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影響視頻會議系統視聽效果的因素有哪些?

在視頻會議系統的應用中,影響視頻和音頻效果的因素主要集中在三個方面:

1)網絡的QoS

2)2)MCU和終端的性能;

3)會議室設計。

第壹,網絡服務質量(QoS)

目前視頻會議系統常用的網絡主要有E1專線和IP。E1專線基於電路交換和時分復用,可以提供端到端的專屬帶寬,因此網絡本身具有完善的傳輸質量保障機制。在大多數情況下,影響E1專線傳輸效果的主要因素是傳輸設備和傳輸線路的質量。對於這樣的因素,我們往往可以通過更換傳輸設備,降低線路誤碼率來改善。

然而,IP網絡是基於統計復用和分組交換技術的。當需要同時傳輸語音、數據、視頻等業務時,其傳統的“盡力交付”機制暴露出很多問題,其中最重要的是無法為每種業務提供端到端的帶寬保障,會導致較大的傳輸延遲和抖動。因此,我們必須通過技術手段優化IP網絡,減少網絡本身對視頻會議系統效果的影響。目前,這些技術手段已經發展成為IP系統的壹個重要分支,即服務質量(QoS)。

所謂QoS是指網絡通過各種技術為特定網絡流量提供更好服務的能力。其主要目的是實現優先級控制,包括帶寬、延遲、抖動和丟包。幾乎所有網絡都可以利用QoS來獲得最佳效率。

QoS技術可以分為三類,包括盡力服務、綜合服務和區分服務,其中區分服務應用最為廣泛。在差分服務中,網絡根據每個數據包的QoS標簽對其進行分類、排隊和管理。這些標記可以是IP地址、TCP端口號或IP數據包中的特定字段。

在實際的網絡規劃中,要求網絡設備(如路由器)能夠借助復雜的流量管理系統,通過各種技術提供QoS保障機制,根據業務類型劃分不同的優先級,如語音最好,視頻次之,數據最後,然後根據這些優先級分配網絡資源。

對於視頻會議來說,為了保證視頻業務的帶寬,路由器必須能夠識別和分類經過的IP數據流中的視頻業務包,然後通過擁塞管理機制提供帶寬保證和優先級交付服務。這樣,在網絡擁塞時,語音和視頻業務的傳輸效果才能得到保證。目前主流路由器廠商可以提供基於分類、標記和擁塞管理的QoS支持。

二、單片機和終端的性能

除了網絡應提供良好的QoS保證機制外,視頻會議系統設備本身也應具有良好的性能,才能真正保證會議的效果。這些性能因素包括系統采用的視音頻編解碼技術、設備的設計結構、設備本身對惡劣網絡環境的適應能力等方面。

1,視音頻編解碼技術

視音頻編碼技術是視頻會議系統的關鍵技術指標,是影響會議效果的重要因素。目前,視頻會議系統中使用的視頻編碼技術主要有H.261、H.263、H.264、MPEG-2、MPEG-4等。,音頻編碼技術主要有G.711、G.722、G.728、G.729等。

其中,H.264和MPEG-4兩種視頻編碼技術可以在低帶寬下實現高清動態圖像效果,編碼延遲小。作為新壹代視頻編解碼標準,它們的優勢非常明顯。

在音頻編碼方面,MP3是壹種高效的聲音壓縮算法,其頻率響應範圍在20Hz到20KHz之間,采樣頻率達到44.1KHz,支持雙通道編碼,因此被越來越廣泛的使用。

2.設備的設計結構

早期,視頻會議系統中的很多MCU和終端都是采用PC作為硬件結構,操作系統基於Windows。這類設備在編解碼性能、包轉發效率、穩定性、安全性等方面都有很大的局限性,導致視音頻質量低,延遲長。

作為專業的會議室應用,現在的視頻會議系統大多選擇基於嵌入式設計架構的MCU和終端設備。這主要是因為嵌入式系統指令簡單,實時性高。結合專用編解碼器DSP,可以實現高質量、低延遲的視音頻信號處理,而且還穩定安全。

3.設備對惡劣網絡環境的適應性

網絡QoS可以在壹定程度上保證視頻會議的傳輸效果,但作用非常有限,尤其是在壹些惡劣的網絡環境下。視頻會議系統設備本身對惡劣網絡環境的適應性也會對會議效果產生很大影響。這些自適應能力包括IP優先級設置、IP分組排序、IP分組重復控制、IP分組抖動控制、分組丟失重傳和速率自動調整。

1)IP優先級(IP優先級)

網絡在規劃區分服務模式的QoS技術時,可以通過各種匹配手段對進入數據網絡的業務包進行分類,包括IP地址、IP優先級等。

其中,音頻、視頻和RTCP(多播)數據流可以通過使用IP包中的IP優先級部分來區分優先級。當網絡使用IP優先進行流量匹配時,可以將視頻設備發送的修改了IP優先字段信息的視音頻包放入隊列中進行處理,以保證視頻會議碼流的優先傳輸。

