会议电视基础培训V21.ppt

视讯市场技术部 会议电视基础培训 Page1 目录 会议电视概念发展历史和趋势系统结构相关技术框架协议 Page2 会议电视 定义 电话只闻其声 不见其人 不能 面对面 交流会议电视不但能听见对方的声音 还能看见对方的图像会议电视是集语音 图像 数据于一体的一种交互式的多媒体信息业务 是基于通信网络上的一种增值业务 Page3 会议电视 基本概念 功能身处异地的人们 希望能象同在一间屋子一样 方便的召开会议理解了这个由来 就能理解会议电视的精髓 以及这个系统的各种功能概念会议电视系统 为参与会议的人提供了一个虚拟的会议室 满足象真实会议室一样所需要的控制 声音和图象 北京 上海 深圳 巴黎 虚拟会议室 Page4 会议电视概念 功能 从功能来看 会议电视有三大功能 1 音频通信 2 视频通信 3 数据通信 从应用来看 会议电视可以应用于下列场合 技术交流 教学培训 例行会议 汇报工作 传达精神 军事指挥 现场直播 采访新闻 远程医疗 实时股评 Page5 会议电视概念 场景 Page6 会议电视应用模式 点对点 点对点应用模式2方与会不需要MCU主要用于参与交流人数较少的应用场景对交互性有较高的要求 承载网 本地会场 远端会场 Page7 会议电视概念 应用模式 小容量多点会议模式3 10方与会需要MCU主要用于小范围的沟通对交互性有较高要求 承载网 会场1 会场2 会场3 MCU Page8 会议电视概念 应用模式 大容量多点会议模式数十方甚至数百方与会需多MCU级联主要用于大型的政策宣讲 报告等方式的会议一般要求会议管理人员对可靠性有较高要求对交互性要求不高 上级MCU 下级MCU1 下级MCU2 Page9 会议电视概念 用户群 会议电视的用户群 电信运营商 电信 移动 联通政府机关 各级政府 外交部国家部委 如电力 水利 气象 公安 税务局 邮政局 证券交易所等军队 如北京军区 沈阳军区 广州军区 湖南军区等大型企业 如世界500强 华为公司 各大酒店 会议中心 大学 如北大 清华 哈尔滨大学 郑州大学等 Page10 会议电视概念 常用名词解释 会议电视 视频会议 视讯会场 点 方15个会场 15个点 15方导演 管理台导演控制 通过管理台进行控制主会场 最重要与会人物所在的会场管理员 会议召开时对会议进行控制的人员一级网 二级网 三级网 Page11 目录 会议电视概念发展历史和趋势系统结构相关技术框架协议 Page12 发展历史和趋势 发展历史 60年代初 模拟会议电视系统逐渐商用 60年代末期 在压缩编码技术推动下 由模拟系统转向数字系统 80年代初期 非标2Mbit s彩色数字会议电视系统推出 80年代末 CCITT ITU T前身 形成了H 200系列建议 规定了统一的视频输入输出标准 算法标准 误码校验标准及一系列互通的模式转换标准 解决了不同厂商的设备互通问题 极大地推动了会议电视的发展 1990年CCITT发布了H 320标准 主要针对电路交换的窄带ISDN网 1996年 IP网络迅速发展成为一种主要的传输网络 为了实现在IP网络上开展视讯业务 ITU T发布了H 323的视讯标准 Page13 视频技术发展趋势 CIF 4CIF 720p 1080p CIF时代 图像达到VCD效果分辨率101 376像素 352 288 4CIF时代 图像达到DVD效果分辨率405 504像素 704 576 720p时代 图像达到9CIF效果分辨率921 600像素 1280 720 1080p时代 图像达到20CIF效果分辨率2 073 600像素 1920 1080 高清晰是视频技术发展的主线之一 Page14 720p和4CIF图像比较 采用相同视野范围 这里取的是相同高度 的话 则在图像的清晰度和细腻程度上有较大不同 Page15 720p和4CIF图像比较 图1 720p16 9的图象效果 视野范围更为宽广 图2 4CIF在相同分辨率下为4 3图象效果 视野范围较720p有所缩小 在垂直解像度 线数 相同的情况下 720p的视野更宽 16 9 4 3 Page16 远程呈现 华为网真会议室A 真人大小 眼对眼 面对面圆桌会议体验 远程虚拟人物呈现 改变 视界观 Page17 音频技术发展 高保真 立体声 低延时 Page18 AAC LD宽频语音 AAC LD全称AdvancedAudioCoding LowDelay 即高级音频编码低延迟规格协议AAC支持高采样率48K 达到CD音质AAC的编解码20ms的延时 