高清晰視頻通訊應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有哪些?

高清晰視頻通訊應(yīng)用技術(shù)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有哪些?

　　隨著視頻通訊應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，越來(lái)越多的行業(yè)用戶(hù)接受和使用視頻通信產(chǎn)品。但在傳統(tǒng)視頻通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下，由于受到視頻通訊應(yīng)用技術(shù)和音視頻編解碼技術(shù)發(fā)展的制約，視頻通訊技術(shù)到現(xiàn)在還沒(méi)有從根本上解決通訊過(guò)程中的圖像和聲音問(wèn)題。 低等級(jí)的視頻質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)高清晰圖像質(zhì)量的特殊需求。

　　傳統(tǒng)視頻通訊的主要問(wèn)題是：經(jīng)過(guò)編解碼后的圖像在解析度、色彩還原度等方面和真實(shí)場(chǎng)景有較大的差距。造成這一現(xiàn)象的原因方面是由于編解碼設(shè)備的編解碼效率低、鏈路動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力差等諸多因素導(dǎo)致對(duì)真場(chǎng)景還原失真。另外在音頻方面，傳統(tǒng)的50Hz-7KHz只能感受到較窄的音頻寬度并不能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和聲音特征進(jìn)行有效還原，需要音頻編解碼提供更高的音頻采樣率，以實(shí)現(xiàn)更寬的音頻效果。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中，人們對(duì)于視頻的圖像和聲音的要求越來(lái)越高，例如：遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程手術(shù)；遠(yuǎn)程維修等需要通過(guò)視頻通訊這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的精確視頻傳輸（高清晰視頻應(yīng)用）。所以就需要我們提供更高視頻通訊質(zhì)量的高清晰視頻通訊產(chǎn)品。因此數(shù)碼視訊公司推出了基于標(biāo)準(zhǔn)的H.320;H.323的高清晰視頻通訊產(chǎn)品NEWVISION 7000、NEWVISION 8000系列。

　　高清晰視頻通訊技術(shù)的選擇：

　　視頻要求：

　　視頻通訊應(yīng)用作為一種媒體應(yīng)用方式同樣需要遵循各標(biāo)準(zhǔn)組織所倡導(dǎo)的高清晰多媒體標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前高清晰數(shù)字電視（HDTV）所倡導(dǎo)的視頻解析度主要有三種格式，分別為720P、1080I、1080P （其中“P”為逐行掃描方式；“I”為隔行掃描方式）。而高清晰視頻通訊主要應(yīng)用格式為：720P——即逐行720線。

　　視頻通訊采用逐行掃描的原因在于，視頻會(huì)議場(chǎng)景通常對(duì)動(dòng)態(tài)圖像要求不大（特殊領(lǐng)域除外），圖像動(dòng)態(tài)變化也較小，但對(duì)圖像的細(xì)節(jié)要求卻很高，同時(shí)還要保證圖像的穩(wěn)定性。而這些都是采用隔行掃描1080i（PAL制每秒鐘掃描50場(chǎng)，分別對(duì)水平方向的奇數(shù)行和偶數(shù)行進(jìn)行掃描，每場(chǎng)的實(shí)際解析度僅有540線）所無(wú)法滿(mǎn)足的，因此在掃描方式上采用逐行掃描，能夠更穩(wěn)定的顯示畫(huà)面的細(xì)節(jié)，使得畫(huà)面更加清晰。

