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超媒体技术将视频通讯融入日常办公
作者：赵卫东，VTEL美国视讯公司大中国区技术总监
摘要
视频通讯是指在现有的公共或专用通讯网络上承载以视频为主，包括语音、数据等多媒体信息传输的通讯系统。在发展初期，它被主要用于各级政府的远程行政会议，因而习惯上被称为"会议电视"或"视频会议"。但是，随着技术的发展，视频通讯的功能远不是如此"单一"，它逐渐发展成为支持超媒体技术的通讯系统，满足人们对一体化网络和一体化办公的要求，正在融入到人们的日常工作和生活中。本文主要介绍超媒体技术的发展和应用。
视频通讯应用的发展回顾
1990年，ITU-T的前身CCITT通过了H.320系列视频通讯框架标准，继而出现了第一个实用的数字视频通讯产品。H.320系列标准中采用H.261CIF/QCIF视频格式和G.711/G.722/G.728音频格式，支持ISDN
BRI/PRI和DDN/E1通讯网络，有优秀的视频、音频质量和较强的稳定性和安全性。但其局限性也很明显，如功能单一、对电路要求高、电路运营费用高等，妨碍了视频通讯技术的普及和推广。
1996年ITU-T通过了基于包交换网络的H.323系列标准，它的全称是"不保证服务质量的局域网上的视音频系统"。H.323标准的推出使得视频通讯应用在1998年后取得了较快的发展。H.323的应用也逐渐超过了H.320，成为市场的主流。但是H.323与H.320一样，主要支持视音频的传输，仍显得功能单一。另外，它不保证服务质量的弱点，使得在对稳定性、安全性要求较高的领域不被采用。
在视频通讯（会议电视）技术诞生至今的二十余年中，随着网络与通讯技术及其相关标准的不断发展，市场对于视频通讯应用的需求也发生了巨大的变化。
在视频通讯发展初期，能够在异地看到对方的图像，听到对方的声音，已经是很令人惊奇的事情了。因此，早期的视频通讯主要是"可视电话"或"会议电视"的功能。它满足了人们渴望获取图像信息的要求。
随着会议电视的普及，人们开始考虑视频通讯技术能否用于需要远程通讯的其它领域，如远程教学和远程医疗。H.323的出现满足了基于IP的校园网传输视频的要求，特别是基于T.120的电子白板等数据应用满足了远程教学中的白板讨论、播放幻灯片、传送教师讲义。正是在这期间，中国第一个全国远程教学网在北邮建成。它采用了VTEL公司的TC2000多媒体视讯终端，满足了上述教学要求。
随着视频通讯应用的不断深入，不同行业的用户越来越感觉到功能单一"会议电视"不能满足他们的需求。譬如：政府应用在大力推广电子政务的前提下，越来越强调"远程办公"、远程查看、共享或修改办公文档和数据报表；运营商则希望将应用推广到个人，在视音频通讯的同时支持网上聊天，从而扩大其增值业务的收入；气象、水利行业需要支持传输高清晰度卫星云图，作为远程会商的基础；远程教学的用户希望能加入流媒体功能，支持授课内容的广播、存储和点播回放；远程医疗的用户需要传送各种高清晰医学图片，并能结合各种医疗仪器远程获取病人的各种信息；而对于中小型企业用户，更是不希望视频通讯只用于显示上层经理的形象。他们更希望其能用于产品设计讨论、产品发布、员工培训……这些需求显然是以往"会议电视"所不能满足的。
视频通讯技术未能广泛普及的重要原因，就在于传统的功能单一�"会议电视"不能满足各个领域用户的专业化需求。值得庆幸的是，随着技术的发展，包括视音频信息编码技术、多媒体技术、计算机技术、网络技术，满足上述用户的专业化的需求正在成为现实。我们称这一综合技术为"超媒体技术"，包括了视频、音频、数据、图形、图像、文字、Web应用、远程协作、媒体信息的广播和存储等等。超媒体技术能够真正满足用户对一体化网络的需求。
超媒体通讯技术
超媒体通讯技术是对传统视频通讯技术的发展。超媒体通讯包含了以下一些主要内容：
1、支持ITU-T H.320/H.323标准的多媒体通讯系统。
视频通讯区别于个人计算机应用的最主要一点即在于它是满足ITU-T标准的通讯系统。标准性保障了区内、国内或国际通讯的互通性和互控性，就像打电话时，用户不需要考虑交换机和对端电话机的型号，因为是基于通讯标准。所以H.320/H.323标准仍将是超媒体通讯技术的基础。
2、视频编码技术。
视频编码需要将100Mbps的图像数据压缩到2Mbps甚至更低，这样视频通讯技术才能够使用。1976年，就职于美国视讯公司的美籍华人陈文雄博士提出了基于离散余弦变换（DCT）实现数字视频编码的算法，奠定了视频编码技术的基础。而1990年ITU-T通过的H.261标准则成为视频编码的经典制作。
? 1990年，H.261：帧间预测编码和帧内DCT的混合编码方法。
? 1995年，H.263：是H.261的发展，重点在于改善低码率下（<384Kbps）的图像编码质量。在结构上仍沿用H.261的帧间预测编码和帧内DCT的混合编码方法。其改进之处在于：半像素精度的运动补偿、优化的可变长编码表（VLC）、更好的运动矢量预测。同时，还提供了以下选项：无限制运动质量模式（Annxe
D）、高级预测模式（Annxe F）、PB帧模式（Annex G）、基于句法的算术编码模式（SAC）（Annxe E）。上述方法改进了低码率下的图像编码效果，尤其是减少了低码率下图像出现拖影或马赛克的情况。单对于高码率（>384bps）则与H.261差别不明显。
