会议电视基础培训V21汇总课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.,Page,HUAWEI Confidential,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.,Page,HUAWEI Confidential,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,HUAWEI TECHNOLOGIES Co., Ltd.,Page,HUAWEI Confidential,谢谢,视讯市场技术部,会议电视基础培训,目录,会议电视概念,发展历史和趋势,系统结构,相关技术,框架协议,Page,会议电视,定义,电 话,只闻其,声,，不见其人，不能“面对面”交流,会议电视,不但能听见对方的,声音,，还能看见对方的,图像,会议电视是集,语音、图像、数据,于一体的一种,交互式,的多媒体信息业务，是基于通信网络上的一种,增值业务,。,Page,会议电视基本概念,功能,身处异地的人们，希望能象同在一间屋子一样，方便的召开会议,理解了这个由来，就能理解会议电视的精髓，以及这个系统的各种功能,概念,会议电视系统，为参与会议的人提供了一个虚拟的会议室，满足象真实会议室一样所需要的控制、声音和图象,北京,上海,深圳,巴黎,虚拟会议室,Page,会议电视概念功能,从功能来看，会议电视有三大功能：,1,、音频通信；,2,、视频通信；,3,、数据通信；,声音,图像,数据,从应用来看，会议电视可以应用于下列场合：,技术交流、教学培训、例行会议、汇报工作、传达精神、军事指挥、现场直播、采访新闻、远程医疗、实时股评；,Page,会议电视概念场景,Page,会议电视应用模式点对点,点对点应用模式,2,方与会,不需要,MCU,主要用于参与交流人数较少的应用场景,对交互性有较高的要求,承载网,本地会场,远端会场,Page,会议电视概念应用模式,小容量多点会议模式,310,方与会,需要,MCU,主要用于小范围的沟通,对交互性有较高要求,承载网,会场,1,会场,2,会场,3,MCU,Page,会议电视概念应用模式,大容量多点会议模式,数十方甚至数百方与会,需多,MCU,级联,主要用于大型的政策宣讲、报告等方式的会议,一般要求会议管理人员,对可靠性有较高要求,对交互性要求不高,上级,MCU,下级,MCU1,下级,MCU2,Page,会议电视概念用户群,会议电视的用户群：,电信运营商：电信、移动、联通,政府机关：各级政府、外交部,国家部委：如电力、水利、气象、公安、税务局、邮政局、证券交易所等,军队：如北京军区、沈阳军区、广州军区、湖南军区等,大型企业：如世界,500,强，华为公司、各大酒店、会议中心；,大学：如北大、清华、哈尔滨大学、郑州大学等,Page,会议电视概念常用名词解释,会议电视,=,视频会议,=,视讯,会场,=,点,=,方,15,个会场,= 15,个点,= 15,方,导演,=,管理台,导演控制,=,通过管理台进行控制,主会场：最重要与会人物所在的会场,管理员：会议召开时对会议进行控制的人员,一级网、二级网、三级网,Page,目录,会议电视概念,发展历史和趋势,系统结构,相关技术,框架协议,Page,发展历史和趋势发展历史,60,年代初，模拟会议电视系统逐渐商用。,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，非标,2Mbit/s,彩色数字会议电视系统推出。,80,年代末，,CCITT,（,ITU-T,前身）形成了,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。,1990,年,CCITT,发布了,H.320,标准，主要针对电路交换的窄带,ISDN,网。,1996,年，,IP,网络迅速发展成为一种主要的传输网络，为了实现在,IP,网络上开展视讯业务，,ITU-T,发布了,H.323,的视讯标准。