视频会议系统技术方案设计文稿.doc
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1、视频会议系统技术方案2010-12-20ii目 录第1章 项目需求分析11.1 项目背景11.2 本次建设要求11.3 建设达到目的11.4 承载网络分析3第2章 视频会议行业背景52.1 概述52.2 H.264成为主流编码标准62.2.1 H.261视频编码62.2.2 H.263视频编码72.2.3 H.264视频编码72.3 宽带音频成为共同的追求72.3.1 G.711基本音频72.3.2 G.71172.3.3 G.722、G.722.182.3.4 G.722.1 Annex C82.3.5 G.71982.4 高清图像成为划时代的标准92.4.1 图像分辨率提升112.4.2
2、16:9,可视范围增加122.4.3 逐行扫描,图像无闪烁122.5 高清视频会议的优点12第3章 系统设计原则与规范143.1 设计原则143.2 规范、标准和设计依据163.2.1 ITU-T标准163.2.2 IETF标准一八3.2.3 国内标准一八3.3 设备选型原则一八第4章 系统组网方案描述214.1 网络现状分析214.2 组网需求214.3 工程需求分析224.3.1 IP网络的建设224.3.2 高清的显示设备224.3.3 高清会议组建的要求244.4 视频会议系统品牌选型254.5 高清视频会议系统描述274.5.1 组网设计图274.5.2 中心会场294.5.3 分会
3、场29第5章 会议系统功能设计305.1 终端点对点视频会议305.2 多点视频会议305.3 多分屏视频会议315.4 双流数据协作会议325.5 多点会议的召开方式335.6 多点会议的控制方式335.6.1 语音激励控制方式335.6.2 导演控制方式335.6.3 轮巡方式345.6.4 演讲者控制方式345.6.5 主席控制会议模式345.7 高清软件桌面应用(选配)355.8 AES加密会议365.9 会议的存储和直播(选配)365.10 双显仿真的应用375.11 打造最好的声音和图像会议效果385.12 灵活、方便的使用和管理方式395.一三 系统管理的安全性40第6章 采购产
4、品技术资料416.1 MCU (POLYCOM RMX 512C)416.2 高清终端(主会场 POLYCOM HDX8000)466.3 高清终端(分会场HDX6000)526.4 录制点播服务器(POLYCOM RSS4000 )57第7章 会场设置要求637.1 6.1会议电视系统会议室637.2 6.2会议室的总体要求637.2.1 6.2.1会议室的类型、大小与环境637.2.2 6.2.2会议室的布局与照度647.2.3 6.2.3 会议室声学要求667.2.4 6.2.4 会议室供电系统66第1章 项目需求分析1.1 项目背景1.2 建设要求1.3 建设目的1.4 承载网络分析X
5、XX视频会议系统采用IP网络连接,既可实现多种应用网络共享,也可以使系统具有更好的灵活性和可管理性。因为现阶段基于IP网络的视频会议系统已经具备非常出色的高清效果。专网覆盖各所属机构的网络,在进行视频会议的同时,成为集团进行业务流通、管理等各项工作的信息化手段和工具,发挥出了巨大的支持作用和促进作用。视频会议系统作为一种新型的网络应用,特别是高清视频会议系统对作为其基础的承载网络环境有着较高的要求。l 网络的带宽需求视频会议对网络的带宽需求为:视频带宽+IP包头开销常用的计算方法为:视频带宽1.4为网络带宽的最大需求如能满足视频带宽1.6则能更好的从网络上保证视频效果;l 端到端的时延视频会议
6、的通用时延建议为小于200msl 时延抖动由于音频/视频的传输为实时的交互,因此网络的时延抖动更为至关重要,我们的建议范围为通用时延小于50ms。 l 丟包率网络上的丟包率不应该高于1%,在超过1%以后要求系统必须自身具备丢包恢复机制,保障视音频的正常。l 总带宽 中心总部(连接其他XXX个分部会场)的网络带宽要为其他XXX个分部会场的网络带宽之和。视频会议是对实时性要求较高的网络应用。这就要求作为其基础的承载网络有较高的带宽和对网络中的业务流量有较高的控制能力。视频会议在最初制定整体框架协议时就定义了视频会议是为了解决在窄带宽的条件下实现远程的视音频交互。视频会议系统本身对带宽的要求为64K
