视频会议基础

视频会议基础知识培训培训教材

视频会议概述视频会议网络环境视频会议音频和视频视频会议数据压缩技术视频会议系统结构视频会议系统国际标准议程安排Videoconference视频会议视讯会议电视会议会议电视电视电话会议视频会议名称什么是视频会议？视频会议就是利用电视的技术和设备通过传输信道在两地或多个地方进行开会的一种通信手段，它实现了远距离的面对面开会的目的。与传统会议相比，电视会议运用高科技的视听通讯技术，达到了节省会议差旅费用、节省开会时间、提高工作和决策效率的目的。按通信网络POST、LAN、ISDN、ATM、Internet按传输内容文件会议、数据会议、可视会议、动态视频会议按终端配置PC架构、非PC架构会议室型、桌面型分体式、一体化视频会议类型（一） 按媒体选择媒体可选系统、媒体固定系统按与会者参加方式点对点、多点视频会议类型（二） 视频会议的发展及现状 几种不同的多媒体会议国际建议视频会议的关键技术（一）高速多媒体通信网络及多媒体传输协议实时协议、资源预留、QoS控制、多址广播多媒体数据压缩编码技术H.261、H.263、H.263+、H.264G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729视频会议的关键技术（二）视频分层编码与传输技术（1）时间分层：即时间域抽样，通过调整视频流的时间分辨率来适应信道的变化（2）空间分层：将各单帧图像分成不同空间分辨率的层次信息进行传输，通过调整图像空间分辨率来适应信道的变化（3）信噪比分层：将各单帧图像分成不同信噪比的层次信息进行传输，通过调整图像信噪比来适应信道的变化。视频会议的关键技术（三）群组通信将数据同时传送到群组中的所有成员视频会议的关键技术（四）同步机制媒体同步：同步回放各个媒体流群同步：一个用户发送的流媒体信息在所有接收的用户中同时进行回放视频会议的关键技术（五）差错控制技术和流量控制技术流量控制技术：预防式和反馈式差错控制技术：选择式重发和前向纠错编码FEC视频会议的关键技术（六）多媒体会议系统的性能评估视频尺寸帧率码率视频会议的关键技术（七）其他多媒体数据库人机接口视频会议发展方向高性能、多功能协同性智能化集成化视频会议网络环境及交换技术网络信息交换技术线路交换：开始通信之前通信双方由线路交换中心建立物理连接，维持连接的时间长短取决于消息交换的需要。线路交换机线路交换机线路交换机ModemAB数字链接ISDN模拟链接时分复用技术TDM频分复用技术FDM4kHz4kHz链路/链接(Link)………槽帧视频会议网络环境及交换技术网络信息交换技术包交换：发送端把整个消息分割成许多小的数据块，经过包装并“贴上”标签之后再发送到网络；接收端把接收到的信息包拆开后重新拼接成原来的完整信息。ABE10Mbps1.544Mbps28.8Kbps视频会议网络环境及交换技术网络信息交换技术面向连接服务与无连接服务面向连接服务：在开始发送信息包之前发送端和接收端要进行沟通，建立直接连接，并提醒对方准备接受信息包，然后才开始进入信息包地传送过程。TCP确认流量控制拥挤控制无连接服务：发送端简单地把信息包送到网络上，没有拥挤控制功能，也没有流量控制功能。UDP视频会议网络环境及交换技术网络信息交换技术网络分类远程通信网络线路交换网络信息包交换网络时分多路复用TDM频分多路复用FDM虚拟线路网络数据包网络视频会议网络环境及交换技术网际多目标广播概念单目标传送——每个信息包都使用一个唯一的IP地址，一次只给一个节点（主机）传送。D2D3D1D1D2D3D1D2D3D1D2D3互联网络视频会议网络环境及交换技术网际多目标广播概念网际多目标广播——把消息一次性地同时传输给N个目标站点互联网络DDDDDD视频会议网络环境及交换技术网际多目标广播环境TCP/IP协议堆中可支持IP多目标广播软件支持网际主机组管理协议IGMPIP多目标广播应用软件在WAN中需要所有路由器都具备多目标广播的功能在WAN中需要能够识别防火墙视频会议网络环境及交换技术网际多目标广播多目标广播树过程(1)广播源把数据或者广播通知发送给所有路由器(2)不想参加多目标广播的终端逆向发送一个删除消息(3)删除没有成员的分支和不在最短路径树上的分支。(4)在广播源生成最短路径树(5)使用联结和删除功能改变成员之间的关系多目标广播路由协议DVMRP距离矢量多目标路由协议MOSPF多目标广播开放最短路径优先协议PIM协议独立多目标广播视频会议网络环境及交换技术实时传输协议和实时控制协议实时传输协议RTPRTPUDP套接接口视频会议网络环境及交换技术实时传输协议和实时控制协议RTP信息包标题域1.有效载荷类型——会话过程改变音视频编码2.顺序号——接收端用于检查是否丢包3.时间戳——去除网络抖动和播放同步4.同步源标识符——标识信息包流的起源RTCP实时传输控制协议RTCP用于监视服务质量和传送有关与会者的信息。通过端口号区分RTP和RTCP。封装统计报表。视频会议网络环境及交换技术实时传输协议和实时控制协议实时流放协议RTSP应用层为流媒体提供可靠的播放性能数据源可以是现场也可以是存储的工作在RTP上层视频会议网络环境及交换技术资源预留协议资源预留协议RSVP特性1：保留多目标广播树上的带宽，单目标广播是一个特殊情况特性2：接收端导向不同类型的接收器视频会议网络环境及交换技术资源预留协议接纳测试测试所被申请的带宽是否超过链路本身的能力路由器的功能路径消息发送端到接收端判断是否转发预留信息预防带宽保留过多数字音频和视频数字音频声音与听觉人的听觉范围：频率20~20000Hz,幅度0~120dB语音频率：300~20000Hz声音信号数字化从模拟过渡到数字模拟信号与数字信号声音信号数字化采样频率采样精度数字音频和视频数字音频声音信号数字化声音质量与数据率数字音频和视频数字视频彩色电视制式PAL、NTSC、SECAMPAL（逐行倒相正交平衡调幅制式）：1962年德国定义，德国、英国、中国、朝鲜等NTSC（正交平衡调幅制式）：1952年美国国家电视标准委员会定义。美国、加拿大、中国台湾、日本、韩国、菲律宾等SECAM(顺序传送彩色与存储制式)：法国制定，法国、苏联及东欧国家数字音频和视频数字视频电视扫描和同步数字音频和视频数字视频彩色电视机用Y，C1,C2色彩表示法表示亮度和两个色差信号PAL中，C1,C2分别表示U，V两个色差信号NTSC中，C1,C2分别表示I，Q两个色差信号数字音频和视频数字视频彩色电视信号类型复合电视信号：包含亮度信号、色差信号和所有定时信号的单一信号分量电视信号：每个基色分量作为独立的电视信号。每个基色可用RGB表示，也可用亮度-色差表示，如YUV、YIQS-Video信号：亮度和色差分离，是复合和分量的一种折中方案减少亮度和色差之间的交叉干扰提高亮度信号带宽数字音频和视频数字视频电视图像数字化分量初始化从复合彩色电视图像中分离出彩色分量，然后用三个A/D转换器分别数字化用一个高速A/D转换器对复合彩色电视图像数字化，再在数字域中分离分量。为了既可用625行又可用525行的电视图像，CCITT规定了公用中分辨率CIF,1/4公用中分辨率QCIF数字音频和视频数字视频电视图像数字化CIF和QCIF数据压缩技术多媒体数据压缩依据空间冗余时间冗余信息熵冗余结构冗余知识冗余视觉冗余其他冗余数据压缩技术语音编码语音编码技术波形编码器：话质高，数据量大音源编码器：话质低，数据量低混合编码器：话质和数据量都介于上者之间语音编码国际标准G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729数据压缩技术音频编解码器对照缓存时延=帧大小+先导时延计算时延取决于算法复杂度音频协议音频频率传输码率G.711300hz-3.4khz64kbpsG.72250hz-7khz64/48kbpsG.722.150hz－7kHz24-32kbpsG.728300hz-3.4khz16kbpsG.723300hz-3.4khz6.3kbps数据压缩技术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.2611990年12月国际标准化组织MPEG11992年ISO和国际电工委员会MPEG21994年MPEG组织H.2621994ITU-T组织H.2631995和1996ITU-T组织MPEG41994年开始MPEG专家组H.2642001年开始JVT（JointVideoTeam，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视频编码国际标准——H.261与H.263电视会议视频协议H.261CIF、QCIFH.263CIF、QCIF、4CIFH.263+CIF、QCIF、4CIF、16CIFH.264CIF、QCIF、4CIF、16CIF、XGA电视会议的图像格式CIF352列×288行(基本格式，也是电视机的基本分辨率)QCIF176列×144行4CIF704列×576行SVGA800列×600行XGA1024列×768行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MCU视频会议系统结构系统结构物理系统结构通信网络可以是PSTN,LAN,ISDN,FDDI/ATMMCU不是必需的终端系统在同一个视频会议系统中的配置不一定要完全一致，但要符合同样的国际标准MCUMCUMCU终端系统终端系统终端系统终端系统终端系统终端系统通讯网络VideoServer点对点多点视频会议系统结构

