高清视频会议系统建设技术要点分析

刘佳月

(北京赛迪工业和信息化工程监理有限公司,北京 100048)

高清视频会议系统建设技术要点分析

刘佳月

(北京赛迪工业和信息化工程监理有限公司,北京 100048)

传统的视频会议已经不能满足人们的要求,高画面质量、声音清晰流畅、与会人员参会体验要求不断提高,高清晰度的视频会议系统已经成为主流。本文对高清视频会议技术进行了分析,并对高清视频会议系统建设过程中的要点进行了总结。

高清视频会议系统 视频会议建设 视频会议技术

视频会议也叫电视会议,主要由终端设备、通信网络和和中心控制设备(MCU)组成,通过实时地传送图像和语音信息,位于不同地点的人们可以方便地发起视频会议,通过视频会议进行面对面直观交流讨论,提高了办公效率。以往的视频会议系统往往因画面不够清晰,语音延迟较大,导致严重影响会议效果。随着技术手段的提升、终端设备不断升级改进、网间带宽扩容,视频会议已迈入高清时代,高清视频会议从图像清晰度、声音流畅性等方面均有了显著的提升。下面,赛迪监理就高清视频会议中关键技术进行介绍和分析。

1 高清视频会议系统High-definition video conferencing system

高清视频会议系统是一种通过图像与声音进行交流的通讯技术,系统实时传播视频、音频信息,使会议参与者在各自的会议室中,远距离实现直观真实的交流。优良的高清视频会议系统对于会议的效果有着异常重要的作用。随着科学技术的不断发展,尤其是H.323协议的推出,使视频会议应用到越来越多的领域,诸如政府、军事、金融、电信、教育、企业等领域,视频会议都得到了广泛应用。

与传统的标清视频会议系统相比,高清视频会议系统通过提供更为清晰的画面质量、更好的声音效果,提供给与会者高效、高质量的视频体验,使与会者能够更有效的进行会议交流。此外,高清视频会议系统能够高清晰度的显示高分辨度内容,这对于某些特定领域比如医疗、地图、测绘等是至关重要的。

2 多点控制单元 (MCU)

它将来自各会议场点的信息流,经过同步分离后,抽取出音频、视频、数据等信息和信令,再将各会议场点的信息和信令,送入同一种处理模块,完成相应的音频混合或切换,视频混合或切换,数据广播和路由选择,定时和会议控制等过程,最后将各会议场点所需的各种信息重新组合起来,送往各相应的终端系统设备。

3 高清视频会议中的视频编解码协议

ITU-T H.264是一种视频压缩标准,一种被广泛使用的高精度视频的录制、压缩和发布格式。

ITU-T H.264的四个特点:(1)低码率(Low Bit Rate):和MPEG2和MPEG4 ASP等压缩技术相比,在同等图像质量下,采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8,MPEG4的1/3。H.264压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。(2)图像质量高:H.264能提供连续、流畅的高质量图像(DVD质量)。(3)容错能力强:H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。(4)网络适应性强:H.264提供了网络抽象层(Network Abstraction Layer),使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输(例如互联网,CDMA,GPRS,WCDMA, CDMA2000等)。

4 高清视频会议中的通信编解码协议

高清视频会议中的通信协议主要有两个:ITU-TH.323协议和IETFSIP协议。

4.1 ITU-T H.323

一套在分组网上提供实时音频、视频和数据通信的标准,是 ITU-T(国际电信联盟远程通信标准化组织)制订的在各种网络上提供多媒体通信的系列协议H.32x的一部分。H.323协议被普遍认为是目前在分组网上支持语音、图像和数据业务最成熟的协议。

H.323协议的三部分组成:信令控制模块、媒体传输模块和数据会议模块。

(1)信令控制模块主要负责接入终端的认证和协调接收方和发送方之间的约定,实现对媒体流的实时控制;(2)媒体传输模块又分为音频传输模块和视频传输模块,主要负责音视频数据在发送方和接收方的传输,模块中的RTCP(实时运输控制协议)又能够对传输服务质量提供保证;(3)数据会议模块则负责视频会议中业务功能的实现,如图片共享、文件传送和白板等功能。

4.2 IETF SIP

SIP(会话初始化协议Session Initiation Protocol) 协议是IETF (互联网工程任务组)提出的一种采用基于文本编码方式的实时多媒体应用的信令标准,用于建立、修改和终止双方或多方的多方媒体会话。

SIP会话组成:用户代理、注册服务器、代理服务器和重写向服务器。

(1)用户代理管理SIP会话的终端设备,当出现SIP请求时它通知用户,同时代表用户响应请求;(2)注册服务器接收用户的注册请求,完成用户地址的注册工作,注册服务器中包含有所有用户代理的位置信息;(3)代理服务器既是服务器又是用户的媒介程序,代表其他用户发起请求;(4)重定向服务器实现将会话请求定向到外部域。

