高清視頻會(huì)議關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)施難點(diǎn)

楊俊超

摘 要：高清視頻會(huì)議系統(tǒng)作為當(dāng)前一種相對(duì)先進(jìn)和成熟的視頻會(huì)議技術(shù)，目前成為了使用者提高效率，加強(qiáng)管理，降低成本的有效手段。但其在應(yīng)用和實(shí)施過程中還應(yīng)規(guī)避全過程中的瓶頸問題，將質(zhì)量上的優(yōu)化、功能上的改進(jìn)及實(shí)用性的提高作為其進(jìn)一步發(fā)展的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高清視頻會(huì)議系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù) 難點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TN948.63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（b）-0124-02

視頻會(huì)議系統(tǒng)作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)會(huì)議功能多媒體通信系統(tǒng)，它能夠把音頻、視頻以及各種數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳遞。在現(xiàn)今多元化、全球化、信息化的時(shí)代，視頻會(huì)議技術(shù)成為了使用者提高效率，加強(qiáng)管理，降低成本的有效手段。但顯示設(shè)備、編碼技術(shù)的相對(duì)落后制約著標(biāo)清視頻會(huì)議系統(tǒng)，使其圖像分辨率達(dá)不到畫面清晰度要求，在語音傳遞方面延遲性也較高，因此大大降低了視頻會(huì)議系統(tǒng)的效果。在這樣的背景下，高清視頻會(huì)議技術(shù)分別于2006年出現(xiàn)并于2008年首發(fā)產(chǎn)品，隨后在市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下應(yīng)用的更加廣泛。

高清視頻會(huì)議系統(tǒng)相比較與傳統(tǒng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)，有如下優(yōu)點(diǎn)。首先是提高了分辨率和畫面質(zhì)量，將最優(yōu)的遠(yuǎn)程會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景體現(xiàn)提供給應(yīng)用者。而且對(duì)于照片、圖紙、文件等，此系統(tǒng)能以高分辨率顯示出來，這對(duì)于會(huì)議中對(duì)視覺溝通有高度依賴性的工作人員來說是提供了極高的便利。其次是具有可操作性，易上手。以H.323組網(wǎng)協(xié)議作為主要協(xié)議，不僅簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)思路，更簡(jiǎn)化管理界面；不僅能很好的兼容終端，對(duì)于其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也能很好的兼容。會(huì)議人員、管理人員只要會(huì)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)日常操作，就可以自行控制召開會(huì)議，對(duì)企業(yè)和政府的日常遠(yuǎn)程溝通交流提供了方便。第三點(diǎn)是其在高清視頻系統(tǒng)硬件設(shè)備支持下不僅擴(kuò)展了系統(tǒng)，也提高了系統(tǒng)硬件的性能，從而使高清視頻系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可達(dá)到多網(wǎng)兼容、多網(wǎng)共存的狀態(tài)。第四點(diǎn)是通過在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)中應(yīng)用無損恢復(fù)技術(shù)，不僅僅能保證音頻和視頻的傳輸質(zhì)量，也能良好的控制住傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包丟失率，從而避免音頻和視頻的卡頓現(xiàn)象出現(xiàn)，保證會(huì)議的順暢和會(huì)場(chǎng)真實(shí)體現(xiàn)的獲得。

1 高清視頻會(huì)議系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)

1.1 組成

高清視頻會(huì)議系統(tǒng)組件構(gòu)成有視頻會(huì)議終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)閘和MCU多點(diǎn)控制單元等。

其中視頻會(huì)議終端包括硬件終端和軟件終端。硬件終端包括音頻解碼器（用數(shù)字化的方式來處理模擬音頻信號(hào)，并進(jìn)行編碼）和視頻解碼器。軟件終端是安裝在計(jì)算機(jī)上，通過客戶端軟件的部署，再加上其他設(shè)備（包括音箱、高清攝像頭、高清視頻采集卡等）的配置就可以進(jìn)行工作。而高清視

頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備是MCU。它由控制部分（交換處理視頻和音頻等信息，并對(duì)控制命令進(jìn)行執(zhí)行）、接口部分（將接入端口提供給傳輸通道）和媒體處理部分（處理高清視頻會(huì)議中的文本、PPT和音頻、視頻數(shù)據(jù)流）組成。簡(jiǎn)單來說MCU就是一臺(tái)對(duì)各終端信號(hào)分離、抽取信號(hào)、傳送、處理再傳送的交換機(jī)。

