视频会议系统工作原理

视频会议系统工作原理崔建生2005年11月基本概念•视频会议系统（VideoconferencingSystem），通常被称为电视电话会议、可视电话会议、会议电视系统等，是一种以视频为主的交互式多媒体通信系统，它利用现有的图像通信技术，计算机通信技术以及微电子技术，进行本地区或远程地区之间的点对点或点对多点之间的双向视频，双向音频，以及数据等交互式信息的实时通信。视频会议系统的工作原理•基本的视频会议系统需要以传输网络为基础，由会议终端设备和多点控制单元（MCU）组成。会议终端设备采集会场的音视频信号进行编码成数字信号，通过传输网络发给多点控制单元（MCU），由MCU进行处理后再通过传输网络发给会议终端，会议终端设备再将MCU发来的数据进行解码还原成模拟信号输出到显示设备上，以实现“面对面”的交流。•视频会议系统的特点–真实、高效、实时会议电视发展概要•60年代始–世界发达国家开始研究模拟会议电视系统，并逐渐商用化。•60年代末期–在压缩编码技术推动下，由模拟系统转向数字系统。•80年代初期–形成非标准的国内会议电视网。•80年代中期–大规模集成电路技术飞速发展，图像编解码技术取得突破，信道费用降低，为会议电视走向实用提供了良好的发展条件。•80年代末至今–多媒体技术、计算机技术、通信网络技术日新月异。H.200系列建议，规定了统一的视频输入输出标准、算法标准、误码校验标准及一系列互通的模式转换标准，解决了不同厂商的设备互通问题，极大地推动了会议电视的发展。会议电视系统的两大框架建议•H.320–是ITU-T较早期的会议电视标准，该标准完全建立在一系列会议电视专有的技术和标准之上•H.323–标准建立在通用的、开放的计算机网络通信技术基础之上，H.323系统在技术的先进性、功能的完善性、操作的方便性、系统的可扩充性以及性能价格比等各方面，都比H.320系统具有明显的优越性。考虑到目前还有相当的视频会议采用H.320标准，所以目前的视频会议系统具有H.320/H.323双模式，以顺应科技的发展和向后的兼容性。H.323标准介绍•1996年，ITU批准了H.323规范•H.323标准涵盖了音频、视频及数据在以IP包为基础的网络上的通讯•H.323标准允许不同厂商的多媒体产品和应用能够互操作，具有较高的兼容性•标准解决了点对点及多点视频会议中诸如呼叫与会话控制，多媒体与带宽管理等许多问题•H.323标准为LAN、WAN、Internet、因特网上的多媒体通信应用提供了技术基础和保障H.323标准的体系结构及应用•H.323为基于网络的会议系统定义了四个主要的组成部分：–终端（Terminal）–网关（GATEWAY）–网闸（GATEKEEPER）也称关守–多点控制器（MCU）终端（Terminal）•在分组网络中能提供实时、双向通信的节点设备，也是一种终端用户设备•H.323规定了不同的音频、视频和/或数据终端共同工作所需的操作模式•所有的H.323终端必须支持H.245，该标准用来协商通道的使用及容量在发端，从输入设备获取的视频和音频信号，经编码器压缩后，按照一定格式打包，通过网络发送出去；在收端，来自网络的数据包首先被解包，获得的视频、音频压缩数据经解码后送入输出设备；用户数据和控制数据也得到了相应的处理。网关（GATEWAY）•网关也是H.323会议系统的一个可选组件。网关提供很多服务，其中包含H.323会议节点设备与其它ITU标准相兼容的终端之间的转换功能。这种功能包括传输格式（如H.250.0到H.221）和通信规程的转换（如H.245到H.242）。另外，在分组网络端和电路交换网络端之间，网关还执行语音和图像编解码器转换工作，以及呼叫建立和拆除工作。终端使用H.245和H.225.0协议与网关进行通信。采用适当的解码器，H.323网关可支持符合H.310、H.321、H.322以及V.70标准终端。网闸（GATEKEEPER）也称关守•关守是H.323系统的一个可组选件，其功能是向H.323节点提供呼叫控制服务。当系统中存在H.323关守时，其必须提供以下四种服务地址：地址翻译、带宽控制、许可控制与区域管理功能。带宽管理、呼叫鉴权、呼叫控制信令和呼叫管理等为关守的可选功能。•虽然从逻辑上，关守和H.323节点设备上分离的，但是生产商可以将关守的功能融入H.323终端、网关和多点控制单元等物理设备中。由单一关守管理的所有终端、网关和多点控制单元的集合称之为H.323域。多点会议服务器（MCU）•MCU是多点视频会议系统的关键设备,它的作用相当于一个交换机的作用，它将来自各会议场点的信息流，经过同步分离后，抽取出音频、视频、数据等信息和信令，再将各会议场点的信息和信令，送入同一种处理模块，完成相应的音频混合或切换、视频混合或切换、数据广播和路由选择、定时和会议控制等过程，最后将各会议场点所需的各种信息重新组合起来，送往各相应的终端系统设备。–导演控制–语音激励–主席控制–分屏显示视频会议系统的主要技术指标•遵循的标准与协议•多点控制MCU技术要求•会议终端技术要求遵循的标准与协议•H.323是国际电信联盟（ITU）的一个标准协议栈，该协议栈是一个有机的整体，根据功能可以将其分为四类协议：•也就是说该协议从系统的总体框架（H.323）、视频编解码（H.263）、音频编解码（H.723.1）、系统控制（H.245）、数据流的复用（H.225）等各方面作了比较祥细的规定。多点控制MCU技术要求•多点接入，支持MCU的级联•支持多种网络传输速率•支持硬双流技术–任何一个会场将本会场的两路视频（第二路可以是PC、VCD、录像机等）通过MCU传输到其它会场，这样其它会场在收看到发言会场视频的同时，还可以收看到发言者的演讲稿、幻灯片等其它数据视频。•具有组播功能–通过组播功能，可将会议场景广播出去，会场外用户只需在PC上安装免费下载的播放软件即可同步接收并观看会议实况。