音视频技术及发展

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视频压缩协议： 视频压缩协议：H264
• 由ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像 编码专家组）的联合视频组 (JVT：joint video team) 联合开发。 • 既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10 部分。
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视频会议系统两大框架协议
视频会议系统的ITU-T两大框架建议 两大框架建议 视频会议系统的
视频会议系统
H.320体系 体系
H.323体系 体系
交换方式
电路交换 E1、ISDN等 、 等
交换方式
分组交换 IP
支持的线路类型
支持的线路类型
组网特点
专网专用
组网特点
基于IP组网 基于 组网
4CIF 标清会议最大分辨率为4CIF 标清会议最大分辨率为 （704×576） × ）
H.263
H.263标准定义了全分辨率 标准定义了全分辨率QCIF到 标准定义了全分辨率 到 16CIF。 。 由于当时计算、带宽的限制， 由于当时计算、带宽的限制，通用 分辨率依然为CIF和4CIF 分辨率依然为 和
良好的网络适应性
视频编码层和网络提取层的分层设计，提高了其网络适应 性
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视频压缩协议： 视频压缩协议：H264
H.264的技术亮点 的技术亮点 视频编码层 (VCL：Video Coding Layer) 网络提取层 (NAL：Network Abstraction Layer) 高编码效率和网络友好性的任务
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视频压缩协议： 视频压缩协议：H264
统一的VLC 统一的
易产生码字，解码器也很容易地识别码字的前缀，在 发生比特错误时能快速获得重同步。 CABAC是可选项，其编码性能比UVLC稍好，但计算复杂 度也高
帧内预测
利用空间冗余度，取得更为有效的压缩运动预测
面向IP和无线 面向IP和无线 IP 环境
H.320协议框架 协议框架
H.323协议框架 协议框架
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标清CIF视频会议介绍 标清CIF视频会议介绍 CIF
CIF 高清编/解码技术产生之前，视频会议数据是基于： 高清编 解码技术产生之前，视频会议数据是基于： 解码技术产生之前 CIF(352×288)编码 × 编码 QCIF（四分之一 （四分之一CIF: 176×144）。 × ）。
临场感：较大的屏幕，并且有较 临场感：较大的屏幕， 宽的视角 高清晰度：每幅画面的扫描线数 高清晰度： 大约是目前标清电视的两倍， 大约是目前标清电视的两倍，根据 清晰流畅 高质量的伴音：通常是立体声或 高质量的伴音： 5.1路环绕声 5.1路环绕声
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高清编码解码系统
相对于传统的标清视频会议系统， 相对于传统的标清视频会议系统，高清编解码 系统的特点在于： 系统的特点在于：
一定的传输带宽 要求，对于 要求，对于720P 建议1.5M以上 以上 建议 ,1080P,3M以上 以上 支持H.264协议 支持H.264协议 H.264
高清晰 度
带宽要 求
高数据 压缩比
视频源-高清视频源 视频源 高清视频源
高清摄像头 高清显卡支持的PC输入 高清显卡支持的 输入 高清DVD输入 高清 输入
图像格式
输入系统 的要求
720P 1080i 1080P
传输接口
高清晰多媒体接口(HDMI) 高清晰多媒体接口 DVI接口等 接口等
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高清输出系统
包含了用于差错控制和恢复的工具，便于压缩视频在 误码、丢包多发环境中传输。
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视频压缩协议： 视频压缩协议：H264
多参考帧预测 16 个不同的参考帧可以用于帧间编码，从而可以改善 视频质量的主观感受并提高编码效率