5 高清视频会议中的音频编解码协议

ITU-TG.719是ITU-T第一个真正的宽频音效编解码协议,于2008年6月13日被其接受。

单声道编码的码率在32～128kbit之间,双声道编码的码流在64～256kbit之间,采用48KHz采样,最高提供20KHz的频宽效果。端到端时延40ms,运算复杂度17.7MIPS,由Polycom(宝利通)与爱立信共同合作完成。

G.719广泛应用于语音及音乐编码,尤其在是视频会议行业,已被多家厂商所采纳。

6 高清视频会议中的双流编解码协议

6.1 ITU-T H.239

2003年7月,ITU批准了H.239标准,该标准支持“Additional Media Channels for H.3xx System”。即在一次呼叫建立媒体连接后,在两个H.239终端之间传送两路媒体流,这两条媒体流共享呼叫带宽。这样仅需要通过共享网络带宽便能使用户得到更多的信息,无需要更多的资源,通过最小的代价获得更多信息。基于此项技术,视频用户可以得到双流视频服务,可以实现在会议系统中同时传送和显示多路视频信息。

目前业界通常讲的双流技术可以看成H.239的一种应用,即在传输活动图像的同时,把高清晰度的图文信息一起传到对方去。对方的编解码设备可以解出活动图像和高分辨率的图文,这样可以通过相同的带宽将图像传到多个会议点去,且使对方可以很清晰地把文件显示出来。

6.2 BFCP协议

BFCP协议是由IETF的RFC 4582定义的发言权控制标准协议。BFCP协议(Binary Floor Control Protocol)中定义了发言权参与者(Floor Participant)、发言权控制服务器(Floor Control Server)和发言权主席(Floor Chair)三种角色,以发言权控制服务器为中心,采用集中式控制模式,对发言权参与者和发言权控制服务器之间、以及发言权控制服务器和发言权主席之间的通信规范进行了详细的13种定义和说明。BFCP定义了18种不同的属性,这些属性都遵循“类型-长度-值”的格式。

7 高清视频会议系统设计原则

(1)系统的视频编码技术应当采用视频压缩算法H.264,高清图像标准720P(1080P)和宽频语音技术,实现高清晰度画质、高保真音质,同时控制网络延时在较低水平,充分保证高清视频会议的高质量;(2)提高通讯网络的稳定性,为视频系统预留足够的带宽;(3)提高视频会议系统不间断性。会议终端和MCU之间具有自动恢复链路功能。若会议中发生线路问题造成瞬间中断,有能力在极短时间内恢复;(4)具备视频会议管理系统,满足查询日志功能,运维人员可以通过查询运行日志随时了解设备运行状况并解决问题;(5)提高网络的安全性,高清视频会议往往会涉及重要会议。网络搭建、视频接入过程中要充分做好保密措施,针对网络管理设备做好严格的安全保护措施。

8 高清视频会议系统建设要点

北京赛迪工业和信息化工程监理有限公司专业监理工程师结合自身工作经验,总结往期项目建设要点,对高清视频会议系统建设总结如下:(1)设备要求。所有的终端到显示设备都是高清兼容设备,都要支持高清数据压缩解码以及显示,从而视频与会者都可以享受高清视频。这些终端包括摄像头、高清视频显示器(液晶、等离子或投影仪)、高保真音响系统、高清视频会议终端、高清接入的MCU等。(2)带宽要求。足够的网络带宽保证,高清视频会议要求最低的数据传输速率为768Kbps,最好带宽可以达到1至2M,一些集团型高清视频会议系统带宽要求至少满足4M。(3)QoS机制。拥有QoS的网络能够识别哪种应用产生哪种数据包。根据用户需求进行个性化定制,如传输延迟、抖动、丢失率、带宽要求、吞吐量等指标,保证高清视频会议效果的稳定性。(4)备份措施。在高清视频会议系统建设中,建议增加视频延时器,搭建“一主一备”两套独立的系统,确保现场会议播放流畅。

9 结语

高清视频会议已经成为信息化办公中必不可少的部分,凭借其连续、流畅和高清晰度的画面,给与会者带来身临其境面对面的感受,极大地提高视频会议的用户体验,解决了以往视频会议中画面质量低、语音不同步、网络延迟等弊端。随着我国政府13年发布的“宽带中国”战略实施方案,强有力的推进了我国公共基础设施建设,高清视频会议将得到了越来越广泛的应用。高清视频会议赛迪监理将继续借鉴自身丰富的视频会议建设项目经验,不断提高自身专业实力,发扬严谨细致的工作精神,为业主单位提供最优质的监理服务。