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        淺談影響高清視頻會議的幾個關(guān)鍵問題

        2014-04-29 00:00:00徐惠萍張其斌王娜李葆光
        計算機光盤軟件與應(yīng)用 2014年19期

        摘 要:視頻會議已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,高清視頻會議將成為的主流。本文從高清標(biāo)準(zhǔn)、MCU和視頻終端的性能、設(shè)備互聯(lián)互通、網(wǎng)絡(luò)QoS、網(wǎng)絡(luò)安全、會議室環(huán)境等方面分析了影響高清視頻會議的幾個關(guān)鍵問題。

        關(guān)鍵詞:高清視頻會議;H264;網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量;視頻終端,性能

        中圖分類號:TP393.092

        近年來隨著音視頻編解碼技術(shù)等多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,視頻會議業(yè)務(wù)的應(yīng)用已從簡單的音視頻遠(yuǎn)程會議發(fā)展到基于網(wǎng)絡(luò)的多種交互式視頻應(yīng)用。而由于人類在特殊地區(qū)勘探作業(yè)、緊急救援、作戰(zhàn)指揮、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程招聘、異地科技項目申請答辯等的現(xiàn)實需要以及高清視頻會議終端設(shè)備價格的下降,使得高清標(biāo)準(zhǔn)的視頻會議業(yè)務(wù)逐漸成為視頻會議發(fā)展的主流。下面就實踐中可能影響高清視頻會議的幾個問題進(jìn)行分析論述:

        1 高清標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)

        目前很多視頻會議產(chǎn)品廠商認(rèn)為產(chǎn)品中只要采用H.264技術(shù)就能達(dá)到高清視頻會議的標(biāo)準(zhǔn),這是個錯誤的概念。不可否認(rèn)H.264編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是高清視頻會議能夠得以大規(guī)模應(yīng)用的一個重要前提,通過它可提供優(yōu)質(zhì)的視頻傳輸和低延時的編解碼,以更低的帶寬傳輸更高質(zhì)量的視頻,但是并不是只要采用了H.264就能實現(xiàn)視頻會議高清標(biāo)準(zhǔn),它僅只是用于傳輸?shù)囊曨l壓縮技術(shù),而想要達(dá)到高清顯示質(zhì)量顯然不僅取決于壓縮算法,還取決于視頻終端設(shè)備、視頻會議系統(tǒng)外圍設(shè)備(攝像機、顯示器等)以及承載網(wǎng)絡(luò)所提供的足夠的傳輸帶寬。

        要達(dá)到高清視頻會議的標(biāo)準(zhǔn),首先MCU和視頻會議終端必須支持H.264及高清視頻分辨率720p(1280×720)、1080P(1920X1080);其次還需要配合高質(zhì)量編解碼器、高清攝像設(shè)備、高清顯示設(shè)備、高檔音響設(shè)備等外圍設(shè)備;最后,承載網(wǎng)絡(luò)還必須保證足夠的傳輸帶寬。三者缺一不可。

        2 MCU和視頻終端的性能

        MCU和視頻會議終端是視頻會議系統(tǒng)的核心設(shè)備,該類設(shè)備的性能優(yōu)劣直接影響視頻會議的效果甚至成敗,是視頻會議的硬件基礎(chǔ)。決定MCU和視頻終端性能的因素包括:系統(tǒng)采用的視音頻編解碼技術(shù)、設(shè)備設(shè)計結(jié)構(gòu)的合理性、可實現(xiàn)的功能、系統(tǒng)的先進(jìn)性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的安全性、系統(tǒng)的實用性、系統(tǒng)的可擴(kuò)展能力、兼容度及設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的自適應(yīng)能力等。

        目前市場上大部分成熟的高清視頻會議終端設(shè)備都是基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的,都能實現(xiàn)H.323協(xié)議規(guī)定的主要功能。由于H.323標(biāo)準(zhǔn)是完全建立在通用的、開放的計算機網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)之上,允許不同廠商的多媒體產(chǎn)品交互應(yīng)用,涵蓋了音頻、視頻和數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的通信,解決了視頻會議中呼叫與會話控制、多媒體與帶寬管理等問題,可以通用于IP網(wǎng)絡(luò)、ADSL、電信專線、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。

        在產(chǎn)品選型時,用戶應(yīng)認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說明書,在充分了解不同品牌、不同型號MCU和視頻終端設(shè)備的各種系統(tǒng)參數(shù)的基礎(chǔ)上,綜合考慮產(chǎn)品的先進(jìn)性、穩(wěn)定性、產(chǎn)品功能、操作方式、可擴(kuò)展性及性價比等因素,根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)實需要選購設(shè)備。建議盡量選擇操作簡單,穩(wěn)定性強,兼容度高的MCU和視頻終端設(shè)備。需要經(jīng)?;ヂ?lián)互通的視頻會議室之間最好能達(dá)成協(xié)議,選購?fù)粡S商、同一型號的設(shè)備,方便調(diào)試和聯(lián)通。

        3 不同廠商設(shè)備的互通問題

        H.323標(biāo)準(zhǔn)的開放性在很大程度上提高了視頻會議設(shè)備生產(chǎn)廠商生產(chǎn)研發(fā)視頻終端產(chǎn)品的積極性,形成了競爭環(huán)境,推動了技術(shù)創(chuàng)新,使高清視頻業(yè)務(wù)在短期內(nèi)得以快速發(fā)展。但是另一方面,開放性帶來的問題也日益凸顯。H.323標(biāo)準(zhǔn)開放性使得不同的設(shè)備生產(chǎn)商在研發(fā)視頻終端產(chǎn)品時出于對協(xié)議的不同理解,采用了不同的技術(shù)和方案來實現(xiàn)協(xié)議功能,這就造成了在業(yè)務(wù)實踐中不同廠商的產(chǎn)品間出現(xiàn)不能互聯(lián)互通的問題。所以亟待出臺相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范視頻會議終端產(chǎn)品的生產(chǎn),從而保證該類設(shè)備間的兼容互通。

