視頻會議進入IP時代

    使用電腦、移動電子設備，甚至QQ或Skype這些聊天工具，只要你愿意隨時都可以連接召開視頻會議。在視頻會議如此普及的今天，我們很難想象到開個視頻會議要需要專門建立企業專網，系統之間的互聯互通在十多年前更是一種奢望。

    在ITU-T(國際電信聯盟)發布了用于局域網上的視頻會議標準協議H.323以后，與Internet和Intranet相連的視頻會議系統擁有了互通的標準，各廠商紛紛推出符合該標準的產品，基于IP的視頻會議技術的應用逐漸發展起來。視頻會議開始由專網進入IP寬帶網絡時代。盡管MPEG-2以其先進性為整個行業帶了實質性的變化，網絡的丟包率大大降低，但在IP網絡環境中實現視頻會議，對QoS保證、網絡安全、系統優化等也提出了更高的要求。盡管低丟包率對VoIP以及數據傳輸應用不會造成明顯的影響，但對視頻會議來講，出現嚴重的圖像質量損壞卻是很難接受的。為了應對這一問題，業界采用了基于向前糾錯技術(FEC)的丟包隱藏技術。但FEC要求增加流媒體的比特率，也就對帶寬提出了更高的要求。

    經過過去幾年技術、網絡的發展，視頻會議告別了網絡帶寬限制、圖像質量不夠流暢、高昂的價格成本這幾個多年前長期制約視頻通信走向普通企業應用的階段，已經日益成為企業日常工作不可或缺的一部分。

    但視頻會議系統仍然存在著諸多限制因素。作為最終用戶的企業，為了能夠實現無時無刻的視頻通信，他們不僅需要承擔視頻會議系統本身較高的成本，還要為會議室、網絡設備這些輔助的隱性成本買單。即便如此，用戶依然不得不承受圖像丟幀、網絡延遲、馬賽克等問題的困擾。價廉物美的視頻會議系統似乎還是遙遙無期。

    AVC面臨的問題

    H.264AVC標準公布之后，迅速被主流視頻會議廠商在編解碼器中廣泛采用。會議廠商也逐漸開始在自己的編解碼器中采用該技術。作為一種新的國際標準，H.264標志著在視頻編碼技術上的不斷進步，它在編碼效率、圖像質量、網絡親和性和抗誤碼方面都取得了成功，點燃了人們對丟包和網絡延遲這些問題的技術解決方案渴望的熱情。

    隨著終端和網絡的快速發展，對視頻編解碼的新要求在不斷出現，如何進一步優化算法結構、降低處理時延、提高實時性和進一步提高圖像質量這些問題一直都是人們關注的焦點。采用傳統編解碼技術的視頻會議常出現三個問題：網絡并不總能提供高質視頻效果，總是頻繁出現丟包和抖動，導致視頻效果不流暢、清晰； 網絡不能為所有用戶提供持續的可用帶寬；由于MCU對連接帶寬和CPU資源的需求比較高，因此，對當前所用的多點會議單元(MCU和橋)分層較為困難，而且成本相當高。

    SVC帶來的飛躍

    當這些問題亟待解決時，SVC(Scalable Video Coding可分層視頻編解碼)標準的問世為業界帶來了更多的希望。SVC是對規定設備如何對多層視頻流進行編碼和解碼的H.264視頻協議的擴展，被稱為H.264-SVC，使用H.264-SVC的設備可提高相互通信時的誤碼彈性。我們來比較下非分層編解碼器與SVC之間的不同所在。

    非分層的編解碼器通常以連接建立的帶寬大小為基準，在給出的可用帶寬下自動分配分辨率和幀頻，以獲得最佳的編碼效果。這就意味著，如果可提供的網絡帶寬越大，經過編解碼器處理后的高清晰移動圖像的質量也就越高。如果帶寬非常高，并且足以提供每秒30幀、甚至60幀的全高清視頻，那么這時就不會有任何的取舍問題。

    但我們通常所面臨的問題是現實的帶寬并不能達到足以提供每秒30甚至60幀那么高視頻質量，在這種情況下，編解碼器就要在分辨率的優化和幀頻的優化間有所偏重，而這個結果主要取決于視頻中移動圖像的數量和編解碼器的設置。現在的大部分編解碼器還包含動態帶寬算法，在網絡發生數據包丟失時，這種算法的主要目的是以減少帶寬的使用量為途徑實現畫面質量的流暢傳輸。動態帶寬算法的原理是先假定發生了數據包的丟失，也就是說網絡已經出現了擁堵，而降低帶寬就能緩解擁堵，這樣就能獲得一個更好的連接。