mp3的编解码至少延时100ms相同的音质 AAC占用的带宽比MP3少30 卓越的音频算法 保证更好的音频效果 Page19 视讯 数据 技术发展 标准化 易用 更高分辨率 Page20 发展历史和趋势 发展趋势 窄带 H 320 宽带 H 323 标准清晰度 CIF 高清 720P 1080P 窄频语音 电话音质 宽频语音 语音CD音质 非标协议 标准化 基本的视频通讯 身临其境的体验独立的视频通讯 与IT 3G等的融合 Page21 目录 会议电视概念发展历史和趋势系统结构相关技术框架协议 Page22 基本的会议电视系统 组成 Page23 基本的会议电视系统 MCU 多点控制单元视频交换音频混合数据处理 包括会议控制 数据会议等 多点控制单元是会议电视的控制核心 当参加会议的终端数量多于2个时 必须通过MCU来进行控制 通过MCU完成终端之间图像交换 混音及控制 Page24 会议电视产品 MCU MC多点控制单元 完成与会议电视终端之间控制信息的交互 MP多点处理单元 完成会议电视体系中音 视频和数据的相关处理 MC MP MP MP Page25 1 MCU在视频会议系统中处于媒体交换层 是整个体系的核心部件 2 主要功能包括 码流转发 混音 多画面 速率适配等 3 一般情况下 MCU只需将指定会场画面直接转发到需要观看的终端或者广播式转发给所有终端 MCU基本原理 构成 Page26 会议电视产品 MCU 音频混合在真实地会议室中 与会者总是能听到所有人的声音 同时在声音很多时 人耳也只是听到声音比较大的 会议电视系统中对声音的处理模仿真实的会议室 对所有的声音进行解码 混音合成 编码 发送给与会者 同时执行以下混音策略 1 通常只对声音很大的几路进行混音 以免声音嘈杂 2 可以控制声音不发送到某路终端 3 可以控制不处理从某路终端接收的声音 Page27 多画面 通过对多画面中的各个终端图像进行解码 再编码成一路组合画面 传送给所有观看多画面的终端 MCU基本原理 多画面 组合画面 原始图像 媒体流处理 MCU 终端2 解码 编码 子画面1 子画面 子画面 子画面2 终端1 组合图像 一个多画面会议需要一路编码资源 有几个子画面需要几路解码资源 多个会议有多画面则相应累加 Page28 发送端和接收端如果视频协议 格式和带宽一样 MCU会直接转发三者有任一不一样需要把发送端的图像格式翻译成接收端的图像格式 A终端H2634CIF2M B终端H263CIF512k C终端H264720P4M A发给B的图像码流 B发给C的图像码流 C发给A的图像码流 解码 编码 MCU内部 本图所示会议场景 A观看C C观看B B观看A不同的线粗表示不同的带宽或协议 一个会议 最多有n条种观看路径 MCU基本原理 速率适配 Page29 广播点名模式下需要速率适配路数 视频协议 格式 速率任一不一致都看做速率不一致 此模式下 被点名会场被所有会场观看 被点名会场 分会场 分会场 分会场 主会场 与被广播会场的速率不一样的会场需要一路速率适配资源 但相同速率会场看被点名会场 只需一路适配资源 一个会议 有P种速率 最多需要P路速率适配资源 MCU基本原理 速率适配 Page30 任意观看模式下需要速率适配路数 任意观看模式 会场1 会场2 会场3 分会场n 此模式下 会场可以观看任何其他会场极限情况下 任何会场速率都不一致 任何会场都可以找一路和自己不同速的会场来观看n个会场观看路径的极限是n 一个会议 有n个会场 最多需要n路速率适配资源 这种情况仅限于理论 实际中几乎不会存在 MCU基本原理 速率适配 Page31 会议电视产品 MCU 原理 会议控制召开 结束会议延长会议添加 删除会场广播 观看单画面 多画面切换静音 闭音 Page32 基本的会议电视系统 通信网络 完成数据的双向透明传输 要组成一个完整的会议电视系统必须经通信网络把终端设备与MCU连接起来 传输信道可以是光纤 电缆 微波或卫星等方式 通信网络可为E1 IP ISDN 随着基于TCP IP的因特网的发展 IP宽带网已经成为承载视讯业务的主要网络 Page33 图像 语音重现用户交互 控制网络连接 基本的会议电视系统 终端 Page34 会议电视产品 终端 功能 上行方向 1 采集终端语音 数据 视频信号 2 编码发送到传输网络 下行方向 1 接收从传输网络输入的语音 数据 视频信号 2 分发 解码 输出到相应终端 将声音 视频信号播放出来 会议控制1 申请发言 观看会场 2 