视频会议基础知识详解

视频会议基础知识视频会议基础知识 音频 2视频会议基础知识 2010/10 类型和用途 声学特性 关键距离 电子特性 麦克风和会议室布局 会议室 礼堂 远程教室 音频设备 3视频会议基础知识 2010/10 类型和用途 桌面式 手持式 领夹式 无线麦克 定向/鹅颈麦克 吊顶麦克 音频设备 麦克风 桌面式无线/领夹吊顶 手持鹅颈 4视频会议基础知识 2010/10 定向式 拾音方向固定 拾音距离大于全向麦克 全向式 所有方向的拾音都相等 需要屏蔽拾音半径内的噪音 音频设备 麦克风 5视频会议基础知识 2010/10 声学特性 定向 心型 超心型 特心型 双向 全向 灵敏度 噪声消除 音频设备 麦克风 6视频会议基础知识 2010/10 关键距离（Shure Brothers） “.the distance from a sound source at which the level of direct sound has fallen to the level of the ambient sound” 关键距离（Davis） .the distance from a sound source at which the level of direct sound is 20dB above the ambient sound 音频设备 麦克风 7视频会议基础知识 2010/10 声学特性 音频设备 麦克风 8视频会议基础知识 2010/10 电子特性 音频源阻抗 典型的麦克风阻抗为150ohm 平衡线 信号电平 需要将麦克电平转换成线路电平 需要40到60dB的增益 领夹式麦克通常比桌面式少20dB 供电要求 幻影电源 连接 音频设备 麦克风 9视频会议基础知识 2010/10 麦克风混音: “.used when several microphone inputs need to feed a common sound distribution system” -Audio Cyclopedia 预放大 增益控制 提供幻影电源 辅助输入和输出 均衡 连接 音频设备 混音设备 10视频会议基础知识 2010/10 手动 输入电平预设置（增益） 打开/关闭输入 预设置输出电平 应用 麦克风的拾音范围不能覆盖到其他麦克风的拾音范围。 自动 输入电平预设置（增益） 将不需要的输入静音 根据打开的麦克风数量调整输出电平 可能包含其他内置自动增益控制 通常与回声抑制器的配合较差 音频设备 混音设备 11视频会议基础知识 2010/10 相关设备 VCR音频 卡带播放器 激光播放器 计算机音频 编解码器音频 会议室音频 连接 阻抗 信号电平 接口类型 电缆类型 音频设备 互联 VCR音频音频 混音设备混音设备 编解码器编解码器 卡带播放器卡带播放器 计算机音频计算机音频 会议室音频会议室音频 12视频会议基础知识 2010/10 音频设备 会议室音频 扬声器类型 有源音箱 被动式 功率需求 需要维持20dB的信噪比(per Davis) 70到90 dBSPL的会议室最适合演讲 所有声压通过声压表测量 音频输入设备 声音分布 标准的扬声器安装/位置 吸顶式扬声器安装 分布式扬声器安装 心理声学原则 声音和视频画面的匹配 时间延迟 噪音和其他干扰 13视频会议基础知识 2010/10 混响 在指定空间内伴随的不连续的声音 用于音乐，但不适合演讲/开会 通常由于墙壁的反弹造成，会造成讲话词语不完整等现象 回声 颤动 由于较硬的桌面反射造成 拍打 由于墙面反射造成，比如在某些会议室中拍手后可以听到两次拍手 Mountain yodel 延时造成，就像在山谷里喊叫，很久才听到回声一样，出 现在很大型的会议室中 会议室声学和布局 14视频会议基础知识 2010/10 反射 声音在制定空间中来回反弹 会议室中如果有较多的玻璃或者非常硬的墙面或只有一个空的房间会 容易造成反射 可以在会议室中放置一些家具来消除反射 噪音 环境声 与演讲者声音无关的声音 空调声音、投影机风扇声音、PC/笔记本电脑声音 隔壁房间人的声音 人员移动的声音和其他噪音 看的到的（开门/关门、走廊里走路的声音、开关窗户的声音） 看不到的（空调系统、风扇、等等） 理想的会议室噪声水平是理想的会议室噪声水平是40dBA 