网络视频会议技术(原稿)

沈阳工程学院毕业论文目录摘要网络视频会议技术的出现和发展，逐渐改变了人类的社会活动方式。它可以实现点对点通信，它在同一传输线路上承载了多种媒体信息即视频、音频和数据等，实现多点实时交互通信，同时也可以将不同地点与会人员的活动情况、会议内容等展现在各个分会场，这是一种快速高效、日益增长、广泛应用的新的通信业务。本论文主要对网络视频会议技术的理论和不同实现方法进行深入的探索和研究。理论部分主要研究的对象是视频会议的相关协议(H.320协议和H.323协议、SIP会话发起协议)、它们技术标准的比较。以及视频编码技术(MPEG-4和H.264协议)和视频会议系统的安全保密技术等。实现方法部分，根据不同的编程技术，本论文主要探讨了两大技术：(1)基于实时通信（RTC）API（ApplicationProgrammingInterface）的视频会议系统。(2)基于VFW的视频会议系统。对它们的具体研究在论文中有详细的介绍和分析。希望本文中所探讨的理论和方法能进一步推广到现实的实践中。关键词视频会议系统，VFW，实时通信沈阳工程学院毕业论文第1章引言第1章引言1.1课题研究的背景及意义信息技术的迅猛发展，改变了各行各业的传统工作模式。信息的无限量扩大，交通工具的便捷，互联网技术的充分应用等导致了行业间竞争的全球化，这就要求现代部门、企业要具备更加灵敏的神经，更扁平化的管理，更快速的反应和决策，更贴切的市场宣传和服务。所有这一切是由于信息技术的发展带来的，同样也要求有先进的信息技术来提高部门、企业的竞争力。视频会议是网络时代出现的新型的会议方式，视频会议可以跨越空间距离、灵活多样的面对面的交互，适应现代社会的方便、快捷、高效、快节奏。这是继电报、电话、传真及电子邮件（E-Mail）之后，以一新的通信手段。视频会议系统可以点对点通信，也可以多点对多点的通信，它在同一传输线路上承载了多种媒体信息即视频、音频和数据等，实现多点实时交互通信，同时也可以将不同地点与会人员的活动情况、会议内容及各种文件以可视新闻的形式展现在各个分会场，这是一种快速高效、日益增长、广泛应用的新的通信业务。对企事业单位来说，常年超负荷运转，出差开会，已成为令人苦恼，望而却步的事情。采用会议电视的方式既达到了召开会议的目的，又避免了出差到外地。从效果上来看，可以缓解交通紧张状况，节省时间和经费。对于一些紧急性会议，会议电视在争取时间、及时商讨决策、及时贯彻上级重要指示、及时取得重要信息等方面，都具有明显的优越性。它不仅让参加电视会议的每一个人都仿佛坐在同一个会议室内、同一个会议桌前进行面对面的交流，还可以让与会者在开会的同时方便地处理其他日常工作，而不会为出差开会而苦恼。国外对视频会议的研究开发进行得较早。到二十世纪九十年代以后，随着计算机和芯片技术的进步和图像、语音压缩编码技术的快速发展，特别是1996年国际统一的多媒体可视电话标准的确立，可视电话展现出了广阔的市场发展前景。目前可视电话的生产和供应商有美国AT＆T公司、日本松下、韩国亚洲电信等，主要是面向集团用户的商业应用，可实现远程谈判、可视会议、远程培训、远程面试、电子购物等业务，其中最为引人瞩目的应用当属作为美国战地记者前线报道的设备。在美国IDG预测的年度IT业界热点技术中，视频会议技术位居前列；著名的通信领域研究机构WainHouse预测，2004年将是视频会议系统成长的“拐点”。以美国为例，视频会议已渗透到政府、商业、金融、交通、服务、教育等各行业，其中因为有政府的支持，远程教育和远程医疗占了相当大的比重。我国现有的电话线网络已经非常成熟和完备，图像传输和语音传输基本不受地域的影响。随着电子通讯和数码技术的高速发展，采用独特的边缘补偿硬件处理图像技术也可弥补可视电话基于电话线的技术特征所造成的传输速率不足。所以，网络视频会议技术大大推动了办公自动化（OA）的发展，这种新技术的出现，它为用户带来的经济效益，视频会议系统的使用正在向各行各业渗透，给这一市场注入了沈阳工程学院毕业论文第1章引言新的活力。