,Page,视频技术发展趋势,CIF,4CIF,720p,1080p,CIF,时代：图像达到,VCD,效果,分辨率,101,376,像素（,352288,）,4CIF,时代：图像达到,DVD,效果,分辨率,405,504,像素（,704,576,）,720p,时代：图像达到,9CIF,效果,分辨率,921,600,像素（,1280,720,）,1080p,时代：图像达到,20CIF,效果,分辨率,2,073,600,像素（,1920,1080,）,高清晰是视频技术发展的主线之一！,Page,720p,和,4CIF,图像比较,采用相同视野范围,(,这里取的是相同高度,),的话,则在图像的清晰度和细腻程度上有较大不同,4CIF,720p(9CIF),Page,720p,和,4CIF,图像比较,图,1. 720p 16:9,的图象效果，视野范围更为宽广,图,2. 4CIF,在相同分辨率下为,4:3,图象效果，视野范围较,720p,有所缩小,在垂直解像度（线数）相同的情况下,，,720p,的视野更宽,16,9,4,3,Page,远程呈现,华为网真会议室,A,远程呈现,Telepresence,真人大小、眼对眼、面对面圆桌会议体验！,远程虚拟人物呈现，改变“视界观”,Page,音频技术发展,视讯音频技术发展历程,G.711,64,kbit/s,下的,3kHz,音频编码,1972,G.722,64,kbit/s,下的,7 kHz,音频编码,1988,G.728,速率为,16,kbit/s,使用低时延码激励线性预测编码,1992,AAC-LD,高保真低延时,CD,音质、,22kHz,音频编码,支持多声道,2006,高保真、立体声、低延时,Page,AAC-LD,宽频语音,AAC-LD,全称,Advanced Audio Coding- Low Delay,），即高级音频编码低延迟规格协议,AAC,支持高采样率,48K,，达到,CD,音质,AAC,的编解码,20ms,的延时，,mp3,的编解码至少延时,100ms,相同的音质，,AAC,占用的带宽比,MP3,少,30,卓越的音频算法，保证更好的音频效果。,Page,视讯“数据”技术发展,视讯数据技术发展历程,T.120,数据会议,1990,H.239,双流,统一的通讯标准,2003,标准化、易用、更高分辨率,桌面传送,双视,P+C,DUOVideo,Page,发展历史和趋势发展趋势,窄带,(H.320),宽带,(H.323),标准清晰度（,CIF,）,高清（,720P/1080P,）,窄频语音,(,电话音质,),宽频语音,(,语音,CD,音质,),非标协议标准化；,基本的视频通讯,身临其境的体验,独立的视频通讯,与,IT,、,3G,等的融合,Page,目录,会议电视概念,发展历史和趋势,系统结构,相关技术,框架协议,Page,基本的会议电视系统组成,Page,基本的会议电视系统,MCU,多点控制单元,视频交换,音频混合,数据处理,(,包括会议控制、数据会议等,),多点控制单元是会议电视的控制核心。当参加会议的终端数量多于,2,个时，必须通过,MCU,来进行控制，通过,MCU,完成终端之间图像交换、混音及控制。,Page,会议电视产品,MCU,MC,多点控制单元，完成与会议电视终端之间控制信息的交互；,MP,多点处理单元，完成会议电视体系中音、视频和数据的相关处理,MC,MP,MP,MP,Page,1,、,MCU,在,视频会议系统中处于,媒体交换层，是整个体系的核心部件；,2,、 主要功能包括：码流转发、混音、多画面、速率适配等；,3,、一般情况下，,MCU,只需将指定会场画面直接转发到需要观看的终端或者广播式转发给所有终端。,MCU,基本原理,-,构成,MCU,第三方通信,多画面,速率适配,呼叫信令,会议控制,码流转发,混音,MC,MP,监控,Page,会议电视产品,MCU,音频混合,在真实地会议室中，与会者总是能听到所有人的声音，同时在声音很多时，人耳也只是听到声音比较大的；会议电视系统中对声音的处理模仿真实的会议室，对所有的声音进行解码，混音合成，编码，发送给与会者，同时执行以下混音策略：,1,、通常只对声音很大的几路进行混音，以免声音嘈杂；,2,、可以控制声音不发送到某路终端；,3,、可以控制不处理从某路终端接收的声音；,Page,多画面：通过对多画面中的各个终端图像进行解码，再编码成一路组合画面，传送给所有观看多画面的终端。