Реферат: Видеоконференция в Internet - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Видеоконференция в Internet

Банк рефератов / Компьютерные сети

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 100 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Видеоконференция в INTERNET Аннотация. В дипломном проекте было разработан о абонентское устройство для проведения видео конференций в сетях INTERNET со следующими входными параметрами : стандартный цифровой компонентный цифровой сигнал формата ITU-R 601/25 и выходными – стандартный компонентный ц и фровой сигнал формата ITU-R 601/25. Для устройства кодирования – декодирования выбрали : цифровую камеру PANASONIC GN213, микросхемы американской фирмы GET PLESSEY, компьютер INTEL Pentium, видеомонитор VIEW SONIC 17 GS с разрешением 0,26 дюйм . Введение : Данный дипломный проект посвящен разработ ке абонентского устройства для проведения вид еоконференций в Internet. Эта проблема становится вс е более актуальна в последнее время . Сред и наиболее перспективных сфер применения виде ок онференций можно выделить следующие : со вместная работа над документами , приложениями в рабочей группе ; корпоративная сеть , в то м числе с использованием надомного офиса . Данный способ групповой работы находит все большее применение благодаря увеличению чис л а компаний , рабочие места сотрудн иков которых располагаются по месту жительств а , что способствует повышению эффективности и х работы и существенной экономии средств . В частности , исключается аренда помещений , опл ата счетов на электроэнергию , рабочее время. Получившая в последнее время развитие практика постепенного внедрения средств видеок онференций в сферу обучения позволит не п росто прослушать и увидеть лекцию известного преподавателя , находящегося в другом полушар ии , но осуществлять интерактивное общение с помощью видеоконференций. В дипломном проекте рассмотрен стандарт Н .323 для проведения видеоконференций в се тях с интегрированными услугами . Разработана структурная схема абонентского устройства со следующими параметрами : входные параметры устройс тва кодирования - Стандартный цифровой компонентный телевизион ный сигнал ITU-R 601/25, выходные параметры декодирования : стандартный цифровой компонентный сигнал фо рмата ITU-R 601/25 Экономический расчет показывает , что внед рение именно этого устройства явл яется актуальным . Глава 1. Обзор систем видеоконф еренций п . 1.1. Назначение систем видеоконференций. В связи с бурным развитием сетевых и коммуникационных технологий , возросшей произв одительностью компь ютеров , и , соответственно , с необходимостью обрабатывать все возрастающее количество информации (как локальной , находящ ейся на одном компьютере , так и сетевой и межсетевой ) возросла роль оборудования и программного обеспечения , что можно обозначи ть одним о бщим названием "person to person". Вирту альные средства обучения , удаленный доступ , ди станционное обучение и управление , а также средства проведения видеоконференций переживают период бурного расцвета и предназначены дл я облегчения и увеличения эффективно с ти взаимодействия как человека с комп ьютером и данными , так и групп людей с компьютерами , объединенными в сеть . Несмотря на то , что экологическая ниша видеоконфер енций разработана не на все сто процентов , уже сейчас в мире имеется более 200 ком паний , кото р ые предлагают различное оборудование и программное обеспечение для их организации и проведения. Благодаря тому , что видеоконференции , пред оставляют возможность общения в реальном режи ме , а также использования разделяемых приложе ний , интерактивного обмена и нформацией , их начинают рассматривать не только как неч то экспериментальное , но и как частичное р ешение проблемы автоматизации деятельности и предприятия , и человека , дающее существенное п реимущество по сравнению с традиционными реше ниями. Средства проведе ния видеоконференций , бывшие диковинкой два года назад , уже сей час находят широчайшее применение в большинст ве корпоративных , государственных и частных у чреждений . Уже к началу 1995 года во всем мире имелось свыше 100 тысяч настольных систе м видеоконфер е нций . Причем увеличение установленных систем осуществляется экспоненциа льно . В начале 1996 года число установленных во всем мире систем превышало 350 тысяч , из которых более двух третей - в США . В США же никого не удивляет тот факт , что в визитных карточк а х , наряду с телефоном , факсом , адресом электронной почты и адресом в Internet, указываются телефон и адрес , по которым можно осуществить виде оконференцсвязь с хозяином визитной карточки . В связи с бурным развитием глобальных се тей и максимальным использов а нием средств видео и аудио для достижения с ущественного роста эффективности выполняемых дей ствий большинство компаний , входящих в список Fortune 500 и государственных учреждений , США к ко нцу 1998 года планируют оснастить средствами про ведения видеоконфере н ций более 90 проце нтов рабочих мест. Удаленная диагностика человека , оборудовани я , удаленное обучение - еще одно интересное направление применения средств видеоконференций . Даже находясь в сотнях километров от п ациента , врач может правильно продиагностиро вать больного , прибегая к "виртуальной " консультации высококлассных специалистов , присутстви е которых в данном месте не представляетс я возможным . Аналогично группа экспертов може т провести диагностирование оборудования , находяс ь в офисе и не тратя время н а бесконечные перелеты. Получившая в последнее время развитие практика постепенного внедрения средств видеок онференций в сферу обучения позволит не п росто прослушать и увидеть лекцию известного преподавателя , находящегося в другом полушар ии , но осуществлять интерактивное общение с помощью видеоконференций. Однако вплоть до недавнего времени на стольная видеоконференцсвязь являлась недостаточно качественной и технически полноценной (при исключительно высокой цене - до 20 тысяч долларо в в расчете на рабочее мес то ) для того , чтобы ее воспринимать серьезно . Сей час ситуация изменилась в лучшую сторону , причем стоимость даже наиболее сложных издели й не превышает 6-7 тысяч долларов , а большинс тво систем настольных видеоконференций не дор оже 2000 долларов . Традиционн о видеоконфере нции характеризовались как комбинация специализи рованного звука и видео , а также технологи и работы с сетями связи для взаимодействи я в реальном масштабе времени и часто использовались рабочими группами , которые собир ались в специализированном месте (обыч но это был зал заседаний , оснащенный специ ализированным оборудованием ), чтобы связаться с другими группами людей . Стоимость средств в идеоконференций , используемых для этого , была велика из-за необходимости использования специали зированного высо к окачественного оборудов ания и дорогих арендованных каналов связи. История настольной видеоконференцсвязи - это отнюдь не идеальная история долгого исполь зования видеоизображений размером с почтовую марку и чрезвычайно низкого качества . Всегда существовали проблемы с передачей инфо рмации и ее искажением , тем более что имевшиеся тогда технические и программные сре дства , увы , не способствовали популярности и , соответственно , распространению видеоконференцсвязи . [6] Можно предположить , что средства проведен ия в идеоконференций начали интенсивно раз виваться и что технология , используемая при этом , предлагает серьезный вариант обмена и нформацией и связи между людьми , являясь д остойной альтернативой другим формам связи и совместной работы. Исторически сложилось так, что средс тва проведения видеоконференций можно разделить не только по техническим характеристикам и принципам соответствия различным стандартам , но и на настольные (индивидуальные ), групп овые и студийные . Каждый из этих вариантов видеоконференций четко о р иентирован на решение своих задач . Наиболее распрост ранены благодаря относительно невысокой стоимост и и быстроте окупаемости затрат сегодня н астольные средства проведения видеоконференций. Настольные видеоконференции (НВ ) рис . 1 Доступная аудитория и вариант общения : обычно диало г двух лиц . Качественная характеристика связи : нет необходимости в б ольшой производительности (ширине полосы связи ). Стиль общения : неформальный , спонтанный . Необход имые затраты : только программное и аппаратное обеспечение , используемое на рабочем месте . Н еобходимое оборудование : компьютер с установленной поддержкой аудио и видео , м икрофон , динамики или наушники , видеокамера , LAN, ISDN соединение. Оптимально для совместного интерактивного обмена информацией , использование разделяемых п риложений , пересылка ф айлов с низкими временными и финансовыми затратами. Настольная видеоконференция объединяет аудио - и видеосредства , технологии связи для об еспечения взаимодействия в реальном масштабе времени путем использования обычного персонально го компьютера . При этом в се участники находятся на своих рабочих местах , а подключение к сеансу видеоконференций производит ся с персонального компьютера способом , очень похожим на обычный телефонный звонок . [6] Настольная видеоконференция позволяет пользо вателям эффектно заполнять промежутки време ни между согласованием совместных действий и выполнением согласованных действий , что дает несравненно больший эффект , чем просто об щение по телефону. Для НВ требуются персональный компьютер , сконфигурированный для использования в сети , со звуковыми и видеовозможностями , коде р-декодер (для сжатия /декомпрессии звуковых и видеосигналов ), видеокамера , микрофон , быстродейст вующий модем , сетевое соединение или ISDN линия. Способность совместно использовать приложени я - неотъемлемая часть современ ных настоль ных систем видеоконференций . При совместном и спользовании идей или данных уже недостаточно видеть и слышать другого человека . Значит ельно больший эффект дает совместное общение при помощи аудио - и видеоинформации вмест е с возможностью одновреме н но вид еть и использовать различные документы и приложения. В настоящее время большинство наиболее популярных НВ систем использует "whiteboard", или дос ку объявлений . С ее помощью отдельная экра нная область зарезервирована для просмотра и совместного исполь зования документов в дополнение к окну конференцсвязи , на кото ром отображаются участники НВ. Доска объявлений Обычно под доской объявлений нужно по нимать программное обеспечение , дающее возможност ь совместного создания и редактирования докум ента всеми учас тниками конференции . Приче м сам документ может не только состоять из текстовой информации , но и иметь воз можность отображать и графику и различные элементы оформления , такие , как выделение уч астков текста маркером , например . Преимуществом доски объявлений над другими средст вами групповой обработки информации , имеющимися в НВ , является относительно высокое быстрод ействие ее по сравнению с разделяемыми пр иложениями. Доступная аудитория и вариант общения : группа с группой . Качественная характеристика связи : не обходима большая производительн ости (ширине полосы связи ). Стиль общения : п рактически формальный , ориентирующийся на регламе нт . Необходимые затраты : программное и аппарат ное обеспечение , а также затраты на специа лизированные средства и помещения. Необходим ое оборудование : обязательны дисплей (по диагонали 29 или 37 дюймов ) с возмо жностью масштабирования изображения , switched 56, ISDN соединение , специализированное оборудование. Оптимально для совместной интерактивной в ыработки решений , организации групповог о взаимодействия между удаленными группами . Характе рные представители : PictureTel (Concorde 4500). Как видно из вышеперечисленных характерис тик , ГВ подходят для организации эффективного взаимодействия больших и средних групп п ользователей . Причем благодаря значительно б олее высокому качеству видеоизображения сегодня возможны обмен и просмотр документов , дем онстрация которых в НВ исключается . Кроме того , ГВ идеально подходят для проведения дискуссий и выступлений там , где личное пр исутствие невозможно. Число устанавливаемых систем ГВ соп оставимо с числом НВ , но возрастать оно будет не столь быстро , как НВ , из-за необходимости использования в ГВ , как минимум , ISDN линии. Студийные видеоконференции (СВ ) Доступная аудитория и вариант общения : обычно один говорящ ий с аудиторией . Качественная характеристика связи : необходима максимальная производительность (ширина полосы св язи ). Стиль общения : формальный , жестко регламен тированный , устанавливаемый ведущим . Необходимые з атраты : на оборудование студии , на специализи р ованное оборудование. Необходимое оборудование : студийная камера (ы ), соответствующее звуковое оборудование , контр ольное оборудование и мониторы , доступ к с путниковой связи или оптоволоконной линии свя зи . Оптимально для решения задач , где треб уется максимал ьное качество и максимум возможностей для организации обработки информа ции большим числом людей . Характерные предста вители : специализированное телеоборудование. Настольные видеоконференции - относительно нов ая технология , появившаяся из нескольких друг их с уществующих технологий . В прошлом настольные видеоконференции были невозможны . Одна ко интенсивное развитие компьютерных технологий , особенно технологий связи , мультимедиа и персональных компьютеров , дало им жизнь . Сегод ня большинство компаний ищут способы использования этой новой технологии , чтоб ы сохранить конкурентоспособность на своем се гменте рынка. Первыми появились студийные видеоконференции , использующие специализированное телевизионное о борудование , которое стоило многие десятки , ес ли не сотни тысяч долларов и которы е напоминали собой телевизионную студию со специализированным осветительным и звуковым об орудованием , с десятком камер . Кроме того , либо приходилось арендовать специализированную л инию , либо использовать спутниковую связь . Сту дийные виде о