劉帥鳳,趙少雄,周文碩

(1.石家莊諾通人力資源有限公司,河北 石家莊 050000;2.中國電子科技集團公司第五十四研究所,河北 石家莊 050081)

0 引言

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,視頻會議系統(tǒng)已經(jīng)成為人們?nèi)粘９ぷ髦胁豢苫蛉钡囊环N溝通方式,其高效性、便捷性等優(yōu)勢無可替代。如何確保接收端能夠?qū)崿F(xiàn)多種媒體之間的時間同步以及音頻和視頻之間的同步,已經(jīng)成為當(dāng)今研究領(lǐng)域的熱點話題。音視頻同步技術(shù)可以將音頻和視頻信息有效地結(jié)合起來,實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)的連續(xù)性。該技術(shù)通過將不同時間段內(nèi)的音視頻數(shù)據(jù)進行傳輸、交換和接收,從而達到音視頻數(shù)據(jù)同步的目的。因此,為了實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)同步,工作人員必須對每一個步驟進行細(xì)致的分析[1]。

1 視頻會議系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

企業(yè)傳統(tǒng)的會議旨在讓各個階層和職位的人聚集一堂,共同探討、分享知識和想法,以便建立一個更加嚴(yán)肅、有序的社交環(huán)境。企業(yè)傳統(tǒng)的異地會議可以吸引來自全國各地的社會精英參加,但由于交通條件的限制,往往無法充分發(fā)揮出最佳效果。視頻會議系統(tǒng)不僅有效地解決了這一問題,而且已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于工作人員的日常生活中。視頻會議系統(tǒng)為工作人員的工作和生活帶來了巨大的方便,極大地提高了工作人員的工作效率[2]。

1.1 政府級行政會議

政府的決策對于國家的發(fā)展、人民的福祉至關(guān)重要,其成敗直接影響著國家的穩(wěn)定、社會的和諧。為了提高效率,各級政府機構(gòu)會定期舉辦會議來促進溝通與協(xié)商。隨著視頻會議系統(tǒng)的出現(xiàn),政府機構(gòu)人員在工作溝通方面的困難得到了顯著改善。

1.2 遠(yuǎn)程醫(yī)療

當(dāng)今,全球醫(yī)療界正面臨著一個共同的挑戰(zhàn):如何為那些醫(yī)療水平較差地區(qū)的患者提供更優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療服務(wù)。隨著視頻會議技術(shù)的發(fā)展,人們得以從中受益。召開視頻會議可以讓全國乃至全球的醫(yī)療專家共同探討病情,能夠迅速提出有效的治療方案,以滿足患者的需求。

1.3 商業(yè)領(lǐng)域

隨著視頻會議技術(shù)的發(fā)展,IP視頻會議系統(tǒng)在特定的環(huán)境中,買賣雙方能夠進行即時的交流,無需親自到達現(xiàn)場,從而極大地減少了工作量,提高了效率。毫無疑問,視頻會議系統(tǒng)在商業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

1.4 遠(yuǎn)程教育

近年來,由于我國教育資源的嚴(yán)重匱乏以及分配的不公平,許多貧困地區(qū)的孩子無法獲得充足的教育,這已經(jīng)成為一個全球性的挑戰(zhàn)。通過使用視頻會議,工作人員可以擴展教育的范圍,促進公眾素養(yǎng)的提升[2]。

2 IP視頻會議系統(tǒng)

采用IP技術(shù)構(gòu)建的視頻會議系統(tǒng),可以讓人們更加逼真地體驗到現(xiàn)實世界中的各種活動。盡管如此,由于音視頻的時延差異,工作人員還需對視頻會議系統(tǒng)進行改進。IP視頻會議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一是實現(xiàn)音頻和視頻的高效同步,從而提高會議效率。通過使用MCU技術(shù),工作人員能夠有效地解決音視頻傳輸時延的問題。這種技術(shù)能夠?qū)崟r地將音頻和視頻傳送到控制單元,由其進行處理,從而實現(xiàn)實時的視頻會議。分布式視頻會議系統(tǒng)可以將音頻和視頻數(shù)據(jù)分開發(fā)送到接收端,這樣可以避免因為網(wǎng)絡(luò)通道的限制而導(dǎo)致的時延問題。通過讓參會者更好地理解會議內(nèi)容,工作人員能夠顯著提升工作效率。與音頻相比,視頻擁有更多的內(nèi)容,可以更好地滿足用戶的需求。通過采取有效的技術(shù)措施,工作人員可以迅速解決視頻會議系統(tǒng)的時延差異問題,節(jié)約大量的時間和資源,從而極大地提升工作效率。