,MCU,基本原理,-,多画面,组合画面,原始图像,媒体流处理,MCU,终端,2,解码,编码,子画面,1,子画面,子画面,子画面,2,终端,1,组合图像,一个多画面会议需要一路编码资源，有几个子画面需要几路解码资源,;,多个会议有多画面则相应累加。,Page,发送端和接收端如果视频协议、格式和带宽一样，,MCU,会直接转发,三者有任一不一样需要把发送端的图像格式翻译成接收端的图像格式,A,终端,H263 4CIF 2M,B,终端,H263 CIF 512k,C,终端,H264 720P 4M,A,发给,B,的图像码流,B,发给,C,的图像码流,C,发给,A,的图像码流,解码,编码,MCU,内部,本图所示会议场景：,A,观看,C,、,C,观看,B,、,B,观看,A,不同的线粗表示不同的带宽或协议,一个会议，最多有,n,条种观看路径,MCU,基本原理,-,速率适配,Page,广播点名模式下需要速率适配路数（视频协议,/,格式,/,速率任一不一致都看做速率不一致）,此模式下，被点名会场被所有会场观看,被点名会场,分会场,分会场,分会场,主会场,与被广播会场的速率不一样的会场需要一路速率适配资源,;,但相同速率会场看被点名会场，只需一路适配资源,;,一个会议，有,P,种速率，最多需要,P,路速率适配资源,MCU,基本原理,-,速率适配,Page,任意观看模式下需要速率适配路数,任意观看模式,会场,1,会场,2,会场,3,分会场,n,此模式下，会场可以观看任何其他会场,极限情况下，任何会场速率都不一致，任何会场都可以找一路和自己不同速的会场来观看,n,个会场观看路径的极限是,n,一个会议，有,n,个会场，最多需要,n,路速率适配资源,;,这种情况仅限于理论，实际中几乎不会存在,MCU,基本原理,-,速率适配,Page,会议电视产品,MCU,原理,会议控制,召开,/,结束会议,延长会议,添加,/,删除会场,广播,/,观看,单画面,/,多画面切换,静音,/,闭音,Page,基本的会议电视系统通信网络,完成数据的双向透明传输,要组成一个完整的会议电视系统必须经通信网络把终端设备与,MCU,连接起来，传输信道可以是光纤、电缆、微波或卫星等方式；,通信网络可为,E1,、,IP,、,ISDN,；,随着基于,TCP/IP,的因特网的发展，,IP,宽带网已经成为承载视讯业务的主要网络。,Page,图像、语音重现,用户交互,/,控制,网络连接,基本的会议电视系统终端,Page,会议电视产品终端功能,上行方向：,1,、采集终端语音、数据、视频信号；,2,、编码发送到传输网络；,下行方向：,1,、接收从传输网络输入的语音、数据、视频信号；,2,、分发、解码、输出到相应终端，将声音、视频信号播放出来；,会议控制,1,、申请发言，观看会场；,2,、,申请主席，会议控制；,3,、召集会议；,Page,会议电视产品终端原理,A/D,图像格,式转换,编码,摄像机,4:2:2 YUV,CCIR601,CIF/QCIF,字幕,叠加,A/D,编码,前端,处理,麦克风,回声抵消,音量控制,时延调整,唇音同步,协议选择,视频编码,语音编码,解码过程类似，稍有差异,Page,视频连接示意,768Kbps,Page,终端音频连接示意,Page,问题：,1,、,MCU,的主要作用有哪些？,2,、终端的主要功能有？,3,、多画面和电视墙相比各有什么优缺点？,Page,目录,会议电视概念,发展历史和趋势,系统结构,相关技术,框架协议,Page,会议电视相关的技术,一、信息压缩技术；,二、会议控制技术；,三、数据接口技术；,四、国际标准化。,Page,会议电视技术信息压缩技术,信息压缩技术,声音、图像在不失真编码后的码流速率很高，如一路模拟电视信号数字化后的码流速度是,160Mbit/s,，,如果不采用数据压缩技术，一路数字图像将占用几千条电话信道。,在有限的带宽内，为了得到逼真的声像效果，必须采用信息压缩。,Page,语音信号的采样,数字音的等级,音频采样,人耳能听到的频率范围,16Hz-20kHz,；而普通电话的频率范围为,2003.4kHz,音乐频率范围为,2020kHz;,采样频率至少是语音信号最高频率的两倍。