首頁(yè)>>>技術(shù)>>>視像通信  視像通信產(chǎn)品

看不清的高清

吳錦 2006/09/22

  隨著人們認(rèn)識(shí)的深入以及網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境的完善,視頻會(huì)議系統(tǒng)市場(chǎng)正呈現(xiàn)出平穩(wěn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。不過(guò),在這個(gè)由技術(shù)驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)中,總是不缺乏新的概念與產(chǎn)品,高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的出現(xiàn)及熱炒,無(wú)疑為視頻會(huì)議市場(chǎng)帶來(lái)諸多變數(shù)。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是,什么樣的系統(tǒng)達(dá)到高清的標(biāo)準(zhǔn)?高清是否真正成熟?它能為用戶(hù)帶來(lái)多大的助益?用戶(hù)又該如何規(guī)劃并挑選合適的視頻會(huì)議系統(tǒng),并最終讓其發(fā)揮異地協(xié)作和多方面交流的優(yōu)勢(shì)?

  剖開(kāi)產(chǎn)品宣傳的華麗外衣,可以發(fā)現(xiàn)大多數(shù)廠(chǎng)商的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)離真正的“高清”還有較遠(yuǎn)的距離,它們的音視頻傳輸質(zhì)量只是比傳統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)有所提高而已。

  9月初,北京京都信苑飯店,一場(chǎng)關(guān)于高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的論壇在這里舉行。這本是由視頻會(huì)議系統(tǒng)廠(chǎng)商舉辦的一次產(chǎn)業(yè)論壇,也邀請(qǐng)了一些行業(yè)專(zhuān)家參與。通常,在類(lèi)似的論壇中,專(zhuān)家與廠(chǎng)商大都是同一聲調(diào),共同描繪技術(shù)及市場(chǎng)前景。但此次論壇卻出現(xiàn)了一些戲劇性的場(chǎng)面,以清華電子工程系何蕓副教授為首的專(zhuān)家與主辦論壇的廠(chǎng)商展開(kāi)了面紅耳赤的爭(zhēng)辯:在1Mbps的帶寬下,能否實(shí)現(xiàn)高清晰視頻通信?

  何蕓副教授是IEEE電路與系統(tǒng)協(xié)會(huì)的圖像信號(hào)處理和通信技術(shù)委員會(huì)委員、圖像編碼會(huì)議(PCS)實(shí)行委員會(huì)委員,多年來(lái)一直致力于視頻信號(hào)編碼/壓縮、視頻通信的研究。在她看來(lái),要傳輸足夠大的視頻信號(hào)必須有足夠的帶寬,而在1Mbps的帶寬下,理論上根本不可能實(shí)現(xiàn)真正的高清視頻通信。而廠(chǎng)商方面的觀(guān)點(diǎn)則認(rèn)為,自己的產(chǎn)品已經(jīng)具備在1Mbps帶寬下實(shí)現(xiàn)高清的能力。

  事實(shí)上,為專(zhuān)家和用戶(hù)所質(zhì)疑的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)并不僅僅是這家廠(chǎng)商。從目前的市場(chǎng)來(lái)看,大多數(shù)廠(chǎng)商們所宣稱(chēng)的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)離真正的“高清”還有較遠(yuǎn)的距離,它們的音視頻傳輸質(zhì)量只是比傳統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)有所提高而已。

  一方面是廠(chǎng)商的大力宣傳,一方面是專(zhuān)家的質(zhì)疑,高清視頻會(huì)議市場(chǎng)讓人很是看不清楚。那么,現(xiàn)在的視頻會(huì)議系統(tǒng)是否已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)高清了呢?什么樣的產(chǎn)品才算是真正的高清呢?用戶(hù)是否真的需要高清視頻會(huì)議系統(tǒng)呢?這一切都需要撥開(kāi)市場(chǎng)紛擾的表象,才能有更進(jìn)一步的了解。

  紛擾的市場(chǎng)

  其實(shí),視頻會(huì)議行業(yè)對(duì)于高清的炒作早在2005年就已經(jīng)達(dá)到了頂峰。及至2005年下半年,一些廠(chǎng)商意識(shí)到高清的實(shí)現(xiàn)和市場(chǎng)的成熟將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,繼而開(kāi)始轉(zhuǎn)向務(wù)實(shí)。但即便如此,“高清”依然是眾多廠(chǎng)商的方向。