　　在媒體流處理方面，需要將大量的原始視頻音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼壓縮后在傳輸鏈路上進(jìn)行壓縮傳輸。高清晰音視頻流（720P）所處理的視頻流是傳統(tǒng)CIF格式流的10倍。如果采用更大解析度格式的視頻圖像，如1080P，會(huì)造成原始媒體數(shù)據(jù)流更為巨大，從而影響視頻編碼效率，降低通訊過(guò)程的實(shí)時(shí)性，增加延遲，同時(shí)也是對(duì)圖像實(shí)時(shí)壓縮技術(shù)的考驗(yàn)。因此，視頻會(huì)議系統(tǒng)的建設(shè)，無(wú)論是建設(shè)標(biāo)清還是高清晰視頻通訊系統(tǒng)都要綜合考慮用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)建設(shè)的投資，讓用戶(hù)付出相對(duì)較低的成本，得到最大的收益。采用過(guò)高的視頻圖像格式（1080P）進(jìn)行媒體流的處理，這樣對(duì)DSP的成本會(huì)增加，同時(shí)也會(huì)相應(yīng)造成用戶(hù)整體成本的增加，例如視頻會(huì)議系統(tǒng)的周邊配套設(shè)備——高清晰顯示設(shè)備、回放設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和主要的攝像采集設(shè)備，都要符合高清晰通訊的規(guī)程（高清晰視頻通訊是一個(gè)完整的端到端的系統(tǒng)），而這些設(shè)備的價(jià)格都遠(yuǎn)超其他設(shè)備，會(huì)使得整體成本大幅提升，從而給用戶(hù)所能帶來(lái)的實(shí)際效果提升卻并不明顯。因此，采用720P視頻格式作為圖像解析度的格式能夠使整體系統(tǒng)達(dá)到最佳的性?xún)r(jià)比，能夠有效的降低用戶(hù)的采購(gòu)成本，避免投資浪費(fèi)。

　　在圖像的幅面顯示方面，目前高清晰顯示設(shè)備均可以同時(shí)支持4：3和16：9兩種顯示方式。傳統(tǒng)視頻通訊系統(tǒng)多數(shù)采用4：3顯示方式，而高清晰視頻通訊在視頻格式幅型比上應(yīng)采用更為符合人眼觀賞習(xí)慣的16：9的顯示方式來(lái)替代傳統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)采用的4:3的顯示方式，這是因?yàn)槠聊伙@示區(qū)域在垂直解像度（線數(shù)）相同的情況下，采用16：9顯示方式可視面積比4：3顯示方式的可視面積要增加20％左右，單幀畫(huà)面可容納更多的視頻信息，這樣視頻通訊中用戶(hù)就可以獲得更大角度的視頻圖像。

　　所以綜述得出結(jié)論是：在對(duì)高清晰視頻通訊視頻圖像的最佳選擇應(yīng)該是：選擇720P視頻格式、16：9幅面的高清晰視頻標(biāo)準(zhǔn)。

　　音頻要求：

　　視頻通訊過(guò)程是視頻和音頻的實(shí)時(shí)雙向完整通訊過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中我們?yōu)榱双@得高清晰視頻圖像，有時(shí)卻忽略了另外一個(gè)重要的過(guò)程——音頻通訊過(guò)程。如果我們?cè)谟^看高清晰視頻圖像的時(shí)候，不能得到一個(gè)更清晰、連續(xù)的音頻效果。那么這個(gè)過(guò)程實(shí)際上就沒(méi)有任何意義，所以其重要性甚至超過(guò)視頻。在傳統(tǒng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)中音頻技術(shù)發(fā)展極其緩慢，原因在于目前應(yīng)用于視頻通訊的音頻編解碼壓縮標(biāo)準(zhǔn)都是為了保持傳輸時(shí)的低帶寬占用和較高的編解碼效率，從而將音頻信號(hào)的采樣頻率、采樣精度和采樣范圍指標(biāo)做了極大的降低，使得所能提供的音頻清晰度和還原性都有很大程度上的衰減。與用于存儲(chǔ)和回放非實(shí)時(shí)壓縮協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)（如OGG、MP3等）相比，音頻的保真度非常低。這樣就在某種程度上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)聲音的還原達(dá)不到要求。目前傳統(tǒng)視頻通訊過(guò)程中主要采用的是G.711、G.722、G.722.1、G.728等音頻標(biāo)準(zhǔn)，音頻寬度僅有50Hz－7KHz單聲道，而人耳所能感知的自然界的頻響能力可以達(dá)到20Hz－20KHz，因此，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境音的還原過(guò)程中過(guò)多的音頻信息的丟失造成了無(wú)法真實(shí)表現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況。所以在高清晰視頻通訊過(guò)程中我們勢(shì)必要有一種相輔助的音頻處理方式解決此問(wèn)題。使真?zhèn)€高清晰通訊過(guò)程更去近于完美。