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视频压缩协议： 视频压缩协议：MPEG2
分层设计
高精度、多模 高精度、 式运动估计
支持1/4或1/8像素精度的运动矢量 运动预测中，多模式的灵活和细致的划分，更切合图 像中实际运动物体的形状，大大提高了运动估计的精确 程度。
4×4块的整数 × 块的整数 变换
计算量比较小，而且在运动物体边缘处的衔接误差也 大为减小 。 编码器中和解码器中允许精度相同的变换和反变换， 便于使用简单的定点运算方式 。
H.261
国际电信联盟-电信标准部 国际电信联盟 电信标准部(ITU-T)制定了视频 电信标准部 制定了视频 标准-H.261，只定义了 格式。 标准 ，只定义了QCIF和CIF格式。 和 格式
分辨率低、 分辨率低、图像质量差 特点 压缩率低
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标清4CIF视频会议介绍 标清4CIF视频会议介绍 4CIF
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其他相关高清设备
高清电视墙、录播服务器、视频矩阵等等， 高清电视墙、录播服务器、视频矩阵等等，这些设备作为整个系 统中的图像处理环节也直接影响高清系统效果。 统中的图像处理环节也直接影响高清系统效果。如果这些设备只 是标清设备，整个系统就仍是标清的效果。 是标清设备，整个系统就仍是标清的效果。
输入输出接口标准或规范性一 致，保证输入输出设备可以即 插即用
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音视频压缩编解码协议
Contents
为了更好地支持高清视频信号与音频信号在网络 上的传输， 上的传输，音视频编解码协议是关键技术 H264、H263、MPEG4、MPEG2 、 、 、 H264、H263、MPEG4、MPEG2对比 、 、 、 对比 G711、G722、G7221C 、 、 AEC、AGC、ANS 、 、
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视频会议系统的历史与发展
模拟视频会议 数字视频会议 国际标准统一的 数字视频会议
60年代初，模拟视频会议系 年代初， 开始研究， 统开始研究，并逐渐商用化 60年代末，压缩编码技术推动下， 年代末，压缩编码技术推动下， 年代末 模拟系统转向数字系统 80年代初，日本和美国研制出 年代初， 年代初 2Mbps彩色数字视频会议系统，形 彩色数字视频会议系统， 彩色数字视频会议系统 成非标准的视频会议网。 成非标准的视频会议网。 80年代末，大规模集成电路技术， 年代末，大规模集成电路技术， 年代末 图像编解码技术飞速发展， 图像编解码技术飞速发展，信道费 用降低， 用降低，为视频会议走向实用提供 了良好的发展条件 80年代末至今，CCITT形成了 年代末至今， 形成了H.200系列建 年代末至今 形成了 系列建 规定了统一： 议，规定了统一： 视频输入输出标准 算法标准 误码校验标准 互通的模式转换标准,推动视频会议发展。 互通的模式转换标准 推动视频会议发展。 推动视频会议发展
高压缩比， 高压缩比，相同码率下提供更高质量的画面
在相同的重建图像质量下，能够比H.263、MPEG-4节约 50％左右的码率。
更强的抗误码性能
时间同步可以通过采用帧内图像刷新来完成 。 空间同步由条结构编码 (slice structured coding) 来支持 。 一幅图像的视频数据中还提供了一定的重同步点 。
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视频压缩协议： 视频压缩协议：H263
H.263是1996年国际电联ITU-T提出的面向低码率编码的视频 会议而设计的。实际上，其应用带宽范围很宽，用于取代 H.261
i运动补偿：半像素精度，图像效果大幅提升。 运动补偿：半像素精度，图像效果大幅提升。 运动补偿 i数据流层次结构的某些部分可选性：使得编解码可以配置成更低 数据流层次结构的某些部分可选性： 数据流层次结构的某些部分可选性 的数据率或更好的纠错能力 iH.263包含四个可协商的选项以改善性能。 包含四个可协商的选项以改善性能。 包含四个可协商的选项以改善性能 i采用无限制的运动向量以及基于语法的算术编码 采用无限制的运动向量以及基于语法的算术编码 i采用事先预测和与 采用事先预测和与MPEG中的 中的P-B帧一样的帧预测方法 采用事先预测和与 中的 帧一样的帧预测方法 i支持 支持SQCIF、QCIF、4CIF、16CIF以及自定义分辨率 、 、 、 以及自定义分辨率 支持
