會議技術(shù)的發(fā)展與高清視頻會議系統(tǒng)
2009/06/04
視頻會議是一種典型的多媒體通信應(yīng)用實例。60年代發(fā)達國家就開始進行視頻會議的研究，早期的視頻會議系統(tǒng)以模擬方式傳輸，占用很大的帶寬，其代表有美國貝爾實驗室研制的可視電話、英國BT公司的1MHz帶寬黑白視頻會議系統(tǒng)。
一、視頻會議技術(shù)發(fā)展進程
從80年代末到90年代初，隨著微電子、計算機、數(shù)字信號處理及圖像處理技術(shù)的發(fā)展，視頻會議的理論研究和實用系統(tǒng)研制方面也得到了迅速發(fā)展�？偟恼f來，其發(fā)展主要經(jīng)歷了模擬視頻會議、數(shù)字視頻會議和國際統(tǒng)一標準的數(shù)字視頻會議三個階段。
60年代始，世界發(fā)達國家開始研究模擬視頻會議系統(tǒng)，并逐漸商用化。
60年代末期，在壓縮編碼技術(shù)推動下，由模擬系統(tǒng)轉(zhuǎn)向數(shù)字系統(tǒng)。
80年代初期，研制出2Mbps彩色數(shù)字視頻會議系統(tǒng)，日本和美國形成非標準的國內(nèi)視頻會議網(wǎng)。
80年代中期，大規(guī)模集成電路技術(shù)飛速發(fā)展，圖像編解碼技術(shù)取得突破，信道費用降低，為視頻會議走向?qū)嵱锰峁┝肆己玫陌l(fā)展條件。
80年代末至今，多媒體技術(shù)、計算機技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異。CCITT（即現(xiàn)在的ITU-T）形成了H.200系列建議，規(guī)定了統(tǒng)一的視頻輸入輸出標準、算法標準、誤碼校驗標準及一系列互通的模式轉(zhuǎn)換標準，解決了不同廠商的設(shè)備互通問題，極大地推動了視頻會議的發(fā)展。
90年代中期以來，計算機互連網(wǎng)的飛速發(fā)展對電信業(yè)產(chǎn)生了巨大而深刻的影響�；诎粨Q網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信系統(tǒng)逐漸成為研究人員和電信、網(wǎng)絡(luò)及計算機廠商關(guān)注的焦點之一。Internet工程任務(wù)組（IETF）也開發(fā)出實時傳輸協(xié)議（RTP）、資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）等與ITU-T的H.323建議配合，以保證在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送實時音頻視頻流。
從視頻會議技術(shù)發(fā)展的歷史來看，目前，視頻會議系統(tǒng)的建立可以依據(jù)ITU-T的兩大框架建議H.323和H.320來進行，從而形成兩種不同的建設(shè)方案。H.320是ITU-T較早期的視頻會議標準，該標準完全建立在一系列視頻會議專有的技術(shù)和標準之上，而H.323標準建立在通用的、開放的計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)之上，具有廣闊的發(fā)展前景。自從1996年ITU-T批準該標準以來，視頻會議的技術(shù)和市場都發(fā)生了革命性的變化。越來越多的廠家競相投入H.323新產(chǎn)品的開發(fā)，越來越多的用戶采用H.323技術(shù)和產(chǎn)品構(gòu)造他們自己的視頻會議系統(tǒng)。這是通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)飛速發(fā)展和日益融合所帶來的必然趨勢。而且，H.323系統(tǒng)在技術(shù)的先進性、功能的完善性、操作的方便性、系統(tǒng)的可擴充性以及性能價格比等各方面，都日益顯示出比H.320系統(tǒng)明顯的優(yōu)越性。
二、高清視頻會議系統(tǒng)的摧生