  據(jù)計(jì)世資訊(CCW Research)的調(diào)查顯示,目前我國(guó)視頻會(huì)議系統(tǒng)市場(chǎng)上共有140多家廠(chǎng)商,但活躍在市場(chǎng)上的主要廠(chǎng)商只有10多家,共占據(jù)42%的市場(chǎng)份額。它們其中既有前幾年逐步進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的國(guó)外視頻巨頭,也有近年來(lái)涌現(xiàn)出的國(guó)內(nèi)視頻會(huì)議系統(tǒng)廠(chǎng)商新秀。而目前宣稱(chēng)要幫助用戶(hù)實(shí)現(xiàn)高清視頻會(huì)議的廠(chǎng)商也有10多家,市場(chǎng)上活躍的視頻會(huì)議系統(tǒng)廠(chǎng)商基本上都在其中占有一席之地。有消息稱(chēng),目前還沒(méi)有高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的Polycom也將于10月份推出自己的高清產(chǎn)品。

  在廠(chǎng)商們看來(lái),推出高清視頻會(huì)議系統(tǒng)可以滿(mǎn)足很多用戶(hù)的需要。根據(jù)美國(guó)經(jīng)濟(jì)咨商局(The Conference Board)《2006年首席執(zhí)行官面臨的挑戰(zhàn)》(CEO Challenge 2006)調(diào)查報(bào)告顯示,75%的CEO最關(guān)注的是企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)速度、靈活性及適應(yīng)性。另外,美國(guó)商業(yè)協(xié)會(huì)組織近日在一個(gè)研討會(huì)上針對(duì)一些香港商業(yè)先鋒企業(yè)做了一項(xiàng)調(diào)查,被調(diào)查者大都認(rèn)為在危機(jī)突發(fā)時(shí),能夠在遠(yuǎn)端繼續(xù)工作,并保持企業(yè)內(nèi)部聯(lián)系和客戶(hù)交流最為重要。

  顯然,廠(chǎng)商們認(rèn)為,高清視頻會(huì)議系統(tǒng)就是專(zhuān)為解決用戶(hù)的諸多困惑而設(shè)計(jì)。泰德方面表示,通過(guò)在辦公室和會(huì)議室安裝高清視頻會(huì)議系統(tǒng),利用極致清晰的圖像及視頻傳輸,可以使分散在各地的團(tuán)隊(duì)高效溝通,并加強(qiáng)與客戶(hù)、供應(yīng)商及商業(yè)合作伙伴的溝通。LifeSize中國(guó)區(qū)總代理趙霆表示,政府、制造、教育等行業(yè)對(duì)高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的需求已經(jīng)開(kāi)始顯現(xiàn)。

  根據(jù)趙霆提供的市場(chǎng)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,2006年作為高清產(chǎn)品的成長(zhǎng)期,2007年將會(huì)是高清產(chǎn)品的普及期,整個(gè)行業(yè)將在2008年完成產(chǎn)品的全部轉(zhuǎn)型,標(biāo)清產(chǎn)品將退出主流市場(chǎng)并逐漸被淘汰。但顯然,許多廠(chǎng)商并沒(méi)有如此樂(lè)觀(guān)。Radvison中國(guó)區(qū)總經(jīng)理李平明確表示:“用戶(hù)對(duì)高清視頻會(huì)議系統(tǒng)實(shí)在、具體的需求最早要明年6月份才會(huì)真正出現(xiàn)!

