視頻會(huì)議基礎(chǔ)

視頻會(huì)議基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)培訓(xùn)教材

視頻會(huì)議概述視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境視頻會(huì)議音頻和視頻視頻會(huì)議數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)視頻會(huì)議系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)議程安排Videoconference視頻會(huì)議視訊會(huì)議電視會(huì)議會(huì)議電視電視電話會(huì)議視頻會(huì)議名稱什么是視頻會(huì)議？視頻會(huì)議就是利用電視的技術(shù)和設(shè)備通過傳輸信道在兩地或多個(gè)地方進(jìn)行開會(huì)的一種通信手段，它實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離的面對(duì)面開會(huì)的目的。與傳統(tǒng)會(huì)議相比，電視會(huì)議運(yùn)用高科技的視聽通訊技術(shù)，達(dá)到了節(jié)省會(huì)議差旅費(fèi)用、節(jié)省開會(huì)時(shí)間、提高工作和決策效率的目的。按通信網(wǎng)絡(luò)POST、LAN、ISDN、ATM、Internet按傳輸內(nèi)容文件會(huì)議、數(shù)據(jù)會(huì)議、可視會(huì)議、動(dòng)態(tài)視頻會(huì)議按終端配置PC架構(gòu)、非PC架構(gòu)會(huì)議室型、桌面型分體式、一體化視頻會(huì)議類型（一） 按媒體選擇媒體可選系統(tǒng)、媒體固定系統(tǒng)按與會(huì)者參加方式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、多點(diǎn)視頻會(huì)議類型（二） 視頻會(huì)議的發(fā)展及現(xiàn)狀 幾種不同的多媒體會(huì)議國際建議視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)（一）高速多媒體通信網(wǎng)絡(luò)及多媒體傳輸協(xié)議實(shí)時(shí)協(xié)議、資源預(yù)留、QoS控制、多址廣播多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)H.261、H.263、H.263+、H.264G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)（二）視頻分層編碼與傳輸技術(shù)（1）時(shí)間分層：即時(shí)間域抽樣，通過調(diào)整視頻流的時(shí)間分辨率來適應(yīng)信道的變化（2）空間分層：將各單幀圖像分成不同空間分辨率的層次信息進(jìn)行傳輸，通過調(diào)整圖像空間分辨率來適應(yīng)信道的變化（3）信噪比分層：將各單幀圖像分成不同信噪比的層次信息進(jìn)行傳輸，通過調(diào)整圖像信噪比來適應(yīng)信道的變化。視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)（三）群組通信將數(shù)據(jù)同時(shí)傳送到群組中的所有成員視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)（四）同步機(jī)制媒體同步：同步回放各個(gè)媒體流群同步：一個(gè)用戶發(fā)送的流媒體信息在所有接收的用戶中同時(shí)進(jìn)行回放視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)（五）差錯(cuò)控制技術(shù)和流量控制技術(shù)流量控制技術(shù)：預(yù)防式和反饋式差錯(cuò)控制技術(shù)：選擇式重發(fā)和前向糾錯(cuò)編碼FEC視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)（六）多媒體會(huì)議系統(tǒng)的性能評(píng)估視頻尺寸幀率碼率視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)（七）其他多媒體數(shù)據(jù)庫人機(jī)接口視頻會(huì)議發(fā)展方向高性能、多功能協(xié)同性智能化集成化視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)線路交換：開始通信之前通信雙方由線路交換中心建立物理連接，維持連接的時(shí)間長(zhǎng)短取決于消息交換的需要。線路交換機(jī)線路交換機(jī)線路交換機(jī)ModemAB數(shù)字鏈接ISDN模擬鏈接時(shí)分復(fù)用技術(shù)TDM頻分復(fù)用技術(shù)FDM4kHz4kHz鏈路/鏈接(Link)………槽幀視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)包交換：發(fā)送端把整個(gè)消息分割成許多小的數(shù)據(jù)塊，經(jīng)過包裝并“貼上”標(biāo)簽之后再發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)；接收端把接收到的信息包拆開后重新拼接成原來的完整信息。ABE10Mbps1.544Mbps28.8Kbps視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)面向連接服務(wù)與無連接服務(wù)面向連接服務(wù)：在開始發(fā)送信息包之前發(fā)送端和接收端要進(jìn)行溝通，建立直接連接，并提醒對(duì)方準(zhǔn)備接受信息包，然后才開始進(jìn)入信息包地傳送過程。TCP確認(rèn)流量控制擁擠控制無連接服務(wù)：發(fā)送端簡(jiǎn)單地把信息包送到網(wǎng)絡(luò)上，沒有擁擠控制功能，也沒有流量控制功能。UDP視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)信息交換技術(shù)網(wǎng)絡(luò)分類遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)線路交換網(wǎng)絡(luò)信息包交換網(wǎng)絡(luò)時(shí)分多路復(fù)用TDM頻分多路復(fù)用FDM虛擬線路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)際多目標(biāo)廣播概念單目標(biāo)傳送——每個(gè)信息包都使用一個(gè)唯一的IP地址，一次只給一個(gè)節(jié)點(diǎn)（主機(jī)）傳送。