高清視頻會議系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)

宋昕陽

摘 要：視頻會議已經(jīng)成為了當代企業(yè)管理者以及學(xué)校、政府等眾多機構(gòu)所必不可少的交流工具之一，且隨著科技的飛速進步，使用者對于視頻的圖像質(zhì)量以及實時傳送情況有了更高的要求，這使得視頻會議系統(tǒng)的高清化逐漸成為了視頻會議系統(tǒng)的主流。文章從高清視頻會議系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、高清視頻會議系統(tǒng)的主要特點、高清視頻會議系統(tǒng)的現(xiàn)狀及優(yōu)勢、高清視頻會議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)四個方面對其進行分析。

關(guān)鍵詞：高清視頻會議系統(tǒng)；圖像質(zhì)量；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TN948.63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）09-0067-02

Abstract： Video conference has become one of the indispensable communication tools for modern corporate managers， schools， governments and many other institutions， and with the rapid progress of technology. Users have higher requirements for video image quality and real-time transmission， which makes the video conferencing system become the mainstream of video conferencing system. In this paper， the structure of HD （high definition） videoconferencing system， the main characteristics of HD videoconferencing system， the status and advantages of HD videoconferencing system， and the key technology of HD videoconferencing system are analyzed in this paper.

Keywords： HD videoconferencing system； image quality； key technology

1 高清視頻會議系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

高清視頻會議系統(tǒng)通常由三部分組成，分別是視頻會議終端、MCU多點控制模塊以及網(wǎng)關(guān)。（1）視頻會議終端。視頻會議終端也是由硬件終端以及軟件終端兩個部分組成，其中包括了解碼器以及視頻編碼、音頻編碼等，這些都是視頻會議終端中較為重要的組成部分。而會議中端通常也根據(jù)實際應(yīng)用場景的差異性，被分為分體式終端和一體式終端等形式。（2）MCU多點控制模塊。作為高清視頻會議系統(tǒng)中最為重要的部分，MCU多點控制模塊在整個系統(tǒng)中是必不可少的，它是由媒體處理單元以及控制單元、接口單元組成的，MCU多點控制模塊在整個系統(tǒng)中所起到的作用等同于交換機，而視頻信號的采集以及處理也是MCU多點控制模塊的實際工作。（3）網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)在也是高清視頻會議系統(tǒng)中的重要組成部分之一，也是使不同的會議場景得以同時連接召開的必要條件，網(wǎng)關(guān)不僅能使不同的設(shè)備相互連接，還能使不同的網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)相互連接。

2 高清視頻會議系統(tǒng)主要特點

高清視頻會議系統(tǒng)主要有四個特點，分別是安全性、規(guī)范性、便捷性以及開放性。

（1）安全性。安全性對于高清視頻會議系統(tǒng)來說是最為重要的特性，因為高清視頻會議系統(tǒng)通常是為機密類以及非常重要的高層會議服務(wù)的，所以會議內(nèi)容的保密程度是高清視頻會議系統(tǒng)的開發(fā)以及設(shè)計時的關(guān)鍵。在關(guān)鍵設(shè)備以及重要鏈路方面，高清視頻會議系統(tǒng)使用冗余設(shè)計，這種設(shè)計能使高清視頻會議系統(tǒng)在運行時更加穩(wěn)定和安全，即使是連接的單點出現(xiàn)某些故障，對于連接整體的信號也沒有影響。視頻會議系統(tǒng)的MCU運行能力也是安全性能的一部分，當MCU運行能力較強時，視頻以及音頻的輸送更為順暢，同時，安全性能較強的高清視頻會議系統(tǒng)對于抗黑客攻擊以及抗病毒的能力也較強，能為會議提供可靠而安全的保障。

（2）規(guī)范性。規(guī)范性也是高清視頻會議系統(tǒng)的特性之一，高清視頻會議系統(tǒng)通常要遵循技術(shù)標準以及行業(yè)規(guī)范，嚴格遵照 H.264、G7.19、1080P的國內(nèi)外行業(yè)標準設(shè)計。

（3）便捷性。高清視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展?jié)u趨于數(shù)字化與智能化，這類智能控制技術(shù)能使得機器自行操作，無需人工進行操作，以此來提升其系統(tǒng)的工作質(zhì)量以及工作效率，降低其技術(shù)難度，而高清視頻會議系統(tǒng)的運行也需要智能化的實時監(jiān)測，以便自動記錄系統(tǒng)的運行日志，從而對系統(tǒng)的運行情況進行詳細記錄。所以，在便捷性的特點之下，對于高清視頻會議系統(tǒng)自身的異常，其系統(tǒng)能及時發(fā)現(xiàn)并予以解決，在后續(xù)由人工進行操作和管理時能更輕松簡便。