申请主席 会议控制 3 召集会议 Page35 会议电视产品 终端 原理 A D 图像格式转换 编码 摄像机 4 2 2YUV CCIR601 CIF QCIF 字幕叠加 A D 编码 前端处理 麦克风 回声抵消 音量控制 时延调整 唇音同步 协议选择 视频编码 语音编码 解码过程类似 稍有差异 Page36 视频连接示意 768Kbps Page37 终端音频连接示意 Page38 问题 1 MCU的主要作用有哪些 2 终端的主要功能有 3 多画面和电视墙相比各有什么优缺点 Page39 目录 会议电视概念发展历史和趋势系统结构相关技术框架协议 Page40 会议电视相关的技术 一 信息压缩技术 二 会议控制技术 三 数据接口技术 四 国际标准化 Page41 会议电视技术 信息压缩技术 信息压缩技术声音 图像在不失真编码后的码流速率很高 如一路模拟电视信号数字化后的码流速度是160Mbit s 如果不采用数据压缩技术 一路数字图像将占用几千条电话信道 在有限的带宽内 为了得到逼真的声像效果 必须采用信息压缩 Page42 语音信号的采样 数字音的等级 音频采样 人耳能听到的频率范围16Hz 20kHz 而普通电话的频率范围为200 3 4kHz 音乐频率范围为20 20kHz 采样频率至少是语音信号最高频率的两倍 Page43 音频编解码技术 采样后语音信息比图像信息少得多 但数据量仍然比较庞大一个采样率为44 1KHz 采样大小为16bit 双声道的PCM编码的WAV文件 它的数据速率则为44 1K 16 2 1411 2Kb s语音的编码方法分为三类 基于语音波形进行编码的波形编码 如G 711 基于语音特性参数进行编码的参数编码 在低速语音编码应用最多的将前两种方法混合使用的混合编码 如G 728 主要的音频压缩方法有 G 711 G 722 G 728 G 723 1 G 729 G722 1 AAC LD AAC LC Page44 音频编解码概要 G 711为例 G 711建议一种典型的采用波形编码的压缩编解码方法 可以获得较高的语音质量 但数据压缩率低 G 711建议描述了PCM的U律 A律 压缩 如下图所示 采样率为8kHz 12bit线性A D变换为数字信号 再经过对数PCM后压缩为8bit 一路音频为64kbit s Page45 常用音频编码方法对比表 MOS 语音质量主观打分 频宽指可采样的最高频率 Page46 视频基本概念和知识 常用格式介绍 监控系统中也把4CIF称为D1 DVD分辨率为720 480 576 ICIF就是我们系统中的50 60场 也称为2CIF Page47 三大电视制式 美 日标准720 480分辨率30fps 欧 中标准720 576分辨率25fps 法国标准720 576分辨率25fps 电影的播放速度是24帧 秒 PAL制电视是25帧 秒 NTSC制电视是30帧 秒 普通电视多采用隔行扫描 每帧由偶数场和奇数场两场组成 电脑显示器采用逐行扫描 最新液晶显示器采用自身发光而不是以往的电子扫描模式 效果相当于逐行扫描 一般兼容隔行扫描 Page48 HDTV HDTV有三种显示格式 分别是 720P 1280 720 逐行 场频为25 30或60 1080i 1920 1080 隔行 场频50 60 1080P 1920 1080 逐行 场频为24 25或30 常见的两种显示模式是720P和1080i 1080i是目前大多数国家普遍采用的一种模式 也包括我国 它的分辨率为1920 1080 拥有207 3万像素 在原本采用NTSC制式的国家如美日韩 他们规定的1080i仍然采用60Hz场频 这主要是为了与其以前的标准接轨 而我国规定1080i采用的是50Hz场频 也与以前PAL制式的场频相同1080P目前并不是民用领域使用的标准1080P对摄像机 带宽有更高的要求 主要在专业领域应用 如1080p 30Hz在拍摄完毕后可以方便地转换为1080i 60Hz的图像 Page49 视频编解码技术 图像压缩利用图像固有的统计特性 信源特性 以及视觉生理 心理学特性 信宿特性 或者记录设备和显示设备的特性 如电视监视器 等的特性 从原始图像中经过压缩编码提取有效的的信息 尽量去除无用或用处不大的冗余信息 按照压缩编码所采用的算法不同 图像压缩编码的方法有三类 消除图像时间冗余度的预测编码方法 从时间域 消除图像空间冗余度的交换编码方法 从空间域 将前面两者结合起来使用的混合编码 主要的视频压缩方法有 H 261 H 