赵卫东
1 引言
视频通信是指在现有的公共或专用通信网络上承载以视频为主，包括语音、数据等多媒体信息传输的通信系统。在发展初期，它主要用于各级政府的远程行政会议，因而人们习惯上称之为“会议电视”或“视频会议”。但是，随着技术的发展，视频通信的功能远不是如此“单一”，它逐渐发展成为支持超媒体技术的通信系统，满足人们对一体化网络和一体化办公的要求，正融入到人们的日常工作和生活中。
2 频通信应用发展回顾
1990年，ITU-T的前身CCITT通过了H.320系列视频通信框架标准，继而出现了第一个实用的数字视频通信产品。H.320系列标准中采用H.261 CIF/QCIF视频格式和G.711/G.722/G.728音频格式，支持ISDN BRI/PRI和DDN/E1通信网络，具有良好的视频，音频质量和较强的稳定性和安全性。但其局限性也很明显，如功能单一、对电路要求高、电路运营费用高等，妨碍了视频通信技术的普及和推广。
1996年，ITU-T通过了基于包交换网络的H.323系列标准，它的全称是“不保证服务质量的局域网上的视音频系统”。H.323标准的推出使得视频通信的应用在1998年后取得了较快的发展。H.323的应用也逐渐超过了H.320，成为市场的主流。但是H.323与H.320一样。主要支持视音频的传输，仍显得功能唯一，另外，它不保证服务质量的弱点，使得在对稳定性、安全性要求较高的领域不被采用。
在视频通信（会议电视）技术诞生至今的20余年中，随着网络与通信技术及其相关标准的不断发展，市场对于视频通信应用的需求也发生了巨大的变化。
在视频通信发展初期，能够在异地看到对方的图像，听到对方的声音，已经是很令人惊奇的事情了。因此，早期的视频通信主要是“可视电话”或“会议电视”的功能，它满足了人们渴望获取图像信息的要求。
随着会议电视的普及，人们开始考虑视频通信技术能否用于需要远程通信的其它领域，如远程教学和远程医疗。H.323的出现满足了基于IP的校园网传输视频的要求，特别是基于T.120的电子白板等数据应用满足了远程教学中的白板讨论，播放幻灯片、传送教师讲义等需求。在这期间，中国第一个全国远程教学网在北京邮电大学建成。
随着视频通信应用的不断深入，不同行业的用户越来越感觉到功能单一的“会议电视”不能满足他们的需求。例如：政府应用在大力推广电子政务的前提下，越来越强调“远程办公”、远程查看、共享或修改办公文档和数据报表；运营商则希望将应用推广到个人，在视音频通信的同时支持网上聊天，从而扩大其增值业务的收入；气象、水利行业需要支持传输高清晰度卫星云图，作为远程会商的基础；远程教学的用户希望能加入流媒体功能，支持授课内容的广播、存储和点播回放；远程医疗的用户需要传送各种高清晰医学图片，并能结合各种医疗仪器远程获取病人的各种信息；而对于中小型企业用户，更是不希望视频通信只用于显示上层经理的形象，他们更希望能用于产品设计讨论、产品发布、员工培训……这些需求显然是以往“会议电视”所不能满足的。
视频通信技术未能广泛普及的重要原因就在于传统的功能单一的“会议电视”不能满足各个领域用户的专业化需求。值得庆幸的是，随着技术的发展，包括视音频信息编码技术、多媒体技术、计算机技术、网络技术等在内的综合技术的发展，满足上述用户专业化需求的愿望正在成为现实。我们称这一综合技术为“超媒体技术”等在内的综合技术的发展。超媒体技术能够真正满足用户对一体化网络的需求。
3 超媒体通信技术
超媒体通信技术是传统视频通信技术进一步发展的产物，主要包括7个方面的内容。
3.1 支持ITU-T H.320/H.323标准的多媒体通信系统
视频通信区别于个人计算机应用的最主要的一点在于它是满足ITU-T标准的通信系统。标准性保障了区内、国内或国际通信的互通性和互控性，就像打电话时用户不需要考虑交换机和对端电话机的型号一样，因为是基于通信标准的，所以H.320/H.323标准仍将是超媒体通信技术的基础。
3.2 视频编码技术
视频编码需要将100 Mbit/s的图像数据压缩到2Mbit/s甚至更低，这样视频通信技术才能够使用。1976年，陈文雄博士提出了基于离散余弦变换（DCT）实现数字视频编码的算法，奠定了视频编码技术的基础。而1990年ITU-T通过的H.261标准则成为视频编码的经典技术标准，这一点从1990年至今视频编码技术的演进情况就能看出。
·1990年，H.261：帧间预测编码和帧内DCT的混合编码方法。
·1995年，H.263：是H.261的发展，重点在于改善了低码率（<384 kbit/s）下的图像编码质量，尤其是减少了低码率下图像出现拖影或马赛克的情况。H.263在结构上仍沿用H.261的帧间预测编码和帧内DCT的混合编码方法，改进之处在于半像素精度的运动补偿、优化的可变长编码表（VLC）以及更好的运动矢量预测。同时，H.263还提供了无限制运动质量模式（Annex D）、高级预测模式（Annex F）、PB帧模式（Annex G）以及基于句法的算术编码模式（SAC）（Annex E）选项。但对于高码率（>384kbit/s），H.263的图像编码质量则与H.261的图像编码质量判别不明显。
·1998年，H.263+（H.263版本2）：是H.263的增强版，提出了16个可选项（Annex I，J，K，L……），通过提高编码的效率和灵活性、支持编码质量可扩展性及提高容错和抗误码性，从而改进了编码的质量和效率。