D2D3D1D1D2D3D1D2D3D1D2D3互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)際多目標(biāo)廣播概念網(wǎng)際多目標(biāo)廣播——把消息一次性地同時(shí)傳輸給N個(gè)目標(biāo)站點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)DDDDDD視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)際多目標(biāo)廣播環(huán)境TCP/IP協(xié)議堆中可支持IP多目標(biāo)廣播軟件支持網(wǎng)際主機(jī)組管理協(xié)議IGMPIP多目標(biāo)廣播應(yīng)用軟件在WAN中需要所有路由器都具備多目標(biāo)廣播的功能在WAN中需要能夠識(shí)別防火墻視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)網(wǎng)際多目標(biāo)廣播多目標(biāo)廣播樹過程(1)廣播源把數(shù)據(jù)或者廣播通知發(fā)送給所有路由器(2)不想?yún)⒓佣嗄繕?biāo)廣播的終端逆向發(fā)送一個(gè)刪除消息(3)刪除沒有成員的分支和不在最短路徑樹上的分支。(4)在廣播源生成最短路徑樹(5)使用聯(lián)結(jié)和刪除功能改變成員之間的關(guān)系多目標(biāo)廣播路由協(xié)議DVMRP距離矢量多目標(biāo)路由協(xié)議MOSPF多目標(biāo)廣播開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議PIM協(xié)議獨(dú)立多目標(biāo)廣播視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議和實(shí)時(shí)控制協(xié)議實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTPRTPUDP套接接口視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議和實(shí)時(shí)控制協(xié)議RTP信息包標(biāo)題域1.有效載荷類型——會(huì)話過程改變音視頻編碼2.順序號(hào)——接收端用于檢查是否丟包3.時(shí)間戳——去除網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)和播放同步4.同步源標(biāo)識(shí)符——標(biāo)識(shí)信息包流的起源RTCP實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP用于監(jiān)視服務(wù)質(zhì)量和傳送有關(guān)與會(huì)者的信息。通過端口號(hào)區(qū)分RTP和RTCP。封裝統(tǒng)計(jì)報(bào)表。視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議和實(shí)時(shí)控制協(xié)議實(shí)時(shí)流放協(xié)議RTSP應(yīng)用層為流媒體提供可靠的播放性能數(shù)據(jù)源可以是現(xiàn)場(chǎng)也可以是存儲(chǔ)的工作在RTP上層視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)資源預(yù)留協(xié)議資源預(yù)留協(xié)議RSVP特性1：保留多目標(biāo)廣播樹上的帶寬，單目標(biāo)廣播是一個(gè)特殊情況特性2：接收端導(dǎo)向不同類型的接收器視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及交換技術(shù)資源預(yù)留協(xié)議接納測(cè)試測(cè)試所被申請(qǐng)的帶寬是否超過鏈路本身的能力路由器的功能路徑消息發(fā)送端到接收端判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)預(yù)留信息預(yù)防帶寬保留過多數(shù)字音頻和視頻數(shù)字音頻聲音與聽覺人的聽覺范圍：頻率20~20000Hz,幅度0~120dB語音頻率：300~20000Hz聲音信號(hào)數(shù)字化從模擬過渡到數(shù)字模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)聲音信號(hào)數(shù)字化采樣頻率采樣精度數(shù)字音頻和視頻數(shù)字音頻聲音信號(hào)數(shù)字化聲音質(zhì)量與數(shù)據(jù)率數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻彩色電視制式PAL、NTSC、SECAMPAL（逐行倒相正交平衡調(diào)幅制式）：1962年德國定義，德國、英國、中國、朝鮮等NTSC（正交平衡調(diào)幅制式）：1952年美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義。美國、加拿大、中國臺(tái)灣、日本、韓國、菲律賓等SECAM(順序傳送彩色與存儲(chǔ)制式)：法國制定，法國、蘇聯(lián)及東歐國家數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻電視掃描和同步數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻彩色電視機(jī)用Y，C1,C2色彩表示法表示亮度和兩個(gè)色差信號(hào)PAL中，C1,C2分別表示U，V兩個(gè)色差信號(hào)NTSC中，C1,C2分別表示I，Q兩個(gè)色差信號(hào)數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻彩色電視信號(hào)類型復(fù)合電視信號(hào)：包含亮度信號(hào)、色差信號(hào)和所有定時(shí)信號(hào)的單一信號(hào)分量電視信號(hào)：每個(gè)基色分量作為獨(dú)立的電視信號(hào)。每個(gè)基色可用RGB表示，也可用亮度-色差表示，如YUV、YIQS-Video信號(hào)：亮度和色差分離，是復(fù)合和分量的一種折中方案減少亮度和色差之間的交叉干擾提高亮度信號(hào)帶寬數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻電視圖像數(shù)字化分量初始化從復(fù)合彩色電視圖像中分離出彩色分量，然后用三個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器分別數(shù)字化用一個(gè)高速A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)復(fù)合彩色電視圖像數(shù)字化，再在數(shù)字域中分離分量。