視頻會議系統的前身是電視電話系統,依托的是有線電視系統,也可以采用微波進行電視信號的傳輸。但由于視頻信號若不經壓縮將占用很大帶寬,所以傳輸不了太多信道,長距離傳輸還會帶來視頻信號損耗而影響圖像的清晰度。隨著數字技術的發展,采用數字視頻壓縮的電視信號大大降低了帶寬占用率,提供更多信道的同時,還實現了數字視頻解碼的糾錯功能,可以還原幾乎沒有失真的圖像。未來越來越多的個人交流和工作會議將通過視頻會議系統實現。
關鍵技術
數字化的會議電視通常采用常規電視節目的MPEG2壓縮格式,如果沒有計算機網絡支持就只能支持點對點的通信。而若采用網絡化通信,那么視頻帶寬又需要進一步壓縮,于是出現了MJPEG和H.264兩種格式,前者對每幀視頻可提取清晰度較高的畫面,但壓縮率并不夠低;相比之下,后者具有很高視頻的壓縮率,適合更低帶寬網絡系統的應用。
德州儀器(TI)通用DSP業務發展經理鄭小龍認為,視頻會議系統的關鍵技術首先就是視頻壓縮技術,而且不會在H.264格式上停滯不前。例如,作為一種自適應性壓縮技術而出現的SVC,就可以更有效地降低帶寬占用率。此外,視頻會議系統所涉及的其它關鍵技術還包括:音頻/語音的壓縮和傳輸技術、音視頻同步技術、以及音視頻網絡的交換技術。
“視頻會議系統進一步延伸就可以成為網絡可視電話?!编嵭↓堈f,“而目前遠程視頻會議系統所追求的就是實時和高清的感受,給人以身臨其境的體驗,市場的需求將隨著成本的不斷降低而迅速成長?!?/p>
挑戰是什么?
基于上述原因,目前,作為視頻會議系統中至關重要的一環,視頻信號處理正處于一個高速發展的階段。各種標準共存,新標準不斷涌現,尤其是高清視頻的出現,使人們更加關注如何以更高性價比實現高清圖像顯示和傳輸。
鄭小龍分析認為,系統架構師面臨的主要挑戰將來自系統的兼容性、擴展性和領先性。因為視頻會議系統的應用絕不再是單一的封閉系統,需要和遠程不同系統實現互聯互通,所以不但要采用相互可以進行視頻解碼和編碼的格式,而且還要考慮兼容以往常規的編解碼格式。同時,視頻會議系統又不會僅滿足于眼前的應用,還應該隨著網絡系統的更新和升級而不斷擴展。因此,所選擇的平臺要具有足夠的靈活性,如視頻會議系統的多通道視頻控制設備(MCU)就往往采用強大的軟件可編程處理器(DSP)來實現。
他強調說,結構的領先性是視頻會議系統在設計之初就要全面考慮的,特別是采用高集成度的單片系統(SOC),需要兼顧的是主處理器功能和性能是否足夠強,視頻壓縮和解壓縮協處理器能力是否高,是否有高性能的DSP核心進行輔助增值應用,是否有高質量的視頻前端和后端處理子系統支持,是否有豐富和高效的外圍接口最大限度地滿足系統需求。
創新技術令人震撼
在多媒體信號處理領域,特別是在視頻處理方面,通常要求數字信號處理器具有針對多媒體應用的、優化的內核結構和豐富的媒體接口等特性。TI的DSP十幾年來很好地支持了視頻會議產品的不斷發展和更新換代,明星級產品包括突破1GHz主頻的通用平臺C6416、全面支持高清圖像壓縮處理的通用媒體處理器DM642和高速處理器C6455系列、以及作為達芬奇高清系列SOC在視頻會議產品中有著不俗表現的DM6467。
鄭小龍透露,DM8168是TI創建的新一代高清高性能SOC,是“目前業界最高集成度的通用多通道高清媒體處理單片系統,具有極高的性價比和功效比,而且DSP和ARM的核心軟件具有很強的通用性?!盌M8168可以支持高達三路H.264格式1080P@60編碼能力,并通過高性能的視頻處理子系統支持高清數字輸入輸出,還有3D圖形加速器支持三維菜單界面。主控制器為高達1GHz的ARMCortexA8,DSP子系統是同樣高達1GHz的C674x浮點和定點兼容的和核心,千兆以太網是速寬帶設備所必需的,而SATA提供了連接存儲設備的高速通道,PCIe則可以擴展其它高速設備。
面向從高端到低端的視頻會議產品系列,TI目前都有完整的產品規劃,并且有許多知名的國際性客戶已經在批量生產或進行開發設計。其中,DM816x多路高清系列目前已經開始批量供貨,針對的是MCU產品;DM814x單路高清系列已經提供樣片,可以滿足會議終端和可視電話的需要;DM36x是目前市場上已經大批量生產的器件,非常適合于視頻相機的應用。
隨著視頻會議系統逐步將終端互操作性和高傳輸性能相結合,鄭小龍對本刊記者表示,在可預見的未來,未來遠程視頻會議系統的發展毫無疑問將以實時高清為主導,并且在系統成本上有著極大的降低,而且對網絡帶寬的適應性將更強,用戶界面更加友好。
更重要的是,推動視頻會議系統前行的創新也將層出不窮,如在高清畫質上不僅要滿足高清1080P的分辨率,還要有每秒60幀的是實時性并且是雙向的,這樣就使得圖像更加穩定和逼真;數字視頻壓縮技術上的新突破,使得帶寬的利用率更高并且有更強的網絡適應性;攝像機視角方面也將有很大的改觀和突破,如靜止的機位模式將改變為自適應的切換模式、固定的相機視野將改變為廣角魚眼并由軟件修正、單一鏡頭采集方式改變為多個分鏡頭采集并組合顯示等等。當然,最具震撼的將是仿真三維成像技術的推廣和普及,那時人們才能夠真正體驗遠程視頻交互如面對面“促膝談心”的效果。