網(wǎng)關(guān)是連接不同網(wǎng)絡(luò)或同一網(wǎng)絡(luò)不同網(wǎng)段的設(shè)備，通過它的連接使不同的網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)系統(tǒng)。它不僅可以轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)交換過程中的傳輸格式，同時(shí)也可以搭建數(shù)據(jù)交流橋梁，以便在多會(huì)議場(chǎng)所交互各種文件數(shù)據(jù)；而網(wǎng)閘則具有控制許可、轉(zhuǎn)換地址、控制帶寬的功能。它在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)中并不是必不可少的，但在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，大部分設(shè)備廠商都會(huì)配備此組件。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

高清視頻會(huì)議的3個(gè)主要的關(guān)鍵技術(shù)有圖像標(biāo)準(zhǔn)、視頻編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。

視頻編碼技術(shù)是對(duì)視頻文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)化的一種方式，它采取的主要技術(shù)方式是進(jìn)行視頻壓縮，系統(tǒng)在編碼技術(shù)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行視頻傳輸?，F(xiàn)在MPEG-2和H.264是在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)中常用的兩種視頻解碼標(biāo)準(zhǔn)。其中前者的標(biāo)準(zhǔn)只涉及編碼視頻信號(hào)，而不包括數(shù)據(jù)封裝和傳輸，且按其標(biāo)準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)流需要相對(duì)要大的帶寬，因此在視頻會(huì)議領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化程度不高。而采用H.264標(biāo)準(zhǔn)下的視頻傳輸，與其他標(biāo)準(zhǔn)相比，不僅圖像質(zhì)量高，而且數(shù)據(jù)量小且具有強(qiáng)的容錯(cuò)能力和網(wǎng)絡(luò)兼容性，優(yōu)化并合并了H系列和M系列的優(yōu)點(diǎn)，更能滿足高清視頻會(huì)議系統(tǒng)中的清晰度需求和視頻速度需求，在技術(shù)和實(shí)用性上具有其他標(biāo)準(zhǔn)沒有的優(yōu)勢(shì)，因此目前在高清視頻行業(yè)，視頻會(huì)議系統(tǒng)的編碼標(biāo)準(zhǔn)大多都是H.264技術(shù)。

作為連接操作系統(tǒng)和硬件網(wǎng)絡(luò)通信支持的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，目前在高清領(lǐng)域主要存在兩種：H.323協(xié)議和SIP協(xié)議。前者在很多方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，如可靠性方面，具備處理中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障的優(yōu)勢(shì)，而后者則不能恢復(fù)在發(fā)送過程中的呼叫；再如功能方面，前者具備控制和管理功能（帶寬控制、地域管理和地址翻譯等），而后者則只能依賴其他協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制和管理功能。但同樣H.323也存在一些問題，如在體系結(jié)構(gòu)上，雖然前者計(jì)費(fèi)方便，帶寬管理集中控制易于操作，但其在擴(kuò)展性方面存在瓶頸；再如復(fù)雜性方面，前者使用無明顯界限的多個(gè)子協(xié)議，造成多協(xié)議交互來完成業(yè)務(wù)的復(fù)雜程序。在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)領(lǐng)域，H.323協(xié)議應(yīng)用的要多些。

高清視頻會(huì)議圖像從圖像分辨率和屏幕長(zhǎng)寬比兩方面來作為分析圖像標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)。分辨率主要包括720P、1080i和1080P共3種。現(xiàn)在將數(shù)碼設(shè)備上通用的高清標(biāo)準(zhǔn)作為高清視頻會(huì)議通行標(biāo)準(zhǔn)，它是以往標(biāo)準(zhǔn)的10倍以上。在屏幕的長(zhǎng)寬比方面，16∶9的長(zhǎng)寬比則為增加觀看有效面積和提高清晰度提供了保障。

2 實(shí)施難點(diǎn)

2.1 多級(jí)不同清晰度視頻兼容難點(diǎn)

