可视电话系统

可视电话系统
可视电话业务是一种集图像、话音于一体的多媒体通信业务，它是利用电话线路实时传送人的语音和图像的一种通信方式。

通过可视电话可以实现人们面对面的实时沟通，即通话双方在通话过程中能够互相看到对方场景。

拿起电话机，看着荧光屏，可立即和千里之外的朋友交谈，不仅可以闻其声，更可观其人，明显加强了通信效果。

电视电话系统中的摄像机不但可以摄取谈话人的面貌，而且可拍摄实物、表格及文档传送给对方，双方可同时在荧光屏上进行讨论、修改及定稿。

近年来已在远程会议、远程教学、远程医疗等方面得到了快速的发展。

可视电话还可以加入录像设备，就像录音电话一样，把图像录制下来，以便保留。

目前，可视电话产品主要有两种类型，一类是以个人电脑为核心的可视电话，除电脑外还配置有摄像机）、麦克风和扬声器等输入输出设备；另一类是专用可视电话设备，它能像普通电话一样，直接接入家用电话线进行可视通话。

由于普通电话线普及率很高，因此在公用电话网上工作的可视电话最具发展潜力。

可视电话按传输信道来分主要有三种类型：在模拟电话网、ISDN网上以及IP网上工作的可视电话：(1 ) 基于模拟电话网的可视电话
从传输线路上看，PSTN已经在中国发展了几十年，是覆盖最广、最为经济实用的通信网。

一部PSTN 的可视电话终端的价格约为4000元左右，但是使用时却只需支付普通电话的费用。

由于PSTN的传输带
宽较窄，因此PSTN的传输受到很大的限制，而且PSTN模拟线路的误码率比ISDN数字线路误码率高，这就对基于PSTN的可视电话终端提出了较高的要求。

对于可视电话这种对称式的实时业务，在线路较好的情况一下，调制解调器的传输速率能达到最快33．6kbi t／s。

测时在传输彩色视频信号时，对图像的压缩算法要求很高，就目前基于离散余弦变换和H．263标准算法而言，很难达到每秒25帧左右的流畅的传输速率，全屏显示的图像质量是能够让人接收的，而增大传输的帧率，全屏显示的图像会产生失真和解码的马赛克现象。

在实际电路上的图像效果会比实验室上的传输效果还要差一些。

尽管如此，在目前情况下，这种可视电话终端是比较适合中国使用的，有一定的市场前景。

(2) 基于ISDN的可视电话
从传输线路上来看，基于ISDN的可视电话的接续时问短，帧速率可达到l5帧／秒以上，是几种网络环境中效果较好的，但是价格昂贵。

目前每部电话的价格存l万元左右，通话费一般为模拟线路下的l～2 倍，而且这种可视电话的广泛使用还要取决于ISDN的普及程度。

(3) IP可视电话
随着电信部门加快了宽带城域网的建设，实现了宽带到户，宽带到办公室的梦想，宽带IP网有着其他刚络所无法比拟的低成本，高带宽的优势，使得承载在IP网上的视讯业务的费用大大降低了，降低了门槛，形成了视讯通信向IP网发展的趋势。

可视电话按图像显示的不同，分为静态图像可视电话和动态图像可视电话：
（1）静态图像可视电话在荧光屏上显示的图像是静止的，图像信号和话音信号利用现有的模拟电话系统交替传送，即传送图像时不能通话；传送一帧用户的半身静止图像需5-10秒。

一部可视电话设备可以像一部普通电话机一样接入公用电话网使用。

（2）动态图像可视电话显示的图像是活动的，用户可以看到对方的微笑或说话的形象。

动态图像可视电话的图像信号因包含的信息量大，所占的频带宽，不能直接在用户线上传输，需要把原有的图像信号数字化，变为数字图像信号，而后还必需采用频带压缩技术，对数字图像信号进行“压缩”，使之所占的频带变窄，这样才可在用户线上传输。

动态图像可视电话的信号因是数字信号，所以要在数字网中进行传输。

无论是哪种可视电话，一般均由五大部分组成，即语音处理部分(普通电话机，语音编解码器)，图像信号输入部分(CCD摄像机，图像A／D)；图像信号输出部分(监视器等)，图像信号处理部分(图像信源编解码器、复用解复器)；信号发送及接收部分(信道编解码器，信道调制、解调器)。

CCD摄像机监视器电话拾音器电话听筒A/D
A/D
D/A
D/A
图像信源解码器
图像信源解码器
语音解码器
语音解码器
复用机
解复
用器
信道解码器
信道解码器
调制器
解调器
数字信道
(ISDN)
公共
电话网数字可视电话系统方框图
另外，声音和图像的同步是可视电话系统很重要的参数，即人说话的口音必须和发出的声音一致。

