視頻會議基礎知識培訓培訓教材

視頻會議概述視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境視頻會議音頻和視頻視頻會議數(shù)據(jù)壓縮技術視頻會議系統(tǒng)結構視頻會議系統(tǒng)國際標準議程安排Videoconference視頻會議視訊會議電視會議會議電視電視電話會議視頻會議名稱什么是視頻會議？視頻會議就是利用電視的技術和設備通過傳輸信道在兩地或多個地方進行開會的一種通信手段，它實現(xiàn)了遠距離的面對面開會的目的。與傳統(tǒng)會議相比，電視會議運用高科技的視聽通訊技術，達到了節(jié)省會議差旅費用、節(jié)省開會時間、提高工作和決策效率的目的。按通信網(wǎng)絡POST、LAN、ISDN、ATM、Internet按傳輸內(nèi)容文件會議、數(shù)據(jù)會議、可視會議、動態(tài)視頻會議按終端配置PC架構、非PC架構會議室型、桌面型分體式、一體化視頻會議類型（一） 按媒體選擇媒體可選系統(tǒng)、媒體固定系統(tǒng)按與會者參加方式點對點、多點視頻會議類型（二） 視頻會議的發(fā)展及現(xiàn)狀 幾種不同的多媒體會議國際建議視頻會議的關鍵技術（一）高速多媒體通信網(wǎng)絡及多媒體傳輸協(xié)議實時協(xié)議、資源預留、QoS控制、多址廣播多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術H.261、H.263、H.263+、H.264G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729視頻會議的關鍵技術（二）視頻分層編碼與傳輸技術（1）時間分層：即時間域抽樣，通過調整視頻流的時間分辨率來適應信道的變化（2）空間分層：將各單幀圖像分成不同空間分辨率的層次信息進行傳輸，通過調整圖像空間分辨率來適應信道的變化（3）信噪比分層：將各單幀圖像分成不同信噪比的層次信息進行傳輸，通過調整圖像信噪比來適應信道的變化。視頻會議的關鍵技術（三）群組通信將數(shù)據(jù)同時傳送到群組中的所有成員視頻會議的關鍵技術（四）同步機制媒體同步：同步回放各個媒體流群同步：一個用戶發(fā)送的流媒體信息在所有接收的用戶中同時進行回放視頻會議的關鍵技術（五）差錯控制技術和流量控制技術流量控制技術：預防式和反饋式差錯控制技術：選擇式重發(fā)和前向糾錯編碼FEC視頻會議的關鍵技術（六）多媒體會議系統(tǒng)的性能評估視頻尺寸幀率碼率視頻會議的關鍵技術（七）其他多媒體數(shù)據(jù)庫人機接口視頻會議發(fā)展方向高性能、多功能協(xié)同性智能化集成化視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)絡信息交換技術線路交換：開始通信之前通信雙方由線路交換中心建立物理連接，維持連接的時間長短取決于消息交換的需要。線路交換機線路交換機線路交換機ModemAB數(shù)字鏈接ISDN模擬鏈接時分復用技術TDM頻分復用技術FDM4kHz4kHz鏈路/鏈接(Link)………槽幀視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)絡信息交換技術包交換：發(fā)送端把整個消息分割成許多小的數(shù)據(jù)塊，經(jīng)過包裝并“貼上”標簽之后再發(fā)送到網(wǎng)絡；接收端把接收到的信息包拆開后重新拼接成原來的完整信息。ABE10Mbps1.544Mbps28.8Kbps視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)絡信息交換技術面向連接服務與無連接服務面向連接服務：在開始發(fā)送信息包之前發(fā)送端和接收端要進行溝通，建立直接連接，并提醒對方準備接受信息包，然后才開始進入信息包地傳送過程。TCP確認流量控制擁擠控制無連接服務：發(fā)送端簡單地把信息包送到網(wǎng)絡上，沒有擁擠控制功能，也沒有流量控制功能。UDP視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)絡信息交換技術網(wǎng)絡分類遠程通信網(wǎng)絡線路交換網(wǎng)絡信息包交換網(wǎng)絡時分多路復用TDM頻分多路復用FDM虛擬線路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)際多目標廣播概念單目標傳送——每個信息包都使用一個唯一的IP地址，一次只給一個節(jié)點（主機）傳送。D2D3D1D1D2D3D1D2D3D1D2D3互聯(lián)網(wǎng)絡視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)際多目標廣播概念網(wǎng)際多目標廣播——把消息一次性地同時傳輸給N個目標站點互聯(lián)網(wǎng)絡DDDDDD視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)際多目標廣播環(huán)境TCP/IP協(xié)議堆中可支持IP多目標廣播軟件支持網(wǎng)際主機組管理協(xié)議IGMPIP多目標廣播應用軟件在WAN中需要所有路由器都具備多目標廣播的功能在WAN中需要能夠識別防火墻視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術網(wǎng)際多目標廣播多目標廣播樹過程(1)廣播源把數(shù)據(jù)或者廣播通知發(fā)送給所有路由器(2)不想?yún)⒓佣嗄繕藦V播的終端逆向發(fā)送一個刪除消息(3)刪除沒有成員的分支和不在最短路徑樹上的分支。(4)在廣播源生成最短路徑樹(5)使用聯(lián)結和刪除功能改變成員之間的關系多目標廣播路由協(xié)議DVMRP距離矢量多目標路由協(xié)議MOSPF多目標廣播開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議PIM協(xié)議獨立多目標廣播視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術實時傳輸協(xié)議和實時控制協(xié)議實時傳輸協(xié)議RTPRTPUDP套接接口視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術實時傳輸協(xié)議和實時控制協(xié)議RTP信息包標題域1.有效載荷類型——會話過程改變音視頻編碼2.順序號——接收端用于檢查是否丟包3.時間戳——去除網(wǎng)絡抖動和播放同步4.