конференции - это своего рода "hi-end" системы . Их используют только больши е корпорации , имеющие возможность вкладывать многие сотни тысяч долларов в создание , ра звитие и поддержание в рабочем состоянии оборудования . Однако , несмотря на чрезвычайно высоку ю стоимость , в мире имеется более 5000 систем (по оценкам западных эксперто в - Binder, John. "Videoconferencing: Yesterday`s Science Fiction, Today`s Telephone." Aerospace America, February, 1995), которые в данный момент эксплуатируются . Столь огромное ко л ичество этих систем объясняется достаточно большим временным интервалом , в те чение которого осуществлялось их внедрение. Групповые системы видеоконференции представл яют собой нечто более близкое к настольны м , чем студийным . Поэтому большинство фирм , выпуск ающих настольные средства видеоконфере нций , имеют в своем каталоге один-два вари анта групповых. Самая недорогая и распространенная систем а видеоконференций базируется на персональном компьютере . Большинство настольных видеоконференци й состоит из набора про грамм и ап паратуры , интегрированных в компьютер . Цена та кого комплекта может колебаться от 1500 до 7000 долларов . Типичный набор состоит из одной-двух периферийных плат , видеокамеры , микрофона , кол онок или наушников и программного обеспечения . Для связи и с пользуется либо локальная сеть , либо ISDN, либо аналоговые телефон ные линии. Поскольку у них различные методы п ередачи и несмотря на имеющиеся стандарты , пока существуют проблемы в соединении и совместном использовании изделий различных про изводителей . Ещ е одной проблемой является низкое быстродействие при передаче по ан алоговым линиям . Скорость самого быстродействующе го модема (по крайней мере , из используемы х ) составляет 28.8 Кбит /с . Это фактически прив одит к тому , что передача данных получает больший п р иоритет и становится более важной , чем аудио и видео . Поэтому настольные видеоконференции с использованием модемной связи обеспечивают передачу от 4 до 10 видеокадров в секунду , что вряд ли п риемлемо . В лучшем случае результатом будет окошко с видеоизобра ж ением размеро м в 176х 144 элемента . (Salamone, Salvatore. " Videoconferencing`s Achilles Heels." Byte, August 1995). Если же использовать ISDN, где доступна с вязь на скоростях 128 Кбит /сек , то возможна передача видео от 10 до 30 кадров в секун ду с вдвое бол ьшим окном , чем при модемной связи . По оценкам аналитиков , до ля использования ISDN возрастет от 50 до 80 процентов от общего числа систем видеоконференций . К сожалению , и ISDN присущи определенные недостат ки , среди которых надо выделить высокую ст оимость. Наиболее оптимальный уровень быстродействия - это использование локальной вычислительной сети в качестве конвейера передачи . При эт ом на основе протокола CSMA-CD (Carrier-Sense Multiple Access/Collision Detection, или мно жественный доступ с контролем носи т еля и обнаружением конфликтов , - стандартны й метод и протокол асинхронного доступа к сети с широкой топологией ) теоретическое быстродействие передачи составляет 10 Mbps (или даже 100 Mbps с более новыми системами ). Данный вариант имеет преимущество в быст р одейст вии , однако чтобы получить подобный высокий уровень производительности , сеть должна быть специально выделена для проведения видеоконфер енций (несколько неблагоразумно предполагать , что вся система локальной сети на основе протокола CSMA-CD будет соз д ана для единственной цели - для видеоконференции ). Действит ельно , если бы видеоконференция использовала существующую систему , то в итоге быстродейств ие было бы меньше оптимального из-за необх одимости совмещать стандартные функции локальной сети с проведен и ем видеоконферен ций . Большинство локальных вычислительных сетей использует посылку пакетов данных , в то время как системе видеоконференций требуется пересылка непрерывных потоков данных. Нужно помнить , что нет стандартов для межсоединения сетей видеоконфер енций (H. 320 о тносится только к ISDN), следовательно , существуют проблемы корректного связывания разнородных сете й видеоконференций . Кроме того , стандарт Н .320, признанный сейчас базовым , на основе которог о разрабатываются остальные стандарты видеоконфе р е нций , в свое время встретил противодействие Intel. Она в противовес ITU сформировала свой собственный комитет PCWG, который занимался продвижением стандарта Indeo фирмы Intel. Недовольство фирмы Intel было вызвано ограничениями , накладываем ыми стандартом Н .320 (вернее , ее подра зделом G.261). Ситуация со стандартами для видео (противостояния VHS и Video-8) не повторилась . Intel обеспечил а совместимость с Н .320 (только QCIF, но не CIF, как PictureTel, например ). Идеи по развитию видеоконференцсвязи упир аются в такие достаточно серьезные проб лемы , как полное соответствие систем прежде всего принятым промышленным стандартам , таким , как H.320, который определяет , каким образом , в каком объеме и с каким качеством бу дут передаваться аудио - и видеоданные по л иниям I SDN. Несмотря на не стихающие споры , большинством ведущих поставщиков стан дарт H.320 оценен как самый жизнеспособный , наибол ее удачно сочетающий скорость передачи и качество передаваемой информации по узкополосным линиям , подобно тому как V.32 является об щ епринятым стандартом для определения рабочих характеристик модемной связи. Стремление привести все средства к ед иному стандарту весьма важно . Это дает воз можность многим потенциальным поставщикам ввести в рынок различные решения , ориентированные как на раз нообразные сферы применения , так и на различные ценовые группы и гарантирующие конечному пользователю возможност ь сделать выбор , не опасаясь несовместимости между декларированными системами . Это также означает , что настольная видеоконференцсвязь используе т ся на предприятии , которое приобрело достаточное число однотипных компл ектов . А это в свою очередь при соотве тствии всех систем стандартам видеоконференцсвяз и позволит приобретать наборы , которые по своим характеристикам наиболее полно соответству ют требо в аниям специфических приложен ий пользователя без ограничения на использова ние других комплектов как программного , так и коммуникационного и аппаратного обеспечения. Основная проблема с качеством видео с остоит в том , что имеющиеся технологии поз воляют осущес твлять относительно низкую с корость передачи кадра (фрейма ). Однако эта проблема может быть решена , если система будет использовать хорошую видеофиксацию и эффективную реализацию сжатия изображения без существенной потери качества. Значительно проще решени е проблем с качеством аудио . Несмотря на то , что среднее человеческое ухо в состоянии воспр инимать колебания от 20 Герц до 20 кГерц , коле бания , вызываемые человеческим голосом , лежат в значительно более узкой полосе . Это позв оляет существенно уменьшить ра с ходы сетевого трафика на передачу аудиоинформации . Вот почему многие поставщики систем наст ольных видеоконференций предпочитают класть в основу своих продуктов хорошее качество ау дио и развитые средства групповой обработки информации. Качество и объем данн ых Чем выше передаваемый объем данных , те м более качественным получается видеоизображение . При скорости T1 (1536 Кб /с ) качество видео наиболее оптимально . Однако большинство пользоват елей не могут использовать данную скорость из-зи большой стоимости . Име нно поэтому для пользователей , которым требуется оптимал ьное сочетание качества видео и стоимости , особенно популярно использование 768 Кб /с . Бол ьшинство организаций использует 384 Кб /с . Наконе ц , 128 Кб /с доступно большинству частных поль зователей ISDN. Кр оме того , существует целый ряд стандартов , прямо и косвенно базирующихся на Н .320: Н .310 (для АТМ и широкополосной ISDN), Н .322 (isoEthernet), Н .323 (Ethernet) и , Н .324 (для аналоговых линий ). В стандарте Н .321 добавлен стандарт MPEG-2, позв оляющий получи т ь полноэкранное видеои зображение телевизионного качества . [7] Если поддержка стандартов ряда Н .320, Н .323, Р .324 декларирована огромным количеством пост авщиков , то наибольшее число проблем связано со стандартом Т .120). Т .120 регламентирует разд еление докум ентов , приложений , использование доски объявлений и пересылку файлов . Менее 10 процентов изделий ведущих поставщиков обору дования для настольных видеоконференций поддержи вает указанный стандарт (из более чем 60 осн овных наименований - всего 6). Видеоконфер енции - оптимальный выбор Как сделать правильный выбор , необходимо ли вложить максимум средств , купить десят ок дорогостоящих систем или ограничиться боле е простыми и приобрести вдвое больше ? Неправильное вложение средств может приве сти к не использованию передовыми техно логиями . Именно поэтому при решении вопроса использования средств видеоконференций необходимо исходить из ряда факторов , где цена и обилие возможностей стоят , отнюдь , не на первом месте . В первую очередь нужно знать несколько ключевых моме н тов , на основе которых и следует оценивать средства видеоконференций. В основе любой современной системы пр оведения видеоконференций лежит устройство , назыв аемое кодер-декодером (кодеком ). Кодек ответствен за кодирование , декодирование , сжатие и деко мпрес сию звуковых и видеосигналов . При всех прочих равных условиях (например , при одинаковом качестве камер ) чем лучше реал изован кодек , тем лучше звуковой и видеоси гнал . Функции кодек могут быть выполнены п рограммным обеспечением либо аппаратным путем с помощ ь ю DSP или некоторой комби нации из программного и аппаратного обеспечен ия . Главный фактор , влияющий на цену систе мы , - цена и возможности кодека . Реализованные программно кодеки иногда в несколько раз дешевле аппаратных . Однако для успешного использования и х необходима значительно более высокая производительность компьютера , а также нужно больше места на жестком диске и больше оперативной памяти . Иногда групповые и настольные системы так близки по возможностям и ценам между собой , что бывает трудно корректн о позицио нировать их , тем более что большинство пос тавщиков имеют в своем арсенале и те и другие. Персональные системы обычно выполняются к ак приложения для Windows, с видеоизображением в маленьком окне на рабочем столе . Они та кже используют одиночную ISDN линию (один ил и два 64-Kбит /с b-канала ). Кроме традиционной двухсторонней звуковой и видеосвязи , эти си стемы , как правило , предоставляют возможности , которые облегчают совместное использование данны х , разделяемых приложений , что позволяет обеим сторонам р е дактировать документ или электронную таблицу . Термин "говорящие гол овы " иногда характеризует звуковое и видеокач ество этих систем . Быстрые движения приводят к значительному искажению изображений , имену емому обычно эффектом тени . Такое качество - результат ограничений ширины полосы частот , компромиссов в реализации кодека , де шевой камеры и звуковых компонентов . Поэтому в данных системах , хотя и декларируется совместимость со стандартами Н .320 и G.261, в большинстве случаев частота кадров не прев ышает 10, а р азрешение CIF вообще недосту пно. Системы групповых конференций , с другой стороны , иногда предлагают видео в полный экран , 30 кадров в секунду , а также высоча йшее качество аудио . Достигается это путем использования сложных кодеков , высококачественных аудио- и видеокомпонент и значительной полосы пропускания , лежащей вне пределов одноканальной ISDN. Поэтому неудивительно , что стоимос ть таких систем может в несколько раз превышать вроде бы близкую по характеристи кам настольную систему . Так что если есть потре б ность в использовании груп повых средств видеоконференций , то необходимо применение Т 1 (как дробного , так и выделенн ого ) или PRI соединения ISDN. Следовательно , минимум д ля них - 384 Кбит /с. Еще одна серьезная проблема - проведение конференций с числом учас тников более 20 и совместное использование не совсем со вместимых систем . Для решения этих проблем используются специализированные устройства MCU (Multipoint Control Unit), которые исторически являются своеобразными бриджами для соединения Н .320 совместимы х устройств . В число основных функций MCU входит кодирование , декодирование , микширование аудио - и видеосигнала , а также управление , контроль за проведением видеоконференции . Одна ко сейчас название MCU ошибочно дается тем б риджам , которые поддерживают мног о сто ронние конференции с использованием только да нных или данных и аудио и несовместимы с Н .320. На самом деле эти устройства называются MCS (Multimedia Conferencing Server). Характерным примером средств настольных в идеоконференций со всеми присущими им дос тоинствами и недостатками можно считать Intel ProShare Personal Video Conferencing System 200, которая , не будучи самой распро страненной системой , тем не менее является одной из наиболее функционально богатых , ап паратно-совместимых и не очень дорогих реше н ий для видеоконференций на базе Windows-совместимых компьютеров. Видеоконференции в настоящее время -относ ительно новая технология , которая появилась п утем использования лучших свойств других техн ологий , в том числе и столь популярной сегодня мультимедиа . Два-три года назад трудно было предугадать , что видеоконференции из забав для профессионалов превратятся в серьезные инструменты для решения проблем , которые постоянно возникают в нашем стре мительно меняющемся мире . Сегодня большинство компаний ищут спосо б ы использовать эту новую технологию , чтобы остаться конкур ентоспособными на своем сегменте рынка. П . 