信息处理课程设计实践报告.docx

1、信息处理课程设计实践报告信息处理课程设计实践报告 题 目： 视频会议系统设计 班 级： 电子信息科学与技术2004-2班 学 号： 08043030 姓 名： 指导教师： 中国矿业大学计算机学院2007-12-25摘 要随着目前工作节奏的加快和业务量的不断扩大，快速而经济地缩小地理上的差距已成为一项重大挑战。采用有效方式提高工作效率和管理质量非常重要，为此，视频会议是语音会议的一种很好的升级，是一种发展的趋势。而且目前我们在的工作区域范围是离不开网络的，伴随着多媒体计算机技术和通信技术的发展,产生了一种新的技术多媒体通信技术,它是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物,兼收了计算机的

2、交互性、多媒体的复合性、通信的分布性以及电视的真实性等特点,具有明显的优越性。目前,如何在IP网络中更好、更快地实现视频、音频的传送已成为当今的研究热点之一。 本设计是模拟实现一种简单的视频会议功能，实现多人的视频、音频、图象、文字的传输和交流。本系统还有待完善，更好的视频会议系统使用户能够成功地进行多点的研讨会和其他面对面的交流活动。2.2.1图像压缩和传输技术 42.2.2多点控制技术（MCU） 52.2.3视频网络传输技术 6第1章视频会议系统概述1.1 视频会议系统背景为了满足目前工作节奏的加快和业务量的不断扩大，我们需要快速而经济地缩小地理上的差距已。必须要采用有效方式提高工作效率和

3、管理质量，在目前的多媒体计算机技术和通信技术基础上，视频会议成为一种即将成为主流，它将成为语音会议的一种很好的升级，是一种发展的趋势。目前,如何在IP网络中更好、更快地实现视频、音频的传送已成为当今的研究热点之一。随着IP网络的速率越来越高,从窄带走向宽带,承载业务从非实时走向实时,IP技术已成为实现视频、音频、数据等综合业务的最佳选择。视频会议是一种利用通信线路把两地或者多个地点的会议室连接起来,以视频方式召开会议的多媒体通信手段。传统的实现方式主要是利用电信技术,采用专用的硬件设备在电视网络上传输(大多为模拟信号) ,因此成本高而且应用面很窄。随着宽带网络的发展和普及,低损耗、高压缩比的视

4、频音频压缩算法的出现,基于计算机网络和PC机逐渐成为主流。1.2 视频会议系统目的与意义设计并实现一个简单的视频会议系统，目的是为了更好的提高工作效率，让在不同的区域内的人，在不同的区域地点，进行会议传达。 视频会议系统:视频会议系统是指通过现有的各种电气通讯传输媒体，将人物的静、动态图像、语音、文字、图片等多种资料分送到各个用户的计算机上，使得在地理上分散的用户可以共聚一处，通过图形、声音等多种方式交流信息，增加双方或者多方对内容的理解能力。视频会议系统的实现可以给应用人更多方便和快捷，可以说没有区域的限制，也没有了以前电话会议，只能闻声，而不能见人的烦恼，人类的交流是多方便的，要更好的交流

5、，就要有多媒体的支持。1.3 报告组织结构1) 系统概述2) 系统构成 3) 系统的性能及特点4) 系统的核心技术 5) 系统功能第2章 相关理论与技术2.1系统介绍及相关理论IP视频会议系统，是利用视频、音频压缩技术及点到点或点到多点的通信技术，构筑在IP网络上的全新会议解决方案。该系统不同于传统的基于会议室的会议系统，它不需要固定的线路和固定的会议地点、不依赖于固定的设备和昂贵的硬件投资，与会者只需安坐在会议室、教室、办公室里或家中，随时随地，随便用一台笔记本电脑或PC，连上一条网络连接线，通过公用网络，连接到虚拟的会议呼叫中心（会议管理服务器），就可以随时和各地的伙伴和同行进行数据、音频

6、及视频的交流通讯。 由于该系统在会议终端和服务器端采用纯软件的解决方案，会议终端仅仅是通过会议客户端软件，而服务器端是虚拟的大型会议中心。通过该系统，无论多远，还是多少人都可以在这里进行会议交谈、演讲、报告或个人之间的无障碍交流，体验前所未有的实时、高质量的交互式音频和视频体验，并能为用户节约人力、物力，以低投入获得高收益。视频会议系统的种类:视频会议系统在用户组成模式上分为点对点（2人）和群组视频会议系统（多人）两种，按技术实现方式上分为模拟（如利用闭路有线电视系统实现单向视频会议）和数字（通过软硬件计算机和通讯技术实现）两种。2.1.1视频会议系统对应用环境的需求：会议设备-视频会议系统传

