视频会议系统技术基础及相关协议介绍ppt课件

.,课程目标,了解视频会议系统的基本概念和系统结构了解视频会议系统相关的技术规程和协议标准,.,内容提要,视讯会议系统概述视频会议系统相关技术协议,.,视频会议的基本概念,视频会议是利用视讯技术和设备通过现代通讯网络，在远程异地以电视方式召开实时、双向、交互式的可视会议的一种多媒体通信方式,.,远程协作,商务会议,个人多媒体通信,远程教育,视频点播/IPTV,远程医疗,多媒体视讯的应用,.,终端n,传输网络,MCU,终端1,终端2,终端3,网管,视频会议系统的组成,.,多点控制单元MCU,多个终端设备之间信号的汇接处理音频、视频、数据、信令信号混合切换可实现多级级联，实现互通互控,.,多点控制单元MCU,多点控制单元（MCU）,.,MCU的特色功能,.,多个会场语音的混音,MCU的混音功能,.,多画面的功能,.,MCUZXMVC8900,。,电视墙,网管中心,IP,IP,桌面型可视电话,IP,IP,IP,IP,交换机,IP网络,WEB监控,监控融合到会议中,.,图像台(电视墙)功能,.,编码,数据,解码,数据,控制,图像,语音,视频会议终端的组成,.,H.221Rec,I.400Rec,H.320视频会议系统终端,.,H.323视频会议系统终端,.,摄像机,显示器,麦克风,扬声器,录像机,视频会议终端的相关外设,音视频矩阵,电视墙,调音台,.,终端的特色功能,.,回声抵消,.,画中画功能,画中画位置可变画中画与主画面位置也可变,.,电话接入功能,PSTN/GSM,.,横幅支持会场横幅显示，会议主题清晰明了,T.140短消息采用T.140标准协议，支持短消息群发或点对点发送，方便会议信息的及时发布和提示,字幕支持灵活的字幕设置和显示，会议通知一目了然,GMCC培训室1,现在休息10分钟，10点半继续培训,请大家把今天的讲课内容回去复习后。并把课后作业明天交上来。,短消息、字幕、横幅,.,无需额外投资，通过办公电脑您就能实时收看会议,流媒体组播功能,.,网管系统,拓扑管理故障管理配置管理日志管理计费统计管理软件升级管理,.,传输网络,PSTN/ISDNPDH/SDHDDNATMIP(LAN/Internet),.,H.323系统组成,.,网关Gateway完成通信协议H.225/H.221通信规程控制H.245/H.242视频H.264/H.263/H.261和音频G.711/G.722/G.728/G.723/G.729等的转换网守Gatekeeper对H.323终端/MCU/网关实施综合管理提供主要功能:地址翻译带宽控制接入控制网络管理,.,运营支撑层,ZXMS80GK,MC,ZXMS80网络管理,ZXMS80会议调度,ZXMS80认证计费,ZXMS80资源管理,ZXMS80顶级GK,ZXMVC8900MC,ZXMVC8900MP,动态级联,域1,域2,桌面终端ZXMVC2020S,会议室终端ZXV10T500,高清终端ZXMVC6000A,媒体交换层,用户接入层,宽带骨干网,ZXMVC8900MP,ZXMVC8900MC,ZXMS80GK,ISDN/E1,可视电话ZXV10V300,会议室终端ZXV10T502,其它厂家视讯终端,业务管理中心,认证计费中心,宽带接入网,视讯用户,营业员,业务管理员,网管中心,AAA管理员,设备管理员,视讯运营网分层结构,.,视频会议的控制方式,会议进行中，三种方式可随意切换,主席控制语音激励导演控制,.,主席会场,发言会场,申请发言会场,MCU,会议控制方式一,主席控制：主席可选看任一分会场场景，各分会场收看发言人会场的场景。在会议进行过程中，可增加和减少会场。各分会场可以向主席申请发言.,.,MCU,会议控制方式二,导演控制：在会议无主席情况下，由MCU来确定发言人。,.,MCU,会议控制方式三,自动语音切换：根据发言人音量的大小确定主会场，从而向各分会场传送其场景画面和声音。,.,点对点组网方式,系统组网逻辑结构,.,两人交谈,.,多点会议单MCU方式,系统组网逻辑结构,.,多MCU级联方式,系统组网逻辑结构,.,视频会议系统组网方案:省级-地市级-区县级,.,内容提要,视讯会议系统概述视频会议系统相关协议,.,H.310：宽带视讯系统及终端（B-ISDN）H.320：窄带视讯系统及终端H.321：定义了一种使H.320视讯终端适应B-ISDN环境的方式H.322：服务有QoS的LAN视讯系统及终端H.323：基于分组交换的多媒体通信系统H.324：低速率多媒体视讯终端（PSTN）,视频会议的国际标准,.,H.320系统的优势,H.320是一个非常成熟的标准和技术体系。采用E1和DDN专线来传输视音频数据，能够取得很好的效果。有较高的画面质量和声音质量。专线线路稳定可靠，通讯故障率较低。专有线路在安全保密性上有较好的保证。