同步源標識符——標識信息包流的起源RTCP實時傳輸控制協(xié)議RTCP用于監(jiān)視服務質量和傳送有關與會者的信息。通過端口號區(qū)分RTP和RTCP。封裝統(tǒng)計報表。視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術實時傳輸協(xié)議和實時控制協(xié)議實時流放協(xié)議RTSP應用層為流媒體提供可靠的播放性能數(shù)據(jù)源可以是現(xiàn)場也可以是存儲的工作在RTP上層視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術資源預留協(xié)議資源預留協(xié)議RSVP特性1：保留多目標廣播樹上的帶寬，單目標廣播是一個特殊情況特性2：接收端導向不同類型的接收器視頻會議網(wǎng)絡環(huán)境及交換技術資源預留協(xié)議接納測試測試所被申請的帶寬是否超過鏈路本身的能力路由器的功能路徑消息發(fā)送端到接收端判斷是否轉發(fā)預留信息預防帶寬保留過多數(shù)字音頻和視頻數(shù)字音頻聲音與聽覺人的聽覺范圍：頻率20~20000Hz,幅度0~120dB語音頻率：300~20000Hz聲音信號數(shù)字化從模擬過渡到數(shù)字模擬信號與數(shù)字信號聲音信號數(shù)字化采樣頻率采樣精度數(shù)字音頻和視頻數(shù)字音頻聲音信號數(shù)字化聲音質量與數(shù)據(jù)率數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻彩色電視制式PAL、NTSC、SECAMPAL（逐行倒相正交平衡調幅制式）：1962年德國定義，德國、英國、中國、朝鮮等NTSC（正交平衡調幅制式）：1952年美國國家電視標準委員會定義。美國、加拿大、中國臺灣、日本、韓國、菲律賓等SECAM(順序傳送彩色與存儲制式)：法國制定，法國、蘇聯(lián)及東歐國家數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻電視掃描和同步數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻彩色電視機用Y，C1,C2色彩表示法表示亮度和兩個色差信號PAL中，C1,C2分別表示U，V兩個色差信號NTSC中，C1,C2分別表示I，Q兩個色差信號數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻彩色電視信號類型復合電視信號：包含亮度信號、色差信號和所有定時信號的單一信號分量電視信號：每個基色分量作為獨立的電視信號。每個基色可用RGB表示，也可用亮度-色差表示，如YUV、YIQS-Video信號：亮度和色差分離，是復合和分量的一種折中方案減少亮度和色差之間的交叉干擾提高亮度信號帶寬數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻電視圖像數(shù)字化分量初始化從復合彩色電視圖像中分離出彩色分量，然后用三個A/D轉換器分別數(shù)字化用一個高速A/D轉換器對復合彩色電視圖像數(shù)字化，再在數(shù)字域中分離分量。為了既可用625行又可用525行的電視圖像，CCITT規(guī)定了公用中分辨率CIF,1/4公用中分辨率QCIF數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻電視圖像數(shù)字化CIF和QCIF數(shù)據(jù)壓縮技術多媒體數(shù)據(jù)壓縮依據(jù)空間冗余時間冗余信息熵冗余結構冗余知識冗余視覺冗余其他冗余數(shù)據(jù)壓縮技術語音編碼語音編碼技術波形編碼器：話質高，數(shù)據(jù)量大音源編碼器：話質低，數(shù)據(jù)量低混合編碼器：話質和數(shù)據(jù)量都介于上者之間語音編碼國際標準G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729數(shù)據(jù)壓縮技術音頻編解碼器對照緩存時延=幀大小+先導時延計算時延取決于算法復雜度音頻協(xié)議音頻頻率傳輸碼率G.711300hz-3.4khz64kbpsG.72250hz-7khz64/48kbpsG.722.150hz－7kHz24-32kbpsG.728300hz-3.4khz16kbpsG.723300hz-3.4khz6.3kbps數(shù)據(jù)壓縮技術數(shù)據(jù)壓縮技術視頻編碼數(shù)字圖像編碼技術無失真編碼，利用圖像的統(tǒng)計特性來進行數(shù)據(jù)壓縮，Huffman碼率失真編碼，將失真限制在某一允許限度以內(nèi)，使圖像編碼達到更高壓縮比的編碼方法，預測編碼和變換編碼數(shù)據(jù)壓縮技術視頻編碼視頻編碼技術H.2611990年12月國際標準化組織MPEG11992年ISO和國際電工委員會MPEG21994年MPEG組織H.2621994ITU-T組織H.2631995和1996ITU-T組織MPEG41994年開始MPEG專家組H.2642001年開始JVT（JointVideoTeam，視頻聯(lián)合工作組）組織，它由ITU-T和ISO兩個國際標準化組織的有關視頻編碼的專家聯(lián)合組成。數(shù)據(jù)壓縮技術視頻編碼視頻編碼國際標準——H.261與H.263電視會議視頻協(xié)議H.261CIF、QCIFH.263CIF、QCIF、4CIFH.263+CIF、QCIF、4CIF、16CIFH.264CIF、QCIF、4CIF、16CIF、XGA電視會議的圖像格式CIF352列×288行(基本格式，也是電視機的基本分辨率)QCIF176列×144行4CIF704列×576行SVGA800列×600行XGA1024列×768行數(shù)據(jù)壓縮技術視頻編碼H.263的改進運動補償采用了半像素精度并使用環(huán)形濾波器編碼器的參數(shù)達到最優(yōu)，已取得更低的碼流，并能進行有效的差錯掩蓋和恢復采用了四種可選項用以提高執(zhí)行效率H.263的編碼器能夠只用H.261一般的碼率就能獲得同H.261相同的解碼圖像質量MCU視頻會議系統(tǒng)結構系統(tǒng)結構物理系統(tǒng)結構通信網(wǎng)絡可以是PSTN,LAN,ISDN,FDDI/ATMMCU不是必需的終端系統(tǒng)在同一個視頻會議系統(tǒng)中的配置不一定要完全一致，但要符合同樣的國際標準MCUMCUMCU終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡VideoServer點對點多點視頻會議系統(tǒng)結構