  “大多數(shù)廠(chǎng)商所謂的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)還只是演示版,在局域網(wǎng)上傳輸或許沒(méi)有問(wèn)題,但在公網(wǎng)上根本跑不起來(lái)!痹诶钇娇磥(lái),做出上述判斷的原因一方面是用戶(hù)視頻會(huì)議系統(tǒng)的采購(gòu)周期,更為重要的則是因?yàn)橐曨l會(huì)議系統(tǒng)廠(chǎng)商的產(chǎn)品還不成熟。

  我們不妨來(lái)看看目前市場(chǎng)上的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)。科達(dá)的產(chǎn)品是采用MPEG-4編碼做的,這種技術(shù)在細(xì)節(jié)、色彩還原和傳輸能力等方面都比H.264編碼有所欠缺;在筆者拿到的泰德8款高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的宣傳資料中,基本上都沒(méi)有注明清晰度,僅有95MXP的內(nèi)部培訓(xùn)資料上寫(xiě)有清晰度,而其每秒15幀的傳輸速度也無(wú)法滿(mǎn)足高清視頻傳輸30~60幀/秒的需求;LifeSize雖然宣稱(chēng)能在1Mbps的帶寬下實(shí)現(xiàn)高清視頻傳輸,但這需要對(duì)公網(wǎng)的QoS質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化,而這必須由電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)進(jìn)行,用戶(hù)和廠(chǎng)商根本無(wú)法在具體的項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)。

  雖然高清是視頻會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)展方向,而廠(chǎng)商根據(jù)H.264編碼這一開(kāi)放性協(xié)議也都能最終開(kāi)發(fā)出高清視頻系統(tǒng),只是時(shí)間的早晚不同而已。但就目前而言,廠(chǎng)商提供的高清產(chǎn)品只是比傳統(tǒng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)有一些改進(jìn)而已,距離真正的高清都還有一些距離。

  視頻通信質(zhì)量之痛

  現(xiàn)在,視頻會(huì)議系統(tǒng)正迅速成為許多企業(yè)必不可少的溝通手段。由于企業(yè)大多采用的是基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的解決方案,支持多媒體視頻協(xié)議,并具有未來(lái)的可擴(kuò)展性,要實(shí)現(xiàn)視頻溝通并不復(fù)雜。只要用戶(hù)正確建立起網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、管理系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)備,就可以確保及時(shí)業(yè)務(wù)溝通的實(shí)現(xiàn)。

  不過(guò),在傳統(tǒng)視頻通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下,由于受到視頻通信應(yīng)用技術(shù)和音視頻編解碼技術(shù)發(fā)展的制約,傳統(tǒng)視頻通信技術(shù)沒(méi)有從根本上解決通信過(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。

  在趙霆看來(lái),只有高清晰的圖像質(zhì)量才能更好地營(yíng)造面對(duì)面的會(huì)議效果,而不少傳統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)的畫(huà)面質(zhì)量則很難達(dá)到這樣的效果。筆者也曾在一些政府機(jī)構(gòu)看到,投入大量資金建成的視頻會(huì)議系統(tǒng),其主要功能竟成了機(jī)構(gòu)內(nèi)部的放映室。究其原因,主要是因?yàn)楫?huà)面質(zhì)量很難滿(mǎn)足會(huì)議的需要。

  傳統(tǒng)視頻通信的主要問(wèn)題在于,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,一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)真實(shí)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。

  但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,人們對(duì)于視頻和音頻的要求越來(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)視頻通信這一過(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)。筆者的一位醫(yī)生朋友表示:“高清視頻會(huì)議可以幫助身處異地的醫(yī)生進(jìn)行面對(duì)面交流,分析X光片、MRI核磁共振影像、超聲檢查結(jié)果或者 ECG心電圖結(jié)果,從而依據(jù)大量的細(xì)節(jié)作出診斷!币獫M(mǎn)足這些需求,就需要廠(chǎng)商能提供更高視頻通信質(zhì)量的高清晰視頻會(huì)議系統(tǒng)。

  高清視頻會(huì)議系統(tǒng)帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的。清晰的畫(huà)面質(zhì)量、同步音效和最低時(shí)延幫助與會(huì)者保持注意力并提供高效、高質(zhì)量的視頻會(huì)議體驗(yàn)。例如,在16∶9的屏幕比例中展示圖像使顯示角度更寬,從而讓更多的與會(huì)者出現(xiàn)在畫(huà)面中,保證全身心地投入到即將召開(kāi)的會(huì)議中。一位化工行業(yè)的CIO表示:“只要價(jià)格合理,高清視頻會(huì)議系統(tǒng)更容易得到人們的青睞!