视频会议系统结构系统结构逻辑系统结构会议管理通信服务多点控制共享白板共享文件共享应用实时音频实时视频音/视频同步视频音频处理协作处理视频会议系统结构视频输入输出音频输入输出会议控制音视频编解码器用户接口网络接口数据多路复用通信网络通道终端结构Network编解码器（CODEC)视频输入设备音频输出设备音频输入设备视频输出设备网络接口信息采集信息还原信息处理信息传输视频会议系统结构终端结构B视频会议系统结构组网结构点对点会议管理会议终端会议管理会议终端A接口接口控制协议通信网络视频会议系统结构组网结构多点单MCU星型层级TATFTETDTCTBMCU单MCUMCUMCUMCUMCUVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCT星型视频会议系统结构组网结构多点层级视频会议系统结构组网结构多点控制单元(MCU)终端(Endpoint)网络视频会议系统结构组网结构视频会议网关(Gateway)网络类型2多点控制单元(MCU)终端(Endpoint)网络类型1视频会议系统结构组网结构MCU视频信号音频信号数据信号组网结构MCU从终端接收音频、视频和数据混合音频选择视频源传送会议音频、视频到终端视频会议系统结构MCU：MC+MP

MC-传统MCU的控制部分

管理公共模式,通信能力

MP-多点处理传统MCU的混合或交换.不必与MC共存.(e.g.MC进行multicast会议，每个终端进行音频混合)视频会议系统结构组网结构多点会议控制模式语音激励发言人控制主席控制会场轮循多分屏导演控制ITU(INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNION)国际电信联盟ITU-T(TELECOMMUNICATION

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITU)

国际电信联盟-通信标准部视频会议系统国际标准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.231H.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.729H245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.225RAS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.225G.7xxH.26xRTP（H.225）RTCPGate-keeperReg,Adm,Status(RAS)H.225ControlDataAudioVideoA/VCntlControlTCPUDPIPT.120H.245Q.931H.323协议组件H.323-系统文件H.225.0-呼叫信令,打包规则Gatekeepe