視頻會議系統(tǒng)結構系統(tǒng)結構邏輯系統(tǒng)結構會議管理通信服務多點控制共享白板共享文件共享應用實時音頻實時視頻音/視頻同步視頻音頻處理協(xié)作處理視頻會議系統(tǒng)結構視頻輸入輸出音頻輸入輸出會議控制音視頻編解碼器用戶接口網(wǎng)絡接口數(shù)據(jù)多路復用通信網(wǎng)絡通道終端結構Network編解碼器（CODEC)視頻輸入設備音頻輸出設備音頻輸入設備視頻輸出設備網(wǎng)絡接口信息采集信息還原信息處理信息傳輸視頻會議系統(tǒng)結構終端結構B視頻會議系統(tǒng)結構組網(wǎng)結構點對點會議管理會議終端會議管理會議終端A接口接口控制協(xié)議通信網(wǎng)絡視頻會議系統(tǒng)結構組網(wǎng)結構多點單MCU星型層級TATFTETDTCTBMCU單MCUMCUMCUMCUMCUVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCT星型視頻會議系統(tǒng)結構組網(wǎng)結構多點層級視頻會議系統(tǒng)結構組網(wǎng)結構多點控制單元(MCU)終端(Endpoint)網(wǎng)絡視頻會議系統(tǒng)結構組網(wǎng)結構視頻會議網(wǎng)關(Gateway)網(wǎng)絡類型2多點控制單元(MCU)終端(Endpoint)網(wǎng)絡類型1視頻會議系統(tǒng)結構組網(wǎng)結構MCU視頻信號音頻信號數(shù)據(jù)信號組網(wǎng)結構MCU從終端接收音頻、視頻和數(shù)據(jù)混合音頻選擇視頻源傳送會議音頻、視頻到終端視頻會議系統(tǒng)結構MCU：MC+MP