基于以上原因，行政视频会议系统基本上都是采用H.320标准，选用E1专线组网。,.,H.323系统的优势,H.323是以IP网络上建立的视频会议系统为核心。所以，尽管其受IP网络本质特性以及服务质量的影响，在视音频质量上比H.320有先天的不足，但由于背靠着日益发展的IP宽带网络，有下面两个最本质的优势用户接入灵活方便，且成本较低，也易于管理计费。能够与IP网络上其他业务相结合，实现多媒体业务的运营。,.,音频编解码协议,.,视频压缩编码的必要性,模拟信号数字化后带宽大大加宽3x(720 x576)x8x25=.PAL制模拟电视信号数字化后，实时传输需要166Mbps的带宽，存储一小时的节目要75G空间,.,视频压缩编码的可能性,空间冗余一帧图象中存在的冗余,.,视频压缩编码的可能性,时间冗余连续的多帧图象之间存在的冗余,.,视频编码技术标准的进程,.,视音频编解码技术MPEG-2标准,.,视频压缩编码标准MPEG4,1999年公布跨时代MPEG4基于对象的编码理念编码时将一幅景物分成若干在时间和空间上相互联系的视频对象，分别编码。这样可以很方便的实现对不同的对象采用不同的编码方法和表示方法。,.,视频压缩编码标准H.264,H.264是由ITU-T和ISO/IEC的联合开发组共同开发的最新国际视频编码标准。通过该标准，在同等图像质量下的压缩效率比以前的标准提高了2倍以上，2002年12月定稿。H.264/MPEG4part10:AdvancedVideoCoding(AVC)目的是获得更有效的图像压缩率，提高传输误码情况下的图像质量，支持一些新的功能。,.,H.264的优势,同其他标准相比，可节省码率：,.,H.264,H.264的三个优势:1.压缩率和图像质量方面对传统的帧内预测、帧间预测、变换编码和熵编码等算法的改进，使H.264的编码效率和图像质量在以往标准的基础上进一步提高。（1）可变块大小：帧间预测时可以灵活选择块的大小。在宏块（MB）划分上H.264采用了1616，168，816，88四种模式；当划分为88模式时，又可进一步采用84、48、44三种子宏块划分模式进一步划分，这样可以使运动物体的划分更加精确，减小预测误差，提高编码效率。帧内预测一般采取两种亮度预测模式：Intra_44和Intra_1616。Intra_44适合图像中细节丰富的区域，而Intra_1616模式更适合粗糙的图像区域。（2）高精度运动估值：在H.264中亮度信号运动补偿预测的精度是1/4像素。如果运动矢量指向参考图像的整像素位置，预测值就是该位置上参考图像像素的值；否则使用6阶FIR滤波器的线性内插获得1/2像素位置的预测值，通过取整数和1/2像素位置像素值均值的方式获得1/4像素位置的值。显然采用高精度运动估计会进一步减小帧间预测误差。,.,H.264,（3）多参考帧运动估值：每一个MN亮度块都要经过运动补偿预测得到运动矢量和参考图像索引，子宏块中的每个子宏块划分都会有不同的运动矢量。选择参考图像过程是在子宏块层次上进行的，因而一个子宏块中的多个子宏块划分在预测时使用相同的参考图像，而同一个slice的多个子宏块之间选择的参考图像可以不同，这就是多参考帧运动估值。（4）参考图像的选取更加灵活：参考图像甚至可以是采用双向预测编码方式的图像，这就允许选取与当前图像更加匹配的图像为参考图像进行预测，从而可以减小预测误差。(5）加权预测：允许编码器以一定的系数对运动补偿预测值进行加权，从而在一定的场景下可以提高图像质量。(6）运动补偿循环内的消除块效应滤波器：为消除在预测和变换过程中引入的块效应，H.264也采用了消除块效应滤波器，但不同的是H.264的消除块效应滤波器位于运动估计循环内部，因而可以利用消除块效应以后的图像去预测其他图像的运动，从而进一步提高预测精度。,.,H.264,2.抗丢包和抗误码方面参数集、片的使用、FMO、冗余片等关键技术的使用可以大大提高系统的抗丢包和抗误码性能。（1）参数集：参数集及其灵活的传送方式会大大降低因关键的头信息丢失而造成错误发生的可能。为保证参数集可靠地到达解码器端，可以采用重发的方式多次发送同一参数集，或传送多个参数集。（2）片（slice）的使用：图像可以划分成一个或几个片。将图像划分为多个片，当某一片不能正常解码时的空间视觉影响就会大大降低，而且片还提供了重同步点。（3）PAFF和MBAFF：当对隔行扫描图像进行编码时，由于两个场之间存在较大的扫描间隔，这样，对运动图像来说帧中相邻两行的空间相关性相对于逐行扫描时就会减小，这时对两个场分别进行编码会更节省码流。对帧来说，存在三种可选的编码方式，将两场合并作为一帧进行编码或将两场分别编码或将两场合并起来作为一帧，但不同的是将帧中垂直相邻的两个宏块合并为宏块对进行编码。前两种称为PAFF编码，对运动区域进行编码时场方式有效，非运动区域由于相邻两行有较大的相关性，因而帧方式会更有效。