基于音視頻同步技術(shù)的視頻會議系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢,但也存在一些技術(shù)局限性。第一,音視頻同步技術(shù)的構(gòu)建需要大量的數(shù)據(jù),而IP視頻會議系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)多為敏感信息,難以獲取和共享。第二,音視頻同步技術(shù)的維護和更新也面臨挑戰(zhàn),特別是在動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,如何及時更新圖譜以反映最新的安全情報仍然需要深入研究。

未來展望方面,基于音視頻同步技術(shù)的IP視頻會議系統(tǒng)有著廣闊的發(fā)展前景。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,IP視頻會議系統(tǒng)將更加復(fù)雜多樣,網(wǎng)絡(luò)安全威脅也將不斷演化。將音視頻同步技術(shù)與IP視頻會議系統(tǒng)相結(jié)合,可以為視頻會議系統(tǒng)的安全保障提供更強大的支持,確保其穩(wěn)定運行和可持續(xù)發(fā)展[3]。

3 影響音視頻同步的因素

通過視頻會議系統(tǒng),音視頻流可以通過多種方式進行采集和處理,如壓縮、編碼、打包和分組。這些步驟旨在降低數(shù)據(jù)量,使其可以快速地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上。每個音視頻包都會傳遞到會議接收端,通過拆包和解壓縮的步驟,恢復(fù)原有的音視頻信息,最終進行播放。隨著科技的發(fā)展,語音和視頻流的傳輸受到了越來越多的外部因素的影響,從而導(dǎo)致接收者無法輕松獲取所需的信息。

3.1 音視頻流之間存在時間偏差

一次視頻會議需要將實時語音流和實時視頻流傳輸?shù)讲煌臅h終端,這些流動具有時空限制。隨著會議終端的數(shù)量增加,許多終端僅僅提供語音流,也有許多只提供視頻流,甚至還有一些提供雙重流動,這就使得音視頻流的傳輸受到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜性的影響。由于視頻會議系統(tǒng)的復(fù)雜性,參加者的位置可能存在較大的差異,這就導(dǎo)致了音視頻流之間的時間偏移,使得它們的聯(lián)系發(fā)生改變,最終造成了音視頻流的不同步。通過采用多種技術(shù),工作人員可以將語音和視頻的緩沖區(qū)劃分開來,使得接收端的多媒體信息能夠被有效地存儲,能夠隨時隨地進行播放。

3.2 音視頻流產(chǎn)生的時間不同

在視頻會議中,音視頻流通常是通過多臺終端進行交換的。由于某些終端是根據(jù)會場的需求實時連接,所以這些交換的音視頻流并不是同時產(chǎn)生的。當(dāng)音視頻流被分別編碼并且采用獨立的編碼器時,會出現(xiàn)編碼速度不一致的情況,這將導(dǎo)致傳輸時間出現(xiàn)較大的偏移。

3.3 延遲抖動(Delay Jitter)

IP視頻會議系統(tǒng)在進行語音和視頻交互時,由于距離較遠(yuǎn),可能需要較長的時間才能將信息傳遞至其他會議終端。當(dāng)傳輸音視頻流時,由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化,幀之間的時間約束關(guān)系可能會受到影響,從而導(dǎo)致失真和失效。此外,如果語音幀與視頻幀之間缺乏足夠的相關(guān)性,將會使得媒體之間的差異更加明顯,甚至無法實現(xiàn)共享。

3.4 時鐘漂移(Clock Skew)

因為視頻會議的終端通常位置不同,所以它們的地理位置存在較大的差異。由于各地的氣候條件存在差異,因此會議終端的系統(tǒng)時鐘也會存在差異。由于會議接收終端所采集的系統(tǒng)時鐘與本地時鐘存在較大差異,從其他會議終端傳輸?shù)囊粢曨l信息會無法準(zhǔn)確反映實際情況,從而導(dǎo)致音視頻流的不穩(wěn)定性。

3.5 音視頻流在不同的時間播放

通過視頻會議系統(tǒng),參會者可以通過語音或視頻方式獲取當(dāng)前會議的全部信息,從而更好地理解會議內(nèi)容。當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時,如果會議終端無法及時響應(yīng),將導(dǎo)致圖像與聲音信號之間出現(xiàn)明顯的差異,從而影響整個會議的效率。