? 1998年，H.263+（H.263版本2）：是H.263的增强，提出了16个可选项（Annex
I，J，K，L，……），从以下几方面改进编码质量和效率：提高编码效率、提高了编码灵活性、支持编码质量可扩展性、提高容错和抗误码性。
? H.263++：常谈到的H.263++并不是ITU-T标准的名称，而是对H.263+增加了Annex
U（增强的参考图象选择）、Annex V（数据分割）、Annex W（增强的补充信息）选项后的通称。H.263+/H.263++的众多选项往往会令使用者无所适从。因此目前市场上的产品也都是根据需要实现其中的几项。
? 2003年，H.264：H.264和以前的标准一样，也是帧间预测编码和帧间变换编码的混合编码方式。H.264的技术亮点在于：高精度、多模式的运动估计、4
x 4块的整数变换、统一的VLC、帧内预测、容错性和抗误码能力。理论上H.264的编码效率较H.263高50%。实际产品中图象质量的改善量目前并不乐观，权威估计在15%-40%之间。从另一方面讲，H.264性能的改进是以增加复杂性为代价而获得的，而且目前市场上新推出的产品，还没有经过兼容性、稳定性等实际应用的考验。综合以往新标准、新产品投入实际市场应用的经验，到2005年，H.264的应用会逐步发展起来并趋向成熟。
3、语音编码技术
在H.320/H.323体系结构下，目前语音编码采用的是G.711/G.722/G.728编码算法，较好地满足了语音传输的要求。对于H.323中新推出的G.723和G.729，因为语音质量较差，更多地应用于Internet上的个人通讯应用，而未被企业型应用采用。
4、T.120数据应用
H.320/H.323体系结构下数据应用的标准T.120，支持T.126交互式电子白板、文件传输、应用程序共享。它的优点在于数据传输的无失真，从而保证传输白板或图片的高清晰度；支持交互式操作（能够实现远程协作功能、对文档的共享、查看和修改等），这对于远程教学和远程讨论是非常重要的。
5、远程协作技术
在远程办公的应用中，用户往往需要通过远程协作实现对文档的共享、查看或修改。远程协作技术支持常用办公软件，如MS
Word、Excel、PowerPoint文档的远程共享、支持共享桌面（Desktop Sharing）、支持Internet浏览、Web
会议、论坛或者聊天室应用。远程协作将会真正使人们能够实现异地办公、或远程教学。
6、流媒体技术
因为流媒体技术简单、易实现和易扩展等特性，使它在计算机网络中已取得广泛的应用。在视频通讯中，结合流媒体技术，利用单播（Unicast）或组播（Multicast）等网络技术，更容易将交互式的视频内容单向广播到办公局域网或校园网，使更多的人非常方便地接收到视频通讯的内容。另一方面，它还可以把实时的视频通讯的内容进行非实时的存储、点播或回放。
7、多媒体信息传输
在人们交流的过程中，单纯音、视频之外的信息占的比例越来越大，如教师的电子课件、气象部门的动态气象云图、医生的医学图片等。所以在视频通讯中需要全面地支持各种多媒体信息的传输，它包括：多媒体视频播放，支持常见的MPEG1、MPEG2、MPEG4和RM、AVI、MOV等视频格式；多媒体音频的播放，支持WAV、MIDI、MP3等音频格式；支持BMP、GIF、JPEG像素格式图象，和Visio、Flash、CG等矢量格式图形；支持超文本的共享，如ASCII/PDF/HTML等文本格式。
视讯技术和应用的发展趋势
首先，标准化的问题是仍然视讯厂商，尤其是国内厂商在技术发展过程中需要特别注意和解决的问题。符合ITU-T和国家相互通讯标准，旨在保证设备的互通和互控性。虽然H.320/H.323有不完善或技术瓶颈，但在可预见的2-3年内，仍然会是电路交换/包交换网络上的视频通讯框架标准。而标准化的产品才能确保市场应用的普及和推广。
其次，作为视频通讯技术的重点和难点，信息压缩技术在近1-2年内会取得缓慢但不断的发展。虽然它的目标是在尽可能低的码率下获得尽可能好的图象质量，但以目前的技术水平和通用CPU处理能力，基于软件的音视频编码器还很难满足企业、尤其是专业领域用户的需求。所以软、硬件结合的产品仍将是主流。
再次，超媒体应用技术普及将为未来视讯应用的迅速推广奠定基础。视频通讯技术要跳出传统的"会议电视"。超媒体技术将解决"会议电视"功能单一的问题、实现远程教学、远程医疗、远程办公、气象、电力、水利、企业等专业领域对于视频通讯丰富的应用需求。
另外，从市场应用细分的角度来看，视频通讯的专业应用仍然将是主流。它通过专用的DSP处理器完成高质量的音视频编码，同时通过软件支持超媒体技术应用。同时，个人视频通讯应用范围逐渐扩大，纯软件或类似可视电话的简单、易用、低价产品在未来将会逐渐得到普及，方便人们的沟通、交流和娱乐。
总而言之，技术发展是永无止境的，但是技术不是为了技术本身而存在和发展。现代通讯技术发展的目的是满足每个人在任何时间、任何地点的获取和表达各种信息的要求。所以视频通讯技术的发展方向在于突破传统的功能单一的"会议电视"，实现满足专业需求的"超媒体"应用，真正地融入到人们的日常工作、生活中。这将是视频通讯应用取得发展、也是业内厂家得以在市场立足的必然趋势。
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