多媒体技术与应用视频课件PPT(9).ppt

1、第九章 多媒体通信n概述n可视电话系统n视频会议系统n多媒体网络n接入网n多媒体网络的服务质量n分布式多媒体系统9.1 概 述 n多媒体通信是多媒体技术与通信技术的完多媒体通信是多媒体技术与通信技术的完美结合，突破了计算机、通信、电子等传美结合，突破了计算机、通信、电子等传统领域的界限，把计算机的交互性、通信统领域的界限，把计算机的交互性、通信网络的分布性和多媒体信息的综合性融为网络的分布性和多媒体信息的综合性融为一体。提供了全新的服务。一体。提供了全新的服务。n历史与现状历史与现状（信息共享）n现代通信技术以电报(1835年)和电话(1876年)出现为诞生的标志，占据重要的地位。n计算机技术

2、和通信技术结合产生了一批种类不同用途各异的通信网络形式和通信业务n多媒体对通信的特点多媒体对通信的特点 (1)多媒体数据量：数据量大，存储量大。(2)多媒体实时性：对传输设备要求高。(3)多媒体时空约束：相互关联和约束既存在空间中，也存在时间上。(4)多媒体交互性：要求提供双向的数据传输。(5)多媒体分布式处理和协同工作要求：业务具有协同性和分布性。n实现途径(1)话路+视频多媒体通信 即增加话路传输带宽，传送视频信息。(2)网络+视频多媒体通信(3)有线电视+交换功能多媒体通信n关键技术(1)声音、视频、动画等的传输技术;(2)数据压缩和解压缩技术;(3)解决多媒体实时同步问题;(4)解决协

3、议和标准化问题。9.2 典型多媒体通信系统 n理想的多媒体通信方式是人们可以在任何地点,任何时间通过网络进行多媒体信息交换。n电话交换网的显著特点是呼叫一建立，处于不同地点的两个用户就通过交换机形成一个直接通路进行信息交换。在传统的电话线，只能传输模拟信号的声音，必须通过调制解调器的转换，方能实现传输数字信息。n为了使电话网能传送视频信号,人们很早就开始可视通信系统的研究。n由于传输线路性能的局限性,可视电话/会议系统一直没能广泛应用。9.2.1 可视电话系统 n从概念上区分：从概念上区分：可视电话：在模拟通信网上传输静态图像的电话。电视电话：在模拟通信网和数字网上传输动态的或准动态图像的可视

4、电话。一般统称为可视电话。n1.1.可视电话组成可视电话组成 n语音处理部分：电话，语音编码器等。n图象输入部分：光导摄像管，CCD摄像机。n图象输出部分：电视机、监视器、液晶显示器。n图象信号处理部分 ：专用的控制器。（核心）：专用的控制器。（核心）2.可视电话控制器(1)图象信号A/D和D/A转换(2)帧存储器(3)信源编码/解码(4)信道编码/解码(5)调制/解调(6)传输信道 可视电话控制器功能框图 帧储存器A/DD/A信源编码解码信道编码解码调制解调摄像显示模拟信道(公用电话网)数字信道(ISDN)数字网3.静止图像传输静止图象传输的过程：n在发送端摄得的图象首先经A/D转换,把模拟

5、信号变成数字信号后存入帧存贮器,即把活动图象冻结,获取一帧画面,并高速写入数字存贮器;n 该静止图象以低速读出,经信源编码和信道编码后送到电话线上传送;n在接收端,接收信号经解调、解码恢复成原来的数字信号后,再送入帧存储器,然后反复以高速读出,D/A变换后送往显示器或监视器;n在显示器上显示出原来的静止图象。静止图象传输原理n主要是利用帧存储器来改变信号的时间轴,把快信号变成慢信号,频带相应由宽变窄,使其能在电话线上传送.n这实际上是利用延长时间轴的方法传输要求宽带的大数据量的数字图象信号。n传输中声音的中断，要求高速传输图像信号，从以下两方面解决：n1.图像处理。一是利用图像压缩/解码技术；