2)IP數據包排序

通常,網絡的盡力傳送機制不能保證它轉發的數據包的正確順序。對於H.323視頻會議系統,如果視頻設備按順序接收IP包,會帶來亂序的問題,數據包的丟失或延遲會導致視頻圖像的凍結或聲音的中斷或抖動。

支持IP包排序功能的視頻設備可以解決這個問題。當IP數據包到達時,視頻設備將驗證其順序,無序的數據包將被返回,以保持發送給最終用戶的音頻和視頻流的連續性。

3)IP分組重復控制

壹個IP包在通過承載網時,可能會產生多個副本,也可能在系統采用重傳機制以適應惡劣的網絡環境時產生多個副本,會造成視頻圖像的凍結或聲音的中斷。支持IP包重復控制的視頻設備可以通過該功能糾正這種錯誤,以保持發送給最終用戶的音頻和視頻流的連續性。

4)抖動控制

當音頻和視頻IP包離開發送方時,它們以規則的間隔均勻排列。經過網絡後,這種均勻的間隔被不同的延遲大小破壞,產生抖動。抖動會導致目標終端上的音頻和視頻流不壹致。支持抖動控制的視頻設備可以通過抖動緩沖實現抖動消除,以保持終端用戶接收到的音視頻流的壹致性。

5)丟包重傳

當網絡擁塞嚴重時,網絡設備(如路由器)會根據緩存大小和相關處理機制丟失壹些視頻包。在視頻會議系統中,視頻包采用UDP協議傳輸,UDP本身沒有重傳機制,會導致接收端出現圖像丟幀或馬賽克的現象。支持丟包重傳的視頻設備,通過增加丟包檢測和重傳機制,可以保證會議圖像的壹致性。

6)自動速率調節技術

在壹些惡劣的網絡環境下,降低會議速率有助於提高視音頻的壹致性和實際效果。如果視頻設備支持動態碼率調整技術,終端和MCU可以通過檢測網絡上的有利和不利因素,自動適應網絡的容量和性能,通過動態調整視頻會議碼率,為最終用戶提供最佳的視頻質量。

視頻設備的自適應帶寬調整功能主要是通過檢測丟包率來實現的。如果終端檢測到丟包率超過指定閾值,它將自動降低視頻會議速率,並通知其他參與終端也這樣做,從而提供具有最佳視頻和音頻效果的會議速率。

7)唇音同步技術

在視頻會議系統中,視頻信號和音頻信號是分開編碼和傳輸的。由於IP優先級和視音頻包大小的影響,視音頻的同步包會以不同的順序到達,導致唇音不同步。

影響唇音不同步的因素主要有兩個:網絡傳輸延遲和視音頻處理延遲不同。

當音頻和視頻包離開發送方時,音頻包與相應的視頻包保持同步。但是在通過承載網時,各種排隊算法會對音頻包和視頻包區別對待。這將破壞音頻分組和相應的視頻分組之間的同步關系。最終的結果就是聲音和口型不同步。支持lip同步的視頻設備可以通過在ip數據包中使用RTP時間戳信息來糾正這個問題。利用RTP時間戳,設備可以確定哪個音頻分組對應於哪個視頻分組。進壹步重新調整相應的視頻和音頻包,保證語音和口型的同步。

在發送端,處理音頻所花費的時間不同於處理視頻所花費的時間。影響這個問題的因素包括聲速和光速的差異,房間的大小和形狀,以及音頻和視頻編碼算法的復雜性。支持唇音同步的設備為了避免時差,可以在音頻流的起點增加壹定的延遲,以獲得聲音和口型的同步;音頻延遲也可以在接收端增加或減少,以糾正發送端不適當的延遲設置。這樣,當遠程會場接收到視頻會議聲音和圖像時,就可以實現唇音同步。滿足部分用戶需求,最高成本65438+萬元即可實現立體投影。要介紹的這款產品是四維宇宙立體圖像發生器VCT-2005。

該AP轉換器將三個輸入立體聲3D信號轉換為兩個無源3D輸出信號。這種單壹的左眼和右眼信息輸入到兩個投影儀,如低成本的液晶投影儀,然後通過偏振3D目鏡觀看,這樣可以獲得高質量的3D圖像效果。

通常我們用顯示器觀看立體圖像時,在刷新率低於60HZ的情況下,會感覺到畫面在閃爍。這是因為顯示器中的圖像是由兩幅圖像交替輸出的,實際上只能達到顯示器輸出刷新率的壹半。立體眼鏡是和電腦同步的,就算投影儀刷新率再高也沒用,高刷新的圖像根本達不到投影儀。如此頻繁的閃爍圖像會導致觀看者的眼睛疲勞。目前,“立體圖像生成器”使用偏振光技術將視頻信號從VCT或PC傳輸到DLP/LCD投影儀,並在大屏幕上投影3D圖像。左右眼通過偏振光角度可以同時看到兩幅不同的圖像。圖像輸出不受刷新率的限制。左右眼同時看到兩個不間斷的圖像輸出,和我們日常看圖像的習慣壹樣,不會閃爍,完全消除了閃爍帶來的疲勞。能讓觀眾融入數字環境,有身臨其境的真實感受。帶著數據手套、空間追蹤定位器、操縱桿等。,可以達到人機交互的效果。

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