但实际的可视电话系统，由于采用了图像压缩编码及编码装置，不可避免地会产生0.1秒左右的时间延迟。

为了使声音和图像保持同步，要在声音传输系统中插入等效延迟。

下面着重介绍一下静止图像可视电话系统：
静止图像可视电话是在普通电话线上传输一路静止的图像，传输一幅图像的时间由几秒钟到几分钟。

在发送端由摄像机摄得的图像经A／D变换转换为数字图像后快速存入帧存储器．接着将存入的一帧画面低速读出，经编码处理及调制后变成模拟信号在电话线上传输，在接收端经解调及解码恢复成原数字图像信号，以低速方式写入帧存储器，并反复以高速读出，经D／A变换后送到显示器显示。

静止图像可视电话内部结构原理图
上图为静止图像可视电话内部结构原理框图。

可以看出该系统由网络接口电路、图像收发机、中央控制器、图像控制器、图像存储器、图像显示器、摄像机等部分组成。

网络接口电路控制图像信息和语音通话信号的输入、输出的转换及盒式录像机等的信号输入、输出。

图像信息通信时不能通话。

当收到传来的图像信息时在调制解调器中进行解调，经AGC电路进行增益控制，由解调定时器产生定时信号进行取样同步，并利用A／D变换电路转换成数字信号，并经中央控制器及图像控制器存入图像存储器，在中央控制器指令控制下，图像控制器控制图像存储器读出数字图像信号，经D／A变换后转换成模拟信号由CRT输出显示。

由摄像机摄取的图像信号经A／D变换器转换成数字图像信号后在图像控制器作用下存入图像存储器，在中央控制器的指令下，图像信息由图像存储器读出经图像控制器及中央控制器，再经调制解调器进行调制后经网络接口送入电话线路。

中央控制器对各种操作按钮进行扫描，进行系统的总体控制，图像控制器则在中央控制器的指令下进行图像的读写操作，并控制图像输入及输出显示。

传送方式采用幅度相位调制，其载波频率为1748Hz，是彩色副载波3．57954MHz的1／2”，因而电路容易实现。

且在l748Hz 时模拟电活线路频率特性最好．即群延时最小，线路衰减亦最小。

传输线路也会影响可视电话的通信质量。

传统的电话线是普通的双绞线，主要用来传输语音，视音频同时传输时，其传输速率仅能达到33.6K，所以在普通电话线的支持下，不能传输清晰连贯的图像。

在实验室条件即电话线路比较好的情况下，每秒可传输10～15帧图像。

在图像压缩编码已趋成熟的今天，动态图像可视电话系统已经成为当今可视电话发展的主流。

所谓动态图像的可视电话系统是指每秒钟可连续传输和显示10帧甚至10帧以上图像的电视电话系统，此时要传输的数据量很大，故必须采用高效压缩编码技术，由于是每秒可显示图像帧数较多，因此可利用帧间相关性进行帧间编码，大大提高编码效率，H．261及H．263即是应用在活动图像电视电话中的动态图像编码标准。

H．261会议电视图像压缩国际标准主要应用在户p×64kb／s的会议电视系统中。

H．261标准输出的码流为64kb／s时，可在ISDN的64kb／s数字话路中传输。

可用在ISDN数字网络中传输的可视电话系统中。

编解码芯片技术是可视电话发展的关键，没有核心编解码芯片，可视电话只能是无源之水、无本之木。

语音和图像在传输时，必须经过压缩编码-解码的过程，而芯片正是承担着编码解码的重任，只有芯片在输出端将语音和图像压缩并编译成适合通讯线路传输的特殊代码，同时在接收端将特殊代码转化成人们能理解的声音和图像，才能构成完整的传输过程，让通话双方实现声情并茂的交流。

由于协议标准不统一，影响市场推广。

长期以来，虽然有厂家推出可视电话，但由于他们各自为政，没有统一的行业标准，各种可视电话不能互通，影响了可视电话市场的拓展。

在协议标准不统一的情况下，只有用户购买了同一型号的可视电话才能达到“可视”效果，如果甲用户买了甲厂家的可视电话，而乙用户买的是乙家的，那么他们通话就没法“可视”了。

正因为技术、线路和行业管理等方面存在问题，所以造成了可视电话几十年仍远离用户，市场没有起色。

尽管如此，随着微电子技术的发展，大规模、超大规模集成电路的广泛使用，以及综合业务数字网的迅速发展，可视电话必然会在未来的通信中发挥重要的作用。

正如目前随着3G手机的诞生及普及，中国移动和中国联通已经宣布可以3G视频通话。

相信随着现代通信技术的发展，可视电话技术定将成为人们交流沟通中不可缺少的组成部分。

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