超媒體技術(shù)走進(jìn)企業(yè)辦公
VTEL美國(guó)視訊公司大中國(guó)區(qū)技術(shù)總監(jiān) 趙衛(wèi)東
2004/03/05
視訊技術(shù)在發(fā)展初期，主要用于各級(jí)政府的遠(yuǎn)程行政會(huì)議，因而習(xí)慣上被稱為“會(huì)議電視”或“視頻會(huì)議”。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展，視訊系統(tǒng)的功能遠(yuǎn)不是如此“單一”，它逐漸發(fā)展成為支持超媒體技術(shù)的通信系統(tǒng)，滿足人們對(duì)一體化網(wǎng)絡(luò)和一體化辦公的要求，它正在融入到企業(yè)的工作甚至日常生活中。
從H.320到H.323標(biāo)準(zhǔn)，在會(huì)議電視技術(shù)誕生至今的20余年中，隨著網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)于視頻通信應(yīng)用的需求也發(fā)生了巨大的變化。但是，其一直未能得到廣泛普及的重要原因，就在于傳統(tǒng)的功能單一的會(huì)議電視不能滿足各個(gè)領(lǐng)域用戶的專業(yè)化需求。
值得慶幸的是，隨著包括視音頻信息編碼、多媒體、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，滿足上述用戶專業(yè)化需求的愿望正在成為現(xiàn)實(shí)。我們稱這一綜合技術(shù)為“超媒體技術(shù)”，包括了視頻、音頻、數(shù)據(jù)、圖形、圖像、文字、Web應(yīng)用、遠(yuǎn)程協(xié)作、媒體信息的廣播和存儲(chǔ)等，因?yàn)槌襟w技術(shù)能夠真正滿足用戶對(duì)一體化網(wǎng)絡(luò)的需求。
何謂“超媒體”？
超媒體技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)視頻技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，這種延伸包含了以下一些主要內(nèi)容。
1．支持ITU-T H.320/H.323標(biāo)準(zhǔn)的多媒體系統(tǒng)
視訊區(qū)別于個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用的最主要一點(diǎn)，在于它是滿足ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)性保障了區(qū)內(nèi)、國(guó)內(nèi)或國(guó)際聯(lián)絡(luò)的互通性和互控性，就像打電話時(shí)，用戶不需要考慮交換機(jī)和對(duì)端電話機(jī)的型號(hào)一樣，因?yàn)槭腔谕ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)的。所以H.320/H.323仍將是超媒體技術(shù)的基礎(chǔ)。
2．視頻編碼技術(shù)
視頻編碼需要將100Mbps的圖像數(shù)據(jù)壓縮到2Mbps甚至更低，這樣視訊技術(shù)才能夠使用。1976年，就職于美國(guó)視訊公司的美籍華人陳文雄博士提出了基于離散余弦變換（DCT）實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻編碼的算法，奠定了視頻編碼技術(shù)的基礎(chǔ)。而1990年ITU-T通過的H.261標(biāo)準(zhǔn)則成為視頻編碼的經(jīng)典之作。
·1990年，H.261：幀間預(yù)測(cè)編碼和幀內(nèi)DCT的混合編碼方法。
·1995年，H.263：是H.261的發(fā)展，重點(diǎn)在于改善低碼率下（<384Kbps）的圖像編碼質(zhì)量。在結(jié)構(gòu)上仍沿用H.261的幀間預(yù)測(cè)編碼和幀內(nèi)DCT的混合編碼方法。
其改進(jìn)之處在于：半像素精度的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、優(yōu)化的可變長(zhǎng)編碼表（VLC）、更好的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)。同時(shí)，還提供了以下選項(xiàng)：無限制運(yùn)動(dòng)質(zhì)量模式（Annxe D）、高級(jí)預(yù)測(cè)模式（Annxe F）、PB幀模式（Annex G）、基于句法的算術(shù)編碼模式（SAC）（Annxe E）。