会议室声学和布局 15视频会议基础知识 2010/10 声学处理 为了减少回声、混响、 反射和控制噪音，需要 对会议室进行处理 吸音材料用NRC（降噪 系数）来衡量 常见的吸音材料是地毯、 窗帘、石英棉等 会议室声学和布局 材料NRC Brick, painted.00 - .02 Brick, unpainted.00 - .05 Carpet, indoor-outdoor.15 - .20 Carpet, heavy on concrete.20 - .30 Carpet, heavy on foam rubber.30 - .55 Concrete (smooth), painted.00 - .05 Concrete (smooth), unpainted.00 - .20 Concrete (block), painted.05 Concrete (block), unpainted.05 - .35 Cork, floor tiles (3/4“ thick).10 - .15 Cork, wall tiles (1“ thick).30 - .70 Drapery, light weight (10oz.).05 - .15 Drapery, medium weight (14oz.), velour draped to half .55 Drapery, heavy weight (18oz.), velour draped to half .60 Fabric on Gypsum.05 Fiberglass, 3-1/2“ batt.90 - .95 Fiberglass, 1“ Semi-rigid.50 - .75 Glass.05 - .10 16视频会议基础知识 2010/10 模拟音频信号必须通过编码/解码以及压缩/解压缩过程才可 以在网络上进行传输。 以下是使用在视频会议中的ITU-T 音频相关标准 G.711 G.722 G.728 G.729 G.723.1 G.722.1 音频编码及压缩标准 17视频会议基础知识 2010/10 CCITT带宽带宽 (Hz)速率速率(Kbps) G.711300-340048,56,64 G.722.150-700024,32 G.72250-700048,56,64 G.728300-340016 G.723.1语音编码器5.3, 6.3 G.729语音编码器8 G系列标准 18视频会议基础知识 2010/10 带宽 带宽也就是编码采样频率。理论上来说采样频率越高， 声音质量越高 编码速率 在同等带宽下，音频编码速率越高，会影响视频 编码速率。 模拟到数字编码以及数字到模拟解码的转换会带来失真 DSP是专门用来完成编码解码以及压缩解压缩的部件 DSP的性能是由运算速度和内存来衡量的 编码压缩的延时 声音采样或视频采样后需要时间进行编码和解码 音频大约需要10-40ms/视频大约需要80-280ms 编码属性 19视频会议基础知识 2010/10 Q&A? 20视频会议基础知识 2010/10 1. Mic 的距离位置应该如何摆放 ？ 2. 人耳的听力频率范围是多大？ 3. 理想的会议室噪音水平应该是多大？ 4. G.711和G.722分别提供多大带宽的音频编码？ QUESTIONS 视频会议基础知识视频会议基础知识 视频 22视频会议基础知识 2010/10 摄像机和镜头的功能 景深 视野 白平衡 分辨率和带宽 云台（PTZ） 视频摄像机 23视频会议基础知识 2010/10 收集光信号 将光信号转换成电信号 将电信号格式化并输出 摄像机功能 24视频会议基础知识 2010/10 聚焦光线 组合镜头 手动对焦 自动对焦 自动对焦技术 摄像机、镜头 对焦对焦 变焦变焦 25视频会议基础知识 2010/10 控制通光量 光圈 自动光圈 曝光时间 自动曝光 摄像机、镜头 26视频会议基础知识 2010/10 景深 在制定的摄像机画面中能够被清晰聚焦的物体的距离范围 摄像机、镜头 27视频会议基础知识 2010/10 视野 摄像机可以看到的场景大小 摄像机、镜头 28视频会议基础知识 2010/10 灵敏度: “需要多少光线” (lux) Lux, footcandles（尺烛光）, lumens（流明） 视频会议最佳照度是500-700流明或 