高清視頻會(huì )議全面解析 ————了解什么是真正的高清視頻會(huì )議

　　高清視頻會(huì )議系統名詞解釋在談到高清視頻會(huì )議的同時(shí)，我們必須介紹一下和高清視頻會(huì )議有關(guān)的名詞，這體現在高清視頻會(huì )議與標清視頻會(huì )議的區別。

　　1 高清視頻會(huì )議系統

　　在標清視頻會(huì )議范疇中，我們一般將視頻會(huì )議連接到一個(gè)電視機，通過(guò)普通的A/V線(xiàn)，輸出聲音和視頻率，在用一個(gè)普通的攝像頭作為視頻輸入，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將視頻以H.263，H.263，H.264方式進(jìn)行視頻壓縮，將音頻以G.722，G.711，G.728方式進(jìn)行壓縮，傳輸到遠端視頻會(huì )議終端。通過(guò)一個(gè)電視機加一個(gè)攝像頭，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接就可以召開(kāi)一個(gè)視頻會(huì )議。

　　但是，對于高清視頻會(huì )議，可不像標清視頻會(huì )議那么簡(jiǎn)單。為何要說(shuō)高清視頻會(huì )議系統，原因在于高清視頻會(huì )議需要一種整體的高清解決方案作為支持，它表現在

　　前端信號采集：

　　前端的高清圖像采集，需要高清攝像機支持，播放源也需要高清視頻源。

　　中端編碼傳輸：

　　有且只有H.264作為高清視頻的壓縮標準，只有H.264的高壓縮比，高圖像還原質(zhì)量的視頻協(xié)議標準才能支持高清視頻會(huì )議的通訊。

　　有且只有44KHz的立體聲作為高清音頻的壓縮標準。

　　只有一定的傳輸帶寬才能保證高清音視頻包進(jìn)行傳輸，目前可以能達到很好的高清傳輸帶寬建議在1M以上。

　　后端顯示設備支持：

　　后端的高清圖像編輯，高清電視進(jìn)行圖像輸出，如果用普通電視機則無(wú)法接受，顯示高清圖像。

　　高清視頻接口的支持，普通的S端子接口，模擬復合接口已經(jīng)不能滿(mǎn)足高清視頻會(huì )議的要求 只有符合以上每一個(gè)條件，才能稱(chēng)的上是真正的高清視頻會(huì )議。缺少任一條件，即為標清視頻會(huì )議通訊。

　　2 高清視頻的顯示格式

　　對于普通的標清視頻顯示格式，我們一般以H.263 CIF, H.264 CIF, H.263 4CIF, 作為圖像好壞的標準，并且將H.263 4CIF作為標清視頻會(huì )議最高圖像標準。

　　CIF的圖像分辨率為　352*288--------------------普通VCD圖像標準

　　4CIF圖像分辨率率為 704*576--------------------普通DVD圖像標準

　　而對于高清圖像，需要從兩個(gè)指標來(lái)分析

　　A.分辨率：分辨率有兩種概念，一種是可支持分辨率，它不是平板電視顯示屏幕的實(shí)際指標，是指電視內部圖像驅動(dòng)芯片可以驅動(dòng)的圖像分辨力;另一種是物理分辨率，是可以看得到的實(shí)物指標。

　　高清分辨率主要是看物理分辨率。全高清的分辨率是水平1920個(gè)像素數，垂直是1080個(gè)像素數，一般表示為“分辨力為1920*1080，采用隔行掃描方式，簡(jiǎn)寫(xiě)為1080/50i”， 目前理解成全高清表示為“分辨力為1920*1080，采用逐行掃描方式，簡(jiǎn)寫(xiě)為1080/50P”;普通高清的分辨率是述評1280個(gè)像素數，垂直720個(gè)像素數，一般表示為“分辨率為1280*720”采用逐行掃描方式，簡(jiǎn)寫(xiě)為720/60p”。

　　而對于全高清，其像素數為1920*1080，約等于200萬(wàn)，而對于普通高清，其像素數為1280*720，約等于100W像素數。 從下圖我們可以直觀(guān)感覺(jué)CIF, 4CIF,SVGA,1080i的區別

　　上圖為各種高清制式對于圖象還原度的比較

　　從上圖不難發(fā)現，1080/50i，圖像質(zhì)量要遠遠優(yōu)于720/60p，576/50i的圖像質(zhì)量。

　　B.寬幅比：幅型比即是屏幕的長(cháng)度與寬度的比例，高清標準要求電視屏幕幅型比為16 ：9，而不是傳統電視4 ：3的比例。這樣更增加了觀(guān)看的臨場(chǎng)感和更符合人眼觀(guān)看的習慣，更適合大屏幕的尺寸的顯示屏