1.2. Передача мультимединых да нных в INTERNET в реальном масштабе времени Системы видеконференций базируются на дос тижениях тех нологий средств телекоммуникаций и мультимедиа . Изображение и звук с п омощью компьютера передаются по каналам связи локальных и глобальных вычислительных сетей . Ограничивающими факторами для таких систем будет пропускная способность канала связи и алгорит м ы компрессии /декомпресси и цифрового изображения и звука . Предположим , мы имеем неподвижную картинку (кадр ) на экране компьютера размером 300х 200 пикселов с глубиной цвета всего 1 бит /пиксел . На запись такого изображения потребуется 60 Kбайт . Скорость смен ы кадров в телевизоре составляет 25 кадров /с , в профессиональном кинопроекторе 24 кадра /с . Нам бы хотелось по лучить такую же частоту смены кадров разм ером 60 Kбайт каждый при сеансе связи в системе видеоконференции . Для этого наш канал связи должен обеспеч и ть пропускн ую способность 1,5 Mбайт /с . Ни один современн ый канал связи такой пропускной способности за разумную цену не обеспечивает , поэтому возникает проблема сжатия видеосигнала . На сегодня известны два основных типа алгорит мов сжатия видеоизображения : алгоритм ы сжатия без потерь и алгоритмы сжатия с потерями . Алгоритмы сжатия с потерями позволяют добиться очень высокой степени с жатия изображения , такой , что даже по низк оскоростным каналам связи можно передавать из ображения с незначительной потерей кач е ства , практически незаметной для человече ского глаза . Выполнение таких алгоритмов треб ует достаточно больших вычислительных мощностей . Для достижения приемлемых частот смены к адров на экране монитора требуется дорогостоя щее аппаратное обеспечение , называе м о е общим словом CODEC (compression/decompression). Концепция настольных видеоконференций предполагает возможность доступа к телеконференциям с любого , даже домашнего , компьютера . Использование дорогостоящего оборудо вания CODEC идет вразрез с этой концепци е й , что заставляет создателей аппаратуры систем видеоконференций прибегать к разумным компромиссам . Декомпрессия изображения требует меньшей вычислительной мощности , чем компрессия , поэтому некоторые производители используют апп аратные средства для компрес c ии да нных , а декомпрессия осуществляется программно . [11] Стандарт JPEG и его производные Стандарт JPEG (Joint Photographic Experts Group, группа экспертов по фо тографическим изображениям ) является стандартом ISO (International Standards Organization, Меж дународная организация по стан дартизации ). Этот стандарт поддерживает компрессию как с потерями , так и без потерь . Однако если термин "формат стандарта JPEG" употреб ляется без каких-либо оговорок , то обычно это означает , что подразумевается компрессия с п о терями . Сжатие изображения по методу JPEG предполагает преобразование блоков изображения в реальном цвете размером 8х 8 пикселов в набор уровней яркости и цветно сти . К каждому блоку применяется двумерное дискретное преобразование Фурье , в результате чего п о лучается набор из 64 ко эффициентов , представляющих данный блок . Затем коэффициенты квантуются с помощью таблиц к омпонентов яркости и цветности , после чего информация о блоке упаковывается в коэффиц иенты , соответствующие меньшим частотам . В рез ультате полу ч ается представление коэф фициентов в двоичном виде . Этот метод обес печивает сжатие изображения в пределах от 10:1 до 20:1 при приемлемом качестве . Основное наз начение формата JPEG с потерями -- получение фотогр афических изображений высокой степени сжатия п р и незначительных видимых потерях качества . Формат MJPEG, или Motion JPEG (JPEG для подвижных из ображений ) стандартом ISO не является . Тем не менее , так принято называть цифровой видеосиг нал , представляющий собой последовательность изоб ражений , сжатых с по т ерями в с тандарте JPEG. Стандарт Н .261 разработан организацией по стандартам телекоммуникаций ITU (Международный союз телефонной связи ), которая раньше называлась CCITT (Международный консультативный комитет по тел еграфии и телефонии ). На практике , первый кадр в стандарте H.261 всегда представляет собой изображение стандарта JPEG, компрессированное с потерями и с высокой степенью сжат ия . Последующие кадры строятся из фрагментов изображения (блоков ), либо JPEG-подобных , либо фиксирующих отличия от фрагмент о в предыдущего кадра . Последовательные кадры видео ряда , как правило , очень похожи друг на друга . Поэтому стандарт Н .261 чаще всего и спользуют в телеконференциях . Код , задающий пе ремещение части изображения , короче кода анал огичного фрагмента в стандарте MJ P EG, то есть требует передачи меньшего количества данных . Поэтому при определенном значении пропускной способности линии связи изображение в формате H.261 зрительно воспринимается более качественным , чем изображение в формате MJPEG. Р азличия кадров всегда к одируются ис ходя из предыдущего кадра . Поэтому данная методика получила название "дифференциация вперед " (forward differencing). Итак , изображение в формате H.261 передаетс я меньшим количеством данных , и , кроме тог о , для декодирования такого изображения т р ебуется меньше вычислительной мощнос ти , чем для декодирования видеопотока в фо рмате MJPEG при аналогичном качестве . Спецификация MPEG (Motion Picture Experts Group, Группа экспертов по подвижным изображениям ) предлагает еще более изощренную , чем стандарт H.261, методику пов ышения качества изображения при меньшем объем е передаваемых данных , реализованную в станда ртах MPEG-1 и MPEG-2. Помимо дифференциации вперед , станд арт MPEG-1 обеспечивает дифференциацию назад (backward differencing) и усреднение (averag i ng) фрагментов изображения . Даже на CD-ROM c одинарной скоростью передачи данных (1,2 Мбит /с ) MPEG-1 позволяет добиться качества , сравнимого с качеством кассеты VHS, записанной на профессиональной аппаратуре . Кроме того , MPEG-1 нормирует кодирование аудио с игнала , синхронизированного с видеосигналом . 2.2.4.1.[10] ВИДЕО MPEG Цветное цифровое изображение из сжимаемой последовательности переводится в цветовое пр остранство YUV (YCbCr). Компонента Y представляет собой инте нсивность , а U и V - цветность . Так к ак человеческий глаз менее восприимчив к цвет ности , чем к интенсивности , то разрешений цветовых компонент может быть уменьшено в 2 раза по вертикали , или и по вертикали и по горизонтали . К анимации и высоко качественному студийному видео уменьшение разреш е н ия не применяется для сохранени я качества , а для бытового применения , где потоки более низкие , а аппаратура более дешевая , такое действие не приводит к заметным потерям в визуальном восприятии , с охраняя в то же время драгоценные биты данных. Основная идея всей схемы - это пр едсказывать движение от кадра к кадру , а затем применить дискретное косинусное преобр азование (ДКП ), чтобы перераспределить избыточность в пространстве . ДКП выполняется на блоках 8х 8 точек , предсказание движения выполняется на канале ин т енсивности (Y) на бл оках 16х 16 точек , или , в зависимости от ха рактеристик исходной последовательности изображении (чересстрочная развертка , содержимое ), на блока х 16х 8 точек . Другими словами , данный блок 16х 16 точек в текущем кадре ищется в с оответствующе й области большего размера в предыдущих или последующих кадрах . Коэф фициенты ДКП (исходных данных или разности этого блока и ему соответствующего ) квантую тся , то есть делятся на некоторое число , чтобы отбросить несущественные биты . Многие коэффициенты посл е такой операции оказываются нулями . Коэффициент квантизации мож ет изменяться для каждого "макроблока " (макробл ок - блок 16х 16 точек из Y-компонент и соот ветствующие блоки 8х 8 в случае отношения YUV 4:2:0, 16х 8 в случае 4:2:2 и 16х 16 в случае 4:4:4. Коэфф и ц иенты ДКП , параметры квантизации , векторы движения и пр . кодируется по Ха ффману с использованием фиксированных таблиц , определенных стандартом . Закодированные данные ск ладываются в пакеты , которые формируют поток согласно синтаксису MPEG. Соотношение кадро в друг с другом Существует три типа закодированных кадров . I-фремы - это кадры , закодированные как неп одвижные изображения - без ссылок на последующ ие или предыдущие . Они используются как ст артовые . P- фреймы - это кадры , предсказанные из предыдущих I- или P-кадров . Каждый макро блок в P- фрейме может идти с вектором и разностью коэффициентов ДКП от соответствующег о блока последнего раскодированного I или P, или может быть закодирован как в I, если н е соответствующего блока не нашлось. И , наконец , сущес твуют B- фреймы , кот орые предсказаны из двух ближайших I или P-ф реймов , одного предыдущего и другого - последу ющего . Соответствующие блоки ищутся в этих кадрах и из них выбирается лучший . Ищет ся прямой вектор , затем обратный и вычисля ется среднее между с о ответствующими макроблоками в прошлом и будущем . Если это не работает , то блок может быть закодирован как в I- фрейме. Последовательность раскодированных кадров об ычно выглядит как I B B P B B P B B P B B I B B P B B P B ... Здесь 12 кадров от I до I фр ейма . Это основано на требовании произвольного дост упа , согласно которому начальная точка должна повторяться каждые 0.4 секунды . Соотношение P и B основано на опыте. Чтобы декодер мог работать , необходимо , чтобы первый P- фрейм в потоке встретился до перво го B, поэтому сжатый поток выгдяд ит так : 0 x x 3 1 2 6 4 5 ... где числа - это номера кадров . xx может не быть ничем , если это начало последов ательности , или B- фреймы -2 и -1, если это фраг мент из середины потока. Сначала необходимо раскодировать I- фре йм , затем P, затем , имея их оба в памяти , раскодировать B. Во время декодирования P показ ывается I- фрейм , B показываются сразу , а раскоди рованный P показывается во время декодирования следующего . [11] Сжатие аудио При сжатии аудио используются хорошо ра зработанные психоакустические модели , получ енные из экспериментов с самыми взыскательным и слушателями , чтобы выбросить звуки , которые не слышны человеческому уху . Это то , ч то называется "маскированием ", например , большая составляющая в некоторой частоте н е позволяет услышать компоненты с более низким коэфициентом в близлежащих частотах , где соотношение между энергиями частот , которые маскируются , описывается некоторой эмпири ческой кривой . Существуют похожие временные э ффекты маскирования , а также более сло ж ные взаимодействия , когда временной эффе кт может выделить частоту или наоборот. Звук разбивается на спектральные блоки с помощью гибридной схемы , которая объединя ет синусные и полосные преобразования , и п сихоакустической модели , описанной на языке э тих бло ков . Все , что может быть убр ано или сокращено , убирается и сокращается , а остаток посылается в выходной поток . В действительности , все выглядит несколько сл ожнее , поскольку биты должны распределяться м ежду полосами . И , конечно же , все , что п осылается , код и руется с сокращением избыточности. MPEG ( коэффициент сжатия ). Коэффициент сжатия свыше 100:1. Считают , что MPEG достигает необычайно высоко го качества видео при степени сжатия свыш е 100:1. Эти заявления обычно не включают пони жение цветового разрешения ис ходного цифр ового изображения . На практике , поток кодируем ого изображения редко превышает величину пото ка , закодированного в MPEG, более чем в 30 раз . Предварительное сжатие за счет уменьшения цветового разрешения играет основную роль в формировании коэфф и циентов сжатия с 3 нулями во всех методах кодирования в идео , включая отличные от MPEG. Как MPEG-1, так и MPEG-2, могут быть применены к широкому классу потоков , частот и раз меров кадров . MPEG-1, знакомый большинству людей , по зволяет передавать 25 кадров /с с разрешен ием 352x288 в PAL или 30 кадр /с с разрешением 352x240 в NTSC при величине потока менее 1.86 Мбит /с - комбинация , известная как "Constrained Parameters Bitstreams". Это цифры введены спецификацией White Book для видео на CD (VideoCD). Фактически, синтаксис позволяет кодирова ть изображения с разрешением до 4095х 4095 с потоком до 100 Мбит /с . Эти числа могли бы быть и бесконечными , если бы не огр аничение на количество бит в заголовках. С появлением спецификации MPEG-2, самые популяр ные комбинации был и объединены в уров ни и профили . Самые общие из них : • Source Input Format (SIF), 352 точки x 240 линий x 30 кадр /с , известн ый также как Low Level (LL) - нижний уровень , и • "CCIR 601" (н апример 720 точек /линию x 480 линий x 30 кадр /с ), или Main Level - осно вной уровень . Компенсация движения заменяет макроблоки макроблоками из предыдущих картинок Предсказания макроблоков формируются из с оответствующих 16х 16 блоков точек (16х 8 в MPEG-2) из предыдущих восстановленных кадров . Никаких о граничений на положение ма кроблока в предыдущей картинке , кроме ее границ , не с уществует . Исходные кадры - reference - (из которых формируются предсказания ) показаны безотносительно своей закодированной формы . Как только кадр раскоди рован , он становится не набором блоков , а обычны м плоским цифровым изображением из точек . В MPEG размеры отображаемой картинки и ча стота кадров может отличаться от закодированн ого в потоке . Например , перед кодированием некоторое подмножество кадров в исходной пос ледовательности может быть опущено , а за тем каждый кадр фильтруется и обрабат ывается . При восстановлении интерполированы для восстановления исходного размера и частоты кадров. Фактически , три фундаментальных фазы (исхо дная частота , кодированная и показываемая ) мог ут отличаться в параметрах . Синт аксис MPEG описывает кодированную и показываемую частоту через заголовки , а исходная частота кадров и размер известен только кодеру . Именно поэтому в заголовки MPEG-2 введены элементы , о писывающие размер экрана для показа видеоряда . В I, P и B-фреймах вс е макроблоки одного типа. В I- фрейме макроблоки должны быть закодиро ваны как внутренние - без ссылок на предыд ущие или последующие , если не используются масштабируемые режимы . Однако , макроблоки в P- фрейме могут быть как внутренними , так и ссылаться на предыдущие кадры . Макробл оки в B- фрейме могут быть как внутренними , так и ссылаться на предыдущий кадр , послед ующий или оба . В заголовке каждого макробл ока есть элемент , определяющий его тип. Без компенсации движения : С компенсацией движения : Пропущенны е макроблоки в P- фреймах Пропущенные макроблоки в B- фреймах Структура последовательности строго фиксир ована шаблоном I,P,B. Последовательность кадров может иметь люб ую структуру размещения I, P и B фреймов . В про мышленной практике принято иметь фикси ров анную последовательность (вроде IBBPBBPBBPBBPBB), однако , более мощные кодеры могут оптимизировать выбор типа кадра в зависимости от контекста и глобальных характеристик видеоряда . Каждый тип кадра имеет свои преимущества в завис имости от особенностей и зображения ( активность движения , временные эффекты маскирован ия ,...). Например , если последовательность изображений мало меняется от кадра к кадру , есть смысл кодировать больше B- фреймов , чем P. П оскольку B- фреймы не используются в дальнейше м процесс е декодирования , они могут быть сжаты сильнее , без влияния на ка чество видеоряда в целом. Требования конкретного приложения также в лияют на выбор типа кадров : ключевые кадры , переключение каналов , индексирование программ , восстановление от ошибок и т.