263 H 263 H 264 MPEG 2 MPEG 4等 目前会议电视主流应用为H 264协议 Page50 视频的核心技术 H 264 高压缩比2 5Mbits s的MPEG 2质量 相当于2 0Mbits s的H 263质量 相当于1 2Mbits s的H 264质量 高清晰度的视频质量同等带宽下 H 264在运动图像 图像细节 图像边缘的视频质量大大提高 形象的比喻 MPEG 2象是用毛笔画画 H 263 MPEG 4象是用水彩笔画画 则H 264象是用细铅笔画画 容错能力强 网络适应性强 高效视频压缩标准引领了视讯的发展 Page51 H 264协议特色介绍 H264标准是ITU T和MPEG两个组织共同制定的视频压缩标准 也称为MPEG4的Part10 从1998年正式提议 直到2004年5月份定稿 历时6年 是目前为止编码效率最高的视频压缩标准 在图像质量上 H264只要一半的带宽就可以达到H263效果 不过运算量也是H263的几倍 H264相对之前的压缩协议使用了很多新技术 多参考帧 7种宏块编码模式四分之一像素的运动估计 如16 1613种帧内预测 4x4的整数变换 自适应的系数编码 更加精确的量化 灵活的宏块组织形式 16pixels 16pixels 宏块 原始文件的大小如果为88GB 采用MPEG 2压缩标准压缩后变成3 5GB 压缩比为25 1 而采用H 264压缩标准压缩后变为879MB H 264的压缩比达到惊人的102 1 Page52 会议电视技术 多点控制技术 多点控制技术会议电视业务是一种多点间双向通信业务 限于目前通信网的现状 多点间视讯会议信号的切换 必须由专门用于多点视讯会议切换设备 多点控制单元 MCU 来完成 Page53 会议电视技术 传输接口技术 传输接口技术视讯会议是基于通信网络的一种增值业务 视讯会议系统必须根据不同通信线路 不同的传输特性来进行多媒体数据的传输 视讯会议终端必须将本端的复合码流转换成传输网络所能接受的数据格式 信号格式和互控协议 然后经过网络接口送到传输网络 Page54 各类常用视频接口 标清 高清 YPbPr YCbCr VGA AV 莲花头 CVBS RCA Page55 会议电视技术 国际标准化 国际标准化标准化使视讯会议得到长足的发展 使加入的厂商越来越多 技术也更先进 应用更广泛 每套H 3xx标准由一系列各种不同用途的标准组成 具体规范了图像 语音编码 网络接口 多点联网 数据传输 码流复用 通信控制等方面的技术要求 目前最为流行的是基于IP的H 323建议的视讯会议系统 随着IMS的发展 SIP协议会议电视系统的应用将逐渐广泛 Page56 问题 1 协议H 264的主要作用是 2 AAC LD与G 722 1相比有哪些特点 3 哪些视频接口支持高清 各有什么特点 Page57 目录 会议电视概念发展历史和趋势系统结构相关技术框架协议 Page58 框架协议 总介 线路类型 ISDN E1 V35 DDN等电路线路 技术成熟 专网专用 是对于安全保障敏感的行业的首选 在图像质量 稳定性等方面都有所保证 但是难以充分利用当前网络资源 且建设和使用费用较为昂贵 线路类型 LAN ADSL等IP线路 目前视频会议应用的主流 H 323协议比较复杂 但已非常完善 H323采用集中控制模式非常便于管理 其局限性是易造成瓶颈 不适合大规模应用 视讯系统 H 323体系 H 320体系 SIP体系 SIP协议基于文本 简单易用 可扩展性强 主要在VoIP领域应用 有向视频发展的趋势 随着IMS IP多媒体子系统 的发展 SIP的会议电视系统将会越来越广泛 Page59 H 323协议体系 媒体控制 H 323 信令控制 H 239 H 235 H 245 H 225 T 120 T XXX RTP RTCP Q 931 RAS Page60 框架协议 H 323协议体系 协议简介 H 323 协议框架 描述以下协议如何协同工作H 225 定义呼叫信令 Q 931 以及节点和GK RAS 之间的通信H 245 会议控制协议 用于能力和媒体控制RTP RTCP 实时传输协议 用来传输视 音频流T 120系列 如何召开数据会议H 239 双流H 283 远程摄像机控制 FECC H 235 有关安全方面的一种标准 Page61 框架协议 H 323协议体系 体系图 Page62 框架协议 H 323协议体系 终端 Page63 框架协议 H 323协议体系 MCU 终端 终端 终端 传输