这也是我选择本课题进行研究的意义所在。1.2视频会议系统的发展与现状随着人类经济、政治及文化活动的不断发展和科学技术的进步，人与人之间的信息交流愈来愈频繁。为此人们对通信方式提出了越来越多的需求。在人类的日常生活中，大部分信息是通过听觉和视觉来获取的。因此，通信中引入了声音和图像信息的传输，特别是把图像、声音等信息综合起来，不仅大丰富了通信的内容，而且也更适合人们获取外部信息的特点。在视频会议技术出现之前，人们要实现异地召开会议，只能利用会议电话技术，参会人员彼此只能听见声音。而人们彼此通信交流有3个基本要素：内容、表述方式和视频。其中视频因素是最有力的，任何人类交流的应用都因引入视觉的因素而使效果大大提高。视频会议正好满足了这方面的要求。1.2.1视频会议系统的概念在了解视频会议领域的发展之前，先描述一下何谓视频会议系统。视频会议系统是指通过现有的各种电气通讯传输媒体，将人物的静态/动态图像、语音、文字、图片等多种信息分送到各个用户的计算机上，使得在地理上分散的用户可以共聚一处，通过图形、声音等多种方式交流信息，增加双方对内容的理解能力。视频会议系统在用户组成模式上分为点对点(2人)和群组视频会议系统(多人)两种，按技术实现方式上分为模拟(如利用闭路有线电视系统实现单向视频会议)和数字(通过软硬件计算机和通讯技术实现)两种。视频会议系统传送的是多媒体数据，与普通数据不同，由于声音和动态图像的源信号的数据量较大，无法直接在一般条件的数字线路上传输。同时，基于对实际使用效果的要求，用户还要求传送的声音、图像信号连续平滑，其它辅助功能使用简捷。因此，要达到这样的效果，系统在声音/图像压缩、通讯线路条件、数据/应用程序共享等方面都对技术提出了很高的要求。视频会议系统（VideoConference）是指两个或两个以上不同地方的个人或群体通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，达到即时且互动的沟通。视频会议系统是集通信、计算机技术、多媒体技术于一体的远程异地通信方式。在召开视频会议时，处于两地或多个不同地点的与会代表，既可以听到对方的声音，又能看到对方的形象，同时还能看到对方会议室的场景，以及会议中展示的实物、图片、表格、文件等，与真实的会议无异，使每个与会者有身临其境之感。在实际应用中，视频会议能够提高工作效率，降低远距离会议的费用。1.2.2视频会议的发展沈阳工程学院毕业论文第1章引言视频会议大致经历了以下几个发展阶段。第一阶段：20世纪60年代至80年代的模拟技术视频会议。早在20世纪60年代，就已经有了视频会议系统的研究，当时美国电报电话公司（AT&T）曾推出模拟可视电话系统（PicturePhone）。1964年，世界上最早的模拟技术可视电话——PicturePhoneMOD-I诞生于美国贝尔实验室，采用了图像和话音分时传输的方法，传输带宽为300-3400Hz。后来经过改进成为PicturePhoneMOD-II，带宽高达1MHz，并用于匹兹堡和芝加哥之间的商业通信。进入20世纪70年代，由于相关技术领域的不断进步，最主要是数字式传输的出现，传统视频会议系统用模拟信号的采样和变换方法得到极大改善，数字信号处理技术逐渐成熟。对数据压缩的研究生成了视频会议产品的核心技术——CODEC(Coder/Decoder)。进入20世纪80年代中期，由于CODEC制造技术的提高，体积在急剧减小，与此同时，数字式网络发展也非常迅速，开始出现更低速率的网络服务。另外，技术的进步也使得CODEC价格大幅下降。视频会议系统逐步进入市场。第二阶段：20世纪90年代初至1995年基于ISDN的数字视频会议。这一阶段的前期是基于SDH、DDN网的视频会议，后期主要是基于ISDN网的视频会议。20世纪90年代初期，第一套国际标准H.320获得通过，不同品牌之间的兼容性问题得到了解决。