高清电视墙、录播服务器、视频矩阵可以看作视频会议相关设备。 高清电视墙、录播服务器、视频矩阵可以看作视频会议相关设备。 只要下面两个主要方面支持， 只要下面两个主要方面支持，就可以和高清视频会议系统无缝链接
视频编码技术
输入输出接口
压缩编码协议的标准一致， 压缩编码协议的标准一致， 保证了数据格式 数据格式和输出的统 保证了数据格式和输出的统 一性
特点 分辨率的提高， 分辨率的提高，也使图像质量进一 步得到了提升。 步得到了提升。
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高清720P/1080P 高清720P/1080P 视频会议介绍
720P/1080P 国际高清视频会议标准 720P（1280×720） （ × ） 1080P（1920×1080） （ × ） ITU-T建议高清晰视频会议采用 建议高清晰视频会议采用 H.264视频标准 视频标准
H.264
较低的数据传输率。 较低的数据传输率。 特点 低延时的编解码。 低延时的编解码。 更高品质的图像质量
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分辨率对比
1080p：1920×1080
720p： 1280×720
4CIF（704×576）
CIF（352×288）
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高清视频会议系统组成
高清输出系统是人眼直接感知高清系统的设备， 因此输出系统的好坏直接决定图像的质量和效 果，输出系统达不到高清的标准，则整个系统 就达不到高清效果。 高清晰显示设备的特点
• 高清视频显示器/电视 – 包括液晶、等离子、投影仪 等 – 支持1080P/720P分辨率 – 接口支持HDMI，DVI等 • 高清输出的电缆线 – 注意线缆长度对信号及图像 质量的影响
1）带宽利用率低 ） 2）建设成本高 ） 3）无法与其他 应用融合 ）无法与其他IP应用融合
1）带宽利用率高 ） 2）建设成本低 ） 3）可以实现三网合一，与 ）可以实现三网合一， 其他IP应用融合 其他 应用融合
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视频会议系统两大框架协议
视频会议系统的ITU-T两大框架建议 两大框架建议 视频会议系统的
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高清输入系统
为获得高分辨率图像， 为获得高分辨率图像，实现高质量的视 频会议，高清输入系统应对视频源、 频会议，高清输入系统应对视频源、图 像格式、 像格式、传输接口三个主要方面进行要 求。 一般都采用1080P/720P高清摄像头输入。 一般都采用 高清摄像头输入。 高清摄像头输入 如果仍采用标清摄像头， 如果仍采用标清摄像头，整体只能达到 标清效果。 标清效果。
Contents
高清视频会议系统是一个整体概念， 高清视频会议系统是一个整体概念，每个部分都 需要支持高清标准， 需要支持高清标准，缺一就达不到高清效果 高清输入系统
高清视频
高清输出系统
会议系统
高清编解码系统 其他相关高清设备（如电视墙、录播、视频矩阵） 其他相关高清设备（如电视墙、录播、视频矩阵）
音视频技术及发展汇报
日期：2009-06-16 密级：内部公开 杭州华三通信技术有限公司
目录
视频会议系统发展过程 高清视频会议系统组成 音视频压缩编解码协议 视频图像处理技术介绍 高清视频接口介绍 视频会议系统会议室建设指南
视频会议系统发展过程
Contents
介绍视频会议系统的发展现状 视频会议系统的历史与发展 标清CIF视频会议介绍 视频会议介绍 标清 标清4CIF/D1视频会议介绍 视频会议介绍 标清 高清720P/1080P视频会议介绍 视频会议介绍 高清
先进的 视频编 码协议
为了保证视频 720P(1280*720)/1080P(1920*1080) 图像质量和良好 相对于标清CIF/4CIF，1080P系统的 相对于标清CIF/4CIF，1080P系统的 CIF/4CIF 的网络适应性， 的网络适应性， 清晰度是传统的5 20倍左右 清晰度是传统的5到20倍左右 需要高的编码压 缩比