6、二是降低图像分辨率，即把图像质量控制在人们视觉的极限范围内。n2.通信处理。在传送比特数一定得情况下，选用高速调制方式。nISDN的应用为动态图象的传输开辟了广阔的前景,可视电话正朝看动态图象方向发展。n早期编码/解码无标准,互不兼容,无法通信。为此CCITT制订了H.261标准,它规定了视频编码传输速度。n目前H.262(MPEG-2),H.263(低速线路)等标准提供了不同速率的视频编码技术.4.动态图像传输9.2.2 视频会议系统 n1.发展概况n视频会议系统是一种在位于两个或多个地点的一群用户之间提供语音和运动彩色画面的双向实时传送的视听会话型电信会议业务。n早期的视频会议系统推广受到

7、很大的限制。nCCITT为视听通信系统制定了H.261标准,解决了不同厂商产品兼容性问题,为其普及打下良好的基础。商品化的视频会议系统(1)高档会议室型DDN,专网,300K-2M(2)桌面会议系统DDN,ISDN(112-768K)或LAN(384K)(3)可视电话型PSTN(28.8,33.6K)1990年年12月，月，ITU-T批准了在窄带批准了在窄带ISDN上进行视听业上进行视听业务的标准务的标准H.320建议建议视频会议系统的组成 n视频编解码器及附属设备 n音频编解码器及附属设备n信息通讯设备 n多路复用/信号分离设备n用户/网路接口n多点控制设备(MCU)n系统控制部分 2.视频

8、会议系统的组成多点视频会议系统视频输入输出设备视频编解码器音频输入输出设备音频编解码器时延用户/网络接口多路复用/信号分离设备 信息通信设备 系 统 控 制会议电视终端设备B会议电视终端设备CMCU会议电视终端设备A传输信道H.320建议H.261H.221G.703G.711,G.722.G.728H.242.H.230,H.221.H.243.H.281T.120系列 H.200/AV.270ITU多媒体通信标准 nITU从1990发布了H系列、G系列、T系列等规范,形成了多媒体视频会议系统标准体系,解决了不同系统的互通问题。nH.320系统的其它相关协议包括:H.243多个终端与MCU之

9、间的通信规程;H.230帧同步控制与指示信号;H.233视听业务的加密系统;H.234视听业务的密钥管理与认证;H.281会议电视远端摄像机控制规程;等等nH.320系统在N-ISDN的64Kbps(B信道)、384Kbps(H0信道)和1536/1920Kbps(H11/H12信道)上提供视听业务是ITU最早批准的视频会议系统标准。n其它标准H.323-运行在LAN/Intranet的视频会议框架标准H.324-运行在低速率传统电话线和无线通信信道上的视频会议框架标准;H.321/H.310ATM2种可视通信协议。视频会议系统的基本功能 n视频会议系统工作时,各会议点的多媒体终端将反映各个会

10、场的主要场景、人物及有关资料的图象以及发言者的声音同时进行数字化压缩;n根据视频会议的控制模式,经过数字通信系统,沿指定方向进行传输;n同时在各个会议点的多媒体计算机上,通过数字通信系统实时接收解压缩多媒体会议信息,并在其监视器上实时显示出指定会议参加方的会议室场景、人物图象、图片和语音。视频显示的转换控制的3种模式(1)语音激活模式 或称自动模式：特征是会议系统的视频源根据与会者的发言情况来转换。(2)主席控制模式 与会的任意一方均可能作为会议的主席，可以控制会议的视频源指定为某个地方。(3)讲课模式 所有分会场均可观看主会场的情况，而主会场可以有选择的观看分会场的情况。9.3 多媒体网络

11、9.3.1 概述n计算机网络计算机网络:通过通信线路将多台地理上分散的独立工作的计算机互联起来,以达到通信和共享资源的目的,这样一个松散耦合的系统就叫计算机网络。它是计算机技术和通信技术结合的产物，使信息传输和信息加工紧密联系。n可分为：局域网、广域网、城域网。n多媒体网络多媒体网络:将多台地理上分散的具有处理多媒体功能的计算机和终端通过高速通信线路互联起来,以达到多媒体通信和共享多媒体资源的网络。(1)1980 1990年,局 域 网(10Mbps),以 Ethernet、Novell、TokenRing为代表,传输线路以双绞线和同轴电缆为主,传送的信息媒体以正文为主。广域网Internet

