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H.264 SVC與網絡異構

中國投影網行業資訊　2009-9-16 11:17:04　編輯：非凡　[ 大中小 ]

　　1 視頻會議部署面臨的網絡異構問題

　　隨著3G、衛星網、IP固網的發展和普及，人們開始希望在不同的網絡中，將大小形態不同、能力不同、接入方式不同的多種終端設備，隨時隨地地接入到視頻會議系統中，從而真正實現可跨越空間、時間的全方位協作會議。

　　要實現真正跨空間、時間的全方位協作會議，要求視頻會議系統的部署必須解決好各種具有不同帶寬的網絡的異構問題。這種網絡異構：首先具有多種不同網絡帶寬的視頻會議用戶，需要接受不同質量的視頻，有足夠的帶寬時，會接受具有較高的幀率、分辨率、圖像質量的視頻；帶寬不夠時，會選擇接受具有較低的幀率、分辨率、圖像質量的視頻；其次，即使物理上具備相同的網絡帶寬、受限終端設備的解碼和顯示能力，具有不同視頻解碼能力和視頻呈現能力的用戶也會請求不同幀率和分辨率的視頻。為止，不同用戶采用了不同的數據帶寬，也構成了用戶（網絡）異構。

　　在通信行業，解決網絡異構的傳統方法是：在視頻會議系統的MCU上針對不同的網絡帶寬和用戶需求對原始大小視頻流進行轉碼壓縮。但由于轉碼壓縮的復雜性需要額外的硬件投資，成本很高。而且，隨著異構環境的不斷復雜化，這種轉碼的方法也將無法完全勝任。

　　2 H.264 SVC在異構網絡中的編碼技術優勢

　　H.264 SVC（H.264可分級編碼）作為H.264標準的一個擴展最初由JVT在2004年開始制定，并于2007年7月獲得ITU批準。H.264 SVC以H.264 AVC視頻編解碼器標準為基礎，利用了AVC編解碼器的各種高效算法工具，在編碼產生的編碼視頻時間上（幀率）、空間上（分辨率）可擴展，并且是在視頻質量方面可擴展的，可產生不同幀速率、分辨率或質量等級的解碼視頻。

　　H.264 SVC通過在GOP（編碼圖像組）中設置可丟棄的參考幀實現時間上的可分級。如圖1所示：0-16視頻幀構成全幀率視頻，除T3標志外的所有視頻幀構成了半幀率視頻，所有 T0標志和T2標志的視頻幀構成了1/3幀率視頻，所有只是T0標志的視頻幀構成了1/4幀率視頻。

H.264 SVC與網絡異構
圖1 SVC 時間可分級

H.264 SVC與網絡異構
圖2 SVC 空間可分級

　　H.264 SVC通過在在編碼碼流嵌入具有相關性的多個不同分辨率的子流實現空間上的可分級。上層所有的視頻幀構成了高分辨率視頻，下層所有的視頻幀構成了低分辨率視頻（如圖2所示）。

　　為此，具備H.264 SVC編碼的視頻會議系統，在保證高效的視頻壓縮性能的基礎上，視頻廣播端可以通過一次編碼產生具有不同幀率、分辨率的視頻壓縮碼流，以適應不同網絡帶寬、不同的顯示屏幕和終端解碼能力的應用需求，從而有效地避免了視頻會議系統中MCU上復雜而昂貴的轉碼。

　　3 采用H.264 SVC在異構網絡中部署視頻會議

　　H.264 SVC技術出來已經有幾年了，但由于實際應用有一定的難度，目前采用該技術的公司和產品都不多。

　　上海華平信息技術股份有限公司是為數不多，采用H.264 SVC技術的視頻會議廠家之一。在面向異構承載網絡的AVCON高清視頻會議系統采用了H.264 SVC壓縮編碼，通過SVC時間可分級和空間可分級編碼技術，產生幀率可變和分辨率可變的視頻傳輸碼流，可以根據不同的或是不穩定的網絡帶寬和不同的終端設備（主要是解碼能力和顯示能力）智能選擇發送不同分辨率和幀率的視頻流，有效地解決了基于不同終端（PC、手機、會議終端）、不同網絡（專網、局域網、因特網、移動網絡）組成的視頻會議系統的不同網絡帶寬、不同屏幕大小和不同終端解碼能力的異構問題。

　　基于SVC編碼的視頻會議系統視頻廣播端通過一次編碼產生多種速率視頻，智能適應系統中不同與會終端的帶寬需求。（如圖3所示）

H.264 SVC與網絡異構
圖3基于H.264 SVC編碼的會議終端智能適配

H.264 SVC與網絡異構
圖4基于H.264 SVC編碼的網絡帶寬智能適配

　　基于H.264 SVC編碼的網絡帶寬智能適配，可通過視頻會議系統MCU，根據與會者不同的網絡帶寬進行智能選擇轉發（而不是轉碼）不同速率的視頻流。實現在帶寬變動的時候，MCU可以針對不同的用戶分別進行動態的調整，根據帶寬的實際變化而動態的決定是否隔幀丟幀或降低分辨率。例如，A用戶帶寬很好，可以進行全幀率傳輸，而B用戶帶寬發生抖動的時候，MCU可以丟棄一半的幀來確保傳輸的及時性，避免產生擁塞，縮短延時。其幀率可分級編碼的功能,不僅支持1/2分級，而且支持1/3,1/4,...1/n幀率視頻分級傳輸.即，當編碼端與MCU間帶寬不夠時，可以視情況選擇1/n幀率上傳；當MCU與某個客戶端間帶寬不夠時，也可視情況選擇1/n幀率轉發。從而實現視頻會議系統中任意網絡帶寬的智能適配。

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文章來源：中國投影網