　　如下圖所示4：3和16：9的圖示效果：

　　3 高清視頻接口介紹和比較

　　在討論高清的時(shí)候，我們對高清的標準做了初步的解釋。那么，用什么樣的接口標準來(lái)承載高清信號呢。我們認為必須具備以下接口之一，才能是真正的高清視頻接口。

　　3.1 各種接口的介紹

　　A：HD-SDI接口

　　HD-SDI是根據SMPTE(攝影與電視工程師協(xié)會(huì ))202M，在1.485Gb/s或者1.485Gb/1.001Gb/s的信號速率條件下傳輸的接口規格，該規格規定了數據格式，信道編碼方式，同軸電纜借口的信號規格，連接器及電纜類(lèi)型與光纖接口等。

　　其最大的好處在于：

　　架設距離長(cháng)：在采用高頻衰減較少的特性組抗75歐姆的專(zhuān)用電纜，有效架設距離是100M。

　　標準線(xiàn)纜：HD-SDI接口采用同軸電纜，以BNC接口作為線(xiàn)攬標準。有效距離為100M，超過(guò)100M必須使用中繼器。

　　一根線(xiàn)傳輸：HD-SDI可以使用一根同軸電纜傳輸視頻和音頻信號。即使是立體聲也同樣可以傳輸。而無(wú)需像標清時(shí)代，使用3根A/V線(xiàn)來(lái)連接視頻，音頻左聲道，音頻右聲道。

　　B：YPbPr接口

　　YPbPr：YPbPr也叫色差分量接口，采用的是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )EIA-770.2a標準，還有一種接口被稱(chēng)為YCbCr接口，他們兩者的區別在于前者是隔行掃描色差輸出，后者是逐行掃描色差輸出。而色差輸出將S-Video傳輸的色度信號C分解為色差Cr和Cb，這樣就避免了兩路色差混合解碼并再次分離的過(guò)程，也保持了色度通道的最大帶寬。而Y即是亮度信號。而YPbPr接口不是數字接口，仍然定義為是模擬接口。YPbPr的接口可以使用同軸電纜，可以用BNC頭，也可以使用普通蓮花頭作為接口標準。

　　C：HDMI接口

　　HDMI的英文全稱(chēng)是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒體接口。HDMI接口可以提供高達5Gbps的數據傳輸帶寬，可以傳送無(wú)壓縮的音頻信號及高分辨率視頻信號。同時(shí)無(wú)需在信號傳送前進(jìn)行數/?；蛘吣?數轉換，可以保證最高質(zhì)量的影音信號傳送。

　　應用HDMI的好處是：只需要一條HDMI線(xiàn)，便可以同時(shí)傳送影音信號，而不像現在需要多條線(xiàn)材來(lái)連接;同時(shí)，由于無(wú)線(xiàn)進(jìn)行數/?；蛘吣?數轉換，能取得更高的音頻和視頻傳輸質(zhì)量。HDMI支持5Gbps的數據傳輸率，最遠可傳輸15米。

　　D：DVI接口

　　DVI全稱(chēng)為Digital Visual Interface。它是1999年由Silicon 、Image、Intel(英特爾)、Compaq(康柏)、IBM、HP(惠普)、NEC、Fujitsu(富士通)等公司共同組成DDWG(Digital Display Working Group，數字顯示工作組)推出的接口標準。前的DVI接口分為兩種，一個(gè)是DVI-D接口，只能接收數字信號，接口上只有3排8列共24個(gè)針腳，其中右上角的一個(gè)針腳為空。不兼容模擬信號。

　　另外一種則是DVI-I接口，可同時(shí)兼容模擬和數字信號。兼容模擬信號并不意味著(zhù)模擬信號的接口D-Sub接口可以連接在DVI-I接口上，而是必須通過(guò)一個(gè)轉換接頭才能使用，一般采用這種接口的顯卡都會(huì )帶有相關(guān)的轉換接頭。 DVI傳輸的是數字信號，數字圖像信息不需經(jīng)過(guò)任何轉換，就會(huì )直接被傳送到顯示設備上，因此減少了數字→模擬→數字繁瑣的轉換過(guò)程，大大節省了時(shí)間，因此它的速度更快，有效消除拖影現象。但有效距離為5米左右。

　　3.2 各種接口的比較

　　綜上所述，我們可以對以上幾種接口做一個(gè)簡(jiǎn)單的比較。如下表

　　上表格上分析和接口綜述，最好的高清接口是HD-SDI接口，這接口也是目前廣電行業(yè)標準的高清接口。

　　4 高清視頻協(xié)議

　　對于標清視頻會(huì )議，一般所使用的視頻壓縮標準為H.261，H.263，H.263+，H.263++，H.264，MPEG-4等幾種。因為其壓縮對象是CIF (352*288)或者是DVD標準的4ICF(704*576)圖像質(zhì)量的視頻。