当图像同时存在运动区域和非运动区域时，在MB层次上，对运动区域采取场方式，对非运动区域采取帧方式会更加有效，这种方式就称为MBAFF。（4）FMO：通过FMO可以进一步提高片的差错恢复能力。通过片组（slicegroup）的使用，FMO改变了图像划分为片和宏块的方式。宏块到片组的映射定义了宏块属于哪一个片组。利用FMO技术，H.264定义了七种宏块扫描模式。,.,H.264,3.网络适应性方面为适应各种网络环境和应用场合，H.264定义了视频编码层（VCL）和网络提取层（NAL）。其中VCL功能是进行视频编解码，包括运动补偿预测，变换编码和熵编码等功能；NAL用于采用适当的格式对VCL视频数据进行封装打包。在H.323系统中实现H.264同等的图像质量条件下，H.264的数据压缩比能比当前DVD系统中使用的MPEG-2高2-3倍，比MPEG-4高1.5-2倍,比H.263高2倍H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的大幅增加，例如分层设计、多帧参数、多模式运动估计、改进的帧内预测等，这些都显著提高了预测精度，从而获得比其他标准好得多的压缩性能,但也限于目前的芯片处理能力和算法优化。,.,支持标准H.239活动双视频流单屏双显和双屏双显两种双流显示方式配套VBOX分辨率支持CIF（352288）、4CIF（704576）、XGA（1024768）、SXGA(12801024),双流双显,会场图像,双流单显,ZXV10T500,VGA,双视频流功能-H.239,.,视频会议系统其他协议,H.221视听电信业务中64-1920kbit/s信道的帧结构H.230帧同步控制信号与信息信号C&IH.231用于直到2Mb/s数字信道的MCUH.242端到端的互通规程H.243多个终端与MCU之间的通讯规程。H.225.0(1998),分组/解分组建议，视频、音频、数据或控制信息的逻辑信道建立规程H.245(1998),使用H.245控制信道承载管理H.323系统操作的端到端控制信息Q.931(1993),运用基本呼叫控制的ISDN用户-网络接口第三层规范,.,内容提要,视讯会议系统概述视频会议系统相关协议视频会议系统中图像编解码技术及其发展,.,SIF与CIF,SIF（StandardInterchangeFormat）MPEG-1压缩标准支持SIF图像尺寸。NTSC制是350240像素，PAL制是352288像素。CIFCIF是常用的标准化图像格式。规定分辨率CIF=352288像素。,.,D1大多数厂家特指NTSC制，是720480像素也有的厂家用来指PAL制的720576像素。4CIF规定分辨率4CIF=704576像素。,D1与4CIF,.,隔行扫描（Interlace）通过隔行绘制每个半帧行来绘制帧。NTSC广播以每秒30帧（29.97帧）表示，但实际上是由相继显示的60个半帧，即60场组成。PAL广播以每秒25帧表示，但实际上是由相继显示的50个半帧，即50场组成。需要强调的是，60/50场数据两场之间有时间差的。逐行扫描（Progressive）仅在屏幕上绘制整个帧。绝大多数的4CIF/D1产品都是隔行扫描的DVD例外,.,逐行隔行,隔行扫描（Interlace）,逐行扫描（Progressive）,.,H系列协议用的标准化图像格式,SQCIF=12896像素QCIF=176144像素CIF=352288像素4CIF=704576像素16CIF=14081152像素,.,其他常用的非标准化图像格式,HalfD1（50场/60场）=352576像素T500的ICIF2CIF=704288像素也有厂家认为2CIF=352576像素HalfD1的好处图像是两场数据，而两场数据之间的时间差为20ms（PAL制），因此图像重建后图像的变化是以20ms为单位的，连续性比CIF或2CIF高了一倍。人肉眼对垂直的分辨率比对水平的更敏感，特别是在运动场景下,.,图像格式演示,4CIF,HalfD1,2CIF,CIF,QCIF,SQCIF,.,高清标准,1080i格式，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为19201080，隔行/60Hz，行频为33.75KHz。720p格式，是标准数字电视显示模式，750条垂直扫描线，720条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为1280720，逐行/60Hz，行频为45KHz。1080p格式，是标准数字电视显示模式，1125条垂直扫描线，1080条可见垂直扫描线，16：9，分辨率为19201080逐行扫描，专业格式。,.,.,高清标准,后来7