在工作中，有些問題不能通過電話會議、郵件或即時消息來解決，而需要大家面對面溝通，所以視頻會議就成為解決這類溝通問題的重要甚至是唯一途徑，而傳統(tǒng)的視頻會議系統(tǒng)的種種弊端，導(dǎo)致不能產(chǎn)生高品質(zhì)的會議效果，也會令溝通的效果大打折扣。因此，在強烈的市場需求下催生了高清視頻會議系統(tǒng)。在視頻會議領(lǐng)域，各廠商也主打“高清”概念，那么高清視頻會議到底是什么呢，想必對一些新手來說，可能還比較模糊，下面我們從高清視頻的概念、高清晰度視頻會議的標準、高清視頻會議和高清電視的區(qū)別、高清視頻會議的技術(shù)要求、高清視頻會議的優(yōu)點五個方面進行詳細介紹。
（一）什么是高清晰度視頻
大家都熟悉標準清晰度(SD)模擬電視。這是我們所了解并且?guī)资陙硪恢笔褂玫碾娨暋TSC制式（用于北美及其他一些地區(qū)）水平解像度為525線，每秒30幀畫面。PAL制式（用于世界上的其他地區(qū)）則為625線，每秒24幀畫面。先掃描靜止畫面的奇數(shù)行，然后掃描同一幅圖像信息的偶數(shù)行。這樣一來，兩幅畫面會同時顯示在顯示器上，也稱為每秒50/60場。這種奇/偶掃描模式被稱為隔行掃描，該技術(shù)被開發(fā)用于節(jié)約傳輸寬帶（特定的網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)率容量）。這種分辨率被稱為480i，提供由240線不同信息組成的畫面。用于家用標清的寬帶需求為45-90Mbit/s。
對于小型視頻顯示器（小于27英寸），標清電視看上去相當清晰、流暢。但是，如果屏幕超過27英寸，480i格式的圖像質(zhì)量會有明顯的下降。還可能看到鋸齒線、輪廓模糊、褪色、視覺噪聲和間斷的動作。
逐行掃描模式，作為隔行掃描的替代技術(shù)，提高了在大屏幕上的畫面質(zhì)量。逐行掃描技術(shù)將480線圖像信息行合并為一個幀，然后自動修正畫面質(zhì)量。逐行掃描減少了大屏幕上的鋸齒畫面并使畫面動作變得更為流暢。標清電視的這種分辨率被稱為480p。
真正的高清視頻顯示圖像分辨率為1080i或者720p，其他的分辨率則不是真正的高清晰度。高清格式提供的圖像信息量比任何標清格式都要多。如果將屏幕分辨率轉(zhuǎn)換為像素，可以清楚地看到高清格式可以提供比480i格式高出至少4倍以上的圖像信息量。
若要直觀地了解其中的區(qū)別，可將電視屏幕想象為電腦顯示器。想象一下，將640X240（相當于480i）的低分辨率數(shù)字圖像拉伸在42英寸的屏幕上將會是怎樣的效果。圖像將被扭曲，因為低分辨率的圖像中沒有提供高質(zhì)量視圖所需要的足夠多的圖像信息。高分辨率格式所具備的更高的像素數(shù)可以提升畫面質(zhì)量，使大屏幕上的畫面顯得更清晰、流暢。在視頻會議中，這種技術(shù)可以改善整體的視覺體驗并消除會議疲勞。顏色也更為鮮明和真實，動作清晰流暢。
（二）高清晰度視頻會議的標準
在高清編碼/解碼技術(shù)產(chǎn)生之前，視頻會議數(shù)據(jù)是基于通用交換格式(CIF)進行編碼的。國際電信聯(lián)盟-電信標準部(ITU-T)制定了視頻標準，稱為H.261和H.263。H.261標準只定義了QCIF和CIF格式。四分之一CIF(QCIF)格式只被用于最低數(shù)據(jù)率（64千位/秒及更低）的會議，目前已經(jīng)很少使用。自從H.263標準發(fā)布以來，更多使用“全分辨率”（定義為16CIF）的格式（4CIF和16CIF）逐步被采用。由于采用此類標準時，計算和寬帶的限制，用于全動態(tài)視頻會議的通用分辨率仍然是CIF到4CIF。
ITU-T最近采納了視頻壓縮新標準，該方法減小了整個視頻文件的大小，從而文件可以更為經(jīng)濟地通過容量更小的網(wǎng)絡(luò)連接（更低的數(shù)據(jù)率/寬帶）進行傳輸�，F(xiàn)在，ITU-T建議高清晰度視頻會議采用H.264視頻標準，該標準通過比較低的數(shù)據(jù)傳輸率提供高質(zhì)量畫面�，F(xiàn)在，H.264已成為HD-DVD（高清DVD）以及廣播、有線、視頻會議和消費電子產(chǎn)品的強制標準。