7、送的是多媒体数据，与普通数据有所不同，由于声音和动态图像的源信号的数据量比较大，无法直接在一般条件的数字线路上传输。同时，基于对实际使用效果的要求，用户还要求传送的声音、图像信号连续平滑，其它辅助功能使用简捷。因此，要达到这样的效果，系统在声音或者图像压缩、通讯线路条件、数据/应用程序共享等方面都对技术提出了很高的要求。一般需要较宽的网络带宽，才能进行数据互换。视频会议系统现行的标准： 国际电信联盟ITU对于视音频通讯及其兼容性的技术进行了规范，在这些基本的协议中，同时对语音、视频的编码格式，用户控制模式等要件进行了相关的规定。ITU-T制定的适用于视频会议的标准有： H.320协议（用于IS

8、DN上的群视频会议）、H.323协议（用于局域网上的桌面视频会议）、H.324（用于电话网上的视频会议）和H.310（用于ATM和B-ISDN网络上的视频会议）。其中H.323协议成为目前应用最广最通用的协议标准。视频会议系统可实现的会议功能需求：1、任意两点、四点、八点、十六点、二十四点等会场的连接2、会场场景的近程和远程控制3、任意会场的切换、广播、控制4、会场图片资料、电子文档、音像资料的传递与交流5、高质量的视讯会议效果，实时、动态传播6、系统具备很强的扩充性，可接入局域网7、会场实 现声音自动跟踪摄像8、满足视频流广播9、操作简单、维护方便 2.1.2多媒体网络系统 多媒体网络系统是

9、将计算机网络技术与多媒体技术有机地结合起来的一项全新的网络应用系统。与传统的网络应用系统相比，它具有很大的优势，能将多媒体技术和计算机网络系统应用结合起来，使两个系统开始走向融合。利用计算机网络技术，可以使数字化的多媒体信息传送到网络上的每一台计算机上，从而与现有的信息管理系统有机地融合在一起，更好地为管理服务，提高管理水平和管理效率。多媒体网络系统的出现已经超出了传统网络应用的范畴，在其基础上增强了管理的概念。它事实上已经成为现代化管理的一个有力工具。2.2系统的核心技术 视频会议系统结合目前先进的网络技术，即：图像压缩和传输技术、视频多点控制技术、网络通讯技术。这就是构成视频会议系统的主要

10、核心技术。 2.2.1图像压缩和传输技术网络视频会议系统的关键技术是图像的数字化处理和图像压缩技术，其核心是图像压缩算法。采用数字化处理技术，将摄像机的图像信号转换成计算机所能处理的数据，通过网络或其它媒介将数据传输到另一台计算机或数字化设备上，然后再将数据还原成图像。数字化图像可在同一线路上传输多路图像信息。常用的压缩算法有： 用于网络视频会议的压缩标准H.263系列，图像分辨率352*288。 M-JPEG动态图像压缩方式，压缩比为10-30：1，图像分辨率640*480。 MPEG-1活动影像压缩方式，VCD压缩标准，压缩比为 10-50：1，图像分辨率为352*288。 MPEG-2活

11、动影像压缩方式，DVD压缩标准，压缩比为 10-30：1，图像分辨率为740*512。 MPEG-4活动影像压缩方式，图像分辨率为从240 * 176-740*512之间可调。2.2.2、多点控制技术（MCU）在多点控制技术上，我们采用先进的组播技术，以减少视频流在整个网络上所占的带宽。工作模式： 模式1：单一子网，所有客户均处于同一子网，无须代理服务进行转播，数据流在各客户之间直接传输,每台PC输出多路流，同时收到来自各台会议成员发送过来的流。 模式2：单一子网，所有客户均处于同一子网，但通过代理服务进行转播，发送端PC仅输出1路视频流。转播代理服务器向大量接收者发送视频流，可以通过单播（U