（4）開放性。高清視頻會議系統(tǒng)所具有的開放性特點是以科技產(chǎn)品不斷創(chuàng)新與開發(fā)的潮流為基礎(chǔ)的，高清視頻會議系統(tǒng)隨著其產(chǎn)品及科技程度的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，其技術(shù)所擁有的應(yīng)用空間也能更為開放、其應(yīng)用擴展性也隨之增強，在實際操作中，要想使高清視頻會議系統(tǒng)的兼容性和實用性更強，便需對其進行升級和改造，在實踐中不斷創(chuàng)新和完善高清視頻會議系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，最終使高清視頻會議系統(tǒng)達到在開展多組會議視頻會議的基礎(chǔ)上，不干擾到任何一組獨立的視頻會議。高清視頻會議系統(tǒng)的升級、改造和完善不僅能增加其系統(tǒng)的容量，還能使其應(yīng)用和功能得到更充分的豐富和更新。

3 高清視頻會議系統(tǒng)的現(xiàn)狀及優(yōu)勢

3.1 高清視頻會議系統(tǒng)的現(xiàn)狀

高清視頻會議系統(tǒng)在現(xiàn)階段的主要組成系統(tǒng)主要是基于PC結(jié)構(gòu)的軟件視頻會議系統(tǒng)以及基于嵌入式構(gòu)架的硬件視頻會議系統(tǒng)兩大部分，而軟件和硬件這兩大會議系統(tǒng)的產(chǎn)品類型較多且分別具有其各自的特點與優(yōu)勢。其中，軟件視頻會議系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其通過CPU來處理音頻和視頻，并對其進行編碼與解碼，這使得其在畫面質(zhì)量以及視頻的穩(wěn)定性與安全性方面都具有較大的優(yōu)勢。而這種處理方式在保密方面具有較大的缺陷，不過由于這類技術(shù)使用較為便捷且價格與硬件視頻會議系統(tǒng)相比較低，所以通常被應(yīng)用于小型企業(yè)或個人使用。硬件視頻會議系統(tǒng)則具有性能較強大且可靠性較高的優(yōu)勢，硬件視頻會議系統(tǒng)在處理音頻及視頻時，所應(yīng)用的是 DSP+嵌入式軟件。但硬件視頻會議系統(tǒng)具有的缺陷是其建設(shè)成本相對較高，所以這類系統(tǒng)主要被用于政府機關(guān)、運營商、大型企業(yè)以及軍隊等對系統(tǒng)的保密性、安全性與穩(wěn)定性要求較為嚴苛的機構(gòu)。

3.2 高清視頻會議系統(tǒng)的優(yōu)勢

高清視頻會議系統(tǒng)在當前的技術(shù)基礎(chǔ)下，所開發(fā)出的功能較多，不僅能實現(xiàn)視頻的實時共享，還能在視頻連接的同時為用戶提供相對應(yīng)的服務(wù)，如會議管理、會議信息以及文檔討論等智能化的操作。除此之外，高清視頻會議系統(tǒng)的安全性及可靠性也是值得肯定的，以硬件視頻會議系統(tǒng)為例，其采用的嵌入式操作系統(tǒng)以及非PC的硬件結(jié)構(gòu)，和其在防病毒性和穩(wěn)定性上效果強大的系統(tǒng)設(shè)置以及可靠性極高的終端設(shè)備，都能在確保視頻會議系統(tǒng)有效運行的基礎(chǔ)上，使視頻會議系統(tǒng)擁有強大的抗攻擊和抗病毒能力。同時，MP分布式的處理方式，也能為視頻會議系統(tǒng)的容量擴展以及功能擴展提供相對較多的模塊；而DSP處理器的采用，在確保高清視頻會議系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的情況下，能支持其不間斷的長時間運行。除此之外，簡單的操作也是高清視頻會議系統(tǒng)的優(yōu)勢之一，在操作者對高清視頻會議系統(tǒng)了解較少的情況下，也能通過DSD菜單以及遙控相互配合來有效控制系統(tǒng)的運行，同時，高清視頻會議系統(tǒng)具有較好的視頻效果，只要操作人員對于操作命令的掌握正確且在接口鏈接處不發(fā)生錯誤，其操作過程的可靠性及安全性就能得到保障。

