解码,还应包括前端的图像数据采集、图像预处理,图像后处理以及视频播放驱动等,如图3。
  
  图 3 视频处理系统
  图像数据采集是利用图像数字化器把现实模拟信号转换到数字图像的过程。
  视频预处理功能主要通过编码器把采集到的视频数据转换成可处理的格式类型。在数据采集部件将信号数字化的过程中,有时存在一些缺陷,造成图像畸变,该情况可通过预处理系统来重建得到相对准确的图像数据。
  视频后处理过程能够把解码器处理后的图像数据转换为各显示设备能够匹配显示的格式,从而提高图像的显示质量。数字视频后处理的重要性不言而喻,它更好的解决了图像数据和显示设备之间的差异,保证了视频信号与显示器的无缝连接,而且还能实现应用之间的资源共享。这里所指的播放包括电视信号编码、数模转换以及显示设备等。通过将数字信号编码成规定的格式,可以达到在不同的终端设备上播放的效果。
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