视频会议系统朝着小型化发展，移动型视频会议系统成为视频会议应用中的主流产品。第三阶段：1995年以后基于IP网的数字视频会议。20世纪90年代后期，随着PC的快速升级，数据存储和处理能力越来越强逼，信息压缩技术发展快速，进一步推动了视频会议系统的发展。目前视频会议技术正在向Internet网络上的多媒体会议方向发展。1.2.3视频会议的现状分析1.市场分析视频会议系统是一种支持人们远距离进行实时信息交流、开展协同工作的IT应用系统。视频会议集成了语音、数据、图像的传输，使用户足不出户就可以“亲临”世界任何角落。美国IDC年初预测，视频会议技术位居本年度IT业界热点技术的前列。全球盛名的通讯专业领域WainHouse研究机构提供的预测资料也提出，2002年将是视频会议迅猛发展的一年。前几年，国内网络带宽普遍较低，稳定性差，服务质量无法得到保证，抑制了带宽、服务质量要求都比较高的实时的语音与视频应用。当时视频系统主要应用在专网系统。近两年，随着国内运营商越来越多地提供宽带接入服务，基于IP的视频会议系统发展很快。IP网络的稳定性与可靠性也得到了人们的普遍认可。一些较大企业和政府机构为了提高办公效率，节省费用，已经部署了视频会议系统。美国9.11事件和非典疫情后，市场对视频会议设备的需求日益增加，视频会议市场成爆发性态势。2.技术分析基于视频会议系统的技术走过了漫长的道路，从开始的传统电路交换网络到现在的基于分组交换的宽带网络，一直到将来应用前景广泛的基于软交换技术的宽带网络。从目前沈阳工程学院毕业论文第1章引言的电信与网络业发展来看，分组交换最终必将取代电路交换。语音，数据，图像，以及所有的多媒体应用最终将集成在一起。从H.320到H.323到SIP，从G.711到G.723.1、G.729，从H.261到H.262/3、MPEG1/2/4到H.264，从T.120到T.124，以及MPLS、VPN、RSVP、网络多播的应用普及软交换构架的逐渐形成，都说明视频会议系统的技术越来越成熟化，越来越完善化，标准化。3.目前视频会议系统的特色(1)趋于大众化视频会议产品越来越趋于大众化，接入网性能的提高，ISDN，ADSL的普及，使用户接入互联网轻松容易，这对视频会议的发展提供了强有力的支持。MCU将由运营公司向公众提供，操作模式就像传统的PSTN电话网络一样，全国乃至全球建立互联的MCU网络，只要用户的终端接入特定网络即可。(2)应用更为广泛从电信已有的视频会议系统看，传统的商务、会议已向视讯转换。原来一年只有几个会议发展到现在一年上百个会议。会议内容也有原来的政治、军事向各行业转变，如：政府行政会议、远程医疗、远程教育、商业领域、个人应用等。(3)成本大幅度降低近年来，随着通信技术和视频处理技术的迅猛发展，视频会议所依赖的平台性能得到显著改善，成本也大幅降低。视频会议实已经可以安装在PC机上，为个人用户提供的视频会议工具费用相当低廉，某些视频软件甚至费用为零.(4)技术飞速发展视频会议在技术上获得了长足的进步。一系列视频会议系统及相应标准的出现，基于电话网、IP网新一代视频会议将成为主流。1.3论文主要研究的内容视频会议可以跨越空间距离、灵活多样的面对面的交互，适应现代社会的方便、快捷、高效、快节奏，它为用户带来的经济效益，视频会议系统的使用正在向各行各业渗透，给这一市场注入了新的活力。做到既能满足业务需求，又能节省资金，技术工作者需要做进一步的研究和探讨。基于现在网络视频会议技术，在本次毕业设计中，我主要对其理论和开发技术两个方面进行研究。1.研究部分(1)视频会议系统的相关标准研究的对象主要有H.320和H.323协议SIP（SessionInitiationProtocol）会话发起协议，T.120协议以及它们技术标准的比较。(2)视频会议系统的视频编码技术(3)视频会议系统的安全保密基于SIP协议，通过扩充SIP协议的首部和响应代码，并借鉴SRTP中的某些方法，沈阳工程学院毕业论文第1章引言设计和实现了一种视频会议安全机制。2.开发