50-70尺烛光 使用测光表测量 自动增益控制 (AGC) 自动增益控制和光圈的区别 摄像机 29视频会议基础知识 2010/10 色度 白平衡 调整红、绿、蓝三色的平衡 色温补偿 伽马校正 摄像机 30视频会议基础知识 2010/10 分辨率 电视线 像素 传感器类型 三片式 3CCD，3CMOS 单片式 分辨率可用标准测试卡测试 摄像机 31视频会议基础知识 2010/10 云台功能PTZ 水平/上下转动系统 恒定的速度 与变焦相关的速度 变焦倍数 控制 开关 智能控制系统 自动跟踪 摄像机 32视频会议基础知识 2010/10 NTSC、PAL、SECAM和YUV 标清电视分辨率 RGB YPbPr模拟、DVI-A、RGB数字和DVI-D 高清电视分辨率 分辨率通过以下方式衡量： 每一个完整视频帧或画面的电视线或亮度和色度线的数量 NTSC 525线/ PAL 625线 分量视频 每线的红、绿、蓝像素 * 画面的线数 640x480、 800x600、 1024x768、704x576(720*480)、1280x720、1920x1080 VGA SVGA XGA SD-TV HDTV FULL-HD 视频分辨率和视频格式 33视频会议基础知识 2010/10 典型的视频会议系统有足够的处理能力支持标清分辨率的人 物和内容图像 人物 25/30帧/秒的CIF或SIF 内容 - 50吋 OLED有机发光二极管显示器 设计用来替换LCD 更薄更灵活 高清显示器类型 46视频会议基础知识 2010/10 灯光 灯光安装方式 向下照射的灯光 从背后照射的灯光 阴影 非直射灯光 色温 混合照明 日光 环境和视频 47视频会议基础知识 2010/10 背景 背景中的活动 细节 色彩和亮度 亚像素问题 (sub-pixel) 环境和视频 48视频会议基础知识 2010/10 前景 活动 细节 色彩碰撞 环境和视频 49视频会议基础知识 2010/10 摄像机 自动对焦 白平衡 景深 视野 需要注意的： 窗户 过道 家具 投影 环境和视频 50视频会议基础知识 2010/10 布局 环境和视频 51视频会议基础知识 2010/10 布局 环境和视频 52视频会议基础知识 2010/10 布局 环境和视频 53视频会议基础知识 2010/10 布局 环境和视频 54视频会议基础知识 2010/10 H.261 是H.320系统和H.323系统必须具备的视频编码 基于CIF和QCIF分辨率，最高可到30fps H.263 H.320和H.323系统可选的视频编码 相对于H.261有明显的质量提升，采用CIF/QCIF/SQCIF分辨率 引入了更高的分辨率4CIF和16CIF H.264 由ITU批准，作为H.320/H.323系统的可选标准，由 融合通讯的H.241标准引入 在更低的速率下达到更高的分辨率 基于SIF分辨率 使用等级来定义分辨率 Level 1 一些4:3的格式和分辨率 Level 2 一些16:9的格式和分辨率 ITU视频编码标准 55视频会议基础知识 2010/10 Q&A? 56视频会议基础知识 2010/10 1. 理想的会议室环境色温是多少？ 2. 视频会议最佳的照度是多少？ 3. CIF是什么？分辨率是多少？ QUESTIONS 57视频会议基础知识 2010/10 1. 理想的会议室环境色温是多少？ 2. 视频会议最佳的照度是多少？ 3. CIF是什么？分辨率是多少？ QUESTIONS 视频会议基础知识视频会议基础知识 网络/H.323 59视频会议基础知识 2010/10 OSI 七层模型 物理层物理层 链路层链路层 网络层网络层 应用层应用层 会话层会话层 表示层表示层 传输层传输层 物理层物理层 链路层链路层 网络层网络层 应用层应用层 会话层会话层 表示层表示层 传输层传输层 物理层物理层 链路层链路层 网络层网络层 系统系统系统系统 中间系统中间系统 - 4-7 层是在网络上透明层是在网络上透明 传输的传输的 60视频会议基础知识 2010/10 IP v4使用32位软件地址 (40亿个地址) IP v6使用128位地址 地址是由网络运营管理部门分配 通过点分十进制来表示 十六进制地址 81BF500C 表示成 2 81 = 129,BF = 191,50 = 80, 0C = 12 IP地址还需要另一个32位编码来判定地址的哪一部份是网络 地址哪一部份是主机地址。