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实时与高清主导远程视频会议系统技术方向

时间:2011-06-23 00:00:00  来源:互联网  编辑:互联网

  视频会议系统的前身是电视电话系统,依托的是有线电视系统,也可以采用微波进行电视信号的传输。但由于视频信号若不经压缩将占用很大带宽,所以传输不了太多信道,长距离传输还会带来视频信号损耗而影响图像的清晰度。随着数字技术的发展,采用数字视频压缩的电视信号大大降低了带宽占用率,提供更多信道的同时,还实现了数字视频解码的纠错功能,可以还原几乎没有失真的图像。未来越来越多的个人交流和工作会议将通过视频会议系统实现。

  关键技术

  数字化的会议电视通常采用常规电视节目的MPEG2压缩格式,如果没有计算机网络支撑就只能支撑点对点的通信。而若采用网络化通信,那么视频带宽又需要进一步压缩,于是出现了MJPEG和H.264两种格式,前者对每帧视频可提取清晰度较高的画面,但压缩率并不够低;相比之下,后者具有很高视频的压缩率,适合更低带宽网络系统的应用。

  德州仪器(TI)通用DSP业务发展经理郑小龙认为,视频会议系统的关键技术首先就是视频压缩技术,而且不会在H.264格式上停滞不前。例如,作为一种自适应性压缩技术而出现的SVC,就可以更有效地降低带宽占用率。此外,视频会议系统所涉及的其它关键技术还包括:音频/语音的压缩和传输技术、音视频同步技术、以及音视频网络的交换技术。

  “视频会议系统进一步延伸就可以成为网络可视电话。”郑小龙说,“而目前远程视频会议系统所追求的就是实时和高清的感受,给人以身临其境的体验,市场的需求将随着成本的不断降低而迅速成长。”

  挑战是什么?

  基于上述原因,目前,作为视频会议系统中至关重要的一环,视频信号处理正处于一个高速发展的阶段。各种标准共存,新标准不断涌现,尤其是高清视频的出现,使人们更加关注如何以更高性价比实现高清图像显示和传输。

  郑小龙分析认为,系统架构师面临的主要挑战将来自系统的兼容性、扩展性和领先性。因为视频会议系统的应用绝不再是单一的封闭系统,需要和远程不同系统实现互联互通,所以不但要采用相互可以进行视频解码和编码的格式,而且还要考虑兼容以往常规的编解码格式。同时,视频会议系统又不会仅满足于眼前的应用,还应该随着网络系统的更新和升级而不断扩展。因此,所选择的平台要具有足够的灵活性,如视频会议系统的多通道视频控制设备(MCU)就往往采用强大的App可编程处理器(DSP)来实现。

  他强调说,结构的领先性是视频会议系统在设计之初就要全面考虑的,特别是采用高集成度的单片系统(SOC),需要兼顾的是主处理器功能和性能是否足够强,视频压缩和解压缩协处理器能力是否高,是否有高性能的DSP核心进行辅助增值应用,是否有高质量的视频前端和后端处理子系统支撑,是否有丰富和高效的外围接口最大限度地满足系统需求。

  创新技术令人震撼

  在多媒体信号处理领域,特别是在视频处理方面,通常要求数字信号处理器具有针对多媒体应用的、优化的内核结构和丰富的媒体接口等特性。TI的DSP十几年来很好地支撑了视频会议产品的不断发展和更新换代,明星级产品包括突破1GHz主频的通用平台C6416、全面支撑高清图像压缩处理的通用媒体处理器DM642和高速处理器C6455系列、以及作为达芬奇高清系列SOC在视频会议产品中有着不俗表现的DM6467。

  郑小龙透露,DM8168是TI创建的新一代高清高性能SOC,是“目前业界最高集成度的通用多通道高清媒体处理单片系统,具有极高的性价比和功效比,而且DSP和ARM的核心App具有很强的通用性。”DM8168可以支撑高达三路H.264格式1080P@60编码能力,并通过高性能的视频处理子系统支撑高清数字输入输出,还有3D图形加速器支撑三维菜单界面。主控制器为高达1GHz的ARMCortexA8,DSP子系统是同样高达1GHz的C674x浮点和定点兼容的和核心,千兆以太网是速宽带设备所必需的,而SATA提供了连接存储设备的高速通道,PCIe则可以扩展其它高速设备。

  面向从高端到低端的视频会议产品系列,TI目前都有完整的产品规划,并且有许多知名的国际性客户已经在批量生产或进行开发设计。其中,DM816x多路高清系列目前已经开始批量供货,针对的是MCU产品;DM814x单路高清系列已经提供样片,可以满足会议终端和可视电话的需要;DM36x是目前市场上已经大批量生产的器件,非常适合于视频相机的应用。

  随着视频会议系统逐步将终端互操作性和高传输性能相结合,郑小龙对本刊记者表示,在可预见的未来,未来远程视频会议系统的发展毫无疑问将以实时高清为主导,并且在系统成本上有着极大的降低,而且对网络带宽的适应性将更强,用户界面更加友好。

  更重要的是,推动视频会议系统前行的创新也将层出不穷,如在高清画质上不仅要满足高清1080P的分辨率,还要有每秒60帧的是实时性并且是双向的,这样就使得图像更加稳定和逼真;数字视频压缩技术上的新突破,使得带宽的利用率更高并且有更强的网络适应性;摄像机视角方面也将有很大的改观和突破,如静止的机位模式将改变为自适应的切换模式、固定的相机视野将改变为广角鱼眼并由App修正、单一镜头采集方式改变为多个分镜头采集并组合显示等等。当然,最具震撼的将是仿真三维成像技术的推广和普及,那时人们才能够真正体验远程视频交互如面对面“促膝谈心”的效果。

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