MC-傳統(tǒng)MCU的控制部分

管理公共模式,通信能力

MP-多點處理傳統(tǒng)MCU的混合或交換.不必與MC共存.(e.g.MC進行multicast會議，每個終端進行音頻混合)視頻會議系統(tǒng)結構組網(wǎng)結構多點會議控制模式語音激勵發(fā)言人控制主席控制會場輪循多分屏導演控制ITU(INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNION)國際電信聯(lián)盟ITU-T(TELECOMMUNICATION

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITU)

國際電信聯(lián)盟-通信標準部視頻會議系統(tǒng)國際標準視頻會議系統(tǒng)國際標準國際標準H.32X一覽表H.320網(wǎng)絡系統(tǒng)通過高速電路交換網(wǎng)進行連接80年代后期制定的標準優(yōu)點固定帶寬延時小性能可靠性高缺點費用較貴缺乏靈活性H.320標準結構圖視頻編碼器H.261/H.263音頻編碼器G.711/G.722/G.728遠端攝像機控制H.281數(shù)據(jù)傳輸T.120通信規(guī)程H.242/H.230/H.243/H.231H.221網(wǎng)絡視頻I/O設備音頻I/O設備H.320標準框架圖H.323網(wǎng)絡系統(tǒng)ITU-T包交換網(wǎng)絡的多媒體視頻會議標準H.323的優(yōu)點便于數(shù)據(jù)共享利用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡，費用較低網(wǎng)絡簡單、靈活方便性能價格比好H.323的限制帶寬沒有保證受網(wǎng)絡性能的影響H.323標準方框圖H.225.0層視頻編碼器H.261/H.263/H.264音頻編碼器G.711/G.722/G723/G.728/G.729H245控制數(shù)據(jù)傳輸T.120視頻I/O設備音頻I/O設備H.225控制H.225RAS控制系統(tǒng)控制用戶接口基于分組網(wǎng)絡接口

H.323標準框架圖H323協(xié)議棧H.225G.7xxH.26xRTP（H.225）RTCPGate-keeperReg,Adm,Status(RAS)H.225ControlDataAudioVideoA/VCntlControlTCPUDPIPT.120H.245Q.931H.323協(xié)議組件H.323-系統(tǒng)文件H.225.0-呼叫信令,打包規(guī)則Gatekeepe