  不過(guò)需要注意的是,高清視頻會(huì)議與高清電視有著較大的不同。高清電視可以保持固定的信號(hào)質(zhì)量,而視頻會(huì)議的質(zhì)量可能會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)而降低。比如,編碼/解碼過(guò)程和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸大量數(shù)據(jù)信息所消耗的時(shí)間可能造成處理過(guò)程的延時(shí);過(guò)多的延時(shí)會(huì)增加語(yǔ)音重疊的機(jī)會(huì),并有可能造成視音頻不同步;長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)可以通過(guò)音頻效果明顯地表現(xiàn)出來(lái),劣質(zhì)的音效能?chē)?yán)重影響整個(gè)視頻會(huì)議體驗(yàn)的整體質(zhì)量。

  誰(shuí)是真正的高清

  用戶(hù)要實(shí)現(xiàn)高清視頻會(huì)議,必須所有的終端都是高清兼容設(shè)備,都要支持高清數(shù)據(jù)壓縮,從而視頻會(huì)議的所有參與者都可以享受高清視頻。這就要求用戶(hù)要擁有高清攝像頭、高清視頻顯示器、高清MCU,以及足夠的帶寬。

  但隨之而來(lái)的問(wèn)題是,什么樣的產(chǎn)品可以稱(chēng)得上是真正的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)。要解答這一問(wèn)題,我們不妨從視頻和音頻兩方面來(lái)分析。

  1.視頻要求

  視頻通信應(yīng)用作為一種多媒體應(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)。而高清晰視頻會(huì)議系統(tǒng)主要應(yīng)用格式為720P——即逐行720線(xiàn)。

  視頻會(huì)議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(xiàn))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)定地顯示畫(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,降低通信過(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信系統(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,會(huì)使DSP的成本增加,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,都要符合高清晰通信的規(guī)程(高清晰視頻通信是一個(gè)完整的端到端系統(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,但給用戶(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,能夠有效地降低用戶(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)視頻會(huì)議系統(tǒng)多數(shù)采用4∶3顯示方式,而高清晰視頻會(huì)議系統(tǒng)在視頻格式幅型比上應(yīng)采用更為符合人眼觀(guān)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(xiàn)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,這樣視頻通信中,用戶(hù)就可以獲得更大角度的視頻圖像。

  從上述的分析來(lái)看,在對(duì)高清晰視頻通信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)。

  2.音頻要求

  視頻通信過(guò)程是視頻和音頻的實(shí)時(shí)雙向完整通信過(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——音頻通信過(guò)程。如果我們?cè)谟^(guān)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)用于視頻通信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使現(xiàn)場(chǎng)聲音的還原達(dá)不到要求。

  目前,傳統(tǒng)視頻通信過(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信過(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。使整個(gè)高清晰通信過(guò)程更近于完美。

  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)視頻通信的聲音有更強(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。附表列出了AAC的9種規(guī)格。

  可以看到,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),而AAC的每種格式均有各自的特點(diǎn)。從總體來(lái)說(shuō),為用戶(hù)提供CD級(jí)的寬頻音頻是新一代高清晰視頻會(huì)議系統(tǒng)所追求的方向。

  標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)

  在視頻會(huì)議應(yīng)用中,視頻質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)帶寬占用是矛盾的,通常情況下視頻流占用的帶寬越高則視頻質(zhì)量也越高;如要求高質(zhì)量的視頻效果,那么需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬也越大;解決這一矛盾的鑰匙是視頻編解碼技術(shù)。評(píng)判一種視頻編解碼技術(shù)的優(yōu)劣,是比較在相同的帶寬條件下,哪個(gè)視頻質(zhì)量更好;在相同的視頻質(zhì)量條件下,哪個(gè)占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬更少。而基于H.264——高清編解碼技術(shù)很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。

  在高清編碼/解碼技術(shù)產(chǎn)生之前,視頻會(huì)議數(shù)據(jù)是基于通用交換格式 (CIF) 進(jìn)行編碼的。國(guó)際電信聯(lián)盟-電信標(biāo)準(zhǔn)部(ITU-T)制定了視頻標(biāo)準(zhǔn),稱(chēng)為H.261和 H.263。H.261 標(biāo)準(zhǔn)只定義了 QCIF 和 CIF 格式。四分之一 CIF (QCIF) 格式只被用于最低數(shù)據(jù)率(64 千位/ 秒及更低)的會(huì)議,目前已經(jīng)很少使用。自從H.263 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以來(lái),更多使用“全分辨率”(定義為 16CIF)的格式,4CIF 和 16CIF逐步被采用。由于采用此類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),計(jì)算和帶寬的限制,用于全動(dòng)態(tài)視頻會(huì)議的通用分辨率仍然是 CIF 到 4CIF。