上述方法增強(qiáng)了低碼率下的圖像編碼效果，尤其是減少了低碼率下圖像出現(xiàn)拖影或馬賽克的情況。僅僅對(duì)于高碼率（>384kbps），則與H.261差別不明顯。
·1998年，H.263+（H.263版本2）：是H.263的增強(qiáng)，提出了16個(gè)可選項(xiàng)（Annex I、J、K、L……），從以下幾方面改進(jìn)編碼質(zhì)量和效率：提高編碼效率、提高了編碼靈活性、支持編碼質(zhì)量可擴(kuò)展性、提高容錯(cuò)和抗誤碼性。
·H.263++：常談到的H.263++并不是ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的名稱，而是對(duì)H.263+增加了Annex U（增強(qiáng)的參考圖像選擇）、Annex V（數(shù)據(jù)分割）、Annex W（增強(qiáng)的補(bǔ)充信息）選項(xiàng)后的通稱。H.263+/H.263++的眾多選項(xiàng)往往會(huì)令使用者無所適從。因此目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品也都是根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)其中的幾項(xiàng)。
·2003年，H.264：H.264和以前的標(biāo)準(zhǔn)一樣，也是幀間預(yù)測(cè)編碼和幀間變換編碼的混合編碼方式。H.264的技術(shù)亮點(diǎn)在于：高精度、多模式的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、4×4塊的整數(shù)變換、統(tǒng)一的VLC、幀內(nèi)預(yù)測(cè)、容錯(cuò)性和抗誤碼能力。理論上H.264的編碼效率較H.263高50%。實(shí)際產(chǎn)品中圖象質(zhì)量的改善量目前并不樂觀，權(quán)威估計(jì)在15%～40%之間。
從另一方面講，H.264性能的改進(jìn)是以增加復(fù)雜性為代價(jià)而獲得的，而且目前市場(chǎng)上新推出的產(chǎn)品，還沒有經(jīng)過兼容性、穩(wěn)定性等實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)。綜合以往新標(biāo)準(zhǔn)、新產(chǎn)品投入實(shí)際市場(chǎng)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，到2005年，H.264的應(yīng)用會(huì)逐步發(fā)展起來并趨向成熟。
3．語(yǔ)音編碼技術(shù)
在H.320/H.323體系結(jié)構(gòu)下，目前語(yǔ)音編碼采用的是G.711/G.722/G.728編碼算法，較好地滿足了語(yǔ)音傳輸?shù)囊蟆?duì)于H.323中新推出的G.723和G.729，因?yàn)檎Z(yǔ)音質(zhì)量較差，更多地應(yīng)用于Internet上的個(gè)人通信應(yīng)用，而未被企業(yè)應(yīng)用采納。
4．T.120數(shù)據(jù)應(yīng)用
H.320/H.323體系結(jié)構(gòu)下數(shù)據(jù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)T.120，支持T.126交互式電子白板、文件傳輸、應(yīng)用程序共享。它的優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o失真，從而保證傳輸白板或圖片的高清晰度；支持交互式操作（能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)作功能、對(duì)文檔的共享、查看和修改等），這對(duì)于遠(yuǎn)程教學(xué)和遠(yuǎn)程討論是非常重要的。
5．遠(yuǎn)程協(xié)作技術(shù)
在遠(yuǎn)程辦公的應(yīng)用中，用戶往往需要通過遠(yuǎn)程協(xié)作實(shí)現(xiàn)對(duì)文檔的共享、查看或修改。遠(yuǎn)程協(xié)作技術(shù)支持常用辦公軟件，如MS Word、Excel、PowerPoint文檔的遠(yuǎn)程共享、支持共享桌面（Desktop Sharing）、支持Internet瀏覽、Web 會(huì)議、論壇或者聊天室應(yīng)用。遠(yuǎn)程協(xié)作將會(huì)真正使人們能夠?qū)崿F(xiàn)異地辦公或遠(yuǎn)程教學(xué)。