这就是掩码的功能。 主机地址为0就代表整个网络。 主机地址255被用作是广播地址 IP 地址 61视频会议基础知识 2010/10 IP 地址掩码 0 1 2 3 4 8 16 24 31 Class A 0 x x x x x x x Networks Hosts 网络掩码是 用于非常大型的网络 最多有126个网络 网络 0 是非法的 网络127为保留网段 每个网络最大可拥有 16,777, 214 台主机 主机0为保留地址 主机255为保留地址 网络地址只能是1-126之间的数字 62视频会议基础知识 2010/10 IP 地址掩码 0 1 2 3 4 8 16 24 31 Class B 1 x x x x x x x x x x x x x x x Networks Hosts 掩码地址为 主要用于企业、研究中心和大学 网络地址是128 和191之间的数字 每个网络最多65,554台主机 63视频会议基础知识 2010/10 IP 地址掩码 0 1 2 3 4 8 16 24 31 Class C1 1 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Networks Hosts 掩码地址 通常用于小型公司、研究中心和个人 每个网络最大254台主机 网络地址为192 223之间 64视频会议基础知识 2010/10 什么是子网划分? 通过调整掩码来使用部分主机地址来创建唯一的网络地址或子网地址 为什么划分子网? 由于发展、安全等问题，你需要更多的网络 WAN需要他们自己的网络地址 你需要把地址应用到网卡上 如果你不需要使用你所拥有的所有地址时候，你需要子网划分 IP 子网划分 65视频会议基础知识 2010/10 A REPEATER is a non intelligent device that boosts the signal on a LAN cable so it can travel further. Networks are often split into two or more segments due to maximum cable length, a repeater can link these segments together. All segments linked together by repeaters are in the same COLLISION DOMAIN. A Repeater Counts as one Station on each cable segment PCPC Repeater PC Repeaters extend a local area networks (LANS) length and Topology. All repeaters are LOCAL devices IEEE 802.3 中继器 66视频会议基础知识 2010/10 网桥 最基本的功能是学习 MAC 地址 MAC地址可以静态输入或动态学习 网桥转发所有方向的所有数据帧 等待响应并将地址和端口号记录到表中 基于源MAC地址建立转发表 总是转发广播数据包 FF:FF:FF:FF:FF:FF 是一个广播地址 fdb 表 转发数据表包含: MAC 地址和端口号 可能使用 STP - Spanning tree Protocol 来避免循环 67视频会议基础知识 2010/10 数据链数据链 路层路层 网桥网桥 网桥网桥 WAN LAN 4 LAN 1 LAN 2 LAN 3 网桥配置的原则网桥配置的原则: -所有局域网有相同的网络地址所有局域网有相同的网络地址 -网桥动态的建立网桥动态的建立MAC地址地址/端口表端口表 网桥 68视频会议基础知识 2010/10 路由器 路由器路由器 网络层网络层 LAN WAN 路由器路由器 69视频会议基础知识 2010/10 路由器路由器 Subnet Port “A” 1.0.0 .2 Subnet Port “B” 2.0.0 .2 Routing Table NetworkNext Hop Metric 1 1 1 2 