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H.264 SVC與網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)

中國視聽網(wǎng)資訊 更新時間:2009-9-16 11:17:04  編輯:溫情  [ ]     手機訪問

  1 視頻會議部署面臨的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)問題

  隨著3G、衛(wèi)星網(wǎng)、IP固網(wǎng)的發(fā)展和普及,人們開始希望在不同的網(wǎng)絡(luò)中,將大小形態(tài)不同、能力不同、接入方式不同的多種終端設(shè)備,隨時隨地地接入到視頻會議系統(tǒng)中,從而真正實現(xiàn)可跨越空間、時間的全方位協(xié)作會議。

  要實現(xiàn)真正跨空間、時間的全方法協(xié)作會議,要求視頻會議系統(tǒng)的部署必須解決好各種具有不同帶寬的網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)問題。這種網(wǎng)絡(luò)異構(gòu):首先具有多種不同網(wǎng)絡(luò)帶寬的視頻會議用戶,需要接受不同質(zhì)量的視頻,有足夠的帶寬時,會接受具有較高的幀率、分辨率、圖像質(zhì)量的視頻;帶寬不夠時,會選擇接受具有較低的幀率、分辨率、圖像質(zhì)量的視頻;其次,即使物理上具備相同的網(wǎng)絡(luò)帶寬、受限終端設(shè)備的解碼和顯示能力,具有不同視頻解碼能力和視頻呈現(xiàn)能力的用戶也會請求不同幀率和分辨率的視頻。為止,不同用戶采用了不同的數(shù)據(jù)帶寬,也構(gòu)成了用戶(網(wǎng)絡(luò))異構(gòu)。

  在通信行業(yè),解決網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)的傳統(tǒng)方法是:在視頻會議系統(tǒng)的MCU上針對不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬和用戶需求對原始大小視頻流進行轉(zhuǎn)碼壓縮。但由于轉(zhuǎn)碼壓縮的復雜性需要額外的硬件投資,成本很高。而且,隨著異構(gòu)環(huán)境的不斷復雜化,這種轉(zhuǎn)碼的方法也將無法完全勝任。

  2 H.264 SVC在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的編碼技術(shù)優(yōu)勢

  H.264 SVC(H.264可分級編碼)作為H.264標準的一個擴展最初由JVT在2004年開始制定,并于2007年7月獲得ITU批準。H.264 SVC以H.264 AVC視頻編解碼器標準為基礎(chǔ),利用了AVC編解碼器的各種高效算法工具,在編碼產(chǎn)生的編碼視頻時間上(幀率)、空間上(分辨率)可擴展,并且是在視頻質(zhì)量方面可擴展的,可產(chǎn)生不同幀速率、分辨率或質(zhì)量等級的解碼視頻。

  H.264 SVC通過在GOP(編碼圖像組)中設(shè)置可丟棄的參考幀實現(xiàn)時間上的可分級。如圖1所示:0-16視頻幀構(gòu)成全幀率視頻,除T3標志外的所有視頻幀構(gòu)成了半幀率視頻,所有 T0標志和T2標志的視頻幀構(gòu)成了1/3幀率視頻,所有 只是T0標志的視頻幀構(gòu)成了1/4幀率視頻。

H.264 SVC與網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)
圖1 SVC 時間可分級


H.264 SVC與網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)
圖2 SVC 空間可分級


  H.264 SVC通過在在編碼碼流嵌入具有相關(guān)性的多個不同分辨率的子流實現(xiàn)空間上的可分級。上層所有的視頻幀構(gòu)成了高分辨率視頻,下層所有的視頻幀構(gòu)成了低分辨率視頻(如圖2所示)。

  為此,具備H.264 SVC編碼的視頻會議系統(tǒng),在保證高效的視頻壓縮性能的基礎(chǔ)上,視頻廣播端可以通過一次編碼產(chǎn)生具有不同幀率、分辨率的視頻壓縮碼流,以適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)帶寬、不同的顯示屏幕和終端解碼能力的應(yīng)用需求,從而有效地避免了視頻會議系統(tǒng)中MCU上復雜而昂貴的轉(zhuǎn)碼。

  3 采用H.264 SVC在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中部署視頻會議

  H.264 SVC技術(shù)出來已經(jīng)有幾年了,但由于實際應(yīng)用有一定的難度,目前采用該技術(shù)的公司和產(chǎn)品都不多。

  上海華平信息技術(shù)股份有限公司是為數(shù)不多,采用H.264 SVC技術(shù)視頻會議廠家之一。在面向異構(gòu)承載網(wǎng)絡(luò)的AVCON高清視頻會議系統(tǒng)采用了H.264 SVC壓縮編碼,通過SVC時間可分級和空間可分級編碼技術(shù),產(chǎn)生幀率可變和分辨率可變的視頻傳輸碼流,可以根據(jù)不同的或是不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)帶寬和不同的終端設(shè)備(主要是解碼能力和顯示能力)智能選擇發(fā)送不同分辨率和幀率的視頻流,有效地解決了基于不同終端(PC、手機、會議終端)、不同網(wǎng)絡(luò)(專網(wǎng)、局域網(wǎng)、因特網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò))組成的視頻會議系統(tǒng)的不同網(wǎng)絡(luò)帶寬、不同屏幕大小和不同終端解碼能力的異構(gòu)問題。

  基于SVC編碼的視頻會議系統(tǒng)視頻廣播端通過一次編碼產(chǎn)生多種速率視頻,智能適應(yīng)系統(tǒng)中不同與會終端的帶寬需求。(如圖3所示)

H.264 SVC與網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)
圖3基于H.264 SVC編碼的會議終端智能適配


H.264 SVC與網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)
圖4基于H.264 SVC編碼的網(wǎng)絡(luò)帶寬智能適配


  基于H.264 SVC編碼的網(wǎng)絡(luò)帶寬智能適配,可通過視頻會議系統(tǒng)MCU,根據(jù)與會者不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬進行智能選擇轉(zhuǎn)發(fā)(而不是轉(zhuǎn)碼)不同速率的視頻流。實現(xiàn)在帶寬變動的時候,MCU可以針對不同的用戶分別進行動態(tài)的調(diào)整,根據(jù)帶寬的實際變化而動態(tài)的決定是否隔幀丟幀或降低分辨率。例如,A用戶帶寬很好,可以進行全幀率傳輸,而B用戶帶寬發(fā)生抖動的時候,MCU可以丟棄一半的幀來確保傳輸?shù)募皶r性,避免產(chǎn)生擁塞,縮短延時。其幀率可分級編碼的功能,不僅支持1/2分級,而且支持1/3,1/4,...1/n幀率視頻分級傳輸.即,當編碼端與MCU間帶寬不夠時,可以視情況選擇1/n幀率上傳;當MCU與某個客戶端間帶寬不夠時,也可視情況選擇1/n幀率轉(zhuǎn)發(fā)。從而實現(xiàn)視頻會議系統(tǒng)中任意網(wǎng)絡(luò)帶寬的智能適配。

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文章來源:中國投影網(wǎng)


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