若多級(jí)單位為不同清晰度標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)，則標(biāo)清和高清不能兼容，即標(biāo)清系統(tǒng)下接收不了高清視頻。在這種情況下可通過將高清視頻數(shù)據(jù)的信號(hào)分成亮度和色度兩個(gè)訊號(hào)分別傳送，再轉(zhuǎn)換接收，采用此方法多級(jí)單位就可同時(shí)觀看系統(tǒng)中的高清視頻。

2.2 通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸不暢的難點(diǎn)

在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配、丟包率等都會(huì)明顯影響會(huì)議效果。如當(dāng)有線路出現(xiàn)帶寬達(dá)不到要求或不定時(shí)的網(wǎng)絡(luò)堵塞時(shí)，那部分線路的會(huì)場(chǎng)可能會(huì)出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象，清晰度達(dá)不到要求，甚至出現(xiàn)畫面抖動(dòng)、模糊等，這會(huì)極大的影響視頻質(zhì)量，進(jìn)而影響會(huì)議效果。如果想要清晰而且穩(wěn)定的會(huì)議效果，那么必須要保證網(wǎng)絡(luò)的通暢和穩(wěn)定。

2.3 不同SDH系統(tǒng)時(shí)鐘不同步造成的視頻抖動(dòng)難點(diǎn)

由于不同時(shí)鐘源之間或多或少會(huì)有偏差，所以在使用不同的基準(zhǔn)時(shí)鐘源情況下的此系統(tǒng)，在信號(hào)傳輸時(shí)會(huì)因時(shí)鐘同步進(jìn)行指針調(diào)整而導(dǎo)致視頻信號(hào)質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)抖動(dòng)或者卡頓。若想要避免或減少類似現(xiàn)象的發(fā)生，則需要在系統(tǒng)實(shí)施過程中，將系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行同步，用相同的基準(zhǔn)時(shí)鐘源，從根源解決指針調(diào)整造成的視頻質(zhì)量下降[1]。

2.4 會(huì)場(chǎng)布置難點(diǎn)

在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)中，良好的會(huì)場(chǎng)布置會(huì)對(duì)遠(yuǎn)程收看效果有明顯提高。在燈光上除了照度要求外，要通采用漫反射，規(guī)避直射光的方法來使光線均勻；在擴(kuò)聲方面，為滿足高清視頻會(huì)議的混響指標(biāo)高要求，可通過合理調(diào)整吸聲材料的使用量來調(diào)節(jié)合適的混響時(shí)間。另外在會(huì)場(chǎng)布局上，要避開黑色或鮮艷色彩而使用均勻的淺色，還可通過桌布和窗簾調(diào)整陰影和規(guī)避陽光直射。

2.5 布線工藝、線纜固定、不同接口標(biāo)準(zhǔn)方面的難點(diǎn)

音頻、視頻信號(hào)的無損傳輸在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)中是非常注重的一項(xiàng)。因此在安裝實(shí)施過程中，布線工藝、線纜選擇和固定都是需要重視的技術(shù)難點(diǎn)。首先在線纜選擇時(shí)，應(yīng)保證線纜質(zhì)量，視頻線應(yīng)根據(jù)傳輸距離選擇等級(jí)，備用線也應(yīng)盡量布放。其次線纜固定應(yīng)設(shè)支架，而設(shè)備電纜應(yīng)固定在機(jī)架內(nèi)部，網(wǎng)絡(luò)線纜也要固定在交換機(jī)和設(shè)備兩側(cè)，減少因線路問題引起的信號(hào)損失。再者是不同接口標(biāo)準(zhǔn)選擇，要在充分考慮接口類型、會(huì)場(chǎng)布局以及線纜傳輸距離等因素的情況下，再進(jìn)行選擇，使線纜傳輸效果達(dá)到最優(yōu)[1]。

3 結(jié)語

該文主要介紹了高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成、優(yōu)勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)，并簡(jiǎn)要分析了系統(tǒng)實(shí)施過程中的一些難點(diǎn)問題，從這些方面可知高清視頻會(huì)議系統(tǒng)發(fā)展的方向應(yīng)趨向于質(zhì)量上的優(yōu)化、功能上的改進(jìn)及實(shí)用性上的提高，同時(shí)超高清化也將成為未來的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 葉志俊，徐志強(qiáng)，李軍，等.影響高清視頻會(huì)議效果的因素分析[J].電力系統(tǒng)通訊，2011（4）：30-33.