第七章图像通信应用系统.ppt

1、第七章 图像通信应用系统,7.1 会议电视系统 7.2 视频点播系统（VOD） 7.3 流媒体技术 作业,7.1 会议电视系统,会议电视系统就是利用电视技术和设备通过通信网络在两地（点对点会议电视系统）或多点（多点会议电视系统）召开会议的一种通信方式。,7.1 会议电视系统,一、会议电视系统的发展 20世纪60年代：世界发达国家开始研究模拟会议电视系统，并逐渐商用化； 20世纪60年代末期：由模拟系统转向数字系统； 20世纪80年代初期：研制出2 Mb/s彩色数字会议电视系统； 20世纪80年代中期：ITU-T制定H.320系列标准。,7.1 会议电视系统,二、会议电视系统的分类 按会场数量分

2、：点到点会议电视系统和多点会议电视系统； 按传输信道分：地面会议电视系统、卫星会议电视系统和混合会议电视系统； 按会议电视终端分：会议室型会议电视系统、桌面型会议电视系统和可视电话型会议电视系统；,7.1 会议电视系统,按有无独立的MCU分：集中型、分散型和混合型。 按不同的网络特点分：H.320系统、H.310系统、H.321系统、H.322系统、H.323系统和H.324系统。,7.1 会议电视系统,三、会议电视系统的组成由传输网络、终端设备、多点控制单元MCU三部分组成。,7.1 会议电视系统,传输网络：是会议电视信息传输的通道，目前会议电视业务可以在多种通信网络中展开。 终端设备：指用

3、户在召开电视会议时所用的终端设施的总称，主要包括视频、音频的输入、输出设备和信息通信设备。视频输入设备包括摄像机及录像机；视频输出设备主要包括监视器、投影机、电视墙，分画面视频处理器；信息通信设备包括白板、书写电话、传真机等。,7.1 会议电视系统,MCU：对多点会议电视系统中的各种信号(视频、音频和数据)进行切换。 MCU完成的主要工作： （1）时钟同步和通信控制 （2）码流控制 （3）MCU的端口连接,7.1 会议电视系统,MCU可以采用级联的方式以支持更多的会议终端，一般情况下，级联的层数不超过2层，分为主MCU和从MCU。,7.1 会议电视系统,四、会议电视系统的控制方式 1 声控模式

4、按照“谁发言显示谁”的原则由声音信号的大小来控制图像的自动切换。 2 发言人控制模式由发言人通过相应的控制按钮向MCU发出发言请求信号，MCU认可后便将其视频图像、音频信息播放到其他的会议终端,7.1 会议电视系统,3 主席控制模式将所有参与会议的会场分为主会场和分会场两种，由主会场（主席）控制整个会议的进行。 4 广播/自动扫描模式是主席控制模式的变型。在这种模式中将电视画面设置为某个会场（称为广播机构），与会者可以定时、轮流地看到其他各个分会场。,7.1 会议电视系统,5 连续模式将电视屏幕划分为若干个窗口，与会者可以在一个电视画面上同时看到多个分会场的情况。,7.1 会议电视系统,五、H

5、.323标准由ITU-T制定的一种基于包交换的多媒体通信标准，用于工作于包交换网络上视听多媒体终端，其适用的通信网络包括各种局域网（以太网、快速以太网、令牌环网和FDDI），现在主要指IP网。,H.323终端的功能结构,7.1 会议电视系统,音频标准是H.323中的必选项，允许的编码标准比较多，包括G.711、G.722、G.728、G.729和G.723.1。 视频标准在H.323中是可选项，可以是H.261或H.263。 H.225.0和H.245是H.323系统的核心协议，前者主要的工作是进行呼叫控制，后者主要是用于通信信道控制。,7.1 会议电视系统,基于H.323标准的多媒体通信系统

6、主要由四个部分组成：终端、网关(Gateway)、关守(Gatekeeper)和多点控制单元(MCU)。,H.323系统的结构,7.1 会议电视系统,H.323标准终端必须提供音频处理能力，而视频和数据处理能力是作为可选项。 网关提供面向媒体的功能，用来完成不同终端之间数据的互通功能。 关守提供面向服务的功能，主要完成两个重要的呼叫控制功能：一是地址翻译功能；二是带宽管理功能。,7.1 会议电视系统,多点控制单元支持三个以上节点的会议。在H.323中，一个MCU是由一个多点控制器（MC）和几个多点处理器（MP）组成，但也可以没有MP。,7.2 视频点播系统（VOD）,VOD的发展历程 第一代V

