行业客户对视频会议的核心需求
近年来行业客户越来越关注视频会议系统相关的信息化建设,视频会议系统日益融入到了日常的业务活动之中,其原因在于视频会议系统提高了办公效率,促进了内外部的沟通交流,同时也大大节省了差旅费用和接待费用。行业领域已经逐步成为视频产品的主要市场。那么随着视音频编解码技术和图像处理技术的不断发展,视频会议产品如何更好的服务于行业客户,满足客户日益增长的视频会议需求呢?这是每个视频会议供应商所思考的问题。
“图像效果不佳,只看见人,但认不清是谁……”,目前市场上高清、双倍高清的液晶电视、高清投影仪、高清数字摄像机,已经走下神坛,步入百姓家庭。作为顶尖视频的视频会议行业,也在向高清化稳步发展。仅仅能看见图像,已经不能满足用户的需求,如何能更清晰、更真实的还原出远端图像,是视频会议系统需要解决的问题。
“声音模糊不清,开视频会议时需要大声吼……”,客户在使用视频会议的时候,往往担心远方听不到自己的说话,而提高嗓门说话。这样的会议开一天下来会觉得很累。如何让用户的声音高保真的传送到远端,并在远端清晰的还原出来,就像在本地一样。这也是视频会议系统需要实现的基本功能之一。
“培训胶片里的小字看不清,培训效果不佳……”,远程培训是视频会议系统的重要应用之一,如果传送过去的培训胶片文字无法辨认将严重影响培训效果。在看到主讲人的板书,听到讲解的同时,还要能清晰的观看到的所讲的内容。这样才能够达到远程培训、汇报的效果。
行业客户有着丰富的线路带宽资源,能有效保障视音频数据流的传输。对视频会议已经不仅仅看到图像听到声音,而是在此基础上有较好的临场感,才能使客户觉得更像是在同一会场做面对面交流。因此需要视频会议系统能提供高清晰的图像效果,高保真的语音还原,并通过高分辨率的文本显示会议的内容。
视频会议往往用于召开重要的高层会议,如果在会议召开期间一旦出现任何故障,都是显而易见的。
“设备故障,关键会场离线、掉会……
核心设备不堪重负,会议中断、没有声音……
网络线路出现丢包、抖动,会议图像声音都受到严重影响……”。
这样的问题,往往让视频会议的维护人员提心吊胆。高清晰固然是广大行业用户所追求的,但是由于高清带来的不仅仅是高临场感的体验,同时也增加了系统和网络的负荷。对设备的稳定性能更是一个考验。
因此提高视频会议系统的稳定性和可靠性十分关键。
据专业咨询公司统计,视频会议系统的平均使用率是2次/月,其原因在于:
“视频会议系统操作复杂,必须由专业人士进行操作……”这样一来增加了视频会议的维护成本,同时也让会议电视远离使用人群,从而降低了视频会议的利用率。
“视频会议功能繁多,操作人员不容易掌握,主要以基本的功能为主……”据研究调查表明,视频会议的平均功能使用率不到10%。由于竞争因素各厂家都在推出自身特色的功能,但用户使用还是基本的呼叫、会议控制等功能。就如同的一部功能强大的手机,但主要用到的还是打电话和发短信的功能。
“由于视频会议设备的相对昂贵,普及率不高,视频会议的参与人员范围有限……”据统计视频会议的人均占有率不到300人/台,更多的用户无法体会的到视频会议系统带来的便利。这也是视频会议系统融入到用户生产环节中的最大障碍之一。
以上因素限制了视频会议的广泛应用,因此提高视频会议系统的易用性,是视频会议在行业领域得到长足发展的前提和保障。
面向行业市场的视频会议核心技术
面对行业客户对视频会议系统核心需求,作为视频会议系统的供应商,我们主要立足客户需求,推出并不断发展相关的视频会议技术。
体现高临场感
高清图像处理技术
要达到高清晰的视频效果,需要以下几个方面的技术:


图1 Sony EVI-HD1
该产品采用单片1/3英寸,有效像素高达200万的HD CMOS成像芯片,可以呈现极佳的图像质量。采用直流电机设计,云台转动快速、平稳、安静。EVI-HD1采用全新设计的广角镜头,水平视角可达70°,可进行宽角度的图像捕捉。该镜头具有10倍光学变焦和4倍数字变焦。因而可实现40倍的强大变焦能力,并可进行快速稳定的自动聚焦。EVI-HD1可提供从NTSC/PAL的标清信号到1080i和720P的全高清视频信号,还提供了高清数字HD-SDI接口以用于长距离、高质量的高清图像传输。此外,EVI-HD1还提供RS-232C接口进行高速通信控制。
要实现高清视频图像的传输,必须采用ITU-T和ISO/IEC制定的视频编码标准。H.264作为最新的视频编码标准,其拥有帧内帧间预测、4×4整数变换、自适应块运动补偿、多参考帧、CABAC等等先进的编码技术。在这些新的特性中,帧内预测是H.264优于其他标准的主要因素之一,H.264采用了率失真优化(RDP)技术,提高了编码质量,降低了比特率。