д. Коэ ффициенты сжатия. Коэффициент сжатия MPEG видео часто заявляет ся как 100:1, тогда как в действительности он находится в районе от 8:1 до 30:1. Можно получить "более 100:1" для видео на компакт-диске (White Book) с потоком 1.15 Мбит /с . 1. Высокое разрешени е исходного видео . Большинство источников видеосигнала для к одирования имеют большее разрешение , чем то , которое актуально оказывается в закодированном потоке . Самый популярный студийный сигнал , известный как цифровое видео "D-1" или "CCIR 601", коди руется на 270 Мбит /с . Цифра 270 Мбит /с получается из следующих вычислений : Интенсивность (Y):858 точек /линию x 525 линий /кадр x 30 кадр /с x 10 бит /точку ~= 135 Мбит /с R-Y (Cb):429 точек /линию x 525 линий /кадр x 30 кадр /с x 10 бит /точк у ~= 68 Мбит /с B-Y (Cb):429 точек /линию x 525 линий /ка др x 30 кадр /с x 10 бит /точку ~= 68 Мбит /сИтого :27 млн . точек /с x 10 бит /точку = 270 Мбит /с 2. Следует выбросить гасящие интервалы. Из 858 точек яркости на линию под ин формацию изображения задействованы только 720. В действительн ости , количество точек на лин ию - предмет многих ссор на инженерных сем инарах , и это значение лежит в пределах от 704 до 720. Аналогично , только 480 линий из 525 з адействованы под изображение по вертикали . На стоящее значение лежит в пределах от 480 до 496. В целях совместимости MPEG-1 и MPEG-2 определ яет эти числа как 704х 480 точек на интенси вность и 352х 480 для цветоразностей . Пересчитывая исходный поток , будем иметь : Y704 точек /линию x 480 линий x 30 кадр /с x 10 бит /точку ~= 104 Мбит /с C2 компоненты x 352 точки /линию x 480 линий x 30 кадр /с x 10 бит /точку ~= 104 Мбит /сИтого :~ 207 Мбит /сОтношение (207/1.15) составляет всего 180:1. 3. Следует учесть большее количество бит /точку. В MPEG на точку отводится 8 бит . Принимая во внимание этот фактор , отношение ст ановится 180 * (8/10) = 144:1. 4. Учтем более высокое разрешение цветнос ти . Известный студийный сигнал CCIR-601 представляет сигнал цветности с половинным разрешением по горизонтали , но с полным вертикальным р азрешением . Это соотношение частот оцифровки из вестно как 4:2:2. Однако , MPEG-1 и MPEG-2 Main Profile устанавлив ают использование формата 4:2:0, который считается достаточным для бытовых приложений . В этом формате разрешение цветоразностных сигналов в 2 раза меньше по горизонтали и вертикали , чем инте н сивность . Таки образом , имеем : 720 точек x 480 линий x 30 кадр /с x 8 бит /отсчет x 1.5 остчетов /точку = 124 Мбит /с , и , таким обр азом , отношение становится 108:1. 5. Учтем размер кодируемого изображения. Последняя стадия предварительной обработки - это пре образование кадра формата CCIR-601 в формат SIF уменьшением в 2 раза по горизонта ли и вертикали . Всего в 4 раза . Качественное масштабирование по горизонтали выполняется с помощью взвешенного цифрового фильтра с 7 или 4-мя узлами , а по вертикали - выбрасыв а нием каждого второй линии , второг о поля или , опять , цифровым фильтром , управ ляемым алгоритмом оценки движения между полям и . Отношение теперь становится 352 точек x 240 линий x 30 кадр /с x 8 бит /отсчет x 1.5 отсчетов /точку ~= 30 Мбит /с. Таким образом , насто ящее отношение A/B должно вычисляться между исходной последовате льностью в стадии 30 Мбит /с перед кодирован ием , поскольку это есть действительная частот а оцифровки , записываемая в заголовках потока и воспроизводимая при декодировании . Так , сжатия можно до б иться уже одним сокращением частоты оцифровки. 6. Частота кадров. Большинство коммерческих видеофильмов снимаю тся с киноленты , а не с видео . Основная часть фильмов , записанных на компакт-диски , была оцифрована и редактирована при 24 кадр /с . В такой последо вательности 6 из 30 кадров , отображаемых на телевизионном мониторе (30 кадр /с или 60 полей /с а NTSC), фактически избыточна , и может быть не кодирована в MPEG поток . Это ведет нас к шокирующему в ыводу , что действительный поток был всего 24 Мбит /с (24 кадр / с / 30 кадр /с * 30 Мбит /с ), и коэффициент сжатия составляет всего каких-то 21:1. Даже при таком коэффициенте сжатия , к ак 20:1, несоответствия могут возникнуть между ис ходной последовательность изображений и восстано вленной . Только консервативные коэффициен ты в районе 12:1 и 8:1 демонстрируют почти полную прозрачность процесса сжатия последовательностей с сложными пространственно-временными характерис тиками (резкие движения , сложные текстуры , резк ие контуры и т.д .). Несмотря на это , прав ильно закодированное видео с использо ванием предварительной обработки и грамотного распределения битов , может достигать и боле е высоких коэффициентов сжатия при приемлемом качестве восстановленного изображения . [2] Сжатие видео При сжатии видео используются следующие статистич еские характеристики : 1.Пространственная корреляция : дискретное ко синусное преобразование 8х 8 точек . 2. Особенности человеческого зрения - невоспри имчивость к высокочастотным составляющим : скалярн ое квантование коэффициентов ДКП с потерей качества . 3. Б ольшая пространственная корреляция изображения в целом : предсказание первого н изкочастотного коэффициента преобразования в бло ке 8х 8 (среднее значение всего блока ). 4.Статистика появления синтаксических элемен тов в наиболее вероятном кодируемом потоке : оп тимальное кодирование векторов движения , коэффициентов ДКП , типов макроблоков и п р . 5.Разряженная матрица квантованных коэффицие нтов ДКП : кодирование повторяющихся нулевых э лементов с обозначением конца блока. 6.Пространственное маскирование : степень ква н тования макроблока. 7.Кодирование участков с учетом содержан ия сцены : степень квантования макроблока. 8.Адаптация к локальным характеристикам изображения : кодирование блоков , тип макроблока , адаптивное квантование. 9.Постоянный размер шага при адаптивном квантовании : новая степень квантования устанавливается только специальным типом макробл ока и не передается по умолчанию . 10.Временная избыточность : прямые и обрат ные векторы движения на уровне макроблоков 16х 16 точек . 11.Кодирование ошибки предсказаний м а кроблоков с учетом восприятия : адаптивное ква нтование и квантование коэффициентов преобразова ния . 12.Малая ошибка предсказания : для макробл ока может быть сигнализировано отсутствие оши бки. 13.Тонкое кодирование ошибки предсказания на уровне макроблоков : каждый из блок ов внутри макроблока может быть кодирован или пропущен. 14.Векторы движения - медленное движение ф рагмента изображения со сложным рисунком : пре дсказание векторов движения . 15.Появления и исчезновения : прямое и обратное предсказание в B- фрей мах . 16.Точность межкадрового предсказания : билине йно интерполированные (фильтрованные ) разности бло ков . В реальном мире движения объектов от кадра к кадру редко попадают на гран ицы точек . Интерполяция позволяет выяснить на стоящее положение объекта , зачас тую увели чивая эффективность сжатия на 1 дБ . 17.Ограниченная активность движения в P- фр еймах : пропущенные макроблоки . Когда вектор дв ижения и ошибка предсказания нулевые . Пропуще нные макроблоки очень желательны в кодированн ом потоке , поскольку не занимаю т битов , кроме как в заголовке следующего макробл ока . 18.Компланарное движение в B- фреймах : проп ущенные макроблоки . Когда вектор движения тот же , а ошибка предсказания нулевая . Стандарт MPEG-2 [10] полностью перекрывает стандарт MPEG-1 и содержит новые , более строгие норм ы , ориентированные на требования телевизионного вещания . Например , он поддерживает чересстрочну ю развертку , как в аналоговом телевидении . Широкое распространение стандарта MPEG-2 способно при вести к цифровой революции в области виде о , к оторую давно ожидают и котор ая будет сравнима с цифровой революцией в области аудио , свершившейся в последнее д есятилетие . Хорошие рыночные перспективы имеются у всех описанных выше стандартов : JPEG, H.261 и MPEG. Так , формат JPEG лучше всего применять д ля неподвижных изображений , а также дл я видеомонтажа , если требуется высокая точнос ть монтажа отдельных кадров . Стандарт MPEG годитс я для видеопродукции , потребитель которой жде т качества изображения , сравнимого с качество м изображения на бытовой аналогов о й видеокассете : компьютерных обучающих ма териалов , игр , кинофильмов на CD, а также вид ео по требованию (video on demand). Для на сегодняшний день чаще всего используется стандарт H.261, так как для них не требуется видеоизображения очень высокого качества. Стандарт Cell Компания Sun Microsystems предложила свой стандарт ко мпрессии видеоизображения -- Cell. Существуют два метод а компрессии по этому стандарту : CellA и CellB. Мет од CellA требует большей вычислительной мощности для компрессии /декомпрессии сигн ала , чем метод CellB. Поэтому в системах видеоконференций , требующих работы видео в реальном времен и , используется метод CellB. В этом методе изоб ражение делится на 4х 4 группы пикселов , наз ываемых ячейками (cell). В основу алгоритма компрес сии положен мет о д BTC (Block Truncation Coding). 16 пикселов в каждой ячейке преобразуются в 16-битовую маску цветности и две 8-битовых маски ин тенсивности , поэтому для кодировки 384 битов тре буются всего 32 бита . Это означает степень с жатия 12:1. Преимущество метода Cel l заключае тся в том , что в процессе декомпрессии можно использовать графические примитивы Windows-под обных систем . Такие примитивы выполняются апп аратно стандартными графическими акселераторами , что позволяет пользоваться аппаратной декомпресс ией , использу я стандартное оборудование , уже установленное в компьютере . Стандарт NV Подразделение PARC компании Xerox предложило метод компресии NV (Network Video). Метод используется чаще всего в системах телеконференций , работающих в Internet. На первом шаге алгорит ма текущее и зображение сравнивается с предыдущим и выделя ются области , в которых произошли значимые изменения . Компрессии и последующей пересылке подвергаются только эти области . В зависи мости от того , что является лимитирующим ф актором -- полоса пропуска н ия канала связи или вычислительная мощность оборудования , для компрессии используются либо преобразов ание Фурье , либо преобразование Гаара . После квантования преобразованного изображения достигает ся степень сжатия до 20:1. Стандарт CU-SeeMe В эксперимента льной системе видеоконф еренций CU-SeeMe, разработанной в Корнуэлльском универси тете , входное изображение представляется 16 градаци ями серого цвета с 4 битами на пиксел . Изображение разбивается на блоки пикселов общ им количеством 8х 8. Кадр сравнивается с п р едыдущим , и пересылаются только б локи , в которых произошли значимые изменения . Компрессия этих блоков происходит по алг оритму сжатия без потерь , разработанному спец иально для системы CU-SeeMe. С учетом возможных потерь данных в канале связи периодически п е ресылаются и неизменившиеся блок и . Степень сжатия изображения составляет 1,7:1. Алг оритм компрессии изначально был разработан дл я аппаратно-программной платформы Macintosh. Он работает с восемью 4-битными пикселами как 32-битными словами . Для системы CU-S e eMe минимальн ая пропускная способность канала связи должна быть не ниже 80 Кбит /с . Стандарт Indeo Фирма Intel разработала метод компрессии /деко мпрессии Indeo. В основе метода лежит расчет и зображения текущего кадра по данным предыдуще го . Передача кадра пр оисходит только в том случае , если расчетные значения значи мо отличаются от реальных . Компрессия осущест вляется по методу 8х 8 FST (Fast Slant Transform), в котором исп ользуются только алгебраические операции сложени я и вычитания . Степень сжатия в методе I n deo составляет 1,7:1. Стандарты компрессии /декомпрессии аудиосигна ла Методы ИКМ Некоторые стандарты компрессии аудиосигнала основаны на технологии оцифровки звука , н азываемой импульсно-кодовой модуляцией или ИКМ [4](PCM, pulse code modulation). Аналоговы й звуковой сигнал дискрет изируется по времени и квантуется по ампл итуде . Чем большее количество бит используетс я для квантования по амплитуде , тем более высококачественным будет воспроизведение звука . Если использовать логарифмический шаг квант ования , то з вук , квантованный 8 битами , будет соответствовать по качеству звуку , квантованному 14 битами с равномерным шагом . Пр и этом степень сжатия сигнала составит 1,75:1. Известны два метода логарифмического квантования : A-law PCM и mu-law PCM. Mu-law PCM использ у ется в США и Японии на цифровых линиях связи ISDN. В других странах на линиях ISDN используется мет од A-law PCM. Оба метода вошли в рекомендацию ста ндарта G.711 ITU-TSS и требуют минимальной пропускной с пособности канала не ниже 64 Кбит /с . В методе импуль сно-кодовой модуляции при временной дискретизации аудиосигнала сос едние по времени аудиоимпульсы кодируются нез ависимо друг от друга . Но , как правило , амплитуду каждого импульса можно предсказать с большой долей вероятности , используя знач