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1、视频会议基础知识,视频会议系统国际标准,国际标准H.32X一览表,H.320网络系统,通过高速电路交换网进行连接 80年代后期制定的标准 优点 固定带宽 延时小 性能可靠性高 缺点 费用较贵 缺乏灵活性,H.320 标 准 结 构 图,视频编码器 H.261/H.263,音频编码器 G.711/G.722/G.728,远端摄像机控制 H.281,数据传输 T.120,通信规程 H.242/H.230/ H.243/H.231,H.221,网 络,视频I/O设备,音频I/O设备,H.320标准框架图,H.323网络系统,ITU-T 包交换网络的多媒体视频会议标准 H.323 的优点 便于数据共享
2、 利用现有的IP网络，费用较低 网络简单、灵活方便 性能价格比好 H.323 的限制 带宽没有保证 受网络性能的影响,H.323 标 准 方 框 图,H.225.0层,视频编码器 H.261/H.263/H.264,音频编码器 G.711/G.722/G723/ G.728/G.729,H245控制,数据传输 T.120,视频I/O设备,音频I/O设备,H.225控制,H.225 RAS控制,系统控制 用户接口,基于分组网络接口,H.323标准框架图,H323 协议栈,H.225,G.7xx,H.26x,RTP（H.225）,RTCP,Gatekeeper Reg, Adm, Status (
3、RAS) H.225,Control,Data,Audio,Video,A/V Cntl,Control,TCP,UDP,IP,T.120,H.245,Q.931,H.323 协议组件,H.323 - 系统文件 H.225.0 - 呼叫信令, 打包规则 Gatekeeper 的注册, 管理, 和状态 H.245 - 控制 (也被 H.324, H.310采用) T.120 - 数据和会议控制 RTP - 实时传输协议 (IETF) RTCP - 实时传输控制协议(IETF),H323 呼叫的建立,Q.931 (呼叫建立),H.245 (会议控制),Audio,Video,Audio,Video
4、,一个视频会议的多个逻辑通道,TCP,RTP,Note: RTCP streams not shown,视频会议系统国际标准,T.120数据会议标准,应用,节点控制器,普通应用模板(GAT) T.121,静态图像交换 T.126,多点文件传输 T.127,ITU-T标准应用协议,应用（标准）,应用（非标准）,非标准应用协议,应用层,网络层,普通应用模板(GAT) T.121,视频会议系统国际标准,H.324可视电话标准,视频输入/输出设备,音频输入/输出设备,用户数据应用 T.120,系统 控制,视频CODEC H.261,H.263,音频CODEC G.723.1,数据协议 V14,LAPM
5、,控制协议 SRP/LAPM H.245 过程,接收 道路 延迟,Modem V.34 V.8 V.8bis Modem 控制 V.25Ter,GSTN/PSTN 网络,MCU,视频会议原理,捕获图像并且进行数字化 (CIF) 分析图像 (发送哪些信息) 编码 (压缩, 显著减少数字化信息以便发送) 传输 (ISDN, IP, V.35 等等) 解码 (远端解码视频帧，解压缩并为显示设备选择最优显示方式） 显示 (例如电视机，投影仪）,网络,输入,格式化,压缩,传输,输出,格式化,解压缩,接收,网络,编解码器,摄像机,显示设备,什么是编解码器?,整个单元的“大脑” 提供编码/解码功能 编解码器
6、是一个嵌入式架式的设备 非PC架构 编解码器是专门为视讯研发设计的,一些基本概念,视频格式和分辨率 隔行扫面和逐行扫面 图像帧率 传输带宽 视频输入和输出设备,视频概况,两个主要的电视制式 NTSC 国际电视标准组织 北美 和美国影响的区域 模拟信号525 线, 60 Hz (480 线的可视图像) NTSC 704x480 (象素 x 线 ) 图像尺寸 PAL Phase Alternating Lines 欧洲 和欧洲影响的区域 模拟信号625 线, 50 Hz (576 线的可视图像) PAL 704x576 (象素 x 线)图像尺寸 每个 “象素” 由三基色组成,红 绿 蓝,注意:三种
7、颜色中的每一种根据明亮程度可以划分成256个等级, 为每个象素提供 1千680万种颜色,高清分辨率,高清数字视频也提供了远远超过PAL/NTSC模拟视频的分辨率 达到这种高分辨率的原因之一是组成高清图像的象素是正方形的，面积更小，拼接更紧凑,PAL NTSC,HD,高清显示的细节至少是PAL/NTSC 模拟电视的4.5倍,图像分辨率,“视频效果”, 从定义上讲是一个主观的东西 常见图像分辨率格式 CIF(352x288) 4CIF(704x576) XGA(1024x768) w448P(768x448,16:9) HD720P(1280x720,16:9) HD1080P（1920x1080
8、,16:9） 在分辨率，尺寸和距离之间有相互关系 分辨率 多个“点” 或者 “象素” 组成图像 一般情况下, 分辨率越高，能够看到的细节越多 尺寸 点或者象素的大小以及图像的大小影响效果 一般情况下,小尺寸象素提供更多细节 在同样分辨率下，在小屏幕上看的效果比在大屏幕上看的效果好 眼睛到显示器的距离会影响效果,例子,本图像分辨率 135象素 (宽) X 100象素(高),视频主要在于主观感受,本图像分辨率 135象素 (宽) X 100象素(高) 但是如果把同样的图像放大 相对低的分辨率就出来了,视频概况,NTSC & PAL 都是 隔行扫描视频 屏幕被扫描两次 每次扫描是一个场 1 个奇数场