ITU-T和ISO MPEG联合制定这个新的视频编码标准的目的在于,在相同的图像质量下相对于H.263++和MPEG-4的Simple Profile 减少50%以上的码率。


同等带宽下,H.264在运动图像、图像细节、图像边缘的视频质量大大提高。
形象的比喻:MPEG-2象是用毛笔画画,H.263/MPEG-4象是用水彩笔画画, 则H.264象是用细铅笔画画。


如图所示,采用H.264编码的图像质量明显好过其他编码算法。


如图所示,采用H.264编码带宽的占用率是明显小于其他编码算法的。适合于高清大数据量的编码和传输。
综上所述,H.264编码技术是实现高清视频会议的基本条件,因为其先进的算法有效的保证了高清图像的还原和大数据视频流的压缩传输。
随着大屏幕的高清显示设备或高清投影仪的价格一再下调,实现视频会议系统的高清显示已不再是梦想。


画面是鲜花就是720p下的高清视频显示。720p(1280×720,非交错式)、1080i(1920×1080,交错式),乃至1080p(1920×1080,非交错式)等高清画面格式,相信在不久的将来就全部应用到视频会议领域。720p采用的是16:9的宽屏显示,相对于以前的4CIF的4:3显示,视觉体验效果更佳。同时,720p较以前的4CIF,其图像更为清晰和逼真,大大增强了临场感。这是因为4CIF采用的桢率是704*576,相当于DVD的画质;而720p相当于9CIF,其画面质量是4CIF的两倍多,达到高清效果;1080p将达到20CIF的清晰度,带来超高清的体验。图上通过720p终端传过来的鲜花的视频图像,其对颜色的处理十分逼真,体现了高保真的图像质量。同时,对画面细节的处理,更是4CIF所达不到的。花的颜色很鲜艳,上面一点点的瑕疵,我们也看得很清楚,花瓣上纹理的呈现也是丝丝入扣,连叶片上的水珠也是晶莹剔透,比起用肉眼直接观察这个实物,要更加清晰,效果更为理想。在720p下的图像显示,我们说已经达到了一种高清相片的效果。
如果用720p来显示人物,那么一根根发丝,显示得尤为清晰——这在以前CIF、4CIF的效果下是达不到。CIF、4CIF下的人物发丝图像,避免不了会出现锯齿和毛疵,但720p能够很好地进行这些细节处理。这样的高清度显示和画面细节的稳定、高质的处理技术,为视讯的应用、尤其是远程医疗的实现,创造了必要的条件。
在电脑桌面显示方面,在以前CIF、4CIF下传输的字体大小,最小只能显示到小四号字,这给文案阅读和内容共享带来了诸多不便。但现在在720p技术下,VGA口输出/输入的像素达到了1280*1024,我们可以清楚地看见六号字,这是一个质的飞跃,也为视讯的远程教育应用带来了更佳的体验。


传统的声音呈现中, 观众能感到的声源通常就是扬声器所在的位置而不是实际声源的位置。此外不管是立体声还是5.1声道来说都有所谓的最佳聆听区域,聆听空间愈大这个问题就愈明显。这些问题都可以用波前合成技术解决;
波前合成对整个聆听空间提供相同质量的声覆盖,可以重现出原始真实的声场;可以真切的感受到对方会场发言人声音的方位、距离,在声音方面带来完美的沉浸感受;
波前合成的概念是基于声波动理论并用扬声器阵列来产生波前。由于不受空间的影响, 在这个平面内由每个扬声器产生的声波的叠加重建了准确的原声波波前。用波前技术得到的声场重建在整个聆听空间里保持了原声场的时域和空间性质;
宽频语音技术
AAC-LD 全称(Advanced Audio Coding- Low Delay),即高级音频编码低延迟规格协议,它可以在32-64Kbps速率下提供20KHz CD级音频,其最大特点就是它的高保真环绕立体声效果。
对比我们熟悉的MP3音频编码协议,AAC-LD的采样率更高达到48KHz,而MP3仅为44KHz。另外与主要用于本地播放的MP3,视频会议还需要的对音频信号进行传输。在传输过程中,延时量是衡量音频编码算法的一个重要标准。MP3由于主要用于本地的播放和存储其编解码的延时至少是100ms,而AAC-LD编解的码延时仅为20ms。除此之外,在相同音质下,AAC-LD所占用的带宽比MP3要少30%。
因此AAC-LD更适合与视频会议中使用。用于保障视频会议的音响效果。
保障高可靠性