6．流媒體技術(shù)
因?yàn)榱髅襟w技術(shù)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)和易擴(kuò)展等特性，使它在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中已取得廣泛的應(yīng)用。在視頻通信中，結(jié)合流媒體技術(shù)，利用單播（Unicast）或組播（Multicast）等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更容易地將交互式的視頻內(nèi)容單向廣播到辦公局域網(wǎng)或校園網(wǎng)，使更多的人非常方便地接收到; 另一方面，它還可以把實(shí)時(shí)的內(nèi)容進(jìn)行非實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)、點(diǎn)播或回放。
7．多媒體信息傳輸
在人們交流的過程中，單純音、視頻之外的信息占的比例越來越大，如教師的電子課件、氣象部門的動(dòng)態(tài)氣象云圖、醫(yī)生的醫(yī)學(xué)圖片等。所以需要全面地支持各種多媒體信息的傳輸，包括：多媒體視頻播放，支持常見的MPEG1、MPEG2、MPEG4和RM、AVI、MOV等視頻格式；多媒體音頻的播放，支持WAV、MIDI、MP3等音頻格式; 支持BMP、GIF、JPEG像素格式圖像，以及Visio、Flash、CG等矢量格式圖形；支持超文本的共享，如ASCII/PDF/HTML等文本格式。
視頻技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)
1．標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)化的問題仍然是視訊廠商，尤其是國(guó)內(nèi)廠商在技術(shù)發(fā)展過程中需要特別注意和解決的問題。ITU-T和國(guó)家間相互通信標(biāo)準(zhǔn)，旨在保證設(shè)備的互通和互控性。雖然H.320/H.323并不完善，甚至尚存技術(shù)瓶頸，但在可預(yù)見的2～3年內(nèi)，仍然會(huì)是電路交換/包交換網(wǎng)絡(luò)上的視頻通信框架標(biāo)準(zhǔn)。而標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品才能確保市場(chǎng)應(yīng)用的普及和推廣。
2．信息壓縮
作為視頻技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，信息壓縮技術(shù)在近1～2年內(nèi)會(huì)保持緩慢但不斷的發(fā)展。雖然它的目標(biāo)是在盡可能低的誤碼率下獲得盡可能好的圖像質(zhì)量，但以目前的技術(shù)水平和通用CPU處理能力，基于軟件的音視頻編碼器還很難滿足企業(yè)，尤其是專業(yè)領(lǐng)域用戶的需求。所以軟、硬件結(jié)合的產(chǎn)品仍將是主流。
3．應(yīng)用范圍
超媒體應(yīng)用技術(shù)的普及，將為未來視訊應(yīng)用的迅速推廣奠定基礎(chǔ)。視頻通信技術(shù)要跳出傳統(tǒng)的會(huì)議電視的局限，有賴于超媒體技術(shù)對(duì)會(huì)議電視功能單一進(jìn)行問題解決，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公、氣象、電力、水利、企業(yè)等專業(yè)領(lǐng)域豐富的應(yīng)用需求。
4．市場(chǎng)
另外，從市場(chǎng)應(yīng)用細(xì)分的角度來看，視訊技術(shù)的專業(yè)應(yīng)用仍然將是主流。它通過專用的DSP處理器完成高質(zhì)量的音視頻編碼，通過軟件支持超媒體技術(shù)應(yīng)用。同時(shí)，個(gè)人視訊應(yīng)用范圍將逐漸擴(kuò)大，純軟件或類似可視電話的簡(jiǎn)單、易用、低價(jià)產(chǎn)品在未來將會(huì)逐漸得到普及，方便人們的溝通、交流和娛樂。
總之，技術(shù)發(fā)展是永無止境的，但是技術(shù)不是為了技術(shù)本身而存在和發(fā)展。視訊技術(shù)的發(fā)展方向在于突破傳統(tǒng)的功能單一的會(huì)議電視，實(shí)現(xiàn)滿足專業(yè)需求的超媒體應(yīng)用。真正地融入到人們的日常工作、生活中，這將是視訊應(yīng)用取得發(fā)展的關(guān)鍵。
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