基于4G網(wǎng)絡(luò)的Android平臺(tái)移動(dòng)視頻會(huì)議系統(tǒng)技術(shù)分析

李浩 楊建

【摘要】 隨著無線網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)平臺(tái)的迅速發(fā)展，手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦斜夭豢缮俚墓ぞ?，正是由于無線移動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，給網(wǎng)絡(luò)視頻語音通信技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。本文以4G無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)平臺(tái)語音視頻顯示通信為北京，對(duì)Android平臺(tái)的移動(dòng)視頻會(huì)議系統(tǒng)中各模塊所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】 4G網(wǎng)絡(luò) Android平臺(tái) 移動(dòng)視頻會(huì)議系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù)

我國(guó)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議的正式發(fā)展起點(diǎn)是2003年SARS事件，當(dāng)時(shí)直接帶動(dòng)了我國(guó)42.61%的爆發(fā)式增長(zhǎng)率。之后隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與視頻會(huì)議技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，這種不受空間與時(shí)間限制的會(huì)議方式被逐漸普及開來。近幾年來，智能移動(dòng)終端的不斷出現(xiàn)和發(fā)展，以及無線網(wǎng)絡(luò)的普及，極大的豐富了視頻會(huì)議應(yīng)用模式與業(yè)務(wù)范圍，尤其是4G無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，是視頻會(huì)議發(fā)展的里程碑。在4G無線網(wǎng)絡(luò)的推動(dòng)下，基于Android移動(dòng)平臺(tái)的視頻會(huì)議將徹底走出辦公室，極大的擴(kuò)展了視頻會(huì)議的使用范圍，使得視頻會(huì)議更加隨心所欲。

一、Android模型架構(gòu)

移動(dòng)視頻終端的Android平臺(tái)通過Dalvik虛擬機(jī)來完成系統(tǒng)程序運(yùn)行，使其能夠支持VGA、2D、3D等大分辨率顯示，并且Android系統(tǒng)內(nèi)置的SQLite小型關(guān)聯(lián)式資料庫(kù)管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)Android平臺(tái)信息通信的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理。從視頻會(huì)議系統(tǒng)來看，Android系統(tǒng)包括應(yīng)用程序與服務(wù)管理模塊、系統(tǒng)執(zhí)行模塊、數(shù)據(jù)元件模塊、系統(tǒng)內(nèi)核與驅(qū)動(dòng)模塊四個(gè)主要部分。

Android層次結(jié)構(gòu)分為上層應(yīng)用程序?qū)?、底層操作系統(tǒng)層與中間層，其中中間層是其他兩層的溝通橋梁，上層應(yīng)用程序一般都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)中間層的Dalvik虛擬機(jī)來實(shí)現(xiàn)程序執(zhí)行。

為方便開發(fā)者在Android上進(jìn)行二次開發(fā)，并且不會(huì)受到Android的Linux內(nèi)核影響與依賴，利用HAL將Android與Android Framework的內(nèi)核區(qū)分開來，并利用HAL完成被區(qū)分開的內(nèi)核之間的交互與通信。

二、Skia模型架構(gòu)

就移動(dòng)視頻會(huì)議而言，Android的視頻信息通信圖形模式主要是2D，是由Android中的Skia為核心的圖形引擎來實(shí)現(xiàn)的，這樣就減少了Android視頻會(huì)議系統(tǒng)中人工開發(fā)的環(huán)節(jié)。

Skia在清晰的Android層次構(gòu)架中組合不同動(dòng)態(tài)庫(kù)形成自身構(gòu)架，用來完成不同功能。程序調(diào)用庫(kù)在Android的 SDK中，移動(dòng)視頻會(huì)議系統(tǒng)開發(fā)中只須利用SDK即可調(diào)用下層功能，極大的方便了開發(fā)者。SDK在底層中發(fā)揮功能則主要包括libskiagl.so、libcorecg.so與libsgl.so三大類，分別實(shí)現(xiàn)Skia的核心功能與圖形編碼、解碼等處理過程。在Android的GDI系統(tǒng)中，Skia通過上層接口向下層發(fā)送信號(hào)，并作為第三方組件實(shí)現(xiàn)圖像概念映射與底層緩沖數(shù)據(jù)信息管理，并與OpenGL共同完成任務(wù)。

三、OpenCV模型架構(gòu)

OpenCV是一個(gè)基于C/C++語言開發(fā)的開源的圖像處理的函數(shù)庫(kù)，能夠充分運(yùn)用CPU的有效資源實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像處理，可以進(jìn)行視頻的保存、載入以及采集等常規(guī)操作，能夠針對(duì)攝像頭定位等圖像相關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作。OpenCV依據(jù)不同功能效果可劃分為cv、cxcore、cvaux、ml、highgui五個(gè)模塊，使OpenCV具有良好的移植性。

其中cxcore包含了圖像視頻的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及矩陣運(yùn)算等功能處理函數(shù)；cv包含視頻圖像運(yùn)動(dòng)描述、圖像處理、攝像頭識(shí)別定位等計(jì)算機(jī)視覺高級(jí)算法函數(shù)；ml包含一些關(guān)于統(tǒng)計(jì)的分類與聚類工具；highgui包含與圖像視頻相關(guān)輸入/輸出功能函數(shù)。

四、Audio模型架構(gòu)

在Android系統(tǒng)的音頻處理中，加入了AudioFinger模塊作為其音頻管理中樞。發(fā)展到目前為止，Android已經(jīng)具備了較為成熟的音頻處理框架結(jié)構(gòu)，基本能夠?qū)崿F(xiàn)視頻會(huì)議系統(tǒng)中的音頻處理。

Audio音頻框架在移動(dòng)視頻會(huì)議系統(tǒng)中分為底層硬件層、頂層API接口層與AudioFinger。

不同層次之間的音頻通信需要借助JNI來實(shí)現(xiàn)，頂層與底層之間的服務(wù)調(diào)用是通過MediaPlayer、AudioManager等接口來實(shí)現(xiàn)。AudioFinger是音頻處理適配層，用以處理傳輸進(jìn)來的音頻數(shù)據(jù)信息，AudioHardwareInterface是底層硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)接口，AudioManager與 AudioFinger之間通過 Binder來完成交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)音頻傳遞的相關(guān)處理，并在硬件上進(jìn)行播放。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]盧宏偉.Android手機(jī)視頻會(huì)議系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].華中科技大學(xué).2012.1

[2]楊崑.4G網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)視頻類業(yè)務(wù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)[J].現(xiàn)代電信科技.2014.11