H.264技術(shù)非常適合視頻會議。盡管和之前的H.26x算法相比，它需要更高的處理性能，但是自2004年之后生產(chǎn)的大多數(shù)視頻會議系統(tǒng)都包括H.264。它可提供優(yōu)質(zhì)的視頻傳輸和低延時的編解碼，從而使視頻流更為流暢、自然。事實上，H.264的效率是H.263的兩倍，在特定線路速率下的視頻質(zhì)量也要高出一倍。此外，某些增強的H.264技術(shù)還包括交互視頻的差錯隱消算法，此技術(shù)可自動調(diào)整視頻處理，即便在網(wǎng)絡(luò)負擔過重、不穩(wěn)定或者出錯率高的情況下，都可以保證操作自如，并提供更高品質(zhì)的視覺享受。
H.264編碼標準提供了更強的靈活性，為不同的開發(fā)商提供了互聯(lián)互通的通用平臺。H.263標準支持眾多不同的版本，而H.264標準只包含極少的壓縮技術(shù)。這樣一來，可以在不明顯降低視頻質(zhì)量的前提下更輕易地實現(xiàn)多生產(chǎn)商不同視頻會議設(shè)備的集成。
（三）高清視頻會議和高清電視的區(qū)別
高清電視是單向廣播，電視網(wǎng)絡(luò)單向傳輸（播放）視頻。高清視頻會議則是雙向、互動的過程，在網(wǎng)絡(luò)中實時、雙向地傳輸音頻和視頻數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)高清視頻會議技術(shù)，會議中所有的終端都必須支持高清。
高清電視廣播可以保持固定的信號質(zhì)量，而視頻會議的質(zhì)量可能會因為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇罅繑?shù)據(jù)而降低。編碼/解碼過程和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)信息所消耗的時間可能造成處理過程的延時。過多的延時會增加語音重疊的機會，并有可能造成視音頻不同步。長時間的延時可以通過音頻效果明顯地表現(xiàn)出來，劣質(zhì)的音效會嚴重影響整個視頻會議體驗的整體質(zhì)量。四、高清視頻會議的技術(shù)要求
高清視頻會議需要所有的終端都是高清兼容設(shè)備，從而視頻會議的所有參與者都可以享受高清視頻。所有的終端都要支持高清數(shù)據(jù)壓縮，除此以外，為實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻會議，網(wǎng)絡(luò)寬帶也是一個不可或缺的因素。高清互動視頻會議要求最低的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s。為達到最好效果，建議數(shù)據(jù)傳輸速率達到或超過2Mbit/s，通過增加寬帶，獲得最佳音頻效果以及額外的內(nèi)容共享設(shè)備，例如PC輸入、DVD或高分辨率文本攝像裝置。網(wǎng)絡(luò)QoS也是必須的，它可以保證視頻會議進行期間穩(wěn)定的效果。
為獲得高分辨率圖像，需要配置16:9標準支持真實高清（最低720p）的攝像頭。攝像頭與視頻會議終端設(shè)備最好出自同一制造商。這樣可以保證攝像頭和終端設(shè)備的功能達到最優(yōu)化，從而獲得最佳的端到端高清視頻會議體驗。
高清視頻顯示器（液晶、等離子或投影儀）必須支持最低為720p的水平分辨率。另外，顯示器應(yīng)該配有支持最佳高清信號的接口，例如DVI-I數(shù)字接口或者分量輸入接口YPrPb。超過5米的DVI電纜線可能引起畫面質(zhì)量衰減或者無法預(yù)測的視頻顯示錯誤。購買高質(zhì)量的高清顯示器和終端設(shè)備就可以避免此類問題。
選擇了合適的顯示器，而需要與房間的大小以及與會者離屏幕的平均距離相吻合。在大型會議室中，與會者離屏幕的距離為3到5米，此種情況下，建議購買至少為50英寸的顯示器。
