IP視頻電話設(shè)計營造逼真環(huán)境

虎賁 2007/07/05

基于DM644X的視頻電話方案

　　新興的視頻編解碼標準H.264需要的帶寬只有目前通用的H.263的一半、MPEG-2的1/5，這個性能優(yōu)勢將允許流媒體在更低的帶寬上傳輸，非常適合像網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用這樣在帶寬受限緊缺的應(yīng)用中。董永宏告訴記者，IP 視頻電話中通常采用H.264 Baseline Profile，它滿足了實時通話的低延遲要求，同時還能實現(xiàn)720x480的D1分辨率。此外，IP 視頻電話機正在綜合更多的多媒體功能，例如有些解決方案廠商在應(yīng)用軟件里加入了視頻回放和錄制功能，從而實現(xiàn)視頻留言�；蛘邽榱嗽黾訑�(shù)碼像框的功能而加入JPEG幀采集。

　　在音頻編解碼技術(shù)方面，國際電信聯(lián)盟 (ITU)針對寬帶 IP 電話應(yīng)用的 G.722.2 （WB-AMR）規(guī)范將成為IP 視頻電話的主導(dǎo)標準。G.722.2 是取樣在 16KHz 的語音壓縮標準，音頻覆蓋從 50Hz 到 7KHz。與窄帶編解碼器如 G.711 和 G.729 相比，G.722.2通過提高摩擦音（如 s、f）的可理解性來改善所有通過 IP 和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼Z音交流。設(shè)計人員還需要考慮到與移動電話的IP通話，采用GSM-AMR（Adaptive Multi-Rate）語音編解碼技術(shù)可以減少GSM- G.729的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，改善固定電話和移動電話的通話質(zhì)量。值得一提的是，iLBC也是一種收到歡迎的低比特率編解碼，iLBC在丟包率達到10%的情況下都能具有健壯性，因而輸送的語音音質(zhì)超過 G.729 和 G.723.1。iLBC 支持兩種基本的幀長度：13.3 kbps 比特率下編碼幀長度為 30 ms；而 15.2 kbps比特率下編碼幀長度則為 20 ms。

　　除了音視頻編解碼技術(shù)外，一個好的實時軟件框架同樣能幫助改善體驗。例如，QoS自適應(yīng)功能、DTMF抖動緩沖器和媒體同步化等等。
　　
　　雙核處理優(yōu)勢

　　IP 視頻電話的開發(fā)面臨著成本和性能的雙重挑戰(zhàn)，高性能的數(shù)字媒體處理器在其中舉足輕重。通常情況下，IP 視頻電話需要處理2種不同的任務(wù)：事務(wù)密集型和流密集型。有些解決方案在VoIP系統(tǒng)中加入視頻協(xié)處理器控制設(shè)計成本，但是卻沒有足夠的帶寬處理寬帶音頻和高清視頻。

　　相較而言，集成一個通用處理器和一個DSP的雙核數(shù)字多媒體SoC更能有效協(xié)調(diào)成本和性能之間的關(guān)系：采用ARM處理器處理事務(wù)密集型任務(wù)，用DSP處理流密集型任務(wù)。在一個典型的MPEG-4編解碼器中，離散余弦變換及其反變換、像素插值和運動估計四種功能大約占據(jù)了整個處理過程的80%，一個每秒15幀的MPEG-4解碼幾乎占據(jù)了RISC處理器的所有資源，而DSP卻有足夠的計算能力完成相同的任務(wù)。在雙核架構(gòu)中，ARM處理器則負責(zé)支持應(yīng)用操作系統(tǒng)并完成以控制為核心的應(yīng)用處理，ARM集成了大量的內(nèi)部電路和外圍接口，例如LCD控制器、UART串行接口、USB2.0、I2C等等。雙核架構(gòu)的一個明顯優(yōu)勢就是可以使操作系統(tǒng)的效率和多媒體代碼的執(zhí)行更加優(yōu)化并延長電源壽命；同時采用雙處理器可以將總工作負荷進行合理劃分，從而降低時鐘工作頻率，減少系統(tǒng)的功耗。

　　有些解決方案還添加了一種視頻／影像協(xié)處理器 (VICP)，用于減輕相關(guān)算法（如：JPEG、H.264、MPEG4 與 VC-1）的 DSP 內(nèi)核繁重的視頻與影像處理負擔(dān)，從而使更多的 DSP MIPS 能夠用于視頻后處理或者其他并行運行功能。

　　IP視頻電話的發(fā)展正在經(jīng)歷著類似2001年VoIP的發(fā)展?fàn)顩r，一方面要求高質(zhì)量的基本通話功能，另一方面設(shè)備制造商也正在單一設(shè)備上提供更多的附加增值應(yīng)用，如WEB瀏覽器、Wi-Fi、短消息甚至是互動游戲等等。而隨著技術(shù)的發(fā)展，視頻電話也正在協(xié)調(diào)成本和性能的關(guān)系，有望在不久的將來走進大眾的生活。

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