7、OD系统主要采用UDP协议，应用范围主要是局域网。 第二代VOD系统采用TCP协议，适合局域网，也可在城域网、广域网中应用。,7.2 视频点播系统（VOD）,第三代VOD系统采用RTP/RTCP协议。目前大多数的国内和国外的VOD产品都使用此种技术，但必须对路由器、网关进行特殊设置 第四代VOD系统采用HTTP协议，应用范围广，不但可以在局域网使用，也能很好地应用在城域网和广域网上。,7.2 视频点播系统（VOD）,二. VOD系统的组成一般的视频点播VOD系统由节目提供、管理中心、 视频服务器、传输网络和终端五个部分构成。,VOD系统的组成,7.2 视频点播系统（VOD）,三. VOD的分类

8、根据不同的功能需求和应用场景，VOD系统主要 有三种：NVOD，TVOD，IVOD。 NVOD（Near Video On Demand）：准点播电视。工作方式是：多个视频流依次间隔一定的时间启动发送同样的内容，一个视频流可能为许多用户共享。,7.2 视频点播系统（VOD）,TVOD（True Video On Demand）：真实点播电视，真正支持即点即放。这种方式下，每个视频流专为某个用户服务。 IVOD（Interactive Video On Demand）：交互式点播电视，不仅可以支持即点即放，而且还可以让用户对视频流进行交互式的控制。,7.2 视频点播系统（VOD）,四. VOD的

9、服务方式 单点播放方式：在这种方式下，用户单独占有一个节目通道，并对节目具有完全的控制。这种服务方式具有快速响应、交互性好的特 点，具有好的服务质量，但收费较高。,7.2 视频点播系统（VOD）,多点播放方式：在这种方式下，几个用户共同拥有一个节目通道，但节目只能线性播放，用户不能进行控制。这种方式相当于预约播放方式。 这种服务方式具有预约节目的特点，属简单的 交互电视，提供中等的服务质量，有较多的用户，收 费中等。,7.2 视频点播系统（VOD）,广播方式：在这种方式下，节目通道相当于一个有线电视频道，由VOD系统所有者安排节目及时间，所有装有机顶盒设备的用户都可接收节目，在节目播放期间不能

10、进行控制。 这种服务方式类似于广播，不具有交互性，提供 较差的服务质量，但有最多的用户，收费较低。,7.2 视频点播系统（VOD）,五. VOD系统的关键技术 1.网络支持环境VOD系统是一种基于客户/服务器型的点对点实时 多媒体应用系统。VOD系统所适用的网络环境可以是局域网，也可 以是广域网，甚至是Internet。,7.2 视频点播系统（VOD）,2. 视频服务器 对视频服务器的性能要求： (1) 多媒体信息存储组织 通常视频服务器的存储设备应采用磁盘阵列RAID， 并通过条纹化技术将多媒体数据交叉地存放在磁盘 阵列的不同盘片中，以提高视频服务器的I/O吞吐量。,7.2 视频点播系统（V

11、OD）,(2) 信息获取机制 通常采用两种机制来获取多媒体信息流：服务器“推” （Server-push）和客户“拉”（Client-Pull）。,7.2 视频点播系统（VOD）,(2) 信息获取机制 通常采用两种机制来获取多媒体信息流：服务器“推” （Server-push）和客户“拉”（Client-Pull）。,7.2 视频点播系统（VOD）,(3) 群集服务器结构 群集服务器是将多个服务器通过高速网络连接起来 进行协同工作，多个服务器作为一个整体向众多用 户提供多媒体信息服务。为了满足较大型VOD系统 的要求，群集服务器一般应具有负载均衡和系统容 错的功能。 根据实际的需要，服务器可以

12、分为主控服务器、播 放服务器和备份服务器。,7.2 视频点播系统（VOD）,3. 用户访问控制接纳算法主要有三类：确定型接纳控制算法、 统计型接纳控制算法和测量型接纳控制算法。4. 流媒体技术,7.2 视频点播系统（VOD）,六. 基于有线电视网的VOD系统有线电视视频点播，是指利用有线电视网络，采 用多媒体技术，将声音、图像、图形、文字、数据等 集成为一体，向特定用户播放器指定的视听节目的业 务活动。要想完全依靠有线电视网实现VOD系统还要对网 络进行改造。,基于有线电视网的VOD系统结构,7.2 视频点播系统（VOD）,七. 基于电信城域网的VOD系统 基于电信城域网的VOD系统主要由四个

13、方面组成： 群集服务器、骨干传输网、宽带接入网和用户终端。 视频用户可以在家中通过机顶盒+电视的方式或 计算机来观看自己喜欢的视频节目。,基于电信城域网的VOD系统结构,7.2 视频点播系统（VOD）,在城域网中的用户数量很大，至少要支持1000 个用户以上的并发流。为此，服务器的配置只能以群 集的方式来实现。一般需要的服务器有分布式视频点 播服务器、视频节目管理和发布服务器、节目制作采 集服务器、Web服务器、数字版权保护服务器、验证 计费服务器、中心调度管理服务器和数据库系统。,7.3 流媒体技术,一、概述 流媒体（Streaming Media）是指在Internet/ Intranet