　　目前國(guó)際上對(duì)音頻處理技術(shù)上標(biāo)準(zhǔn)較多，在對(duì)下一代實(shí)時(shí)交互音頻處理上可以采用MPEG-1 Layer 2或AAC系列音頻，對(duì)選用標(biāo)準(zhǔn)的原則是，音頻頻響范圍要達(dá)到22KHz，這樣就幾乎可以覆蓋了人耳聽(tīng)覺(jué)的全部范圍，甚至在高頻方面還有所超越，能夠使現(xiàn)場(chǎng)音頻得到真實(shí)自然的還原，并且在還原時(shí)可以采用雙聲道立體聲回放，使整個(gè)視頻通訊的聲音有更強(qiáng)的臨近感，達(dá)到CD級(jí)音質(zhì)。同時(shí)在對(duì)鏈路帶寬的適應(yīng)和編解碼效率上達(dá)到最佳。下表列出AAC的9種規(guī)格。

標(biāo)準(zhǔn) 　　　　　　　規(guī)? 格
MPEG-2 AAC 　　MAIN 主標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)音頻處理上，缺少增益控制
MPEG-2 AAC 　　LC 使用了TNS，缺少增益和預(yù)測(cè)，提高編碼效率
MPEG-2AAC 　　 SSR 可變?nèi)臃绞?
MPEG-4 AAC 　　LC 低復(fù)雜度編碼方式
MPEG-4 AAC 　　MAIN 主標(biāo)準(zhǔn)
MPEG-4 AAC　　 SSR 可變?nèi)臃绞?
MPEG-4 AAC 　　LD 低延遲編碼方式
MPEG-4 AAC 　　HE 高效率編碼方式
MPEG-4 AAC 　　LTP 長(zhǎng)時(shí)預(yù)測(cè)規(guī)格

　　綜上所述，我們?cè)趯?duì)寬頻音頻的支持上可以選擇MPEG-1 Layer 2或AAC系列標(biāo)準(zhǔn)，在上述列表中可以看出有9種AAC格式可供選擇，每種格式均有各自特點(diǎn)。在下一代高清晰視頻通訊應(yīng)用領(lǐng)域中為用戶(hù)提供CD級(jí)的寬頻音頻是我們追求的方向。

　　北京數(shù)碼視訊高清晰視頻通訊技術(shù)

　　高清晰視頻通信概念提出的時(shí)間很短，目前只有國(guó)外的一些廠家宣布其擁有該項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)真正涉及到高清晰視頻通信技術(shù)和產(chǎn)品的廠家很少。因此，對(duì)于中國(guó)的視頻通信廠家來(lái)說(shuō)將面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

　　北京數(shù)碼視訊在廣電系統(tǒng)具有多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)品的編解碼技術(shù)。利用其在編解碼器上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，公司視訊研發(fā)團(tuán)隊(duì)致力于高清晰圖像編解碼優(yōu)化，完全滿(mǎn)足高清晰視頻通信的技術(shù)要求，在視頻上采用H.264的標(biāo)準(zhǔn)、720P的格式，在音頻上采用MPEG-1 Layer 2和AAC音頻標(biāo)準(zhǔn)。成功推出商用級(jí)高清晰H.264編解碼技術(shù)和New Vision7000、8000系列高清視訊產(chǎn)品，為用戶(hù)帶來(lái)高清晰圖像和高保真語(yǔ)音享受。

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