  為了減小整個(gè)視頻文件的大小,使文件可以更經(jīng)濟(jì)地通過(guò)容量更小的網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行傳輸,從而更加有效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬,使網(wǎng)絡(luò)資源更加經(jīng)濟(jì)有效。ITU-T和ISO/IEC的聯(lián)合開(kāi)發(fā)組共同開(kāi)發(fā)了最新國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)——H.264/MPEG-4 AVC(H.264),該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)比較低的數(shù)據(jù)傳輸率提供高質(zhì)量畫(huà)面。通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn),在同等圖像質(zhì)量下的壓縮效率比以前的標(biāo)準(zhǔn)提高了2倍以上,因此,H.264被普遍認(rèn)為是最有影響力的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),已成為HD-DVD(高清DVD)以及廣播、有線(xiàn)、視頻會(huì)議和消費(fèi)電子產(chǎn)品的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。

  H.264是繼MPEG-4之后的新一代數(shù)字視頻壓縮格式,它既保留了以往壓縮技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和精華又具有其他壓縮技術(shù)無(wú)法比擬的許多優(yōu)點(diǎn):低碼流(Low Bit Rate)、高質(zhì)量的圖像、容錯(cuò)能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。與MPEG-2和MPEG-4 ASP等壓縮技術(shù)相比,在同等圖像質(zhì)量下,采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG-2的1/8、MPEG-4的1/3。顯然,H.264壓縮技術(shù)的采用將大大節(jié)省用戶(hù)的下載時(shí)間和數(shù)據(jù)流量收費(fèi)。

  更為重要的是,H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)提供了更強(qiáng)的靈活性,為不同的開(kāi)發(fā)商提供了互聯(lián)互通的通用平臺(tái)。H.263標(biāo)準(zhǔn)支持眾多不同的版本,而H.264標(biāo)準(zhǔn)只包含極少的壓縮技術(shù)。這樣一來(lái),可以在不明顯降低視頻質(zhì)量的前提下更輕易地實(shí)現(xiàn)多生廠(chǎng)商不同視頻會(huì)議設(shè)備的集成。

  由于H.264在圖像壓縮率、圖像清晰度、容錯(cuò)能力、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力等方面的優(yōu)異性能,H.264不僅成為高清視頻會(huì)議最主要的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),過(guò)去采用MPEG-2、MPEG-4實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議的廠(chǎng)商也紛紛向H.264轉(zhuǎn)型,F(xiàn)在,H.264正逐步替代H.263、MPEG-2、MPEG-4等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。

  漫長(zhǎng)的成熟之路

  “用戶(hù)在高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的投資,基本上與高端的傳統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)的價(jià)格差不多。”趙霆表示。不過(guò)據(jù)計(jì)世資訊的調(diào)查顯示,隨著技術(shù)的逐步成熟以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇,國(guó)內(nèi)各視頻會(huì)議系統(tǒng)廠(chǎng)商將逐步降低產(chǎn)品價(jià)格,在推動(dòng)視頻會(huì)議系統(tǒng)市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí)占據(jù)更多的市場(chǎng)份額,降價(jià)幅度有望達(dá)到20%左右。屆時(shí)高清視頻會(huì)議系統(tǒng)是否會(huì)迅速降價(jià)還不得而知。

  同時(shí),高清視頻會(huì)議系統(tǒng)市場(chǎng)的成熟還需要解決兩個(gè)技術(shù)方面的難題:大力提高圖像清晰度、簡(jiǎn)化設(shè)備。在圖像清晰度方面,隨著芯片和圖像處理方面技術(shù)的發(fā)展,H.264這一主流標(biāo)準(zhǔn)有望在技術(shù)上得到進(jìn)一步完善!凹夹g(shù)上還要繼續(xù)往前一步,比如幀率完全可以提高到60幀/秒。”趙霆這樣表示。