,Page,音频编解码技术,采样后语音信息比图像信息少得多，但数据量仍然比较庞大,一个采样率为,44.1KHz,，采样大小为,16bit,，双声道的,PCM,编码的,WAV,文件，它的数据速率则为,44.1K162=1411.2Kb/s,语音的编码方法分为三类：,基于语音波形进行编码的波形编码,如,G.711,；,基于语音特性参数进行编码的参数编码；,在低速语音编码应用最多的将前两种方法混合使用的混合编码，如,G.728,。,主要的音频压缩方法有：,G.711,，,G.722,，,G.728,，,G.723.1,，,G.729,G722.1,AAC_LD,AAC_LC,Page,音频编解码概要,G.711,为例,G.711,建议一种典型的采用波形编码的压缩编解码方法，可以获得较高的语音质量，但数据压缩率低。,G.711,建议描述了,PCM,的,U,律（,A,律）压缩，如下图所示,：,语音采集,量化,压缩编码,语音重现,反量化,压缩解码,信道编解码,采样率为,8kHz,，,12bit,线性,A/D,变换为数字信号，再经过对数,PCM,后压缩为,8bit,，,一路音频为,64kbit/s,。,Page,常用音频编码方法对比表,协议,MOS,频宽,码率,(kbps),延迟,(ms),复杂度,G711A,、,G711Mu,4.4,3KHz,64,0.125,很低,G728,4.0,3KHz,16,2.5,3,G729A,3.9,3KHz,8,15,2,G722,3.7/4.0/4.1,7kHz,48/56/64,0.25,1,G722.1,4.1,7kHz,24/32,40,1.5,G722.1C,4.3,14kHz,24/32/48,40,4,G722.1E,4.4,22kHz,32,128,40,5,AAC_LD,4.4,22kHz,64/96,20,5,HWA_LD,4.4,22kHz,32/64/96,32,6,MOS,（语音质量主观打分,),，频宽指可采样的最高频率,Page,视频基本概念和知识常用格式介绍,格式,图像大小,格式,图像大小,QCIF,176144,CIF,（,P,制）,352288,SIF(N,制,),352240,I CIF,352576,隔行,4CIF,704576,480i /D1,720480,隔行,480P/D2,720480,1080i/D3,19201080,隔行,720P/D4,1280720,1080P/D5,1920*1080,监控系统中也把,4CIF,称为,D1;,DVD,分辨率为,720*480/576,；,I CIF,就是我们系统中的,50/60,场,也 称为,2CIF,Page,三大电视制式,美、日标准,720*480,分辨率,30fps,欧、中标准,720*576,分辨率,25 fps,法国标准,720*576,分辨率,25 fps,电影的播放速度是,24,帧,/,秒、,PAL,制电视是,25,帧,/,秒，,NTSC,制电视是,30,帧,/,秒；,普通电视多采用隔行扫描，每帧由偶数场和奇数场两场组成；,电脑显示器采用逐行扫描，最新液晶显示器采用自身发光而不是以往的电子扫描模式，效果相当于逐行扫描，一般兼容隔行扫描。,Page,HDTV,HDTV,有三种显示格式，分别是：,720P,（,1280720,，逐行，场频为,25,、,30,或,60,），,1080 i,（,19201080,，隔行，场频,50,、,60,）,1080P,（,19201080,，逐行，场频为,24,、,25,或,30,）,常见的两种显示模式是,720P,和,1080i:,1080i,是目前大多数国家普遍采用的一种模式,(,也包括我国,),，它的分辨率为,19201080,，拥有,207.3,万像素。在原本采用,NTSC,制式的国家如美日韩，他们规定的,1080i,仍然采用,60Hz,场频，这主要是为了与其以前的标准接轨；而我国规定,1080i,采用的是,50Hz,场频，也与以前,PAL,制式的场频相同,1080P,目前并不是民用领域使用的标准,1080P,对摄像机、带宽有更高的要求，主要在专业领域应用；如,1080p/30Hz,在拍摄完毕后可以方便地转换为,1080i/60Hz,的图像。