7、2M,但是由于为了满足流畅的视音频效果,要实现720P的高清图像,必须要求1M以上的呼叫带宽,发送双流的时候建议2M以上带宽,本系统建立在专用网上,用于视频会议的带宽不应低于4M线路,完全可以满足高清会议系统的建设要求。第2章 视频会议行业背景2.1 概述从电话到电视,从LAN到INTERNET,从微波到数字化通信,人们的生产生活时刻与影像和声音的传递息息相关,传统的信息交流方式正在因科学技术的飞速发展而发生着巨大的变化。广播电视与通讯两大产业在这样的背景下延伸和发展,而它们之间却因大量的技术瓶颈难以把各自的特长加以融合。九十年代由于通信、计算机、微电子技术的迅速发展,视频压缩编码技术与传输技
8、术日臻完善和成熟,这不仅使视频编码通信设备的功能和使用性能大为提高,网络资源的可重复利用性通过各种协议的兼容发展也大为增加,实现视频通讯传输终因成本的逐步降低而成为可能。从本世纪初开始,由于基于IP的包交换网络技术的迅猛发展以及LAN、WAN、Intranet以及Internet的普及。大量的视频会议的建设转移到IP网络上来,实现了三网合一,网络链路共享极大地发挥了网络地效能。同时在IP网络上构建视频会议系统的技术日臻成熟,成为主流的应用。而最近随着IT技术的发展以及会议电视需求的日益提高,特别是数字电视技术的发展为图象显示带来的革命性的变革,高清视频会议电视已经成为众望所归,技术发展的方向。
9、成为新一带会议电视系统的一个标志性的指标。可以看到视频会议系统发展的趋势:l 网络通讯协议正在由H.320到H.323并向SIP协议过渡;l 宽带音频协议G.719、G.722.1 Annex C已取代低品质音频通讯协议如G.711、G.728、G.722等。l H.264高效的视频编码协议已经成为视频编码的绝对首选,取代H.263、H.261编码。l 图像格式正在由传统的CIF、4CIF格式向1280720P、19201080(P/i)高清视频过渡。l 对视频会议系统要求也在由某些高指标向整个系统综合的高性能应用演化。2.2 H.264成为主流编码标准开发多媒体应用系统时,遇到的最大障碍是对
10、多媒体信息巨大数据量所进行的采集、存储、处理和传输,其中数据量最大的是数字化视频数据。例如,一幅640480中分辩率的彩色图像(24比特/像素)的数据量约为0.92MB,如果以每秒30帧的速度播放,则视频信号的数码率高达27.6Mbps;如果存放在650MB的光盘中,在不考虑音频信号的情况下,则每张光盘只能播放24秒钟。对模拟视频信号数字化后也必须进行压缩才能比较现实地实现存储、编辑和控制等项功能。例如,一个具有4.3MHZ带宽的模拟视频信号直接数字化后,其码率高达200 Mbps。如此大的数据量,对现在计算机的处理能力、数据交换能力和存储能力来讲都是过分的考验,也不经济;所以要想利用计算机来
11、处理图像,必须采用高效率的视频压缩编码技术H.261、H.263、H.264等方式。2.2.1 H.261视频编码H.261视频编解码标准是基本视频模式。H.261在88像素块上使用离散余弦变换(DCT)编码视频帧。初始帧(帧内模式)基于输入的视频图像进行编码和传输。在典型的视频场景中,后继帧与前面的帧除了场景中物体小的运动外非常相似。运用前一帧的运动补偿能进行有效的编码(帧间模式)。H.261传输的是像素组在前一帧基础上的位置的移置(运动向量),以及原始图像与预测图像的误差的离散余弦变换编码,而不是重传编码的像素本身。H.261支持两种视频图像格式,CIF和QCIF。只有QCIF才是H.32
12、3基本要求的一部分,CIF是可选的。CIF有352288个亮度像素。对于色度信号为176144个像素,这是因为人眼对于彩色没有对于亮度那样敏感。QCIF亮度解析只有CIF的1/4的解析率,每幅图像扫描144 行,每行有176个像素点。它与CIF色度解析的格式一样。2.2.2 H.263视频编码H.263视频编解码标准是在H.261编码标准的基础上的改进,结合了IP网络的特点,提供了更高的视频编码效率,特别是在较低的视频速率下比H.261有较好的视频效果。2.2.3 H.264视频编码H.264视频编解码标准是ITU-T和ISO合作的产物,H.264标准结合了H系列和MPEG系列的优点,充分考虑