  一直以來(lái),視頻會(huì)議的設(shè)備都比較龐大,不方便使用,且設(shè)備復(fù)雜,不適合安裝、調(diào)試和使用。目前各個(gè)廠(chǎng)商和科研機(jī)構(gòu),正努力促使這些設(shè)備走向小型化。此前,Polycom公司曾推出一款小型的視頻會(huì)議系統(tǒng),使視頻會(huì)議設(shè)備的小型化、簡(jiǎn)便化深入人心。這一點(diǎn),在促進(jìn)高清視頻會(huì)議系統(tǒng)市場(chǎng)的成熟顯得意義重大。

  另外,產(chǎn)品的豐富性也需要增加。目前廠(chǎng)商推出的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)主要還是會(huì)議室型的,以后可以推出桌面型、便攜式、機(jī)房式等不同種類(lèi)。而在專(zhuān)業(yè)應(yīng)用方面,廠(chǎng)商也需要加大投入力度!叭绻胱屨麄(gè)行業(yè)有個(gè)理想的增長(zhǎng)量,需要為產(chǎn)品增加各種各樣不同的功能、接口,從而有更專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足企業(yè)用戶(hù)的需求,并最終開(kāi)發(fā)出適應(yīng)不同行業(yè)的專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品!痹谮w霆看來(lái),注重行業(yè)特性將是產(chǎn)品下一步的發(fā)展方向。


  “如果網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤率在3%的情況下,高清視頻會(huì)議系統(tǒng)還可以跑出比較好的情況,傳統(tǒng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)很多馬賽克。即便出現(xiàn)馬賽克,高清系統(tǒng)是條狀的,且很快恢復(fù),但傳統(tǒng)系統(tǒng)的糾錯(cuò)能力則較差,馬賽克會(huì)蔓延成一大片!痹谝恍⿵S(chǎng)商看來(lái),即便目前不能真正達(dá)到高清的效果,在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)狀況下,高清視頻系統(tǒng)的效果也要強(qiáng)于傳統(tǒng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)。加上價(jià)格相差不大,一些對(duì)高端視頻通信有需求的用戶(hù)已經(jīng)可以考慮采用高清視頻會(huì)議系統(tǒng)。

  不過(guò)也有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為,高清視頻會(huì)議雖然是方向,但目前仍不太成熟,短期內(nèi)還不可能成為大多數(shù)視頻會(huì)議廠(chǎng)商的主推對(duì)象。據(jù)計(jì)世資訊預(yù)測(cè),今年的視頻會(huì)議系統(tǒng)市場(chǎng)將以30%的幅度繼續(xù)增長(zhǎng),2007年更是達(dá)到50%的增長(zhǎng)幅度。而有數(shù)據(jù)顯示,全世界有3000萬(wàn)個(gè)會(huì)議室,但部署了視頻會(huì)議系統(tǒng)的僅有75萬(wàn)個(gè)左右。可以看出,傳統(tǒng)視頻會(huì)議市場(chǎng)還有較為龐大的市場(chǎng)空間,大多數(shù)廠(chǎng)商會(huì)將主要的人力、物力放在其中,而這在很大程度上也將使得高清視頻市場(chǎng)的成熟之路顯得更為漫長(zhǎng)。

  選購(gòu)指南:如何挑選視頻會(huì)議系統(tǒng)

  1.圖像評(píng)測(cè)方法

  通常所說(shuō)的高清視頻會(huì)議系統(tǒng),在圖像表現(xiàn)方面比傳統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)更為清晰細(xì)膩、色彩還原度高。在選擇高清視頻會(huì)議系統(tǒng)時(shí)需要對(duì)圖像效果這一重要指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。定量的客觀(guān)分析方法是用“解碼重建圖像”偏離“編碼前的原始圖像”的程度來(lái)衡量圖像重建的質(zhì)量,比較均方誤差MSE和峰值信噪比PSNR,MSE越小、PSNR越大,圖像壓縮所引起的損失越小、圖像質(zhì)量越好。但客觀(guān)分析方法沒(méi)有考慮人眼的感知特性,會(huì)帶來(lái)計(jì)算結(jié)果和人眼視覺(jué)感受有所偏差,加之測(cè)試條件復(fù)雜,目前難以廣泛應(yīng)用到圖像評(píng)價(jià)中。