ение амплитуды п р едыдущего импульса . В методе адаптивной дифференциальной импуль сно-кодовой модуляции ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) рассчитывается раз ница между амплитудой каждого импульса и его рассчитанным по предыдущему импульсу знач ением . Для код и ровки такой разницы требуется всего 4 бита , поэтому в методе ADPCM степень компрессии аудиосигнала составляет 2:1. ITU-TSS рекомендует несколько стандартов , основанных н а методе ADPCM -- G.721, G.722, G.723, G.726, G.727. В методе G.722 используется "д вух у ровневый " ADPCM (Sub-Band ADPCM) со степенью дискре тизации 16 КГц , 14 бит на кодировку разницы си гналов . Метод предназначен для пропускной спо собности канала не ниже 64 Кбит /с . Компрессия /декомпрессия голоса Для кодировки только человеческого голоса могут использоваться некоторые специальные методы . При кодировании методом линейного предсказания LPC (Linear Predictive Coding) реальная речь накладывается на аналитическую модель голосового тракта . По каналу связи передаются только "параметры наилучшего совп а дения ", которые п ри декодировании используются для генерации с интетического голоса , близкого по звучанию к оригиналу . Для LPC-кодировки требуется полоса пропускания не ниже 2,4 Кбит /с . Развитие м етода LPC, метод линейного предсказания с возбуж дением кодов CELP (Code Excited Linear Prediction), использует такую же аналитическую модель голосового тракта , как и в методе LPC. Но в методе CELP рассч итываются отклонения между исходной речью и аналитической моделью . По каналам связи п ередаются параметры модели и о тклон ения . Отклонения представлены как индикаторы . Индикаторы заносятся в общую книгу кодов , которая доступна кодировщику и декодировщику . Дополнительные данные в виде индикаторов поз воляют добиться декодированного сигнала более высокого качества , чем при простой кодировке LPC. CELP требует пропускной способности канала не ниже 4,8 Кбит /с . В качестве ста ндарта G.728 ITU-SS предложен метод LD-CELP (Low Delay CELP), для которого требуется полоса пропускания не менее 16 Кби т /с . Метод LD-CELP требует большой в ы числительной мощности и специальных аппар атных средств . Глава 2. Технические требования на абонентское устройство конференц связи п . 2.1. Выбор структуры и форматов данных в системе видеоконференций Идея создания Internet была предложения в св язи с необходимостью построения коммуникационной отказоустойчивой сети , которая могла бы п родолжить операции , если даже большая часть ее стала не доступной для работы . Решен ие состояло с том , чтобы создать сет ь , где информационные пакеты могли бы передаваться от одного узла к дру гому без какого-либо централизованного контроля . Если основная часть сети не работает , п акеты самостоятельно передвигалась бы по дост упным узлам до тех пор , пока не попаду т в точку с в оего назначения . К роме того сеть должна быть устойчива к возможным ошибкам при передаче пакетов. В начале 80-х были подключены первые локальные сети и для использования в п остроенной сети ( Internet) был выбран , адаптирован и затем повсеместно принят для работы набор протоколов Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)[9]. (TCP/IP) вполне удовлетв орял всем требованиям , которые на него воз лагались. Существует много причин , почему протоколы семейства TCP/IP были выбраны за основу Internet. Эт о прежде всего возможность работы с этими протоколами как локальных (LAN), так и в глобальных (WAN) сетях , способность протоколов управлять большим количеством стационарных и мобильных пользователей. К данному протоколу больше подходит н азвание "Комплекс п ротокол Internet". В его со став входят протоколы UDP,ARP, ICMP, TELNET, FTP и многие и д ругие , но часто используют только термин TCP/IP. Часть из семейства протоколов TCP/IP обеспечив ает выполнение "низкоуровленых " сетевых функций для множества приложений, таких , как р абота с аппаратными протоколами , поддержка ме ханизма доставки пакета по адресу , назначения через множества сетей и хостов , обеспече ние достоверности и надежности соединения и др. . Другая часть протоколов пре дназначена для выполнения приклад ных зада ч , таких , как передача файлов между компью терами , отправка электронной почты или чтение гипертекстовой страницы WWW-сервера. Задачей ТСР является доставка всей ин формации компьютеру получателя , контроль последов ательности передаваемой информации , п овторная отправка не доставленных пакетов в случа е сбоя работы сети . Кроме того , если со общение достаточно большое , чтобы отправить е го в данном пакете , ТСР делит и отправ ляет его несколькими блоками . ТСР также о существляет контроль за составление перво н ачального сообщения из этих блоков н а компьютере получателя. Подобно тому , как почтовый протокол и спользует ТСР , сам ТСР использует протокол IP, который обеспечивает доставку пакета по а дресу , т.е . адресацию и маршрутизацию . Функции , которые представляет ТСР , необходимы д ля работы множества приложений , однако сущест вуют приложения , для работы которых эти фу нкции не требуются . Эти приложения используют вместо ТСР свой протокол , обеспечивающий взаимодействие приложений , например UDP, которому для работы т акже необходимы механизм , который бы осуществлял доставку пакета по адресу ( т.е . уровня IP). Схему использования проколов легче всего представить в виде дерева . На этом де реве листьями будут пользовательские приложения , которые работают с протоколами само г о верхнего уровня ( например почтовым протокол ом ). В свою очередь , протоколы верхнего уро вня представляют собой ветви кроны . Уровень ТСР можно представить как толстые сучья , которые растут из ствола и держат крон у . А сам ствол - это уровень IP. Подобная м одель построения нескольких уровней протоколов называется "многоуровневым передаванием сетевых протоколов ". Под этим п одразумеваем , что протокол на более высоком уровне при своей работе использует сервисы , передавленные протоколами более низкого уро вня . С емейство протоколов TCP/IP имеет 4 яр ко выраженных уровня : уровень приложений ( прикладной уровень ) уровень , реализующий транспортные функции ( транспортный уровень ) уровень , обеспечивающий доставку и маршру тизацию пакета ( сетевой уровень ) уровень сопряж ения с физической с редой ( канальный уровень ) Опишем состав и основные функции прот околов каждого уровня семейства TCP/IP: Уровень сопряжения с физической средой ( канальный ) обеспечивает надежный транзит данны х через физический канал . Этот уровень реш ает задачи физической адресации , уведомлени я о неисправностях , упорядоченной доставки бл оков данных и управления потоком информации . Ниже этого уровня расположен только а ппаратный уровень , который определяет электротехн ические , механические , процедурные и фу нкц иональные характеристики активизации , поддержания и деактивизации физического канала между к онечными системами ( уровни напряжений , синхронизац ии изменений напряжений , скорость передачи фи зической информации , максимальные расстояния пере дачи информац и и , физические соединени я и др .) Сетевой уровень - это комплексный уровень . Он обеспечивает возможность соединение и выбор маршрута между двумя конечными систе мами , подключенными к разным "подсетям ", которые могут находится разных географических пункта х . К этому уровню в TCP/IP относится межс етевой протокол IP, который является базовым в структуре TCP/IP и обеспечивает доставку пакету по месту назначения - маршрутизацию , фрагментаци ю и сборку поступивших пакетов на хосте получателя . Этому уровню принадлеж и т протокол ICMP, в функции которого входят , в основном , сообщения об ошибках и сбор информации о работе сети . Транспортный уровень представляет услуги по транспортировке данных . Эти услуги избавля ют механизмы передачи данных прикладного уров ня от необходи мости вникать в детали транспортировки данных . В частности , заботой транспортного уровня является решение таких вопросов , как надежная и достоверная тран спортировка данных через сеть . Транспортный у ровень реализует механизмы установки , поддержания и упор я доченного закрытия канало в соединение , механизмы систем обнаружения и устранения неисправности транспортировки , управл ения информационным потоком. Транспортный уровень семейства TCP/IP представлен протоколами ТСР и UDP. ТСР обеспечивает тран спортировку дан ных с установлением соедин ения , в то время как UDP работает без уст ановления соединения . Оба эти протокола имеют дело с конкретными процессами ( приложениями ) на компьютере и могут обеспечивать связ ь процессов на различных компьютерах сети , хоть в их ко м петенцию не в ходит управлением сеансом работы . Если ТСР обеспечивает полный сервис транспортного уровн я - надежность , достоверность и контроль соедин ения , то UDP может отправлять пакеты от одно го процесса к другому без какого либо дополнительного сер в иса , за исключе нием , разве что , проверки контрольной суммы переданных данных. Прикладной уровень идентифицирует и устан авливает наличие предполагаемых партнеров для связи , синхронизирует совместно работающие при кладные программы , устанавливает соглашения по процедурам устранения ошибок и управления целостности информации . Кроме того протоколы прикладного уровня определяют , имеется ли в наличии достаточно ресурсов для предпола гаемой связи . Прикладной уровень также отвеча ет за то , чтобы информация , пос ы лаемая из прикладного уровня одной си стемы была читаемой на прикладном уровне другой системы . При необходимости он осуществ ят трансляцию между множеством форматов пред ставлений путем использования общего формата и структур данных , а также согласует син т аксис передачи данных для прикла дного уровня . Прикладной уровень устанавливает и завершает сеансы связи взаимодействия ме жду прикладными задачами , управляет этими сеа нсами , синхронизирует диалог между объектами и управляет обменом информации между н и ми . Кроме того прикладной уровень предоставляет средства для отправки информа ции и уведомления об исключительных ситуациях передачи данных. Комплект протоколов Internet включает в себя большое число протоколов высших уровней , им еющих самые разнообразные применения , в том числе управление сети , передача файлов , распределенные услуги пользования файлами , эму ляция терминалов и электронная почта. Стремительный рост Internet предъявляет новые т ребования к скорости и объемам передачи д анных . И для того , чтобы удовлетворить все эти запросы , одного уведомления емкости сети недостаточно , необходимы разумные и эффективные методы управления трафиком и кон тролем загруженности линий передач . Наиболее широко используемый протокол тра нспортного уровня - это , как было описано выше , ТСР . Несмотря на то , что ТСР позволяет поддерживать множество разнообразных р аспределенных приложений , он не подходит для приложения реального времени . Использование ТСР в качестве транспортного протокола ТСР для этих приложений невозможно по нескольким причинам : 1. Этот протокол позволяет установить сое динение только между двумя конечными точками , следовательно , он не подходит для многоа дресной передачи. 2. ТСР предусматривает повторную передачу потерянных сегментов , прибывающих , когда прил ожение реального времени уже их не ждет. 3. ТСР не имеет удобного механизма пр ивязки информации о синхронизации к сегмента м = дополнительное требование приложений реального времени. Другой широко используемый протокол тран спортного уровня - UDP не имеет части ограни чений ТСР , но и он не представляет кри тической информации о синхронизации. Эту задачу и призван решить новый транспортный протокол реального времени - RTP ( Real-Time Transport Protocol), который гарантирует доставку данных од ному или более адр есатам с задержкой в заданных пределах , т.е . данные могут быть воспроизведены в реальном времени . Пакеты RTP содержат следующие поля : идентифи катор отправителя , указывающий , кто из участни ков генерирует данные , отметки о времени г енерирования пакета , чтоб ы данные могли быть воспроизведены принимающей стороной с правильными интервалами , информация о порядке передачи , а также информация о характере содержимого пакета , например , о типе коди ровки видеоданных (MPEG, Indeo и др .). Наличие такой информации позв о ляет оценить величину начальной задержки и объема буфера перед ачи . Протокол RTP используется только для передач и пользовательских данных - обычно многоадресной - всем участникам сеанса . Совместно с RTP работ ает протокол RTCP (Real-Time Transport Control P rotocol). , основная задача которого состоит в обеспечении управления пер едачей RTP, RTCP использует тот же самый базовый транспортный протокол , что и RTP ( обычно UDP), но другой номер порта . RTCP выполняет несколько функций : 1. Обеспечение и контроль качества услуг и обратная связь в случае перегрузк и . Так как RTCP-пакеты являются много адресны ми , все участники сеанса могут оценить , на сколько хороша работа и прием других учас тников . Сообщения отправителя позволяют получател ям оценить скорость данных и качес тва передачи . Сообщения получателей содержат информацию о проблемах , с которыми они ст алкиваются , включая утерю пакетов и избыточну ю неравномерность передачи. Обратная связь с получателями важна т акже для диагностирования ошибок при распрост ранении . Анализируя сообщения всех участнико в сеанса , администратор сети может определить , касается данная проблема одного участника или носит общий характер . Если приложение - отправитель приходит к выводу , что проблем а характерна для системы в целом , например , п о причине отказа одного из каналов связи , то оно может увеличить с тепень сжатия данных за счет снижения кач ества или вообще отказаться от передачи в идео - это позволяет передавать данные по соединению низкой емкости. 