14、中使用流式技术进行传输的连续时基媒体， 如音视频等多媒体内容。,7.3 流媒体技术,“流式”技术是指在媒体传输过程中，服务器将多 媒体文件压缩解析成多个压缩包后放在IP网上按顺序 传输，客户端则开辟一块一定大小的缓冲区来接收压 缩包，缓冲区被充满只需几秒钟或数十秒钟的时间， 之后客户就可以解压缩缓冲区中的数据并开始播放其 中的内容，客户在消耗掉缓冲区内数据的同时，下载 后续的压缩包到空出的缓冲区空间中，从而实现了边 下载边播放的流式传输。,7.3 流媒体技术,流媒体相对于传统媒体的特点： 流媒体是实时的； 流媒体数据在播放后即被丢弃，便于流媒体文件的版权保护； 流媒体的服务器支持用户端对流媒体

15、进行VCR操作控制。,7.3 流媒体技术,二、流媒体通信原理在流媒体通信技术中， 应首先对A/V、3D等多 媒体文件数据进行预处理后才能进行流式传输。主要 包括降低质量和采用先进、高效的压缩算法两个方面。,媒体流传输过程,7.3 流媒体技术,实现流式传输的方法： 1. 顺序流式传输顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用 户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下 载的那部分，而不能跳到还未下载的后续部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头 、片尾和广告；不适合长片段和有随机访问要求的视 频，也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技 术。,7.3 流媒体技术,2 实时流式传输实

16、时流式传输保证媒体信号带宽与网络连接匹 配，使媒体可被实时观看到。实时流式传输特别适合现场事件，也支持随机访 问。实时流式传输需要特定服务器，如QuickTime Streaming Server、Real Server与Windows MediaServer，系统设置、管理比标准HTTP服务器更复杂。,7.3 流媒体技术,实时流式传输需要特殊网络协议，如RTSP (Realtime Streaming Protocol)或MMS (MicrosoftMedia Server)。,7.3 流媒体技术,三、流媒体实现原理简单地说就是首先通过采用高效的压缩算法，在 降低文件大小的同时伴随质量的损失

17、，让原有的庞大 的多媒体数据适合流式传输，然后通过架设流媒体服 务器，使用各种实时协议传输流数据。,流媒体实现原理框图,7.3 流媒体技术,（1）编码器（Encoder）：用于将原始音视频转换成流媒体格式的软件或硬件。,7.3 流媒体技术,（2）媒体服务器（Media Server）：用于向客户发布流媒体的软件。 （3）播放器（Player）：客户端用来收看（听）流媒体的软件，实际就是一个解码器。,7.3 流媒体技术,四、流媒体的播放方式 1. 单播：在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道，从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机。 2. 组播：采用组播方式，单台服务器能够

18、对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包，而不是多个， 所有发出请求的客户端共享同一信息包。,7.3 流媒体技术,3. 点播与广播点播连接是客户端与服务器之间的主动连接。 在点播连接中，用户通过选择内容项目来初始化客户 端连接。广播指的是用户被动接收流。在广播过程中， 客户端接收流，但不能控制流。,7.3 流媒体技术,五、流媒体开发平台简介 1.RealMedia流媒体RealNetworks公司于20世纪90年代中期最早推 出了流媒体技术RealMedia，在Internet上被 公认为流媒体传输技术的先驱者。由RealMedia技术构成的RealSyste

19、m系统由三 部分组成：媒体内容制作工具RealProducer、 媒体服务器RealServer和客户端播放器 RealPlayer。,RealSystem的系统结构,7.3 流媒体技术,2.WindowsMedia流媒体WindowsMedia系统也是由三部分组成，包括： WindowsMediaEncoder、WindowsMediaServer 和WindowsMediaPlayer。 WindowsMedia的核心是高级流格式（ASF： AdvancedStreamingFormat），它既是一个独立 于编码方式的、支持在IP网上实时传播多媒体数据 的公开技术标准，也是一种数据格式，微

20、软定义为 同步媒体的统一容器文件格式。,7.3 流媒体技术,3.QuickTime流媒体Apple公司的QuickTime是数字媒体领域事实上 的工业标准，包含了各种流式和非流式的媒体技 术，是一个开放式的结构体系。 QuickTime系统将QuickTimeBroadcaster （编码器）、QuickTimeStreamingServer（流媒 体服务器）和QuickTimePlayer（播放器）结合起 来提供了基于MPEG-4的Internet广播系统。,作业,1、简述会议电视系统的基本组成及其分类方法。 2、简述VOD系统的组成及其关键技术。 3、流媒体与单纯的下载方式相比有什么优点？ 4、简要说明流媒体的工作过程。,