我们知道在应用过程中经常会通过视频会议系统来召开一些重要的会议,比如:政府领导正在召开应急工作会议,董事长正在与董事会成员召开董事会,企业正在进行重要的远程培训等。
我们在开会时往往会遇到因线路或设备部件出现故障而迫使会议中断的情况。基于稳定性考虑,我们可以使用线路的备份机制。我们常用的线路有IP和E1这两条线路。所谓的线路自动备份,就是当正在运行的这条线路出现故障中断时,另外一条备份线路会自动连接上去,使会议继续。而这其间的切换只需要不到2秒钟。


电源智能备份,我们看到核心MCU设备有两个工作电源,如果我们关掉其中的一个电源,完全不影响设备供电,会议照常进行。
接下来单板主备倒换,主控板是MCU核心部件之一,它承担会议系统控制、媒体交换等重要功能, 所谓主备倒换,是指如果主控板发生故障无法运行,业务可自动转移到备份的单板上, 主备倒换的实现是在几乎察觉不到的情况下完成的。即使在会议期间拔掉这块主控板,备用板的ACT灯亮了,会议被自动的调度在备用的单板上。


为了让行业客户在安全的使用视频会议系统,芯片级的备份机制无疑可以让客户高枕勿忧了。核心模块在设计时都会考虑的关键芯片的冗余,一旦会议期间芯片出现故障,运算会被转移到备份芯片上,并将故障芯片进行标识,从而保障视频会议不间断运行。


图11 Nlog网络监控工具
随着IP网络的越来越普及,视频会议系统将更多地在IP网络上进行。我们大家都知道,IP网络是一个非100%端到端QoS保证的网络,也就是说IP网络或多或少会产生丢包、延时、抖动等网络层的不确定性。客户经常反馈在重要的会议期间,由于网络抖动出现马赛克。领导感觉十分不好,可会议结束后想重新定位,单有又发现问题无法重现。因此很难定位是哪条线路出现了问题。
行业客户对网络设备的熟悉程度有限,如果有一个针对视频会议网络的监控工具,将能大大简化客户的维护工作。只要打开log日志将能看到每条线路的网络拓扑状态,哪条线路有丢包,一目了然。
另外具有SEC(超强纠错)和IRC(智能调速)功能。也是有效保障高清视音频码流在IP网络上传输的基本条件。ITU/T业界的标准视频会议网络丢包率是不超过1%, 也是主流厂家所能够达到的技术水平。而使用SEC和IRC技术在相同的丢包率5%下,没有增加SEC的有明显的损伤,严重影响会议的正常召开;反之则活动图像会稍有延迟,但是仍然不影响画面的连续性和清晰度。


在过去,视频会议给人留下是非常专业的设备形象,同时也给人留下了界面不友好,应用流程复杂,需要专业操作人员等印象。 但随着视频会议的不断普及和在各行各业的广泛应用,对简单易用的体验需求越来越高,因此,视讯会议系统的易用性变得越来越重要,成为了衡量会议系统的重要指标之一。
主叫呼集功能用于通过终端快速召集多点会议,操作十分方便。以前我们召集多点会议,需要由专人在MCU测来操作,进行地址的管理和呼叫。现在我们发起多点会议,只需要通过遥控器,进行简单操作就可以自行在终端侧完成会议召集工作。 ―――可以在地址本里预先设定若干会场的地址,如设定了深圳、珠海、杭州这三个会场,打钩,然后呼集,这样在一分钟之内便可呼叫几十个会场,原理和群发短信一样,只要会打电话,就会操作这项功能,发起多点会议,十分之方便。
我们也可以感受到,视频会议越来越在自己的掌控之中,视讯体验也离我们原来越近了。


以前在调度全省多级视频会议的时候往往需要各单位人员协同配合,经过几天的调试和准备后,才能正式召开会议,这样需要调度较多的维护力量。如果采用了分级分权的全网智能化系统。通过管理平台对整网视讯设备进行统一的管理。并通过权限区分各级不同级别管理员,就能有效的控制整个视频会议系统。简化不同视频系统之间调度工作。
综上所述,随着视频会议在行业领域的应用越来越普及,视频会议技术将向着高临场感、高可靠性和易用性的方向发展。作为视频会议设备的供应商,将立足于以上三个技术方面的潜心研究、努力探索。为打造最能满足行业客户需求的视频会议产品。