4 高清視頻會議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

視頻會議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有三類，分別是圖像標準、視頻編碼技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

4.1 高清視頻會議系統(tǒng)中的圖像標準技術(shù)

高清視頻會議系統(tǒng)與普通的視頻會議系統(tǒng)相比，差異最大的部分便是圖像的質(zhì)量，即視頻的圖像質(zhì)量。在標清的普通視頻會議系統(tǒng)中，圖像的質(zhì)量較差，視頻清晰度和使用感受也較差，而在圖像技術(shù)從標清發(fā)展到超清后，視頻會議系統(tǒng)的圖像質(zhì)量就成了消費者以及使用者關(guān)注的焦點。國外對于高清視頻會議系統(tǒng)的圖像標準規(guī)定是720p、1080p和1080i，而在我國，對于高清視頻會議系統(tǒng)的圖像標準規(guī)定是1080p和1080i。

在我國對于高清視頻會議系統(tǒng)的圖像標準規(guī)定中，1080所表示的是在垂直向上的方向上，共存在1080條水平掃描線，而p所代表的則是采用逐行掃描的方式進行掃描；同理，i則表示使用隔行掃描的方式進行掃描。因此，高清視頻會議系統(tǒng)為會議參與者所帶來的會議體驗是極為舒適的，同時，高清視頻會議系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的畫面因其太過逼真的特性，也能為參與者們提供更好、更現(xiàn)實的會議環(huán)境。

4.2 高清視頻會議系統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)

H.264標準是高清視頻會議系統(tǒng)中所采用的主要視頻編碼技術(shù)，其基本含義是高度壓縮數(shù)字視頻編解碼器標準，能為高清視頻會議系統(tǒng)提供相對更高的圖像質(zhì)量以及壓縮效率是這類編碼技術(shù)的特點之一。其編碼流程主要由三個步驟組成，第一步是由幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測計算，從而得到殘差；第二步則是對得出的殘差進行量化以及整數(shù)變換；最后是對其進行熵編碼和輸出。H.264標準所具有的優(yōu)勢在于其壓縮效率較高，在圖象質(zhì)量相同的情況下，其壓縮效率甚至能達到同類編碼技術(shù)的三倍，因此，H.264標準所具有的提供高質(zhì)量連續(xù)圖像的功能正是高清視頻會議系統(tǒng)所需要的。且H.264具有較強的容錯性能，這使得H.264標準在面對網(wǎng)絡(luò)延遲以及丟包等現(xiàn)象時，能處理得較為妥當，同時還能對連接時出現(xiàn)的錯誤和異常情況進行有效地處理和恢復(fù)，對于不穩(wěn)定以及低速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也具有較強的適應(yīng)能力，能幫助視頻會議在較差的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下正常穩(wěn)定的運行，對于高清視頻會議系統(tǒng)穩(wěn)定性的提升具有重要的作用。

4.3 高清視頻會議系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

高清視頻會議系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議通常被分為兩類，即SIP協(xié)議和H.323協(xié)議。SIP協(xié)議由IETF即互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組提出，而H.323協(xié)議則通過國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織，即ITU-T提出。

（1）H.323協(xié)議。H.323協(xié)議是一個音視頻協(xié)議，主要在IP分組交換網(wǎng)上被用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)會議和語音視頻通信功能，H.323協(xié)議主要被分為三個模塊，分別是媒體傳輸模塊、信令控制模塊以及數(shù)據(jù)會議模塊。（2）SIP協(xié)議。SIP協(xié)議主要采用文本編碼的方式，是一種實時多媒體應(yīng)用的信令標準，SIP協(xié)議在使用時主要是用于建立和修改程序，如在IP分組交換網(wǎng)上建立和修改多方媒體會話，除此之外，SIP協(xié)議還能對其進行終止操作。這類協(xié)議主要由四部分組成，分別是用戶代理、代理服務(wù)器、注冊服務(wù)器以及重寫服務(wù)器。

5 結(jié)束語

高清視頻會議系統(tǒng)已經(jīng)成為了視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，但依然需要不斷提升系統(tǒng)所使用的技術(shù)含量，以使其獲得安全性與可靠性的保障。本文對其系統(tǒng)整體及其關(guān)鍵技術(shù)進行了分析說明，也充分展現(xiàn)了其所使用技術(shù)的優(yōu)勢。

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