2. Идентификация отправителя . Пакеты R TCP содержат стандартное текстовое описание отправи теля . Они проставляют больше информации об отправителе пакетов данных , чем случайным о бразом выбранный идентификатор источник синхрони зации . Кроме того , они помогают пользователю идентифицировать потоки , о тносящиеся к различным сеансам. 3. Оценка размеров сеанса и масштабирован ие . Для обеспечения качества услуг и обрат ной связи с целью управления загруженностью , а также с целью идентификации отправител ю все участники периодически посылают пакеты RTCP. Часто та передачи этих пакетов сниж ается с ростом числа участников . При небол ьшом числе участников один пакет RTCP посылается максимум каждые 5 секунд. Таким образом с протоколом сетевого у ровня IP (Internet Prortocol) взаимодействуют два протокола трансп ортног о уровня : TCP и UDP. TCP (transmission control protocol) обеспечивает надежную связь за счет мощных средств контроля ошибок при отправке пакетов и по вторной отправки пакета в случае ошибки . UDP (user datagram protocol) такими средствами контроля над ошибк а ми и повторной отправки пакета не обладает . Настольные системы видеоконференци й , работающие по сетям Internet, используют протокол UDP для передачи аудио - и видеосигнала . Прот окол TCP используется для передачи данных , таких , например , как данные с "настен н ой доски " или из разделяемых прикладны х программ . При организации конференций по сетям Internet возникает одна проблема . Суть конфе ренции в том , чтобы передавать изображение /голос /данные в общем случае в режиме широкого вещания . Однако протокол IP подразу м евает связь "точка-точка ". Чтобы пр еодолеть это препятствие , в 1989 г . было предл ожено расширение IP для поддержки широковещательных пакетов в Internet — RFC (Request for Comments). Благодаря RFC появилась возможность проводить конференции в Internet в ре ж име "широковещательной магистрали " Multicast Backbone (MBone), что означает возможность для одного у частника конференции в Internet связываться одновременн о с несколькими участниками . В режиме MBone гр уппы хостов , поддерживающих широковещательный IP, св яз а ны друг с другом по канала м чистого IP со связью "точка-точка ". Данные к хостам группы передаются через широковещател ьный маршрутизатор . Это , как правило , рабочая станция , работающая в системе Unix. Для выбора оптимального пути от отправителя к получ ателю широковещательный маршрутизатор исп ользует один из протоколов : DVMRP (Distance Vector Multicast Routing Protocol), MOSPF (Multicast Open Shortest Path First), PIM (Protocol Independent Multicast). Необходимость передачи аудио - и видеоинфо рмации по Interne t привела к созданию нового транспортного протокола RTP (Real-time Transport Protocol). Его рабочая спецификация была предложена группой AVT (Audio/Video Transport working group) разработчиков средств передачи аудио /в идеоинформации , входящей в организацию IETF (Internet Engineering Task Force). Протокол RTP отвечает за очередност ь , тайминг и качество аудио /видеоинформации , передаваемой в режиме "точка-точка " или "точк а-многоточка ". Большинство разработчиков систем MBone и спользуют в своих системах RTP. Сре д и них такие как Communique! (InSoft), InPerson (Silicon Graphics), ShowMe (Sun Microsystems). На сегодняшний день системы настольных видеоконференций , разработанные разными производит елями , практически несовместимы друг с другом . Поэтому возникла острая н еобходимость создания общепринятых стандартов на эти си стемы . Организация ITU, о которой речь уже шла ранее , является агентством ООН . В рамках этой организации государственные и частные компании координируют работы по созданию сетей телекоммуникаций и тел екоммуникацион ных услуг . Сектор ITU-T занимается разработкой ста ндартов для систем видеоконференций , работающих по каналам ISDN. Рекомендация стандарта для сис тем конференц-связи H.320, предложенная ITU-T, носит названи е "Narrow-Band Visual Telephone Syst e m and Terminal Equipment". Спецификацию H.320 зачастую называют Р *64, где Р — целое число , поскольку она была разработана для каналов ISDN с пропускной способностью , кратной 64 Кбит /c. H.320 представляет из себя набор рекомендаций по использованию стандар т ов компрессии /декомпрессии аудио - и видеосигнала , а так же cинхронизации , мультиплексирования и фрагментир ования данных . Рекомендация T.120 ITU-T называется "Transmission Protocols For Multimedia Data". Рекомендация разработана для обмена д анными в режиме к онференц-связи . Таки ми данными могут являться изображения и з аметки "настенной доски ", бинарные файлы и пр . Рекомендация ITU-T H.324 называется "Multimedia terminal for low bitrate visual telephone services over the GSTN". H.324 определяет стандарты для п ередачи аудио , видео и данных через модемы V.34 со скор остью 28,8 Кбит /с по аналоговым телефонным ли ниям общего назначения . Настольные системы видеоконференц-связи можно использовать для самых разнообразных целей : проведения совещаний территориально расср едоточенных рабочих групп , для дистанцион ной связи со специалистами , для целей заоч ного обучения , при трансляции телевизионных п рограмм , проведении брифингов и т.п . Если ч лены группы , разрабатывающей программный продукт , находятся на значительном расстоян и и друг от друга , они могут отказат ься от личных встреч и согласовывать свои действия посредством видеоконференций , экономя тем самым время и деньги . П . 2.2. Выбор метода кодирования - деко дирования , описание стандарта кодирования. Современный рынок требует сокращения прои зводственных циклов , повышения качества поставляе мой продукции , сотрудничества между различными фирмами и глобализации их деятельности . Сре дства связи , их расширенные возможности , играю т при этом решающую роль . Н аличие быстрой и эффективной связи определяет конкур ентоспособность фирмы . Выигрывает тот , кто ста ртует раньше других , используя самые современ ные технологии . На данный момент самым ши роко используемый протоколом , по моему мнению , является стандарт Н .3 2 3. Рассмотрим , что представляет собой рекоме ндация Н .323. Рекомендация Международного Телекоммуникационног о Объединения (ITU) H.323 - международная спецификация , опре деляющая взаимодействие компьютеров при передаче аудио - и видео - потоков по сетям intra- или Internet. Система Intel Internet Phone создана на основе набора коммуникационных средств , предлагаемых стандартом H.323 для работы с Internet. Передача звука при использовании системы Intel Internet Phone осуществляется с помо щью кодека G.723, которы й обеспечивает возможн ость трансляции очень небольшого звукового по тока при сохранении хорошего качества звука . Основное преимущество коммуникационных прогр аммных продуктов , совместимых с H.323, - возможность правильного взаимодействия друг с другом . С мыс л введения стандарта H.323 прост - он пр едлагает протокол , с помощью которого коммуни кационные программные продукты , созданные различн ыми производителями , могут работать совместно (то есть взаимодействовать ). Компания Intel внесла большой вклад в создание, развитие и распространение технологии H.323. Совместимые с H.323 приложения и поддерживающ ая их инфраструктура Internet являются основой ново го направления развития коммуникационных возможн остей , связанных с использованием ПК . Программ ное обеспечение , ра зработанное Intel и другими компаниями на основе стандарта H.323, впервые позволит нам без проблем , с помощью про стого нажатия кнопки , осуществлять обмен ауди о - и видео - данными . Технический обзор H.323 Рекомендация H.323 описывает требования к тер минала м , другому оборудованию и различным службам , предъявляемые при передаче мультиме диа-потоков по локальной сети с негарантирова нным качеством соединения . Терминалы , а также другое оборудование , соответствующее требованиям H.323, могут использоваться для пер е д ачи голоса , цифровых данных и видеоинформации , а также произвольного сочетания этих пот оков (например , для видеотелефонной связи ) в реальном масштабе времени . Локальная сеть , с помощью которой связ аны совместимые с H.323 терминалы , может быть простым сег ментом , соединением по типу "кольцо " или целым набором сегментов сложной топологии соединений . Необходимо заметить , чт о сложность структуры сети влияет на прои зводительность H.323-терминалов . К сожалению , рассмотр ение способов , с помощью которых можно доб и ться нужной производительности терми налов при работе со сложными сетями , выход ит за рамки рекомендации H.323. H.323-совместимые терминалы могут быть встр оены в персональные компьютеры или выполнены в виде отдельных устройств , например , вид еотелефонов . Под держка обмена звуковыми д анными для них обязательна , в то время как возможность передачи цифровой информации и видеоданных является дополнительной . Однако , при использовании режима обмена видеоданным и или цифровой информацией для совместной работы требует с я поддержка нужного режима всеми устройствами . H.323 дает возможность одновременно передавать данные по нескольким каналам каждого типа . Среди стандартов , с вязанных с H.323, - рекомендации по сжатию и син хронизации H.225.0, управлению H.245, видеокодирова н ию H.261 и H.263, аудиокодированию G.711, G.722, G.728, G.729 и G.723, а также серия коммуникационных мультимедиа-протоколов T.120. Стандарт H.323 разработан с учетом Рекомендац ий H.245, описывающих последовательность специальных п роцедур при открытии лог ического канала передачи информации . Эти процедуры , определяю щие содержание логического канала , необходимы для согласования передающего устройства с пр иемным - таким образом , передатчик будет трансл ировать только ту информацию , которую способе н воспринять приемник . Приемник может потребовать от передатчика ведения обмена данными в нужном ему режиме . Поскольку аналогичные процедуры , описанные стандартом H.245, пре длагаются также в Рекомендациях H.310 для ATM-сетей , H.324 для GSTN и V.70, взаимодействие H.32 3 -систем с системами на их основе возможно бе з преобразования H.242-H.245, как этого потребовали бы системы стандарта H.320. Терминалы стандарта H.323 могут работать в многоточечных конфигурациях и взаимодействовать с терминалами стандарта H.310 для B-ISDN , стандар та H.320 для N-ISDN, стандарта H.321 для B-ISDN, стандарта H.322 для локальных сетей с гарантированным качеством соединения , стандарта H.324 для GSTN и беспроводных сетей и стандарта V.70 для GSTN. Для передачи видеоизображения стандарт Н .323 тре бует использования стандарта Н .261. Видеопоток стандарта Н .261. Рекомендация ITU-T Н .261. была разработана для передачи видеоинформации при уровнях битового потока Рх 64 Кбит /с , где р - может ме няться от 1 до 30. Стандарт включает как кодир ование отдельных кадров в стиле JPRG, так и использование компенсации движения для у странения временной корреляции между кадрами . Он относится к гибридным системам сжатия в пространственной и временной областях . Burst bandwidth assumes that the transfer of video occurs only during the active period. Continuous bandwidth assumes entire frame time is used to transfer active video Форматы исходн ых данных CIF QCIF Фор мат Разрешение Ширина Полосы Частот Мбайт /сек (1) Мбайт /сек (непрерывный ) QCIF 216x156 176x144 1.69 1.27 CIF 432x312 352x288 6.74 5.07 Для того , чтобы обеспечить преобразование данных различных систем телевидения к единому стандарту , б ыл разработан стандарт CIF (общий промежуточный стандарт ). Для яркостной компоненты Y разрешение составляет 288 по вер тикали и 360 пикселов по горизонтали , из которых не используется по четыре крайних пиксела с каждой с тороны для обеспечения кратности 16 Используется цветовая модель - 4:2:0 с серединным расположением пикселов цветности . Для яркости используется разрешен и е 352х 288 ( область значимых пикселов , а для обоих цветоразностных ком понентов разрешение - 176х 144. Используется также ф ормат QCIF с половинным разрешением . Частота кадров составляет 29,97 кадров /сек , но может быть и понижена до 10-15 кадров /се . Декодер должен способен рас кодир овать поток с пропущенными кадрами , так . К ак для увеличения сжатия предусмотрена возмож ность опускать при кодировании отдельные кадр ы вместо того , чтобы поддерживать постоянную частоту кадров . Стандартом предусмотрено разбиение виде о потока на четыре уровня : - уровень кадров ( для CIF-формата - 352х 288 пикселов , 396 макробл ока , 1584 блока , 12 групп блоков ): · код начала кадра ( 20 бит , 0000 0000 0000 0001 0000) · номер кадра в последовательности ( 5 бит ) · тип кадра в после довательности ( 6 бит ) · дополнительные данные - уровень группы блоко в (GOB) ( 176х 48 пикселов , 132 блока . 33 макроблока ) · код начала группы ( 16 бит , 0000 0000 0000 0001) · номер группы в кадре ( 4бита ) · уровень кван тования в группе ( 5 бит ) · д ополнит ельные данные - уровень макроблока ( 16 х 16 пикселов , , 4 блока ) · код адреса макроблока ( код переменной дилны , до 11 бит ) · код типа макроблока ( код переменной дины ) · - уровень квантования маклоблока ( 5 бит ) · код вектора движения ( код пер еменной длины , до 11 бит ) · код присутст вия данных блоков ( код переменной длины , д о 9 бит ) · - уровень блока ( 8х 8 пикселов ) · коэффициенты ДКП ( коды переменной длины , до 13 бит ) Алгоритм кодирования . Стандарт не специализирует конкретных мет одов сжа тия , и поиск наиболее эффектив ных алгоритмов сжатия является задачей разра ботчиков кодера . Для передачи CIF изображения по каналу (64 кбит /сек ) степень сжатия должна превышать 300:1. В алгоритме кодирования можно выделить следующие этапы : 1.Входной поток подвергается предварит ельной обработке : Если исходное изображение передается в виде чересстрочных полей , то из них фор мируются кадры с прогрессивной разверткой , ка дры передискретизиуются до формата CIF или QCIF; Производится преобразование RGB в YUV Произ водится преобразование из формат а цветности 4:4:4 в 4:2:0 ( горизонтальная и вертикальн ая поддискретизация цветоразностных компонентов ). Эта схема преобразования обыч но используется для стандарта Н . 