•同时支持4、9或16画面显示•具有动态回音消除(IDECTM)、自动增益控制(AGC)、自动噪音抑制(ANS)功能。•视频分辨率：–QCIF、CIF、4CIF30fps，256kbps及可以手动调整•网络接口：–IP(LAN、DSL、CableModem)、10/100M以太网，速率最高达4MbpsISDN、QuadBRIS／T，速率最高达512kbps。会议终端技术要求•支持标准–视频协议：ITU-H.263、263+或H.264；–音频协议：G.711,G.722；–数据协议：T.120•视频编解码特性–分辨率：QCIF、CIF、4CIF；帧频：10-25fps可调；–视频输出：S-VIDEO、RCA格式PAL、VGA、SVGA；–视频输入：USB2.0数字视频输入或S-VIDEO•音频特性–音频编码：G.711：64kbps，G.722：48/56/64kbps，MPEG-4ACC-LD；–音频输入：话筒输入，线路输入RCA；–音频输出：线路输出RCA；回音抵消•摄像机单元：–图像传感器1/4CCD彩色460电视线；10倍变焦自动聚焦、自动白平衡传输速率–384Kbps-2Mbps可调•系统时延–小于250ms•网络接口–IP(LAN、DSL、CableModem)、10/100M以太网自适应。视频会议系统方案设计原则•先进性–符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流，应用成熟的系统；•稳定性–能长期稳定地工作，对工作条件和工作环境要求较低,系统启动快，恢复工作迅速；•实用性–系统设计应符合工程的实际需要，综合平衡系统配置的经济效应；•集成性–高度集成，体积小，重量轻，移动方便，功耗低；•可扩展性–既能支持广域网也能支持局域网，系统的扩容应快速、方便，增加的投资少；•便利性–符合国际标准的软件、硬件、通讯、网络、操作系统和数据管理系统等方面的接口和工具，使系统具有良好的灵活性、兼容性；•安全可靠性•经济性–综合考虑系统的性能和价格，性能价格比在同类系统和条件下达到最优视频会议系统组网图案例中科院研究生院视频会议系统示意图广域网MCUDSTH.323主会场玉泉路园区iPower680交换机路由器路由器路由器中关村园区iPower680.第11分会场VS128上海宝钢集团ISDN会议电视网ISDN网南京分公司T800南通分公司T800NT1NT1V.35ISDN6PRIMCU股份公司通信机房T800ISDN4BRIISDN3BRIISDN3BRI4楼多功能厅T2500董事会议室T6000NT1NT1NT1ISDN4BRIISDN4BRI董事会议室T6000宝钢大厦NT1ISDN3BRI上海分公司T800河北省邯郸市政府IP会议电视网DDN网地县T800市政府T2500地县T800地县T800地县T800RouterRouterRouterRouterRouter10/100M10/100M10/100M10/100M10/100MT6000T6000Router10/100M10/100M10/100MMCS市委ProductPortfolioTANDBERG8000完美、豪华、超薄的外观设计2x52”等离子显示器卓越的高清晰度图像显示功能高保真音响系统其他功能同T6000TANDBERG8000...definedexclusivityTheUltimateBoardroomSolution完美、豪华、超薄的外观设计2x40”等离子显示器卓越的高清晰度图像显示功能高保真音响系统其他功能同T6000•最高速率768kbps（IP）•PresenterPackage–可传高清晰度PC图像–可接收4CIF活动图像•水平360°视角，无盲区•两路独立回声抑制器•支持SNMP协议•Streaming•DownspeedingCompactSet-topUnitforSmallMeetingRoomsandOffices...efficientteamwork...theexecutivetoolTANDBERG1000一体化的超薄便携式通信系统可用于普通电话呼叫或视频通信确保高可靠性和通话保密的特性基于信道质量的自动系统配置提供高质量的视音频384kpbs（ISDN）768kpbs（IP）12.1”液晶平面显示器及内置摄像机StreamingPresenterPackage可传高清晰度PC图像可接收4CIF活动图像TheProfessionalandExecutiveOfficeSolutionTANDBERG1000统一操作•红外遥控器–你是否用过手机拨号？–录像机式的界面–彩标键•屏显菜单–半透明显示，不影响主画面–清晰的菜单结构–易于理解的格式广角镜头（W.A.V.E)宽视角–无须不断调整镜头270水平和76垂直可视区域水平/俯仰/变焦7*24小时长期工作保障防尘膜片保护外壳机动化的云台设计随意转动静噪处理定位器（Tracker)解决语音定位的苦恼快速准确定位支持多摄像头视频源切换15个预设模式吊顶麦克风（AudioScienceMicrophone）解决大型会场拾音问题T2500/T6000/T7000广阔的拾音区域替代6个甚至更多普通桌面麦克风PCPresenterTF（一）PC画面老式传送方法VGA-PALconverterVGA-PALconverterCIF352*288CIF352*288800*600352*288VideoINVideoOUTPCPresenterTF（二）TANDBERG传送方法SVGA800*600SVGA800*600800*600800*600VGAINVGAOUTPCPresenterTFEasyPCconnectionPerformanceViewStation128/512/V.35ViewStation512MPViewStationFXVS4000Desktop桌面Office办公室ConferenceRoom会议室