12、nicast）和组播（Multicast）方式。 模式3：多个子网，某（几）个子网无代理模块。同一子网内部的数据流模式和模式1相同。不同子网间的数据流，将通过代理服务进行转播。呼叫中心根据代理服务所在子网进行判断，将远端服务请求发送至代理。由代理转发不同子网间数据。 模式4：多个子网，所有子网均有代理模块。所有子网间数据流量均能通过代理进行转发，代理服务使网络数据流量最优。 模式5：多个子网，所有子网均有代理模块。发送端直接发送流给本地观众，所有子网间数据流量均能通过代理进行转发，代理服务同时使用组播方式进一步使网络数据流量减小。2.2.3视频网络传输技术实时的视频图像能够在局域网内传输一般通

13、过三种方式：单路广播、广播和数据的多路广播。传统的单路广播和广播的传输方法明显不同于IP多路广播。多路广播技术覆盖网络的许多领域，包括视频和远程会议、多媒体简报、新闻发布以及远程直播等。IP多路广播几乎可以通过任何的网络基础结构，包括以太网、ATM、帧中继、SMDS以及卫星。为了多路广播能够工作，支持多路广播的TCP/IP要安装在所有参与的机器上。第3章视频会议系统设计与实现3.1系统目标本系统可以实现一个有双方参加的视频会议系统。建立一个集图像、声音、文字为一体，实时双向传输的高速宽带多媒体视频会议系统。本系统的设计与实施可以实现如下目标：1. 建立一套公司内部的桌面会系统。2.设立几个会议

14、PC终端，主要分布在不同区域，系统要有一定的扩展性、安全性、传输带宽、图像压缩格式等功能。3. 系统具有良好的实时性、连续性、音视频同步性、安全性、可扩展性。4. 数字录像系统能够进行实时录像。3.2系统功能及实现本系统利用了图像压缩和传输技术、图像控制技术、网络通讯技术等先进技术，是一个功能强大的宽带多媒体视频会议系统。综合起来，具有如下主要功能及实现：3.2.1音视频交流功能：这也是IP视频会议的基本功能，通过该系统可以实现多路用户音视频互动交流。只要是登录在线的，各用户端是可以完全主动的选择对方的视频，也可以拒绝新呼叫和断开已经连接的音视频。可以多路显示，并同时进行你的本机其他操作。程序

15、运行界面如图所示： 发送端程序运行界面双机互连发送连接请求和收到连接请求的界面:发送一个消息 接受视频请求 视频会议启动后界面： 3.2.2电子白板交流功能是指在当前屏幕下打开多一个窗口，进行注解、介绍或者板书。如同传统的白板一样可以进行板书，而且带有多种绘图和文字工具，这种白板是采用两个用户的屏幕共享方式的，双方协同工作，共同讨论，权限高的一端也可以锁定白板只允许自己操作。白板可以分多页面显示，任何一端都可以把白板的操作过程按时间轴线性记录下来以会后回放和存档，或把单独一帧的白板图象存为bmp文件。 发送信息界面 3.2.3视频/语音留言功能可以有效地帮助用户对那些没有在线或免打搅的用户或正

16、在另一呼叫上的用户使用视频/语音/白板/文字进行留言，通过这种较委婉的方式可以适合一些较特定的沟通需求。这一点其它的视频会议解决方案是不具备的。结 论在这个系统种应用了多种技术，尤其是多媒体通信技术,在信息高速公路基础设施建设的基础上,并且基于Internet 的各种信息服务的应用，实现了视频会议的功能。但在功能上还有很多的缺陷，有很多的构想还有待于实现，例如在系统设计中提到的多点控制技术（MCU），尚未在系统很好的实现。而且目前视频会议业务还远未普及,在这方面的潜力非常大。桌面视频会议系统既可以点对点通信,又可以参加多点会议,造价低,易于普及。因此,开发基于TCP/IP协议、可运行于Inte

17、rnet网络环境的桌面视频会议系统就具有十分重要的意义。 参考文献1 张智江,张云勇,刘韵洁.SIP协议及其应用M.北京:电子工业出版社,2006. 2 沈鑫剡,等.多媒体传输网络与VoIP系统设计M.北京:人民邮电出版社,2005. 3 Douglas E.Comer. Internetworking With TCP/IP Vol I:Principles,Protocols,and Architectures Fourth EditionM.北京:电子工业出版社,2004.02.4 王军.多媒体网络传输的研究与实现D.长沙:国防科技大学硕士论文,2002. 5 ITU-T Recommendations H.323v5, Packed-based multimedia communications systems, 2003.6 邬伟民 , 基于宽带网的纯软件视频会议系统 ,2007