261 . На рис .5 изображена двумерная 2:1 подвыбор ка цветоразностных элементов по отношени ю к элементам яркости . Элементы Cb и Cr не совпадают по расположению с элементами яркости , но представляют информацию о цвете для груп пы четырех элементов яркости , расположенных п о углам квадрата . Значение Си С R обычн о вычисляются 4:4:4 путем горизонтальной и вертикаль ной фильтрации и интерполяции . Обычно значени я Cb и Cr вычисля ются только для каждой второй линии элеме нтов яркости . Т . о . Остальные линии несут только яркостную составляющю .4:2:0. Ширина полосы сигнала 4:2:0 идентична полосе сигнала 4:1:1. На рис .5 Представлен построчный видеосигнал , в котором используется только одно поле сигн ала . Для устранений возможных искажений типа появления ложных элементов на границе об ъектов или смещения позиции , может примен яться перефильтрация низкочастотным фильтром . 2.Изображение разбивается на макроблоки , для которых находятся вектора движения . Вект ора движения для макрблоков могут быть то лько целочисленными и по абсолютной величине не превышать 15 пикселов . 3.Находят ся ошибки предсказания движ ения. 4.Производится анализ информации о движе нии и принимается решение о способе кодир ования макроблока . 5.В зависимости от результатов предыдуще й стадии или исходный или разностный сигн ал подвергается дискретному косинусному пре образованию 6.Осуществляется квантование коэффициентов Д КС , Z- упорядочивание , и кодирование кодами пере меной длины . На этом этапе необходимо стро ить выходной поток данных , поддерживая заданн ое значение битового потока , для чего треб уется специальный алгоритм выбора уровня квантования коэффициентов : если заполнение буфе ра оказывается больше заданной пороговой вели чины , то уменьшается точность передачи данных . Кодирование I- блоков . Процедура кодирования I-блоков похода на методику кодирования неподв ижных блоков стандарт JPEG. Однако в отличии от JPEG уровень квантования может быть переменным , и коэффи циент квантования подбирается кодером . Кодирование Р-блоков. Процедура кодирования Р-блоков гораздо сл ожнее процедуры кодирования неподвижных блоков. Кодер должен выбрать метод кодирования макроблока . В этом случае также стандарт не предписывает какого-либо алгоритма , оставл яя это на разработчиков кодера 1.Принимается решение , следует ли использ овать компенсацию движения , т.к . в случае о тсутствия движе ния используется разность между текущим макроблоками и его несмещенным базовым макроблоком ( можно считать нулевым вектором движения ). Достигается экономия за счет того , что вектор движения не передает ся . Для этого вычисляется сумма несмещенной разности м е жду текущим макроблоков и его базовым макроблоком ( т.е . с нуле вым вектором движения ) D1., и та же сумма для разности с вектором движения , D2.На осно вании ряда численных экспериментов была получ ена эмпирическая крива выбора решения . Кривая имеет сложную ф о рму в област и небольших значения разностей , т . к . любое ложное движение фона , вызванное медленным движением перемещением объекта , является крайн е нежелательным эффектом . , заметно ухудшающее визуальное изображение . В Р - блоках вектор движения передается с помощью разностного кодирования , что обеспечивает значительную экономию для изоб ражений с движением , вызванным перемещением к амеры , в которых вектора движения для бол ьшинства микроблоков будут примерно одинаковы . 2. После получения информации об опти мальном варианте компенсации движения код ер решает , следует ли ее использовать (т . е . Использовать нулевой или ненулевой векто р движения и кодировать разностный сигнал ) или кодировать исходный макроблок как I-бло к . Это можно было бы сделать , сравнив кол и чество бит , необходимое для пе редачи кодированной информации о макроблоке с компенсацией движения и без нее при том же коэффициенте квантования . Однако ввиду значительных вычислительных затрат на эту процедуру на основе численных экспериментов была получ е на эмпирическая кривая выбора решения о внутрикадровом или меж кадровом кодирования на основе сравнения дис персий текущего макроблока и разностного сигн ала . Дисперсия V1 для текущего макроблока вычисл яется : V1 = , А дисперсия V2 - - для разностного сигнала , полученного с учетом принятого решения о компенсации движения , т . е . С использовани е вектора движения (N, M), нулевого или нен улевого по формуле : V1 = X(i+n,j+m))/256 Для устранения блокинг -эффекта , связанног о с компенсацией движения , может произво дится фильтрация . Фильтрация осуществляется тольк о внутри блока и применяется как к яр костной , так и к цветоразностным компонентам . Фильтрация ошибок в кодере после компенс ации движения дает лучшие результаты , чем постфильтрация в декодере . 4. После квантования принимается решение , следует ли изменять коэффициент квантования , установленный по умолчанию . Визуально восприятие изображения будет улучшаться , если применять переменный коэффициент квантования в зависим ости от детальности в блоке и свойс тво зрительного анаизатора при их восприятии . Промышленные стандарты призваны сделать в идеоконференции столь же распространенными , как телефонная и факсимильная связь . Благодаря им системы поддержки видеоконференций разных производителей м огут без проблем устанавл ивать связь между собой , как связываются м ежду собой другие телекоммуникационные устройств а . Продукты , соответствующие стандартам ITU, позв оляют любому абоненту связываться с любым другим абонентом . Стандарты , разработанные сект о ром стандартизации в области телекоммуни каций ITU (ITU-TSS, предыдущее название - CCITT), сделали для с истем поддержки видеоконференций для ПК то , что сделали ранее выработанные стандарты "V.xx" и "Group-III" для модемов и факсимильных аппаратов - обеспеч и ли совместимость изделий разных производителей в мировом масштабе. Глава 3. Разработка структурной схемы устройства кодирования-декодирования п . 3.1 Выбор элементной базы для а бонентского устройства В к ачестве демултиплексера выбираем микросхему фирмы GEC PLESSEY VP 2614. Видео демультиплексор является частью наб ора микросхем для видеоконференций , видеотелефони и и мультимединых приложений . Используется дл я протокола Н . 261. Демультиплексор работает с входными данными до 4 Мбит /сек . Интерфе йс разработан для декодера VP2615 Рассмотрим работу структурной схемы : Это устройство извлекает из потока Н . 261. параметры , корректирующие ошибки , и коэффиц иенты ДКП FRAME ALIGNMET: непрерывный битовый поток Н. 261 разбив ается на кадры по 512 бит , первый бит ка ждого кадра является частью восьмибитового з аголовка кадра . Для предотвращения ошибочного детектирования настоящих данных заголовок должен повторяться не менее трех раз перед сигналом “ frame lock” . Пос л е того , ка к получен этот сигнал он начинает постоян но отслеживаться . Если происходит ошибочное о пределение кадра , то следующие 4 кадра будут проверены на ошибки . VALIDITY CHEK - проверка правильности ( верности ) информ ации потока VARIABLE LENGTH DECOD E - декодирование с переменной д линой . Декодирование информации видеопотока , кото рый был закодирован при передачи видеоинформ ации в кодирующем устройстве с переменной длиной слова , в данном блоке производится обратный процесс . HOST INTERFACE - интерфей с компьютера Интерфейс системного процессора . Интерфейс системного процессора является интерфейсом с картой памяти . Он был разраб отан для использования с любым системным процессором и состоит из следующих шин и сигналов : HD7:0 - шина данных процессора YF 3:0 - младшее значение бита адресной шины WR - строб записи RD - строб чтения CEN -выбор микросхемы SIDE INFORMATION - блок выделения служебных данных ДЕКОДЕР В качестве декодера возьмем микросхему фирмы GEC PLESSEY VP 2615, Используется для видеоконф еренции , ви деотелефонии . Разработан по рекомендации стандарт а CCITT Н .261 . Предназначен для декодирования CIF сигнал а с разрешением до 30 Гц . Выходным сигналом являются 8 битные пиксели в YUV формате . Рассмотрим основные блоки этой микросхемы . INPUT CO NRTOLLER - входное устройство ( данные , имп ульс синхронизации , вход режима передачи данн ых RUN LENGHT DECODE & INV ZIG ZAG - блок обратного зигзагообразного ск анирования , процесс обратному , выполняемому в кодере . Это блок - генератор адресов , который обеспечивает считывание коэффициента ДКП в пространстве по зиг-загообразной траектори и . Смысл - значившие коэффициенты . располагаются в начале субблока , а нули в конце с убблока .В результате появляется последовательнос ть коэффициентов . , имеющие коро т кие участки и значащие участки , которые кодирую тся кодом переменой длины INVERSE QUANTIZATION - блок обратного квантования INVERSE DCT - блок обратного дискретного косинусного преобразования . В блоке выполняется операция , обратная операции , выполняема я в код еке . ДКП осуществляется в соответствующем б локе и обрабатывает 8х 8 субблока изображения , либо в режиме межкадрового либо внутрикадр ового кодирования . В режиме межкадрового кодирования испо льзуется 8 разрядное представление сигнала . При внутрик адровом кодировании используется ра зность между текущем и блоком имеющим луч ший шаг сдвига . В этом случае представлен ие сигнала осуществляется в удвоенном комплим ентарном виде . 12 битные коэффициенты Формируются в блоке ДСТ и посылаются на квантовате ль. Изображение делится 8х 8 пикселов . Суть преобразования - изображение из пространственной области перевести в частотную область LOW PASS FILTER - фильтр нижних частот , для устранен ия высокочастотных составляющих декодированного изображения ADD - устро йство суммирования FRAME STORE CONTROLLER - контроллер памяти на кадр CONTROL I/F- контроллер управления декодером В качестве конвертора выберем микросхему фирмы GEC PLESSEY VP 520 S VP520 S разработан для преобразования 16 битного мультиплексирова нного сигнала яркости и цветности между CCIR 601 и CIF/QCIF. Предусмотрены вертикаль ные и горизонтальные фильтры , причем вертикал ьные фильтры обеспечиваются с помощью внутрен ней памяти на одну строку . Коэффициент , ис пользуемый для фильтра определяется пол ь зователем и загружается от независимой шины данных . Внутренний генератор адресов поддерживает внешнюю память на кадр и обе спечивает преобразование строки в макроблок . Если входной сигнал конвертируется CIF/QCIF, вертикальны е и горизонтальные фильтры об е спе чиваются путем 4х CIF линии задержки , которые позволяют обрабатывать пять фильтров . Когда п роизводится преобразование в формат QCIF, используетс я доступная память , чтобы обеспечить задержку на 6 строк , которая позволяет использовать 7 фильтров . Когда п рибор конвертирует в CCIR 601 сигнал , входные данные должны быть в формате макроблока и вертикальные фильтр ы идут в формате макроблоков . Входные сигн алы пишутся сначала во внешнюю память , ор ганизованную под CIF кадром и считываются у памяти построчно . V P 520 S поддерживает памя ть по 2 полных кадра и позволяет CIF/QCIF дольше читать поп арно в порядке формирования двух черезстрочны х полей видеосигнала . VP 520 S поддерживает преобразование между CIF/QCIF и NTSC стандартом . Когда формируется CIF данные на каждые 5 строк данных , то формируются дополнительные строки , а когда формируется сигнал NTSC , то из каждых 6 строк четыре убираю тся . SYNC GENERATOR - генератор синхроимпульсов RAM ADRESS..... - формирователь адреса памяти с подд ержкой преобразования а дресов строк в адреса блоков INPUT - буфер MUX - мультиплексор FOUR - задержка на 4 строки фильтр яркостного сигнала FILTER BLOCK - 2 фильтра цветоразности MUXING - мультиплексор COEFF STORE - память коэффициентов . Рассмотрим микросхему конвертора VP510. Он преобразует трехканальный RGB данные в два канала десятичных цветность и яркость . Также он преобразует два канала данных Цветоразностных и яркостных в три канала интерполированых данных RGB . Каждый канал имеет собственную таблицу просмотра , к оторая может быть загружена из управляющей систем ы и затем использована для гамма-коррекции . Направление потока данных контролируется битом в управляющем регистре и позволяет перек лючаться между входом и выходом . Фильтры п ереключаются с десятичного в инте р полирующий режим . Матрица преобразования размерностью 3х 3 обеспечивается определяемыми поль зователем 12 битными коэффициентами , которые могут изменяться от -4 до 4 . Канал яркости обеспеч ивается фильтром 23 порядка . Каждые Каналы цвет ности имеют два последовательных филь тров 11 порядка . Такое устройство позволяет прин имать или производить данные RGB c частотой в два раза превышающую исходную , таким образо м избегая использование внешних аналоговых фи льтров . Если необходимо , устройство может прин има т ь или производить видеоданные с исходной частотой . ADRESS RAM - буферные устройства COUNTNER - счетчик 3х 3 MATRIX MULTIPLEX - схема матрицирования 23 ТАР - фильтр прореживания интерполирования CONTROL - контроллер управления RANGE - ограничитель ур овня PIPELINE DELAY - линия задержки п . 3.2. Разработка структурной схемы а бонентского устройства кодирования Задачей работы является : прием и пере дачи данных . На входе - стандартный компонентны й телевизионный сигнал , на выходе - ста ндартный цифровой компонентный сигнал формата 601/25. Для аппаратной реализации дан ного устройства декодирования по выбранному с тандарту используем специализируемую элементарную базу фирмы GEC PLESSEY Plesse т . к . она построена по интегральным техно логией , обладает большой функциональностью , позволяет сократить массу , габариты , стоимость. На основе выбранных компонентов состав им структурную схему декодирующего абонентского устройства видеоконференций . Входной поток по стандарту передачи видеодан ных Н . 261 поступает на демультиплек сер , чтобы обеспечить постоянство цифрового п отока . В устройстве декодирования используют буфер приема RECEVE BUFER 32Кх 8, который имеет размер 32 Кбайта . Для декодирования демультиплексированой информации поставим ви д еодекодер VP2615, ра бота которого была описана выше . Для пров едения операции декодирования необходимо ОЗУ на 1 кадр . Т.