為了既可用625行又可用525行的電視圖像，CCITT規(guī)定了公用中分辨率CIF,1/4公用中分辨率QCIF數(shù)字音頻和視頻數(shù)字視頻電視圖像數(shù)字化CIF和QCIF數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)壓縮依據(jù)空間冗余時(shí)間冗余信息熵冗余結(jié)構(gòu)冗余知識(shí)冗余視覺冗余其他冗余數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)語音編碼語音編碼技術(shù)波形編碼器：話質(zhì)高，數(shù)據(jù)量大音源編碼器：話質(zhì)低，數(shù)據(jù)量低混合編碼器：話質(zhì)和數(shù)據(jù)量都介于上者之間語音編碼國際標(biāo)準(zhǔn)G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)音頻編解碼器對(duì)照緩存時(shí)延=幀大小+先導(dǎo)時(shí)延計(jì)算時(shí)延取決于算法復(fù)雜度音頻協(xié)議音頻頻率傳輸碼率G.711300hz-3.4khz64kbpsG.72250hz-7khz64/48kbpsG.722.150hz－7kHz24-32kbpsG.728300hz-3.4khz16kbpsG.723300hz-3.4khz6.3kbps數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)視頻編碼數(shù)字圖像編碼技術(shù)無失真編碼，利用圖像的統(tǒng)計(jì)特性來進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，Huffman碼率失真編碼，將失真限制在某一允許限度以內(nèi)，使圖像編碼達(dá)到更高壓縮比的編碼方法，預(yù)測(cè)編碼和變換編碼數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)視頻編碼視頻編碼技術(shù)H.2611990年12月國際標(biāo)準(zhǔn)化組織MPEG11992年ISO和國際電工委員會(huì)MPEG21994年MPEG組織H.2621994ITU-T組織H.2631995和1996ITU-T組織MPEG41994年開始MPEG專家組H.2642001年開始JVT（JointVideoTeam，視頻聯(lián)合工作組）組織，它由ITU-T和ISO兩個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的有關(guān)視頻編碼的專家聯(lián)合組成。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)視頻編碼視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)——H.261與H.263電視會(huì)議視頻協(xié)議H.261CIF、QCIFH.263CIF、QCIF、4CIFH.263+CIF、QCIF、4CIF、16CIFH.264CIF、QCIF、4CIF、16CIF、XGA電視會(huì)議的圖像格式CIF352列×288行(基本格式，也是電視機(jī)的基本分辨率)QCIF176列×144行4CIF704列×576行SVGA800列×600行XGA1024列×768行數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)視頻編碼H.263的改進(jìn)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償采用了半像素精度并使用環(huán)形濾波器編碼器的參數(shù)達(dá)到最優(yōu)，已取得更低的碼流，并能進(jìn)行有效的差錯(cuò)掩蓋和恢復(fù)采用了四種可選項(xiàng)用以提高執(zhí)行效率H.263的編碼器能夠只用H.261一般的碼率就能獲得同H.261相同的解碼圖像質(zhì)量MCU視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)可以是PSTN,LAN,ISDN,FDDI/ATMMCU不是必需的終端系統(tǒng)在同一個(gè)視頻會(huì)議系統(tǒng)中的配置不一定要完全一致，但要符合同樣的國際標(biāo)準(zhǔn)MCUMCUMCU終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)終端系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)VideoServer點(diǎn)對(duì)點(diǎn)多點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)邏輯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會(huì)議管理通信服務(wù)多點(diǎn)控制共享白板共享文件共享應(yīng)用實(shí)時(shí)音頻實(shí)時(shí)視頻音/視頻同步視頻音頻處理協(xié)作處理視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)視頻輸入輸出音頻輸入輸出會(huì)議控制音視頻編解碼器用戶接口網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)多路復(fù)用通信網(wǎng)絡(luò)通道終端結(jié)構(gòu)Network編解碼器（CODEC)視頻輸入設(shè)備音頻輸出設(shè)備音頻輸入設(shè)備視頻輸出設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口信息采集信息還原信息處理信息傳輸視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)終端結(jié)構(gòu)B視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)會(huì)議管理會(huì)議終端會(huì)議管理會(huì)議終端A接口接口控制協(xié)議通信網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)多點(diǎn)單MCU星型層級(jí)TATFTETDTCTBMCU單MCUMCUMCUMCUMCUVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCTVCT星型視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)多點(diǎn)層級(jí)視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)多點(diǎn)控制單元(MCU)終端(Endpoint)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)視頻會(huì)議網(wǎng)關(guān)(Gateway)網(wǎng)絡(luò)類型2多點(diǎn)控制單元(MCU)終端(Endpoint)網(wǎng)絡(luò)類型1視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)MCU視頻信號(hào)音頻信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)MCU從終端接收音頻、視頻和數(shù)據(jù)混合音頻選擇視頻源傳送會(huì)議音頻、視頻到終端視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MCU：MC+MP

