視頻會議系統(tǒng)的前身是電視電話系統(tǒng),依托的是有線電視系統(tǒng),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(jīng)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(shù)字技術(shù)的發(fā)展,采用數(shù)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(xiàn)了數(shù)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(tǒng)實現(xiàn)。
關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)字化的會議電視通常采用常規(guī)電視節(jié)目的MPEG2壓縮格式,如果沒有計算機網(wǎng)絡(luò)支持就只能支持點對點的通信。而若采用網(wǎng)絡(luò)化通信,那么視頻帶寬又需要進一步壓縮,于是出現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用。
德州儀器(TI)通用DSP業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理鄭小龍認為,視頻會議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)首先就是視頻壓縮技術(shù),而且不會在H.264格式上停滯不前。例如,作為一種自適應(yīng)性壓縮技術(shù)而出現(xiàn)的SVC,就可以更有效地降低帶寬占用率。此外,視頻會議系統(tǒng)所涉及的其它關(guān)鍵技術(shù)還包括:音頻/語音的壓縮和傳輸技術(shù)、音視頻同步技術(shù)、以及音視頻網(wǎng)絡(luò)的交換技術(shù)。
“視頻會議系統(tǒng)進一步延伸就可以成為網(wǎng)絡(luò)可視電話?!编嵭↓堈f,“而目前遠程視頻會議系統(tǒng)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(zhàn)是什么?
基于上述原因,目前,作為視頻會議系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán),視頻信號處理正處于一個高速發(fā)展的階段。各種標(biāo)準共存,新標(biāo)準不斷涌現(xiàn),尤其是高清視頻的出現(xiàn),使人們更加關(guān)注如何以更高性價比實現(xiàn)高清圖像顯示和傳輸。
鄭小龍分析認為,系統(tǒng)架構(gòu)師面臨的主要挑戰(zhàn)將來自系統(tǒng)的兼容性、擴展性和領(lǐng)先性。因為視頻會議系統(tǒng)的應(yīng)用絕不再是單一的封閉系統(tǒng),需要和遠程不同系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)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(guī)的編解碼格式。同時,視頻會議系統(tǒng)又不會僅滿足于眼前的應(yīng)用,還應(yīng)該隨著網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(tǒng)的多通道視頻控制設(shè)備(MCU)就往往采用強大的軟件可編程處理器(DSP)來實現(xiàn)。
他強調(diào)說,結(jié)構(gòu)的領(lǐng)先性是視頻會議系統(tǒng)在設(shè)計之初就要全面考慮的,特別是采用高集成度的單片系統(tǒng)(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(xié)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(yīng)用,是否有高質(zhì)量的視頻前端和后端處理子系統(tǒng)支持,是否有豐富和高效的外圍接口最大限度地滿足系統(tǒng)需求。
創(chuàng)新技術(shù)令人震撼
在多媒體信號處理領(lǐng)域,特別是在視頻處理方面,通常要求數(shù)字信號處理器具有針對多媒體應(yīng)用的、優(yōu)化的內(nèi)核結(jié)構(gòu)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(chǎn)品的不斷發(fā)展和更新?lián)Q代,明星級產(chǎn)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(chǎn)品中有著不俗表現(xiàn)的DM6467。
鄭小龍透露,DM8168是TI創(chuàng)建的新一代高清高性能SOC,是“目前業(yè)界最高集成度的通用多通道高清媒體處理單片系統(tǒng),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(tǒng)支持高清數(shù)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(tǒng)是同樣高達1GHz的C674x浮點和定點兼容的和核心,千兆以太網(wǎng)是速寬帶設(shè)備所必需的,而SATA提供了連接存儲設(shè)備的高速通道,PCIe則可以擴展其它高速設(shè)備。
面向從高端到低端的視頻會議產(chǎn)品系列,TI目前都有完整的產(chǎn)品規(guī)劃,并且有許多知名的國際性客戶已經(jīng)在批量生產(chǎn)或進行開發(fā)設(shè)計。其中,DM816x多路高清系列目前已經(jīng)開始批量供貨,針對的是MCU產(chǎn)品;DM814x單路高清系列已經(jīng)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(jīng)大批量生產(chǎn)的器件,非常適合于視頻相機的應(yīng)用。
隨著視頻會議系統(tǒng)逐步將終端互操作性和高傳輸性能相結(jié)合,鄭小龍對本刊記者表示,在可預(yù)見的未來,未來遠程視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展毫無疑問將以實時高清為主導(dǎo),并且在系統(tǒng)成本上有著極大的降低,而且對網(wǎng)絡(luò)帶寬的適應(yīng)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(tǒng)前行的創(chuàng)新也將層出不窮,如在高清畫質(zhì)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(wěn)定和逼真;數(shù)字視頻壓縮技術(shù)上的新突破,使得帶寬的利用率更高并且有更強的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)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?yōu)樽赃m應(yīng)的切換模式、固定的相機視野將改變?yōu)閺V角魚眼并由軟件修正、單一鏡頭采集方式改變?yōu)槎鄠€分鏡頭采集并組合顯示等等。當(dāng)然,最具震撼的將是仿真三維成像技術(shù)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。