Port “C” 路由器 路由器规则: 所有的局域网和广域网必须有 唯一的网络地址 所有的路由器都有他们的路由 描述他们的网络地址/端口 路 由表 路由器相互之间交换路由表 所有路由器都都知道其他网 络，这是他们在交换信息的时 候包含了up/down状态 70视频会议基础知识 2010/10 网关 应用层应用层 Wang DEC 网关网关 71视频会议基础知识 2010/10 交换机 面向MAC地址 LAN 仿真 交换延时 30 微秒 可以组成逻辑工作组 LAN 物理位置独立 可互联不同的架构 线速交换 较少的管理开销 72视频会议基础知识 2010/10 已存在的局域网和带宽可以分成更小、更有效、传输速度更已存在的局域网和带宽可以分成更小、更有效、传输速度更 高的网络高的网络 单个共享的单个共享的 10 Mbps 多个专用的多个专用的 10 Mbps 链路链路 高速交换高速交换 交换机 交换机工作方式 73视频会议基础知识 2010/10 VLAN #1 VLAN #2 VLAN #3 交换机交换机 虚拟局域网和虚拟局域网和3层交换层交换 所有的局域网在同一个网络地址 相同的物理拓扑/介质 不同的逻辑局域网 数据链路层数据链路层 网络层网络层 或或 虚拟局域网 74视频会议基础知识 2010/10 Recommendation H.323建议是有国际电信联盟电信分部 (ITU-T)发布的一个标准 ITU-T以前叫 CCITT 可参照 /ITU-T/ 是联合国的一个组成部分(参照/) 谁定义了 H.323? 75视频会议基础知识 2010/10 H.323 是一个框架协议，定义了H.225.0, H.245及其他相 关文档的用法，用来实现基于包交换的多媒体会议服务 H.225.0 定义了三种信令协议 (RAS, 呼叫信令和 “Annex G”) H.245 多媒体控制协议 基础 H.323 文档 76视频会议基础知识 2010/10 H.323协议栈 物理层物理层(IEEE802.3) 链路层链路层(IEEE802.3) H.323 网络层网络层(IP) UDP RTP RTCP TCP/UDPTCPUDPTCP 音频编码音频编码 G.711 G.723.1 G.729 视频编码视频编码 H.261 H.263 H.264 T.120 H.225.0 呼叫信令呼叫信令 H.245 H.225.0 RAS 终端控制和管理数据应用媒体控制 媒体应用、用户界面 77视频会议基础知识 2010/10 广播和组播呼叫 低成本网络电话 视频会议 电话会议 H.323 应用 78视频会议基础知识 2010/10 VideoH.261, H.263, H.264 Audio G.711, G.722, G.723.1, G.728, G.729 A DataT.120, H.239 ControlH.245 Call signaling H.225, RAS H.323 框架中包含的标准 79视频会议基础知识 2010/10 在终端之间打开呼叫控制通道或可以通过网闸路由 主/从判断 打开和关闭用来传送媒体流的逻辑双向通道 能力交换和模式请求 控制信息 控制协议: H.245 用于打开和关闭传输音频、视频和数据的逻辑信道以及容 量交换、模式请求、控制和指示 80视频会议基础知识 2010/10 在终端之间打开呼叫信令通道或通过网闸路由 呼叫信令: H.225 Q.931 定义了打包的机制和传送数据流时定义了打包的机制和传送数据流时 的同步机制的同步机制 RTP实时协议实时协议 RTCP实时控制协议实时控制协议 RAS注册注册 管理管理 状态状态 描述了媒体(音频和视频)流打包，媒体流同步、控制流打包、以及控制 消息格式 81视频会议基础知识 2010/10 终端和网闸之间的信令，或网闸与网闸之间的信令 主要使用三个字母作为命令, 通常是请求、请求确认或请求 拒绝 典型的RAS命令 RAS命令 GRQ, GCF, GRJ 网闸请求、确认、拒绝 ARQ, ACF, ARJ管理请求、确认、拒绝 RRQ, RCF, RRJ注册请求、确认、拒绝 RAS: 注册 管理 状态 82视频会议基础知识 2010/10 网关网关 电路交换电路交换 网络网络 包交换网络包交换网络 (IP) 网闸网闸 终端终端 终端终端 H.323