高清視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術

文/黎亮 王彥昱 黎明

視頻會議是目前高校、企業(yè)、政府部門等進行會議交流的主要工具，隨著科學技術的不斷發(fā)展，視頻會議使用部門對視頻的圖像質(zhì)量、畫面?zhèn)鬏數(shù)募皶r性等方面提出了更高的要求，使得高清視頻會議逐漸取代了傳統(tǒng)的視頻會議，主要通過先進的高清視頻編解碼技術、高清音頻編解碼技術、網(wǎng)絡通信協(xié)議技術、圖像標準技術等技術實現(xiàn)視頻圖像的高清傳輸，打破了傳統(tǒng)人們交流和溝通在時間及空間上的限制，具有良好的發(fā)展前景，基于此，本文結合理論實踐，對高清視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術做了如下分析。

1 高清視頻會議系統(tǒng)的結構組成

高清視頻會議系統(tǒng)的主要協(xié)議為H.323通信協(xié)議，由MCU多點控制單元、視頻會議終端、網(wǎng)關、網(wǎng)閘等結構共同組成，終端通過MCU進行集中交換，從而形成一個視頻會議系統(tǒng)，具體結構圖如圖1所示。

1.1 MCU多點控制單元

MCU是高清視頻會議系統(tǒng)的關鍵設備，和交換機的功能類似，主要負責圖像、語音、數(shù)據(jù)信號之間相互交換，工作速率在64kbps～8Mbps之間。由控制單元、媒體處理單元、接口單元共同組成?？蓪σ曨l信號直接采集和分配，當一個人在發(fā)言時，其圖像信號會快速傳輸?shù)組CU上，MCU將其切換到其他人終端設備畫面上。通過廣播的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡鋾h參與人的終端上。在語音信號處理時，分為兩種情況，如果只有一個人發(fā)言，在MCU會把音頻信號切換到其他人的終端上。如果在一次會議上同時有多個人員發(fā)言，則MCU會挑選出電平最高的音頻信號，切換到其他人員的終端上。

1.2 視頻會議終端

根據(jù)終端結構和特性的不同，視頻會議終端可分為兩部：

（1）硬件終端；

（2）軟件終端。

硬件終端主要由視頻編解碼和音頻編解碼組成。軟件終端指的是在計算機上直接部署的客戶端軟件，再配置上視頻采集卡、攝像頭、麥克風、有源音箱就可以開始視頻會議。

1.3 網(wǎng)關

在高清視頻會議系統(tǒng)中，網(wǎng)關的主要作用是將不同的設備連接為一個整體，在不同的網(wǎng)絡中也可以進行互通互聯(lián)，網(wǎng)關的應用為不同會議場景同時召開會議提供了基礎條件。

1.4 網(wǎng)閘

雖然網(wǎng)閘是高清視頻會議系統(tǒng)中一個可有可無的設備，但為提升視頻會議系統(tǒng)的安全性，仍然有很多視訊設備生產(chǎn)廠家將其融入高清視頻會議系統(tǒng)中，具有轉換地址、許可控制、寬帶控制的功能。

2 高清視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術

2.1 網(wǎng)絡通信協(xié)議技術

目前高清視頻會議系統(tǒng)常用的通信協(xié)議有兩種，一種是H.323協(xié)議，另一種SIP協(xié)議。二者的共同點是：都對IP電話系統(tǒng)信令提出了完整的解決方案，可作為多媒體通信的應用層控制協(xié)議，都可通過RTP作為媒體傳輸協(xié)議。不同之處在于，H.323在應用時采用了傳統(tǒng)的電話信令模式，而SIP則采用了其他互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，屬于一種基于文本的協(xié)議?？偠灾?，H.323的協(xié)議集比較成熟，并且產(chǎn)品比較豐富，符合高清視頻會議系統(tǒng)對多元化通信的需求，可以和傳統(tǒng)的電話網(wǎng)相互連接。而SIP以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議為標準，設計風格比較開放、簡練，但我國目前大型組網(wǎng)還不夠成熟，難以大范圍推廣應用。相比而言，H.323協(xié)議才能高清視頻會議系統(tǒng)的主流協(xié)議。

2.2 視頻編解碼技術

視頻編解碼技術是高清視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術之一，因為，只有高效、高質(zhì)量的視頻編碼器才能提供高清的視頻服務，目前在高清視頻會議系統(tǒng)中常用的視頻編解碼技術也有兩種，一種是MPEG-2，另一種是H.264。二者相比，H.264視頻編解碼包含了MPEG-2視頻編解碼的優(yōu)點，不但可以充分滿足高清視頻會議對視頻編解碼的實際許需求，而且還能視頻中的各項數(shù)據(jù)進行整合處理，無論是技術上，還是應用效果上H.264視頻編解碼技術都有明顯的優(yōu)勢，目前，高清視頻會議領域，各大主流廠家都采用H.264視頻編解碼來研發(fā)高清視頻會議系統(tǒng)。

2.3 音頻編解碼技術

圖1：高清視頻會議系統(tǒng)的結構組成圖

在視頻會議標清時代，主要采用ITU標準作為音頻編解碼技術，但此項技術只能進行單聲道傳輸。而在高清視頻會議系統(tǒng)的背景下，為提升參會人員的收聽效果，需要采用多聲道來傳輸音頻。采用MPEG標準作為音頻編解碼技術，同時還兼容G系類窄頻音頻編碼協(xié)議，可和老設備實現(xiàn)互通，為確保能聽到更加清晰的數(shù)字音頻，需要在音頻編解碼中加入AEC技術、AGC技術以及ADS技術等，降低噪音對高清視頻會議音頻的影響。

3 結束語

綜上所述，本文結合理論實踐，分析高清視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術，分析結果表明，隨著科學技術的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡技術和視頻技術愈發(fā)先進，為高清視頻會議系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了基礎條件，高清視頻會議系統(tǒng)具有很強的技術性和綜合性，需要網(wǎng)絡通信協(xié)議技術、高清視頻編解碼技術、高清音頻編解碼技術、圖像標準技術的支持，才能為參加會議人員營造一種更加清晰、更加舒適、更加便捷的會議環(huán)境，打破了傳統(tǒng)溝通和交流在空間和時間上的局限性，為各行各業(yè)的發(fā)展提供了一種方便快捷的溝通方式。