3.6 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實時多變

隨著科技的進步,人們能夠使用更加先進的通信設(shè)備。這些設(shè)備的種類繁多,而且其特性也大有不同。當(dāng)受到外部環(huán)境的影響時,其特性也會有所改變。當(dāng)使用不同的傳輸渠道時,語音和圖像的傳播效率可能會有所差異,這可能導(dǎo)致最終的結(jié)果有所不同。

4 音視頻同步的解決方案

4.1 發(fā)送終端同步

為了確保IP視頻會議系統(tǒng)的音視頻能夠順利進行,獲得最佳的音頻和視頻質(zhì)量,工作人員必須精準(zhǔn)地控制音視頻流數(shù)據(jù)的傳輸時機,以便將它們同步發(fā)送到接收端。發(fā)送終端的延遲會導(dǎo)致音頻信息與視頻信息的變化不匹配,從而影響觀看的效果,阻礙工作人員對其中內(nèi)容的理解。

4.2 接收終端同步

企業(yè)為了確保IP視頻會議系統(tǒng)的音視頻能夠順利傳輸,接收終端同樣至關(guān)重要。當(dāng)處理音視頻數(shù)據(jù)時,由于數(shù)據(jù)量巨大且編碼方式不同,IP視頻會議系統(tǒng)會出現(xiàn)失真,這會影響會議的質(zhì)量。為了提高IP視頻會議的效率和準(zhǔn)確性,需要在目標(biāo)節(jié)點處設(shè)置一個緩沖區(qū)。這樣可以消除網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中存在的不穩(wěn)定性。一旦所有的音視頻數(shù)據(jù)都被接收,就可以立即將其發(fā)送至IP視頻會議系統(tǒng),從而保證參會者可以準(zhǔn)確無誤地接收和理解會議內(nèi)容。

4.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸控制

企業(yè)為了提高IP視頻會議的性能,能夠及時、高質(zhì)量地傳輸音視頻數(shù)據(jù),工作人員采用了RTP/RTCP協(xié)議。RTP協(xié)議可以實現(xiàn)即時傳輸,可以收集和存儲各種音視頻數(shù)據(jù)。通過對音視頻數(shù)據(jù)的有效處理,工作人員能夠?qū)⑵浒凑找欢ǖ捻樞蛑匦屡帕?從而使發(fā)送終端能夠獲取完整的信息,避免因音視頻不同步而帶來的麻煩。

RTCP協(xié)議為音視頻信息的傳輸提供了可靠的保障,可以確保其按照預(yù)定的順序進行傳輸。在遇到網(wǎng)絡(luò)故障時,RTCP協(xié)議也可以迅速響應(yīng),從而實現(xiàn)音視頻的實時同步。由于音頻和視頻信息采用了不同的RTP技術(shù)來實現(xiàn),因此它們之間的傳輸過程存在著一定的差異[4]。RTCP協(xié)議允許發(fā)送終端在發(fā)送多媒體數(shù)據(jù)時使用唯一的標(biāo)識,以便于接收終端能夠快速識別和同步音視頻信息。在網(wǎng)絡(luò)連接良好的情況下,由于網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠,音頻和視頻信息能夠按照預(yù)先設(shè)定的速度高效地傳輸并且時延變化很小,沒有明顯的抖動。在這種情況下,無法使用RTCP協(xié)議的NTP來完成音視頻數(shù)據(jù)的同步,最佳的方案就是利用RTP包頭的時間戳字段,來實現(xiàn)時間的準(zhǔn)確性。如果網(wǎng)絡(luò)條件不佳,無法滿足音視頻的同步播放需求,那么視頻信號很可能無法及時傳遞給用戶,導(dǎo)致大量信息的損失。為了避免這些問題,工作人員需要采用RTCP來確保音頻信號的持續(xù)傳輸,盡量減少視頻信號的發(fā)送,以保證系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)[5]。

5 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國的音視頻同步技術(shù)有了很大進展,IP視頻會議系統(tǒng)的構(gòu)建不再受到時間和空間的局限。音視頻同步技術(shù)整合了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與人工智能技術(shù),能夠面向海量知識開展結(jié)構(gòu)化管理工作。將音視頻同步技術(shù)用于IP視頻會議系統(tǒng)領(lǐng)域能夠提高系統(tǒng)的應(yīng)用能力,實現(xiàn)零散知識的有效串聯(lián),為視頻會議系統(tǒng)的安全運行、優(yōu)質(zhì)服務(wù)提供更為有效的支持[5]。