  在日常評(píng)價(jià)中,主要采用通過(guò)人眼觀(guān)察進(jìn)行評(píng)判的主觀(guān)分析方法。測(cè)試時(shí)通常采用平均判分法MOS(Mean Opinion Score):選擇一批觀(guān)察者,在限定條件的環(huán)境中連續(xù)觀(guān)看一系列的視頻測(cè)試序列大約10~30分鐘,讓他們對(duì)視頻序列的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分,求得平均判分后,再對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析從而獲得最后結(jié)論。受控的環(huán)境包括:觀(guān)看距離、觀(guān)測(cè)環(huán)境、視頻測(cè)試序列的選擇、視頻測(cè)試序列的顯示時(shí)間間隔等,詳細(xì)評(píng)測(cè)方法在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ITU-R BT.500、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7401-87(彩色電視圖像質(zhì)量主觀(guān)評(píng)價(jià)方法)、國(guó)家廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GY/T 134-1998,數(shù)字電視圖像質(zhì)量主觀(guān)評(píng)價(jià)方法)中都有描述。

  為了更好地對(duì)各廠(chǎng)商的設(shè)備進(jìn)行對(duì)比,通常將各廠(chǎng)商的設(shè)備同臺(tái)對(duì)比測(cè)試,為所有設(shè)備提供同一視頻源,分別播放4∶3格式大運(yùn)動(dòng)量的DVD、色彩鮮艷遠(yuǎn)近景層次分明并含字幕的場(chǎng)景、現(xiàn)場(chǎng)圖像等,通過(guò)解碼后的圖像和原圖像對(duì)比、各廠(chǎng)家圖像綜合對(duì)比等方式,對(duì)圖像流暢性、分辨率、色彩還原度等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

  需要注意的是,DVD碟片需采用4∶3格式,是因?yàn)閳D像編碼器默認(rèn)格式為4∶3,如采用16∶9信息源,圖像上下兩大部分黑屏內(nèi)容的圖像信息量實(shí)際為0,不能充分考驗(yàn)編碼器的實(shí)際編碼能力。

  2.確認(rèn)H.264的實(shí)際實(shí)現(xiàn)能力

  如何選取更強(qiáng)的DSP芯片進(jìn)行組合設(shè)計(jì),并基于DSP不斷進(jìn)行圖像算法優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)H.264更低帶寬下更優(yōu)異的圖像質(zhì)量是一個(gè)長(zhǎng)期而艱巨的過(guò)程,也是考驗(yàn)視頻會(huì)議系統(tǒng)廠(chǎng)商技術(shù)實(shí)力和商用能力的重要因素。

  目前視頻會(huì)議行業(yè)存在一些關(guān)于H.264實(shí)現(xiàn)能力的不實(shí)宣傳,如“支持8Mbps帶寬下H.264 4CIF分辨率”(實(shí)際上以MPEG-4 Part2或H.263混充H.264、以2CIF分辨率混充4CIF)等,宣稱(chēng)能力相比真實(shí)能力大打折扣,既無(wú)法和真正的H.264系統(tǒng)直接數(shù)字互通,而且和目前的DVD圖像質(zhì)量也有一定的距離,這樣不僅誤導(dǎo)客戶(hù),對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的互通性和性能擴(kuò)展也會(huì)帶來(lái)極大的技術(shù)隱患。

  因此,為了更好地評(píng)價(jià)設(shè)備廠(chǎng)家對(duì)H.264新技術(shù)的支持能力,為系統(tǒng)的建設(shè)和規(guī)劃提供科學(xué)的參考依據(jù),建議在視頻會(huì)議系統(tǒng)選型或應(yīng)用時(shí),在主觀(guān)評(píng)測(cè)圖像質(zhì)量的同時(shí),能配合截包工具,對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際媒體碼流進(jìn)行截包并委托權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,以驗(yàn)證各廠(chǎng)家關(guān)于編碼算法、支持帶寬及分辨率的確切實(shí)現(xiàn)能力,有效保護(hù)客戶(hù)的合法權(quán)益。

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