,Page,视频编解码技术,图像压缩利用图像固有的统计特性（信源特性），以及视觉生理、心理学特性（信宿特性），或者记录设备和显示设备的特性（如电视监视器）等的特性，从原始图像中经过压缩编码提取有效的的信息，尽量去除无用或用处不大的冗余信息。按照压缩编码所采用的算法不同，图像压缩编码的方法有三类：,消除图像时间冗余度的预测编码方法（从时间域）；,消除图像空间冗余度的交换编码方法（从空间域）；,将前面两者结合起来使用的混合编码。,主要的视频压缩方法有：,H.261,，,H.263,，,H.263+,，,H.264,，,MPEG-2,，,MPEG-4,等：目前会议电视主流应用为,H.264,协议,Page,视频的核心技术,-H.264,高压缩比,2.5Mbits/s,的,MPEG-2,质量,相当于,2.0Mbits/s,的,H.263,质量,相当于,1.2Mbits/s,的,H.264,质量。,高清晰度的视频质量,同等带宽下，,H.264,在运动图像、图像细节、图像边缘的视频质量大大提高。,形象的比喻：,MPEG-2,象是用毛笔画画，,H.263/MPEG-4,象是用水彩笔画画，,则,H.264,象是用细铅笔画画。,容错能力强,网络适应性,强,CODEC,MPEG-4,H.263,MPEG-2,H.264,39%,49,64,MPEG-4,17,43,H.263,31,CIF 30Hz,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,0,500,1000,1500,2000,2500,3000,3500,Bit-rate kbit/s,Quality,Y-PSNR dB,MPEG-2,H.263,MPEG-4,H.264,高效视频压缩标准引领了视讯的发展！,Page,H.264,协议特色介绍,H264,标准是,ITU-T,和,MPEG,两个组织共同制定的视频压缩标准，也称为,MPEG4,的,Part10,。,从,1998,年正式提议，直到,2004,年,5,月份定稿，历时,6,年，是目前为止编码效率最高的视频压缩标准。,在图像质量上，,H264,只要一半的带宽就可以达到,H263,效果。,不过运算量也是,H263,的几倍。,H264,相对之前的压缩协议使用了很多新技术：,多参考帧,;,7,种宏块编码模式四分之一像素的运动估计,;,如,1616,13,种帧内预测,;,4x4,的整数变换,;,自适应的系数编码,;,更加精确的量化,;,灵活的宏块组织形式,;,。,16 pixels,16 pixels,宏块,原始文件的大小如果为,88GB,，采用,MPEG-2,压缩标准压缩后变成,3.5GB,，压缩比为,251,，而采用,H.264,压缩标准压缩后变为,879MB,，,H.264,的压缩比达到惊人的,1021,Page,会议电视技术多点控制技术,多点控制技术,会议电视业务是一种多点间双向通信业务，,限于目前通信网的现状，多点间视讯会议信号的,切换，必须由专门用于多点视讯会议切换设备,多点控制单元（,MCU,）,来完成。,Page,会议电视技术传输接口技术,传输接口技术,视讯会议是基于通信网络的一种增值业务。,视讯会议系统必须根据不同通信线路、不同的传输特性来进行多媒体数据的传输。,视讯会议终端必须将本端的复合码流转换成传输网络所能接受的数据格式、信号格式和互控协议，然后经过网络接口送到传输网络。,Page,各类常用视频接口,标清,高清,YPbPr/YCbCr,VGA,AV/,莲花头,/CVBS/RCA,Page,会议电视技术国际标准化,国际标准化,标准化使视讯会议得到长足的发展，使加入的厂商越来越多，技术也更先进，应用更广泛。,每套,H.3xx,标准由一系列各种不同用途的标准组成，具体规范了图像,/,语音编码、网络接口、多点联网、数据传输、码流复用、通信控制等方面的技术要求。,目前最为流行的是基于,IP,的,H.323,建议的视讯会议系统，随着,IMS,的发展，,SIP,协议会议电视系统的应用将逐渐广泛。,Page,问题：,1,、协议,H.264,的主要作用是？