　　而對于高清視頻會(huì )議，其圖像處理對象不再是CIF或者是4CIF, 而是1280*720，或者更高層的1920*1080，顯然，對于僅能處理CIF，4CIF的H.261，H.263已經(jīng)不能處理如此龐大的數據量，所以有且只 有H.264才是高清視頻會(huì )議的唯一壓縮標準。

　　H.264是由ISO/IEC與ITU-T組成的聯(lián)合視頻組(JVT)制定的新一代視頻壓縮編碼標準。H.264的主要優(yōu)點(diǎn)如下:

　　1)在相同的重建圖像質(zhì)量下，H.264比H.263+和MPEG-4(SP)減小 50%碼率。

　　2)對信道時(shí)延的適應性較強，既可工作于低時(shí)延模式以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如會(huì )議電視等;又可工作于無(wú)時(shí)延限制的場(chǎng)合，如視頻存儲等。

　　3)提高網(wǎng)絡(luò )適應性，采用“網(wǎng)絡(luò )友好”的結構和語(yǔ)法，加強對誤碼和丟包的處理，提高解碼器的差錯恢復能力。

　　4)在編/解碼器中采用復雜度可分級設計，在圖像質(zhì)量和編碼處理之間可分級，以適應不同復雜度的應用。

　　5)相對于先期的視頻壓縮標準，H.264引入了很多先進(jìn)的技術(shù)，包括4×4整數變換、空域內的幀內預測、1/4象素精度的運動(dòng)估計、多參考幀與多種大小塊的幀間預測技術(shù)等。新技術(shù)帶來(lái)了較高的壓縮比，同時(shí)大大提高了算法的復雜度。

　　5 高清音頻協(xié)議

　　同視頻協(xié)議一樣，對于標清視頻會(huì )議，我們一般采用G.711，G.722，G.722.1，G.728等作為標清視頻會(huì )議的音頻邊碼方式，其僅能傳輸單聲道.無(wú)論視頻會(huì )議背板有多少音頻輸出接口，其僅能傳輸單聲到。而到了高清視頻會(huì )議時(shí)代，不僅視頻圖像由原來(lái)的CIF，4CIF，圖像升級成1080i。原來(lái)的單聲道也改進(jìn)成立體聲。所以必須有能處理44KHz立體聲效果的MPEG4 AAC或者其他類(lèi)似能處理44kHz的立體聲效果的音頻編碼能力作為保證。并且對于回聲抑制的處理，也必須有能處理立體聲回聲抑制。

　　6 高清攝像機

　　高清視頻會(huì )議已經(jīng)由原先標清視頻會(huì )議的設備購買(mǎi)變成高清視頻會(huì )議的系統集成，對于前端視/音頻采集，視/音頻顯示，中期的視頻/音頻壓縮，傳輸，后期的視/音頻編輯，錄制都必須是為圍繞高清展開(kāi)，任何一環(huán)采用的是非高清設備，即使圖像，聲音能夠無(wú)錯顯現，但是原來(lái)高清質(zhì)量將會(huì )變成標清質(zhì)量。

　　同樣，對于前端的視頻采集，高清攝像機只能是唯一的解決方案，標清攝像頭一般的成像器件為1/4CCD ，或者CMOS。像素也就在40-50萬(wàn)之間。而對于高清攝像機，其成像器件一般為3*1/3CCD或者CMOS,　像素在100—200萬(wàn)之間?？紤]到布線(xiàn)因素，高清攝像機和高清視頻會(huì )議終端往往通過(guò)HD-SDI接口連接?？梢宰铋L(cháng)達到100米左右。

　　同樣，高清視頻會(huì )議會(huì )議不僅能夠接收普通高清攝像頭的視頻圖像，還應該能夠夠兼容其他廣電級專(zhuān)業(yè)高清攝像機，高清切換臺所傳來(lái)的圖像。所以，如何布線(xiàn)，布線(xiàn)距離，用什么材料布線(xiàn)是我們必須要考慮的問(wèn)題。而只有HD-SDI才是我們唯一的解決辦法，因為它允許同軸電纜以100米的距離進(jìn)行信號無(wú)損傳輸。且用BNC頭使得做線(xiàn)非常簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)業(yè)的線(xiàn)纜和接頭，隨便在任一電腦市場(chǎng)和音響商店即可買(mǎi)到。

　　目前，大型的國內外廣電設備提供商都有相關(guān)高清攝像機的設備，這些設備標準的高清接口都是基于HD-SDI的接口。