12、传送正文,提供文件和Email服务。(2)19902000年,高速局域网(100Mbps),窄带ISDN光纤网络,提供浏览、图形、声音、电子邮件和静止图象传送。(3)20002010年,B-ISDN,宽带IP,高速光纤网络,提供视频图象传输和实时多媒体服务。多媒体网络发展9.3.2 数据通信网络 nPDN（公众数据网）它是远程信息处理技术产生的能为公众提供数据传输业务的公众数据网，且得到广泛的应用。nPDN中的DTE（数据终端设备）与DTE之间的数据通信和电话语音通信的本质不同，需要有专门的交换方式。n分组交换。1.分组交换网X.25nPSN(分组交换网)是大型的计算机网络,它由数据交换节点和

13、连接它们的各种不同信道组成。数据传输速率在500Kbps到23Mbps。nITU对分组交换的特点:(1)所有报文必须划分为分组。每个分组的大小一般有一定的限制(如1000bits左右);(2)分组必须附加目的地址、分组编号及校验码等控制信息,且有标准格式;(3)按存贮转发方式传递分组,由于分组长度较短,利用高速传输实时性较好;(4)各分组可通过不同的传输途径先后到达目的地。n传统的X.25分组交换网非常适合于数据传输,但存在着传输速率低、网络时延大、吞吐量小以及通信费用高等缺点,很难满足多媒体通信的要求。新的分组交换技术,如帧中继(FR)、ATM等提高了分组交换技术的性能。n其中帧中继FR是一

14、种支持HDLC规程的宽带数据业务标准,它一方面继承了X.25的优点,如提供统计复用功能、永久虚电路、交换虚电路等,另一方面又改进了X.25的性能。n具体表现：1.提高了网络传输速率，用户接入速率可在56kbps-1.54Mbps或者56kbps-1.54Mbps得范围内，上限速率实际可达50Mbps。n2.简化了大量的网络功能，网络不再提供流量控制、纠错和确认等功能，由用户端自行解决。可减少网络延时，降低通信费用。n帧中继业务兼有X.25分组交换业务和电路交换业务的长处,在实现上又比ATM简单。ISDN（新一代通信网）nISDN是以电话网的数字化为基础而演变而来的，并力图用ISDN来逐步代替原

15、有的电话网。n基本概念归纳：1.ISDN是通信网。2.是以电话问那个的数字化并形成综合数字网（IDN）为基础发展起来的。3.ISDN支持端到端的数字连接。4.ISDN支持通信业务。5.ISDN支持电话机非电话业务。6.ISDN提供标准的用户/网络访问。7.用户通过一组有限个多用途用户/网络访问。ISDN（新一代通信网）nITU把ISDN定义:ISDN是以提供端到端连接的电话网IDN为基础发展而成的通信网,用以支持包括电话及非话的多种业务。n用户对通信网有一个由有限个标准多用途的用户/网络接口构成的出入口，包括两部分：(1)基本速率接口(BRI)2B+D,即2个传输用户信息的64Kbps的B通道

16、,1个传输低速数据信息的16Kbps的D通道共计144Kbps,距离在7km之内;(2)基群速率接口(PRI)30B+D,主要面向设有PBX(用户小交换机)或具有召开电视会议用的高速信道等需要大业务量的用户。9.3.3 B-ISDN及ATMn由于ISDN传输速率低，N-ISDN只能处理1.5-2.0Mbps以内业务，难以进行图像通信、LAN通信。nB-ISDN的特点：n1.在宽带用户-网络接口上至少能够提供H1（135Mbps)以上的接口速率，并且能够在接口速率内提供任意的业务，对业务变化适应性强。n2.提供各种连接形态。n3.信息传输的延时及其变化很小。n4.适合应用对固定和可变速率的要求。各类应用及速率要求信息速率ISDNB-ISDN10Kbps,100kbps,1Mbps10Mbps,100Mbps传送连续快信息 语音 TV电话、TV会议 FAX CATV HDTV传送数据信息 CAD/CAM 低速数据 LAN间通信 高速数据 可视图文 静态图象检索 高清晰度图象传送多路信息 多媒体多路通信 B-ISDN及ATM（续）nB-ISDN的宽带业务通常指其传输速率超过一次群速率的业务。