,2,、,AAC_LD,与,G.722.1,相比有哪些特点？,3,、哪些,视频接口支持高清？各有什么特点？,Page,目录,会议电视概念,发展历史和趋势,系统结构,相关技术,框架协议,Page,框架协议总介,线路类型：,ISDN,、,E1,、,V35,、,DDN,等电路线路。,技术成熟，专网专用。是对于安全保障敏感的行业的首选。在图像质量、稳定性等方面都有所保证。但是难以充分利用当前网络资源，且建设和使用费用较为昂贵。,线路类型：,LAN,、,ADSL,等,IP,线路，目前视频会议应用的主流。,H.323,协议比较复杂，但已非常完善。,H323,采用集中控制模式非常便于管理，其局限性是易造成瓶颈,不适合大规模应用。,视讯系统,H.323,体系,H.320,体系,SIP,体系,SIP,协议基于文本，简单易用，可扩展性强。,主要在,VoIP,领域应用，有向视频发展的趋势，随着,IMS(IP,多媒体子系统,),的发展，,SIP,的会议电视系统将会越来越广泛。,Page,H.323,协议体系,媒体控制,H.323,信令控制,H.239,H.235,H.245,H.225,T.120/T.XXX,RTP/RTCP,Q.931,RAS,Page,框架协议,H.323,协议体系协议简介,H.323,：,协议框架，描述以下协议如何协同工作,H.225,：,定义呼叫信令（,Q.931,）,以及节点和,GK,（,RAS,）,之间的通信,H.245,：,会议控制协议，用于能力和媒体控制,RTP/RTCP:,实时传输协议，用来传输视、音频流,T.120,系列：,如何召开数据会议,H.239,：,双流,H.283,：,远程摄像机控制（,FECC,）,;,H.235,：,有关安全方面的一种标准。,Page,框架协议,H.323,协议体系体系图,Page,框架协议,H.323,协议体系终端,Page,框架协议,H.323,协议体系,MCU,终端,终端,终端,传输网络,H.,225,层,语音编解码,混音,图象交换,图象编解码,多画面组合,数据处理,控制单元,(H.225,H.245,RAS),MCU,Page,会议电视产品,GK,功能,节点注册,在有,GK,时，终端和,MCU,需要都注册到,GK,来；,GK,实现节点的注册和管理；,号码或名称解析,用户呼叫对方的,IP,地址是很麻烦的，如果呼叫一个号码或者名称则简单,GK,实现号码、名称等和,IP,地址之间的转换,呼叫管理,GK,处理对节点的呼叫接入请求进行管理，可根据节点的带宽、属性等条件，判断是否允许该节点进行呼叫或接收呼叫，,GK,可断开节点的呼叫,带宽管理,GK,可以限定指定节点或网段的呼叫带宽上限，避免呼叫带宽超出网络承受能力，保护正在使用业务的,QoS,区域管理,将部分用户作为一个区域来管理,提供类似黑名单、白名单的网段注册限制功能，运营商可以有选择的允许或禁止某些网段的用户使用视讯业务,接入控制,提供类似黑名单、白名单的网段注册限制功能，运营商可以有选择的允许或禁止某些网段的用户使用视讯业务,路由管理和区域间路由,提供邻居,GK,和顶级,GK,组网方式，支持路由配置，允许向邻居,GK,或,GK,申请地址解析。,对路由可以进行配置管理,Page,会议电视产品,GW,功能,会议电视中网关有很多种，包括：,1,、,H.320,和,H.323,转换网关,实现,H.320,和,H.323,之间的转换；,2,、语音网关,将,PSTN,终端与,H.323,会议电视系统互通；,3,、,3G,网关,将会议电视系统与,3G,系统融合起来；,4,、,SIP,网关,将,H323,的会议电视系统与,SIP,系统融合起来；,5,、业务网关,实现,NAT,穿越、防火墙穿越等业务网关；,在会议电视标准体系中，主要定义的是第一种，其他是各厂家根据业务应用和组网需要扩展的，因此本文下面简要介绍第一种，其它不在此处介绍；,Page,问题：,1,、,GK,最主要功能有？,2,、使用,MediaPack,可以把,PSTN,电话接入到会议电视系统中，,MediaPack,起到,H323,中什么部件的作用？,3,、,SIP,视频终端与,H323,视频终端有什么相同和不同的地方？（从协议层分析）,Page,