·H.263++：常谈到的H.263++并不是ITU-T标准的名称，而是对H.263+在增加了Annex U（增强的参考图像选择）、Annex V（数据分割）、Annex W（增强的补充信息）选项后的通称。H.263+/H.263++提出的众多选项往往令使用者无所适从，因此目前市场上的产品也都是根据需要实现其中的部分选项。
·2003年，H.264：与以前的标准一样，H.264也是采用帧间预测编码和帧间变换编码的混合编码方式。H.264标准的亮点在于高精度、多模式的运动估计、4×4块的整数变换、统一的VLC、帧内预测以及容错性和抗误码能力。理论上，H.264的编码效率应比H.263的编码效率高50％，但实际产品中图像质量的改善量目前并不乐观，权威估计在15％～40％之间。从另一方面讲，H.264性能的改进是以增加复杂性为代价而获得的，而且目前市场上新推出的产品还没有经过兼容性、稳定性等实际应用的考验。综合以往新标准、新产品投入市场应用实际的经验，到2005年，H.264的应用会逐步发展起来并趋向成熟。
3.3 语音编码技术
在H.320/H.323体系结构下，目前语音编码采用的是G.711/G.722/G.728编码算法，能够较好地满足语音传输的要求。对于H.323中新推出的G.723和G.729，因为语音质量较差，所以更多地应用于Internet的个人通信，而未被企业型应用采用。
3.4 T.120数据应用
H.320/H.323体系结构下数据应用标准T.120，可以支持T.126交互式电子白板、文件传输、应用程序共享。它的优点在于：数据传输无失真，从而可以保证传输白板或图片的高清晰度；支持交互式操作（能够实现远程协作功能，如对文档的共享、查看和修改等），这对于远程教学和远程讨论是非常重要的。
3.5 远程协作技术
在远程办公应用中，用户往往需要通过远程协作实现对文档的共亨、查看或修改。远程协作技术支持常用的办公软什，如MS Word、Excel、PowerPoint文档的远程共享，支持共享桌面（Desktop Sharing），支持Internet浏览、Web会议、论坛或者聊天室应用。远程协作将会真正使人们能够实现异地办公或远程教学。
3.6 流媒体技术
流媒体技术简单、易实现和易扩展等特性，使得它在计算机网络得到了广泛的应用。在视频通信中，结合流媒体技术，利用单播（Unicast）或组描（Multieast）等网络技术，更容易将交互式的视频内容单向广播到办公局域网或校园网，使更多的人非常方便地接收到视频通信的内容。另一方面，它还可以把实时的视频通信的内容进行非实叫的存储、点播或回放。
3.7 多媒体信息传输
在人们交流的过程中，单纯音视频之外的信息占的比例越来越大，如教师的电子课件、气象部门的动态气象云图、医生的医学图片等。因此，在视频通信中需要全面地支持各种多媒体信息的传输，包括多媒体视频擂放，支持常见的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和RM、AVI、MOV等视频格式；多媒体音频的播放，支持WAV、MIDI、MP3等音频格式；支持BMP、GIF、JPEC像素格式的图像，支持Visio、Flash、CG等矢量格式的图形；支持超文本的共享，如ASCII／PDF／HTML等文本格式。
4 视频技术和应用的发展趋势
首先，标准化问题仍然是视频通信厂商，尤其是国内/商在技术发展过程中需要特别注意和解决的问题。符合ITU-T利国家相互通信标准，旨在保证设备的互通和互控性。虽然H.320/H.323还不完善或存在技术瓶颈，但在可预见的二三年内，仍然会是电路交换/包交换网络上的视频通信框架标准，而标准化的产品才能确保市场应用的普及和推广。
其次，作为视频通信技术的重点和难点，信息压缩技术在近两年内会缓慢发展。员然它的目标是在尽可能低的码率下获得尽可能好的图像质量，但以目前的技术水平和通用CPU处理能力，基于软件的音视频编码器还很难满足企业、尤其是专业领域用户的需求。所以，软，硬件结合的产品仍将是上流。
再次，超媒体应用技术的普及将为未来视频通信应用的迅速推广奠定基础。视频通信技术要跳出传统的“会议电视”。超媒体技术将解决“会议电视”功能单一的问题，实现远程教学、远程医疗、远程办公、气象、电力、水利和企业等专业领域对于视频通信丰富的应用需求。
另外，从市场应用细分的角度来看，视频通信的专业应用仍将是主流。它通过专用的DSP完成高质量的视音频编码，同时通过软件支持超媒体技术应用。个人视频通信应用范围将逐渐扩大，纯软件或类似可视电话的简单、易用、低价产品在未来将会逐渐得到普及，方便人们的沟通、交流和娱乐。
总而言之，技术发展是永无止境的，但是技术不是为了技术本身而存在和发展，现代通信技术发展的目的是满足每个人在任何时间、任何地点的获取和表达各种信息的要求。所以视频通信技术的发展方向在于突破传统的功能单一的“会议电视”，实现满足专业需求的“超媒体”应用，真正地融入到人们的日常工作、生活中。这将是视频通信应用取得发展、业内厂商得以在市场立足的必然趋势。
摘自 中国电信网
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