        4 網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量

        視頻會議系統(tǒng)的視音頻質(zhì)量通過延時、抖動、回聲等參數(shù)來衡量,影響這些參數(shù)的因素可歸納為兩類:承載網(wǎng)絡(luò)因素和視頻會議系統(tǒng)自身因素。而在目前視頻終端產(chǎn)品都比較成熟可靠的背景下,承載網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬成為影響視頻會議效果的關(guān)鍵。

        由于受網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機、路由器、集線器)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸設(shè)備和傳輸線路等各種客觀因素的影響,網(wǎng)絡(luò)的狀況是比較復(fù)雜的:帶寬不穩(wěn)定、存在時延,網(wǎng)絡(luò)的流量隨時變化而非均勻分布。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會根據(jù)需要,延遲數(shù)據(jù)包的發(fā)送或者直接選擇丟棄部分?jǐn)?shù)據(jù)包來緩解擁塞。與對承載網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)延時和抖動并不敏感一些傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(如Web應(yīng)用、FTP和電子郵件業(yè)務(wù)等)不同,高清視頻會議業(yè)務(wù)對實時性要求高,不僅需要占用較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬,而且對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r、抖動和丟包率有著相當(dāng)苛刻的要求。這是由視音頻編解碼對碼源完整性的特殊要求所決定的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時,帶寬得不到保證,由原端發(fā)出的部分音視頻碼流數(shù)據(jù)包被延遲發(fā)送,在目的端還原音視頻時,將會出現(xiàn)聲音不流暢,畫面馬賽克甚至畫面停頓的情況;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)嚴(yán)重丟包情況時,視頻會議碼流可能無法被對端完整接收,聲音會出現(xiàn)斷續(xù)、失真,視頻畫面會出現(xiàn)跳躍、停頓甚至黑屏等現(xiàn)象;當(dāng)視頻會議對端網(wǎng)絡(luò)帶寬不同時,只能遷就低帶寬端以犧牲清晰度為代價降低速率聯(lián)通。這些情況下,根本達(dá)不到高清視頻會議的標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響會議效果。

        因此,要保證會議質(zhì)量,必須通過技術(shù)手段對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,以減少網(wǎng)絡(luò)本身對視頻會議系統(tǒng)效果的影響,即提供網(wǎng)絡(luò)QoS(Quality of Service)保證。網(wǎng)絡(luò)QoS保障機制通過調(diào)度控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如路由器),使其在網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時,能夠從通過的數(shù)據(jù)包中優(yōu)先識別出音視頻碼流數(shù)據(jù)包并對其分類,然后再通過擁塞管理機制提供帶寬保證和優(yōu)先傳遞服務(wù),從而減少或避免視頻會議數(shù)據(jù)包的傳輸延遲或丟棄,同時保證網(wǎng)絡(luò)的高效運行。

        5 安全問題

        由于依托于網(wǎng)絡(luò),視頻會議與其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用一樣也存在安全性問題。Dos攻擊、ARP攻擊、隧道攻擊、木馬病毒等都會對視頻會議系統(tǒng)的運行造成威脅。只有高度重視網(wǎng)絡(luò)安全,通過綜合使用網(wǎng)絡(luò)防火墻、過濾器、數(shù)字證書認(rèn)證、加密技術(shù)、VPN技術(shù)、身份認(rèn)證等技術(shù)手段,才能為視頻會議業(yè)務(wù)提供一個安全可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

        6 高清視頻會議室環(huán)境

        高清視頻會議室是召開視頻會議的場所,又是放置視頻會議系統(tǒng)設(shè)備的場所,會議室的設(shè)計合理與否直接影響到視頻會議聲音和畫面的質(zhì)量,進(jìn)而影響視頻會議效果。在設(shè)計會議室時,應(yīng)從溫度、濕度、噪聲、布局、色調(diào)、照度、攝像頭位置以及供電系統(tǒng)等方面綜合考慮。

        7 結(jié)束語

        高清視頻會議已廣泛應(yīng)用于人類工作、生活的各個領(lǐng)域,并發(fā)揮了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文從實踐中所遇到的問題入手,著重從高清標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)必備條件、MCU和視頻終端性能、不同視頻終端設(shè)備互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)安全、視頻會議室環(huán)境等方面對影響高清視頻會議的因素做了粗淺的論述,希望對準(zhǔn)備建設(shè)高清視頻會議系統(tǒng)的技術(shù)人員起到幫助作用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊輝.基于H.323視頻會議系統(tǒng)移動終端的研究和實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2012(03).

        [2]蘆穎.影響視頻會議系統(tǒng)視音頻效果的因素分析[J].微型電腦應(yīng)用,2009(01).

        [3]胡誠,倪俊.基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的視頻會議系統(tǒng)中QoS技術(shù)的研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2008(26).

        [4]李明慧.基于H.323的視訊會議系統(tǒng)的發(fā)展和測試情況[J].世界電信,2004(04).

        作者簡介:徐惠萍(1977.03-),女,甘肅蘭州人,助理研究員,工學(xué)學(xué)士,研究方向:計算機應(yīng)用。

        作者單位:甘肅省計算中心,蘭州 730030

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