9、 和一个偶数场是一帧 (2 场 = 1 帧) NTSC = 30帧/秒 = 60场/秒 PAL = 25 帧/秒 = 50场/秒,逐行扫描,相对隔行扫描的对半扫描显示，同样的时间内逐行扫描可以显示两次整福图像 结果 运动图像更连贯，更少的拖影和画面闪烁。 高清设备都支持多种 W448p和HD720p在具备高分辨率（图像更加清晰）的同时采用逐行扫描 (画面更加流畅),W448p，720p, 1080p,W448p为16:9格式图像，拥有448线，每线768像素，相当于DVD画面质量 HD720p为16:9格式图像，拥有 720 线, 每线1280象素, “p” 的意思是通过逐行扫描显示图像,通过
10、逐行扫描，提供更加流畅的画面 CIF和4CIF图像采用了隔行扫描的模式,帧率,关键是人的眼睛 22帧/秒的帧率已经能让人眼觉得流畅 视讯的帧率是变化的: 高带宽 - 高帧率 低带宽 - 低帧率 最高帧率: 美国(NTSC) - 30 帧/秒 欧洲(PAL) - 25 帧/秒,1,2,传输图像的外观比例 : 4：3 和16：9,外观比列 = 屏幕水平（宽） 和垂直（高） 的度量 外观比例用于描述图像如何在屏幕上显示 PAL/NTSC 屏幕外观比例 是4:3 4 单位 (宽) 比 3 单位 (高) 该外观比例回溯到1889年,当时的第一部电影外观尺寸是1” 宽x 3/4”高,PAL/ NTSC,宽
11、屏16:9,新的大数字屏幕大约比标准的电视机大1/3, 因此可以显示更宽的外观比例- 16:9,16:9 能让人眼看到更多可视信息，实现30度范围内的最佳视野。 与此相对应, 4:3 仅能实现 10 度的最佳视野范围。,画中画还是画外画？,更宽的屏幕提供对“画外画” 的支持，避免了在看多个图像时的重叠现象,4:3 画中画 (PIP),16:9 画外画,传输带宽,传输介质能够传输信息（如视频，声音和数据）的容量 (BW) 假设电话线是水管。水管尺寸（带宽）越大，能够通过的水（信息）就会越多 带宽的“单位” 是 kb/s(千位/每秒) 典型的视讯建议带宽是: 标清384-512 Kb/s，高清72
12、0P，512Kb/s.,“视频质量” 主观感受是一个分辨率和帧率的综合 带宽,分辨率和图像帧率这几方面是相关联的 在低带宽下维持高分辨率会降低图像的帧率 你可以在64 K带宽下发送 CIF ，但是 QCIF 看起来会更好,高分辨率 最优分辨率?,显示设备电视机,显象管 (CRT显示器): 以及逐步落伍的技术 能适应所有会议室和灯光 技术: 围绕一个大的显象管 (阴极射线管) 尺寸: 达到 36“,平板显示设备: 不使用传统图像管显示高亮清晰的图像 技术: 液晶和等离子 支持高清和宽屏16:9,端到端高清视频,网络,编解码器,摄像机,显示设备,编解码器,视频输入源必须是高清,编码解码必须是高清,
13、传输支持高清所需带宽,编码解码必须是高清,显示设备支持物理高清,数据压缩技术,视频编码 数字图像编码技术 无失真编码，利用图像的统计特性来进行数据压缩，Huffman码 率失真编码，将失真限制在某一允许限度以内，使图像编码达到更高压缩比的编码方法，预测编码和变换编码,数据压缩技术,视频编码 视频编码技术 H.261 1990年12月国际标准化组织 MPEG1 1992年ISO和国际电工委员会 MPEG2 1994年MPEG组织 H.262 1994 ITU-T组织 H.263 1995和1996 ITU-T组织 MPEG4 1994年开始 MPEG专家组 H.264 2001 年开始 JVT（
14、Joint Video Team，视频联合工作组）组织，它由ITU-T和ISO两个国际标准化组织的有关视频编码的专家联合组成。,数据压缩技术,视频编码 H.263的改进 运动补偿采用了半像素精度并使用环形滤波器 编码器的参数达到最优，已取得更低的码流，并能进行有效的差错掩盖和恢复 采用了四种可选项用以提高执行效率 H.263的编码器能够只用H.261一般的码率就能获得同H.261相同的解码图像质量,系统管理,GK,分会场,中心会场,桌面终端,软终端,H.323视频会议基础组件,网络,MCU,高清和标清,HD is a standard for an improved digital telev
15、ision system HD specifies a range of resolutions XGA is a high resolution graphics standard introduced by IBM Range of resoluitons, 65,000 colors, allows non-interlaced displays, analog An HD monitor may or may not support XGA, it is an option,HD 1920x1080,XGA 1024x768,SXGA 1280x1024,HD 1280x720,4CI
16、F 704x576,CIF 352x288,传统标清分辨率 CIF 352 x 288 QCIF 176 x 144 4CIF 704 x 576 16:9格式 1080p 1920 x1080 （高清） 720p 1280 x 720 （高清） 576p 1024 x 576 288p 512 x 288 PC常用格式 VGA 640 x 480 SVGA 800 x 600 XGA 1024 x 768 WXGA 1280 x 768 SXGA 1280 x1024 ,常见的分辨率,数字音频和视频,数字音频 声音与听觉 人的听觉范围：频率2020000Hz,幅度0120dB 语音频率：30020000Hz 声音信号数