13、了IP网络的特点,在多模式运动估计、整数变换、统一VLC符号编码、分层编码语法等方面有其独到之处。H.264编码标准的基础上的改进,结合了IP网络的特点,提供了更高的视频编码效率,特别是在较低的视频速率下有较好的视频效果,编码效率比H.263提高一倍。2.3 宽带音频成为共同的追求2.3.1 G.711基本音频基本音频模式是G.711 log-PCM(对数脉码调制)编码解码器,它是一种简单的8kHz采样频率对数脉码调制模式,长期以来它都是数字电话网络主要的编码方法。为3.4K 低品质音频标准。2.3.2 G.711G.711定义为8位编码,速率为64kbps,但在H.323 采样截短为6或7比
14、特位,因为速率相应变为48kbps或56kbps。G.711提供了出色的长话音质窄带(3KHz音频带宽)语音、不太明显的编解码延迟(低于1ms)以及非常低的实现复杂性。G.723、G.729以及G.728等为后续发展的音频编码标准,压缩效率有了很大的改善,音质仍旧是低品质的3.5KHz的音频。这种声音类似于我们生活中的模拟电话的声音效果。2.3.3 G.722、G.722.1G.722、G.722.1 为音质更好、占用带宽更低的音频编码协议。对音质有一定的改善,为7KHz 的音频编码。这种声音类似于我们生活中的调频FM收音机的声音效果。2.3.4 G.722.1 Annex CG.722.1
15、Annex C 是音频通讯新一代的编码标准,为宽带音频编码标准,音频的采样频宽可以达到14KHz,而通讯的带宽只有24K或48K,可以提供CD级的高保真音质。是和H.264并列的视频通讯的高标准。这种声音类似于我们生活中的CD的音频效果。2.3.5 G.719G.719是音频通讯最新一代的编码标准,为宽带音频编码标准,音频的采样频宽可以达到22KHz,而通讯的带宽只有32K或64K,可以提供CD级的高保真音质,为用户带来剧场级别的体验。这种声音类似于我们在音乐会现场听到的效果,这种音频算法已成为高清会议系统的主流编码标准。常用音频编码对比2.4 高清图像成为划时代的标准视频会议系统从发展之初便
16、大量借用了电视技术的设备和技术方式,而今无论在设备和技术上都和数字电视技术紧密联系,息息相关。大量数字显示技术和标准正在被应用到视频会议的发展中来。传统的视频会议采用CIF(分辨率352288)格式,受点阵数量的限制,在数字及线条等精细显示方面不尽如人意,远远不能满足现在高标准的要求。虽然4CIF的图像在分辨率上有所提高,但是没有本质的变化。是一个过渡的技术补救方式。而高清的图像(最低标准1280720P)至少可以提供9CIF的解像度,可以满足各种高标准会议电视要求。而19201080P 这个标准已经是国际(包括国内)上新一带视频显示的主流标准,目前所有的等离子和液晶显示设备都首选支持这一标准
17、。世界通信与信息技术的迅猛发展正在引发整个电视广播产业的变革,数字电视是这一变革中的关键环节。伴随着电视广播的全面数字化,传统的电视媒体将在技术、功能上逐步与信息、通信领域的其它手段相互融合,从而形成全新的、数字电视技术。这一新兴技术已经引起广泛的关注,并将影响到相关的各个行业。数字电视被视为新世纪的战略技术。数字电视技术为媒体的传输和显示订立了大量的标准,也为视频会议带来了前所未有的发展机遇。数字电视按图像清晰度分类,数字电视包括数字高清晰度电视(HDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字普通清晰度电视(LDTV)三种。HDTV的图像水平清晰度800左右线,图象质量可达到或接近35mm