在高分辨率多點視頻會議中，至少有兩組參會者想從不同的地點（終端）參與會議，此時需要高清MCU來橋接所有的通話。當然，MCU必須支持真正的高清（至少720p）并保持30幀/秒，這樣才能使多點視頻通話達到點對點的通話效果。我們建議從同一制造商購買MCU和視頻會議終端設(shè)備，這樣才能確保達到最佳的端到端性能。最后，MCU必須是標準化(H.264)產(chǎn)品，這樣才能實現(xiàn)互聯(lián)互通和可擴展性，從而滿足盡可能多的多點通話。
（四）高清視頻會議的技術(shù)要求
高清視頻會議需要所有的終端都是高清兼容設(shè)備，從而視頻會議的所有參與者都可以享受高清視頻。所有的終端都要支持高清數(shù)據(jù)壓縮，除此以外，為實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻會議，網(wǎng)絡(luò)寬帶也是一個不可或缺的因素。高清互動視頻會議要求最低的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s。為達到最好效果，建議數(shù)據(jù)傳輸速率達到或超過2Mbit/s，通過增加寬帶，獲得最佳音頻效果以及額外的內(nèi)容共享設(shè)備，例如PC輸入、DVD或高分辨率文本攝像裝置。網(wǎng)絡(luò)QoS也是必須的，它可以保證視頻會議進行期間穩(wěn)定的效果。
為獲得高分辨率圖像，需要配置16:9標準支持真實高清（最低720p）的攝像頭。攝像頭與視頻會議終端設(shè)備最好出自同一制造商。這樣可以保證攝像頭和終端設(shè)備的功能達到最優(yōu)化，從而獲得最佳的端到端高清視頻會議體驗。
高清視頻顯示器（液晶、等離子或投影儀）必須支持最低為720p的水平分辨率。另外，顯示器應(yīng)該配有支持最佳高清信號的接口，例如DVI-I數(shù)字接口或者分量輸入接口YPrPb。超過5米的DVI電纜線可能引起畫面質(zhì)量衰減或者無法預(yù)測的視頻顯示錯誤。購買高質(zhì)量的高清顯示器和終端設(shè)備就可以避免此類問題。
選擇了合適的顯示器，而需要與房間的大小以及與會者離屏幕的平均距離相吻合。在大型會議室中，與會者離屏幕的距離為3到5米，此種情況下，建議購買至少為50英寸的顯示器。
在高分辨率多點視頻會議中，至少有兩組參會者想從不同的地點（終端）參與會議，此時需要高清MCU來橋接所有的通話。當然，MCU必須支持真正的高清（至少720p）并保持30幀/秒，這樣才能使多點視頻通話達到點對點的通話效果。我們建議從同一制造商購買MCU和視頻會議終端設(shè)備，這樣才能確保達到最佳的端到端性能。最后，MCU必須是標準化(H.264)產(chǎn)品，這樣才能實現(xiàn)互聯(lián)互通和可擴展性，從而滿足盡可能多的多點通話。
�。ㄎ澹└咔逡曨l會議的優(yōu)點
高清視頻會議技術(shù)有很多好處。首先，清晰的畫面質(zhì)量、同步音效和最低延時幫助與會者保持注意力并提供高效、高質(zhì)量的視頻會議體驗。例如，在16:9的屏幕比例中展示圖像使顯示角度更寬，從而讓更多的與會者出現(xiàn)在畫面中，保證全身心地投入到即將召開的會議中。
其次，能夠以高清晰度顯示高分辨率的內(nèi)容（例如設(shè)計圖、流程圖、地圖或者照片），能夠給依賴視覺溝通的知識工作者帶來極大的好處。例如，高清視頻會議可以幫助身處異地的醫(yī)生進行面對面交流，分析X光片、MRI核磁共振影像、超聲檢查結(jié)果或者ECG心電圖結(jié)果，從而依據(jù)大量的細節(jié)做出診斷。在屏幕上顯示并閱讀PowerPoint幻燈片、Flash演示、軟件介紹和其他培訓內(nèi)容可以避免視覺疲勞，提高工作效率、加深印象并使工作充滿樂趣。與流暢的動作相結(jié)合的清晰圖像同樣使聽力障礙的與會者能夠更容易地辨別手語。
總之，高清技術(shù)提升了通話質(zhì)量，拓寬了可通過視頻會議進行交流的信息外延，為商業(yè)、遠程教育、遠程醫(yī)療、社區(qū)、政府和各種慈善事業(yè)提供了一個極具價值的通訊工具。
投影時代
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