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多媒体视频会议技术之关键技术

2008/09/11

多媒体视频会议技术系统集现代数据通信与网络技术、信息处理技术、微电子技术、光电技术、计算机软硬件技术于一体,其中视频会议关键技术如下:

  1.数据压缩与编码技术
  视频会议采用数字信号传送,而图像、视频、音频等多媒体信号数字化后的数据量很大,如一路电视模拟信号传输时占6~8MHz带宽,数字化后形成200Mbps 以上的数据流,这将占用大量的长途通信信道,在目前的通信环境与设备条件下,显然是不可行的。于是,20多年来,人们不断地研究在保证一定质量和压缩比前提下的数据压缩与编码技术。从方法上看有两大类,一类是无损压缩与编码,如哈夫曼(Huffman)的可变长度特征编码,Lempel、Ziv 和Welch的自适应压缩LZW编码,由Elias提出并由Rissanen 和 Pasco 推出的算术编码,以及游程编码LC(RunLength Coding)等,这类统计编码技术又称可逆编码,它不丢失任何信息,但压缩比通常不可能超过8。另一类是有损压缩与编码,它是近10多年来研究的热点与重点领域,其方法包括预测、变换、模型、基于重要性、基于内容的编码,以及在以上基础上的混合编码。目前最通用的是被认为对语音与图像号的准最佳变换——离散余弦变换(DCT)方法。它以DT为基础的静态图像编码在20倍左右的压缩下仍然保持相当好的图像质量,加上运动估值与运动
补偿等技术所形成的动态图像编码技术,在120倍左右的压缩下,数据流所恢复的视频的信噪比还是很高的。因此,这些技术已经具备实用化条件,被国际标准化组织ISO和ITU等用来制定出一系列的编码标准,如H.261、H.262、H.263等,为多媒体视频会议系统提供了切实可行的码技术与标准。顺便指出,许多生产视频会议设备的厂家都宣称拥有独特的编码技术。这一方面表明了编码技术的复杂性,但另一方面,笔者认为,其中最重要的恐怕还是出于保护产权的目的。

  2.带宽与数据传输
  多媒体视频会议依托的环境是多样化的,其网络类型包括LAN、WAN、ISDN、Internet以及B-ISDN、ATM等。每种网络的带宽与传输协议是不同的,并且在多媒体视频会议系统的信号中,包括了视频、音频、数据及同步控制信号,不同种类的数据有不同的传输特性和传输要求。多媒体视频会议要借助现有的传输体系来传送数据,因此,目前国内外商品化的视频会议产品都有很强的针对性。如:高档会议室型 以美国Picture Tel、Vtel等公司为代表,使用DDN或专网,一般运行在300K~2Mbps速率下,提供高质量的多点控制会议服务,配有高档摄像、音响与显示器材,以保证高质量的多媒体效果。桌面会议系统 以美国Intel公司的ProShare系列产品、以色列的Vcon Online系统等为代表。较高档的通常在DDN与ISDN环境中运行,在112~768Kbps速率下,可提供每秒25~30帧CIF或QCIF图像;低档的通常在LAN/WAN环境中运行,在384Kbps速率下,提供每秒15~20帧图像质量。可视电话类型 将美国Connectix公司的QuickCam数字摄像机配以Microsoft公司的NetMeeting或WhitePine公司的Cu-Seeme等软件,便可构成直接面向千家万户的简便多媒体视频会议系统。该系统运行在普通公共电话网(PSTN)上,在28.8Kbps或33.6Kbps等速率下,一般可提供5~10帧QCIF格式的图像。

  3.人机交互与协同工作
  多媒体视频会议由本地发展到远程,由局部地区发展到国际交流。近年来,计算机信息技术不断向纵深发展,应用的重点从求解问题向方便人们相互交流的方向转移,信息共享及人与人之间的合作越来越重要,传统的孤立式工作方法,以文本为主体的信息媒体,以及单纯异步
式的信息交互方式已无法满足人们的需要。CSCW是一个新的多学科的领域,其涉及的学科包括计算机、通信、分布系统、人工智能、社会学、心理学等诸多方面。这些学科或学科方向从不同的角度,用不同的方法研究CSC的有关问题。多媒体视频会议利用CSCW,为空间中相互隔离的人们提供"Face-To-Face" 和WYSIWIS"(你所见即我所见)的以网络信息技术为依托的多媒体协同工作环境。目前,我国"九五"重点科技项目"现代计算机信息网络及其应用关键技术研究"课题中的"多媒体视频会议系统"便是按照CSCW模式来研制的。其CSCW研究主要围绕在协调理论指导下的工作流(Work Fow)的定义,以及执行、监控及协调原则的制定;实时型CSCW应使合作者在相同的时间中共享相同的对象,由系统确定合作者对对象的哪一个逻辑部分操作,既要并发又要锁定。该课题要充分利用已经建立了的HTTP、MPEG、H.263、G.723.1 等标准,以及Java、HTML、VRML等工具,设计高效率的代理机制,使与会者感到自由与高效率。

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