18、宽银幕电影的水平;SDTV的图像水平清晰度500C线左右(4CIF相当),主要是对应现有电视的分辨率量级,其图象质量为演播室水平;LDTV的图像水平清晰度为200-300线(CIF相当),主要是对应现有VCD的分辨率量级。国际电视会议组织ATSC(Advanced Television System Committee,先进电视制式委员会)定义了高清图像的两个标准:高清数字信号的解码和重现最后的画面清晰程度取决于视频信号的清晰度与电视机的最高分辨率。大家在查看数字电视相关的信息时,都会碰到1080i和720P这样的数字,i代表隔行扫描,P代表逐行扫描,这两者孰优孰劣,大家应该很清楚。隔行就像百
19、叶窗,是不完整的图像,逐行才是一次显示一幅完整的画面。而1080、720则代表垂直方向所能达到的分辨率,尽管1080i可以提供更高的象素(207万),比720p的92万高出不少,但是画面稳定度则720P更具有优势。1080i和720p同是国际认可的数字高清晰度电视标准。而欧洲以及中国等一些原PAL制国家则采用了1080i/50赫兹模式,场频同PAL模拟电视相同。至于720p,则由于电脑和网络厂商更深的渗透到了电视行业而成为了一个可选的标准,目前是视频会议系统公认的入门高清标准,而1080P则是更高的一个台阶。现在的视频会议系统多半都是4:3的,也就是长边与短边的比例。16:9在目前的电影和DV
20、D影片中十分常见,它是最为适合人眼的观看比例的。所以新一代的视频会议系统将是16:9的显示比例标准。如今,视频会议高清时代已经来临,面对我们的不再是CIF、4CIF“模糊”视频感受,真正的720P、720P 50帧、1080P高清时代已经向我们走来。下面对于高清和标清的区别做一对比:1080P、720P与CIF格式间的对比及主要区别:2.4.1 图像分辨率提升如果以CIF为单位1,720P画面的清晰度是9倍的CIF,而1080P将达到12倍CIF的画面质量。如上图所示。下图可以看出几种不同的清晰的的实际效果:标清CIF过渡到高清视频会议以后,画面清晰度质量发生了本质的变化:720P相当于由VC
21、D变为高清DVD;1080P相当于VCD变为蓝光DVD;2.4.2 16:9,可视范围增加标清视频以CIF 4:3显示比例为标准,而高清视频以720P、1080P 16:9 为显示比例标准。如上图所示:左侧的图CIF以4:3比例显示,而高清用16:9方式显示,整体屏幕可加输增加20的显示空间。更符合人眼的可视图像比例要求,更舒适。2.4.3 逐行扫描,图像无闪烁图像由隔行扫描变为逐行扫描,就相当于电视的50HZ变为100HZ。减小图像显示时闪烁,可以达到会议过程中眼部无疲劳感。2.5 高清视频会议的优点高清视频会议系统的优点在如下几个方面尤为突出:高解像度l 明显提高会议图像画质,减少视觉疲劳
22、;l 保持注意力,更加关注会议内容;更好的运动效果处理l 保证图像的原有效果;l 对于大型会议室、阶梯教室以及大运动应用更坚适应;色彩更锐利更逼真l 特别适合对色彩要求更高的应用场所如:实时远程实况教学、医疗诊断、X光片分析和纺织品挑选等应用;满足更多种双流内容的传输要求l 高解像度图片同步传输 (如工程蓝图) 等;全面的视频融合l 从会议室到个人桌面,从办公室到家庭,从工作到娱乐,高清无处不再。第3章 系统设计原则与规范3.1 设计原则高稳定性和可用性l 视频会议系统是领导工程,稳定压倒一切;l 视频会议因视频具有实时直观的特点,必须稳定可用;l 由于会商协作、指挥调度系统等关键应用必须做到
23、长期可靠应用;先进性l 系统设计行业一流,且切实可行并容易实现;l 支持最新的国际标准和国内外有关的规范要求;l 符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流,并且是应用成熟的系统;l 有符合潮流的独创技术;实用性l 系统操作应用灵活方便,易于掌握;l 针对实际应用的特点,具有多种管理方式;l 系统的各种功能贴近应用,便于实际常规应用;l 系统设计符合工程的实际需要;集成性l 高度集成,便于安装使用,便于工程连接;l 在高度集成前提下,具有多种功能,便于相关设备接入;l 各设备的功能,在系统集成后能充分发挥,能一体化协作;可扩展性l 考虑今后的发展,留有充分的扩充余地;l 便于融入随新
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