    可分層視頻編解碼(SVC)是對H.264視頻編解碼標準的擴展，SVC技術允許視頻會議設備收發多層視頻流，包括小規模的基礎層以及可選的附加層，以便提高視頻分辨率、幀傳輸速度和質量。分層技術能夠大幅度提高網絡彈性和視頻質量，但不會耗用大量帶寬。此外，一個多層SVC視頻流可以支持多個設備和網絡。

    SVC之所以特別，在于其工作原理就與傳統編解碼器的不同。SVC對傳輸在IP網絡上的一系列視頻幀采取了一種特有的打包方式。它利用多個不同的流對視頻圖像進行壓縮，每個流處理高質視頻圖像的不同組成部分。第一個視頻流用最低的帶寬來處理清晰度低的圖像，附加流則對包含更高分辨率、幀頻和質量水平的信息進行編碼，以獲得更高清晰度和更優質的移動圖像。不過這些附加流并不是對第一個流中包含信息的重復，而是對它的補充。

    與MCU的沖突

    SVC技術的擁護者可能認為，使用了該技術之后就無需MCU了，因為SVC現在所做的工作與MCU編解碼器一樣。這就需要我們更加深入的分析，傳統的H.264AVC多點視頻呼叫中，匯集到MCU的視頻信號來自于各個終端，通過把信號轉換成適當的文件后傳回到顯示屏。假設，有4個與會者參與會議，他們使用了3種不同的設備，包括2臺會議室系統、1臺PC和1臺移動設備。輸入信號源需要進行編碼成為3種不同的輸出信號，這個過程就對電腦響應提出了要求，而且可能產生較為明顯的延遲。

    如果終端采用了SVC編解碼技術情形就完全不一樣了。MCU確實能把一個終端的高清圖像的代碼轉換成可用于另一個端點的標清圖像。不過要具備這個能力，MCU需要具備強大的專業的信號處理器。而在SVC環境中的CPU僅需確定SVC流的哪些部分需要發送，哪些不需要就可以了。如果一個端點只要基層信息，那么也就只要把基層的流發送出去；而如果端點要求原清晰度的圖像，那么就要把所有的流都發送出去；而如果端點對清晰度的要求居中，則需要發送這些SVC流的部分組合。由于這種操作比用一個計算點的方式更方便，所以SVC橋會便宜得多，并且能夠處理更多同步的端點。

    SVC先行者

    早在2005年，MPEG和ITU-T的VCEG聯合將SVC的擴展集草案提交給聯合視頻組(JVT)討論，聯合視頻組(JVT)將此標準定為H.264-SVC標準。此后，每次JVT的會議都圍繞著SVC技術對標準進行修訂和完善。其發布后受到了許多廠商的響應和推崇。

    Vidyo公司首當其沖，不僅幫助委員會起草了SVC標準，還向其他業界廠商展示了其先進性，讓更多的人參與了進來。之后，寶利通宣布開發基于標準的H.264 SVC技術的UC產品， SVC免費提供給戰略合作伙伴，用于通過“統一通信互操作性論壇”(UCIF)這樣的行業組織，向開放和互操作性通信標準提供支持。在寶利通推出SVC技術產品后，微軟是最早宣布采用寶利通H.264 SVC技術的公司之一。

    RADVISION認為SVC是一種演進，正在為其基礎架構和桌面產品引入可分層視頻編解碼支持。H.264-SVC對于視頻編碼來說是一大進步，就像從H.263到H.264的進步一樣。并表示將發布桌面到桌面的會議系統，該系統使用SVC來實現桌面和會議室組合解決方案。

    惠普在這項新的技術方面也很快有了動作，發布一系列基于Vidyo技術的視頻系統產品，從2011年開始與Vidyo更加緊密合作，共同開創基于互聯網上的高清視頻通信系統的新紀元。

    期待

    SVC技術的廣泛應用至少有兩點值得期待。首先，終端產品將更加傾向于采用AVC和SVC兩種編解碼器。在視頻呼叫發起時，終端系統會自動優化選擇使用什么編解碼器，而選擇最終可能取決于網絡連接的類型或者其他終端的功能。第二，SVC保證了更高效和靈活的會議內容存儲，支持高清和標清的存儲方式(通常的會議錄制標清甚至更低的分辨率已足夠)，同樣，SVC技術的優越性也可以在監控應用和錄制中得以更廣泛的體現。