MC-傳統(tǒng)MCU的控制部分

管理公共模式,通信能力

MP-多點(diǎn)處理傳統(tǒng)MCU的混合或交換.不必與MC共存.(e.g.MC進(jìn)行multicast會(huì)議，每個(gè)終端進(jìn)行音頻混合)視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)多點(diǎn)會(huì)議控制模式語音激勵(lì)發(fā)言人控制主席控制會(huì)場(chǎng)輪循多分屏導(dǎo)演控制ITU(INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNION)國際電信聯(lián)盟ITU-T(TELECOMMUNICATION

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITU)

國際電信聯(lián)盟-通信標(biāo)準(zhǔn)部視頻會(huì)議系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)視頻會(huì)議系統(tǒng)國際標(biāo)準(zhǔn)國際標(biāo)準(zhǔn)H.32X一覽表H.320網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過高速電路交換網(wǎng)進(jìn)行連接80年代后期制定的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)點(diǎn)固定帶寬延時(shí)小性能可靠性高缺點(diǎn)費(fèi)用較貴缺乏靈活性H.320標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)圖視頻編碼器H.261/H.263音頻編碼器G.711/G.722/G.728遠(yuǎn)端攝像機(jī)控制H.281數(shù)據(jù)傳輸T.120通信規(guī)程H.242/H.230/H.243/H.231H.221網(wǎng)絡(luò)視頻I/O設(shè)備音頻I/O設(shè)備H.320標(biāo)準(zhǔn)框架圖H.323網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)ITU-T包交換網(wǎng)絡(luò)的多媒體視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)H.323的優(yōu)點(diǎn)便于數(shù)據(jù)共享利用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)，費(fèi)用較低網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單、靈活方便性能價(jià)格比好H.323的限制帶寬沒有保證受網(wǎng)絡(luò)性能的影響H.323標(biāo)準(zhǔn)方框圖H.225.0層視頻編碼器H.261/H.263/H.264音頻編碼器G.711/G.722/G723/G.728/G.729H245控制數(shù)據(jù)傳輸T.120視頻I/O設(shè)備音頻I/O設(shè)備H.225控制H.225RAS控制系統(tǒng)控制用戶接口基于分組網(wǎng)絡(luò)接口

H.323標(biāo)準(zhǔn)框架圖H323協(xié)議棧H.225G.7xxH.26xRTP（H.225）RTCPGate-keeperReg,Adm,Status(RAS)H.225ControlDataAudioVideoA/VCntlControlTCPUDPIPT.120H.245Q.931H.323協(xié)議組件H.323-系統(tǒng)文件H.225.0-呼叫信令,打包規(guī)則Gatekeepe