к . мы используем формат CIF , объем памяти должен быть 128 Кб . Для преобразован ия формата CIF в стандартный формат , согласно рекомен д ации .CCIT 601 используем конвертор VP 520. Для обеспечения преобразования необходима па мять на два кадра . Объем информации 256 Кб . Для преобразования цифрового цветоразностного сигнала в RGB используем конвертор цветного изо бражения VP 510. Для управл е ния декодером используем системный контроллер , который мож ет управляться центральным процессором компьютер а . п .3.3. Сравнительный анализ оконечных устройств имеющихся на рынке на данный мо мент Cybertronic Zydacron Z250 Компл ект для проведения видеоконферен ций фирмы Cybertronic, работающий с ОС Windows 3.х , 95, OS/2 Warp и Windows NT, представляет собой интегрированный на едино й плате видео - и аудиокодек с возможностью проведения видеоконференций по линиям POTS и ISDN. Cybert ronic Zydacron Z250 представляет собой неплохую альтернативу другим комплектам для проведения настольных видеоконференций . Среди несомненных достоинств этого продукта - интегрированные на одной плате ISDN-адаптер и кодеки и , следов ательно , экономия как ми н имум одно го разъема , а также длинный список совмест имых операционных систем , каким не могут п охвастаться гораздо более дорогие и известные продукты . Расширению возможностей комплекта в значительной мере способствует наличие комп лекта для разработчика Zyda c ron SDK. Относитель но высокое качество изображения и звуковой информации обеспечивается за счет качественной реализации кодека . К сожалению , на этом список "плюсов " данного продукта заканчивается . Среди наиболее существенных недостатков сле дует отметить о г раниченные возможност и по реализации совместных действий (только передача файлов и разделение экрана ), а также отсутствие совместимости с T.120, что сильно ограничивает возможности продукта с точки зрения его интеграции с другими системами видеоконференци й. Технические характеристики Zydacron Z250 Видео : соотве тствие стандарту H.261; частота кадров и разрешени е - 15 кадр /с и CIF 352x288 или 30 кадр /с и QCIF 176x144; п ротоколы - эмуляция последовательного порта , дополн ительная эмуляция TCP/IP и поддержка T. 123; максима льная пропускная способность - до 56 Кбит /с. Аудио : G.711, G.728, G.722 Коммуникации : BRI Аппаратные требования : процессор 486/33 МГц или выше , оперативна я память - не менее 8 Мбайт , объем свободного пространства на жестком диске - 20 Мбайт. ShareVision PC3000 Комплект фирмы Creative Labs включает в себя зв уковую плату , видеоплату , факс-модем , соответствующ ее ПО , наушники и 1/3" CCD цветную видеокамеру. ShareVision, одна из немногих систем , поддерживаю щих только видеоконференции по модемным л иниям , представляет собой тем не менее разумный компромисс между стоимостью комплек тации одного рабочего места (около 1000 долл .) и функциональными возможностями продукта . Несмотр я на то что система включает возможности разделения приложений , передачи фай л ов , захвата изображений , проведения аудио - и видеосеансов , она характеризуется также рядом существенных недостатков . Среди наиболее заметных - весьма невысокое качество изображе ния , отсутствие возможностей проведения многоточе чных конференций и использова н ия преимуществ ISDN. Однако ShareVision можно рассматривать как неплохое техническое решение для тех польз ователей , которым , в первую очередь , важны стоимость комплекта видеоконференции , а также возможность работы по обычным телефонным лин иям. Технические характеристики ShareVision Pc3000 Системные требования : ПК с процессором 486SX 33 МГц (рекоменду ется 486 DX2-66), оперативная память объемом не менее 8 Мбайт , объем свободного пространства на жестком диске не менее 6 Мбайт , два свободн ых ISA-разъема , диспл ей VGA или SVGA (рекомендуется 16- или 24-разрядный видеоадаптер ), MS Windows 3.1 или выше . Имеется также версия ПО для платформы Macintosh Видеовход : прог раммно выбираемый источник видеоизображений (NTSC или PAL). Режимы видеоадаптера : VGA (8-, 16- или 24 -разрядный ), SVGA. Частота и размер кадров изображения : 15 кадров , 96х 80 пиксел ов ; 12 кадров ,128х 96 пикселов ; 10 кадров , 160х 112 пиксел ов. Захват видеокадра : 320х 240 пикселов ; 640х 480 пикселов ; цветность - до 24 разрядов. Аудиовход : микр офон Аудиовыход : та ндартные колонки или наушники. Алгоритм сжатия : VATP (Vector Adaptive Transform Processing). Видеокамера : ти п - 1/3" CCD, цветная ; выход : составной цветной NTSC-сигнал. Модем : внешни й , скорость передачи - до 28,8 Кбит /сек. п .3.4. Разработка п ринципиальной схемы декодирования абонентского устройства. Для разработки принципиальной схемы рассмотрим каждую микр осхему в отдельности . Принципиальная схема из ображена в приложении 1 VP 2614 Выводы Значен ия LD линия выходных данны х LEN сигнал разрешения ввода данных ( при низком уровне ) LCLK строб шины входа LRED запр ет захвата данных ( при низком уровне ) DBUS 7:0 шин а управления и данных DMODE 3:0 выходной идентификатор данных PM 2:0 идентификаторы для добавления информа ции для DBUS 7:0 ( не используются для VP 2615) DCLK посл едовательный О /Р строб для шины DBUS 7:0 тактиру емый SCLK SCLK системная тактовая частота . Должна быть 27 МГц для 30 Гц фреймов HD7:0 Двунапр авленная шина данных HA3:0 шина адреса системного конт роля WR запись строба системного контроллера ( активный низкий уровень ) RD чтени е строба из системного контроллера ( активный низкий уровень ) CEN выбор микросхемы из системного контроллера ( активный низкий уровень ) ERR выходная индикация фреймов и дек одирования ошибок ( активный низкий уровен ь ) EVT индикация возможности установки данных нового кадра ( активный низкий уровень ) B7:0 шина передачи данных к принимающему буферу А 14:0 а дресная шина к принимающему буферу WS запись строба для принимающего б уфера ( акти вный низкий уровень ) BCS Выбор принимающего буфе ра ( активный низкий уровень ) BEN разреше ние выдачи на буфер ( активный низкий уров ень ) ТСК тестовая тактовый сигнал JTAG ТМ C выбо р режима JTAC TDI I/P данные JTAC TDO О /Р данные JTAC TRCT сброс JTAC ТОЕ перевод всех в импеданс ное состояние ( активный низкий уровень ) RES сброс питания ( активный низкий уровень ) VP2615 DIN 7:0 этот порт используется для ввода кван тованных значений данных и управляющей информ ации , его функции оп ределяют DMODE 3:0, данные тактируются фронтом DCLK DMODE3:0 управл яющий вход для DIN 7:0, данные тактируются фронтом DCLK DCLK сигнал используется для стробирования данных на входах DIN и DMODE. Може т запрещаться подачей WAIT STATE на DMODЕ , может полу ч аться делением SYSCLK YUV7:0 входная шина данных пикселей в формате YUV – блока с частото й равной четвери SYSLCK VPIX синхрон изирующие выходные импульсы с периодом более чем удвоенный частотой SYSCLK, который позволяет работать с данными пикселей ч ерез YUV порт MBOUT синхронизирующий выход с периодом боль ше чем макроблок и переходящей на высокий уровень по последнему пикселю макроблока . В конце макроблока MBOUT переходит в низкий уровень до следующего макроблока. FRMOUT синхрон изирующий выход , при нимающий высокое знач ение при новом фрейме и сигнализирующий о новой фрейме для YUV порта . Он имеет выс окое значение до последнего выходного пикселя . FRMOUT переходит в низкий уровень до начала нового фрейма FS 15:0 шина данных для за писи и чтения вн ешнего DRAM фрейма ADR7:0 адре сная шина , управляющая внешним DRAM фреймом RAS вект ор адресного строба , управляющая внешним DRAM фре ймом Cas управление стробом адресов строк внешн им DRAM фреймом RW1 управление записью / чтен ия внешнего DRAM1 RW2 упр авление запись ю / чтения внешнего DRAM2 ОЕ 1 разрешение вывода вн ешнего DRAM 1 или ADR8, если используется DRAM 256 K ОЕ 2 разр ешение вывода для внешнего DRAM 2 или ADR8, если и спользуется DRAM 256 K CBUS7:0 двунаправленная шина д анных , используемая мик ропроцессором . Данные CSTR входной строб данных и выхода порт а CBUS CEN при низком состоянии этого вывоза п орт CBUS может использоваться для ввода вывода данных CADR при высоком уровне сигнал на CBUS опре деляется как данные , при низком , как инстр укции SYSCLK системная тактовая частота , максимум 27 М Гц , может варьироваться от 35 % до 65% на каждый период . Все внешние тактовые частоты полу чаются делением этой частоты. RESET активны й низкий уровень . При использовании в тече ние операции все данные фреймом будут потеряны . ТСК - тестовая частота д ля JTAG ТМ S выбор режима JTAC TDI I/P данн ые JTAC TDO О /Р данные JTAC TRST вывод сброса JTAC VP510 R7:0 беззнаковые данные красного , диапазон мож ет изменяться при помощи таблицы ОЗУ G7:0 беззнаков ые данные кр асного , диапазон может изменяться при помощи таблицы ОЗУ B7;0 беззнаковые данные красного , диапазон может изменяться при помощи таблицы ОЗУ Y7:0 беззнак овые входные или выходные данные яркости , диапазон определяется пользователем . С 7:0 – дв ухкомпонентные или знаковые бинарные да нные , мультиплексированые монохромно , диапазон опр еделяется пользователем D7:0 шина данных хоста , и спользуемая для чтения записями А 4:0 ши на адреса хоста , коэффициенты матрицы и уп равляемые регистры CLK внешнее тактовая ч астота , все входы и выходы тактируются фро нтом HREF горизонтальная или композитная частота , используемая как индикатор начала линии и вырезаемая КИХ фильтрами HDLY задержк а входного HREF на 39 периодов для коррекции си гнала с выхода фильтра FI флаг входа определяется пользователем , не управляетс я изнутри FO задержка FI на 39 периодов для коррекции выходного сигнала фильтра CRI вход , показывающий допустимость яркостных и цвето разностных данных CRO выход , который показывае т появление яркос тных и цветоразностных данных на выходных выводов OEN разреша ет третье состояние шины при низких уровн ях CS выбор схемы с хоста системы ( активн о низкий ) RD запрос на хост на чтение матричный коэффициентов и счетчика ОЗУ ( активный низкий ) WR – запро с с хоста на запись устройства ( ак тивный низкий ) RES асинхронный сброс , используемый для инициализации устрой ства VP520S Y7:0 входная – выходная шина яркостей C7:0 входная – выходная шина цветоразностей М 7:0 вход ная – выходная шина макробло ков D15:0 16 б итная шина данных для DRAM фреймов A7:0 мултипл ексированная адресная шина для DRAM А 8:0 сигн альный бит адреса более значимый бит адре са или второй Cas RAS строчный строб для DRAM CAS вертикальный строб для DRAM R/W сигнал чтения /запис и для DRAM HREF частота синхронизации горизонтальная VREF частота синхронизации вертикальная CREF вход или выход CREF FREF входной или выходной индикатор поля HBLNK выход горизонтального б линка CSYNC композитный выход синхронизации CLMP определ я ет уровень черного каждый период для АЗП VRST идентификатор начала фрейма FRST индикат ор поля REQYUV прием макроблоков из декодера NCLK строб ввода /вывода макроблока FSIG сигнал начала готовност и фрема CSLK системная тактовая част ота для систем Pal/NTSC 27 МГц HD7:0 шина данных хоста HA3:0 шина адреса контроллера хоста RD стро чтения с хоста , активный низкий уровень ) WR строб записи нахост активный низкий уровень CER разр ешение о стробирования ( акт RST сброс питания TDI I/P данные JTAG TDO O/P данн ые JTAG ТМ S выбор режима JTAC TDI I/P данн ые JTAC TDO О /Р данные JTAC TRST вывод сброса JTAC Предельно допу стимые значения VP 2615 VP 2614 VP 520 Напряжен ие питания VDD -0,5 V до 7,0 V -0,5 V до 7,0 V -0,5 V до 7,0 V Входное напряжение V in -0,5 V до VDD + 0 .5 V -0,5 V до VDD + 0 .5 V -0,5 V до VDD + 0 .5 V Выходное напряжение V out -0,5 V до VDD + 0 .5 V -0,5 V до VDD + 0 .5 V -0,5 V до VDD + 0 .5 V Предельный прямой ток Ik 18 mA ( см . замечание 2. ) 18 mA ( см . замечание 2. ) 18 mA ( см . замечание 2. ) Статистическое на пряжение разряда 500 V 500 V 500 V Температура хране ния Ts -55 0 C до 150 0 С -65 0 C до 150 0 С -65 0 C до 150 0 С Диапа зон рабочих температур T AMB 0 0 C до 70 0 С 0 0 C до 70 0 С 0 0 C до 70 0 С Температура кристалла 125 0 С 100 0 С 150 0 С Мощность рассеивания корпуса 1000 mW 1000 mW 5000 mW Замечания . Превышение перечисленных значений может привести к неустранимому н арушению работо способности. Максимальные значения в течение первой секунды для одного тестируемого вывода . Превышение абсолютного значения уровня в течение длительного периода может понизить надежность устройства . Измерения проводятся для вытекающего ток а . Статические электрические характеристики . Характеристики Значение Ед . измерения Номер мик росхемы min max Выходное максимальное напряжение 2.4 - V VP 2615 2.4 - VP 2614 2,4 - VP 520 Выходное минималь ное напряжение - 0,4 V VP 2615 - 0.4 VP 2614 - 0,4 VP 520 Входное максималь ное напряжение 2,0 - V VP 2615 2.0 - VP 2614 2,0 - VP 520 Входное минимальн ое напряжение - 0,8 V VP 2615 - 0.8 VP 2614 - 0,8 VP 520 Ток утечки входа -10 +10 A VP 2615 -10 +10 VP 2614 -10 +10 VP 520 Емкость входа 10 F VP 2615 10 VP 2614 10 VP 520 Ток утечки вы хода -50 +50 A VP 2615 -50 +50 VP 2614 -50 +50 VP 520 п . 3.5. Рас чет цифровых п отоков в системе видеоконференций На вход видеофильтра подаем стандартный цифровой сигнал в соответствии с рекомендацией CCIt 601. Цифровой поток = 720*288*2*1байт + 2*360*288*2*1 байт = 829440 байт . ( формат PAL).., . П осле п рохождения сигнала через видеофильт р скорость цифрового потока стала соответстве нно 360*288*2 + 180*144*2*2 = 311040 байт ( формат CIF) . На выходе же в идеокодека скорость потока будет от 64 К би т , до 2 Мбит , в зависимости от того , како й коэффициент сжа т ия применялся в кодере . ( от 20 до 100).
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Когда у мужчины есть деньги, у женщины ничего не болит!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по компьютерным сетям "Видеоконференция в Internet", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru