2.4.2、桌面级别应用 软件视频会议系统广泛的应用在桌面级别的视频会议需求解决中。分布在不同地理位置的各个用户,可以通过视频会议系统,使用台式电脑、便携式电脑、工作站等,就某一问题进行探讨或就某一话题进行交流。视频会议系统软件视频会议系统的B/S结构使得各个视频终端具有可灵活的变更位置的特点,因此人们可以方便的在不同位置访问视频会议服务器来进行视频会议。如异地办事处和总部之间的业务会议、科研学者们在世界多个地点通过视频会议进行的学术交流、出差人员通过笔记本拨号上网和公司间进行汇报交流等。 桌面级别的应用中,可选用较简便的音视频设备。视频输入设备可选用USB数字摄像头,如SAMSUNG C30/C10和罗技系列等,或者普通模拟摄像头+采集卡(如OSPREY 100/200)等;视频输出设备一般采用普通电脑显示器、液晶显示屏、电视机等;音频设备可采用高质量耳麦等。 视频会议系统的多会议室结构使得在一个系统中,既可以进行桌面会议,也可以同时进行会议室级别的会议。同样,桌面系统的用户和会议室系统的用户也可以接入到同一个会议中。
2.6.2、音频编码G.723.1和G.711 1)国际电信联盟G系列典型语音压缩标准的参数比较
2.6.4、自适应带宽机制 在网络会议过程中,经常会出现网络带宽波动的情况。如果带宽的波动幅度使得视频会议本身的音视频数据无法正常传输,就会造成音视频质量的下降。这时候往往会出现以下情形:声音断断续续,视频出现大量马赛克甚至完全模糊不可辨认。这就要求系统对网络带宽的异常波动做出相应的处理。 经过大量的用户调查我们发现,当网络发生波动的时候,用户可以接受视频效果的一点降低但要求声音仍保证连续、清晰。所以,视频会议系统的设计为:当系统检测到网络带宽变化时,会首先降低视频帧率以保证声音的连续性。帧率变化的机制是:当检测到网络带宽低于系统要求带宽时,则将视频帧率迅速降低为原来帧率的1/2,比如说:原设定帧率为20帧/秒时,系统检测到带宽不够,此时,系统会通知相应的客户端将帧率降低为10帧/秒,此时如检测带宽仍然不够,则继续降低帧率为5帧/秒。当系统发现带宽已经表现为充裕时,系统会通知客户端将帧率上调,但上调的速度是缓慢的,从10帧/秒会先提高到11帧/秒,12帧/秒……直至稳定在一个适合网络带宽的值附近。在整个过程中,语音的码率是保持不变的。
2.6.5、多码率 在一次视频会议中,同时参加会议人的带宽可能是不同的。比如说:10个人一起开会,其中有5个人是宽带接入,另外5个人是窄带接入。在很多视频会议系统中,遇到这种情况都只能按照窄带的质量提供会议服务,所以此时宽带接入的用户也只能看到窄带下的效果。 在视频会议的系统设计中,我们可以允许多种码率并存在一个会议中。 首先,在每次会议开始前,会议的每个终端会检测与服务器连接的带宽情况,并通知服务器。服务器如果发现会议终端的带宽不一致,则会将不同人的视频数据做出处理,对于宽带的用户,服务器就按照宽带的质量发送视频;对于窄带的用户,服务器则会将视频质量做一些降低以适应窄带的需求,然后再发送给窄带用户。正是因为有这种机制的存在, 系统可以最大程度的利用网络带宽,让用户体验到最好的视频会议效果。
2.6.6、服务器的多会议室支持 在一个视频会议过程中,视频会议服务器对接收到的音视频数据并非只做简单的转发就可以了,而是要做大量的计算,这其中,最主要的是多方混音的处理和视频多码率的处理。这些处理会消耗服务器CPU大量的计算资源,因此服务器的多会议室支持一直存在规模瓶颈。 在 系统 的设计中,公司对混音和多码率的处理算法做了极大的优化,这就使得一台服务器上同时开展多个会议成为可能。目前经测试,一台CPU为Pentium 4的服务器可同时支持8~10个不同会议室。如采取完全客户端混音处理机制,则单台服务器能够支撑更多并发会议室应用。 2.6.7、宽带环境下的高质量音视频 随着宽带的不断普及,用户对宽带环境下的高质量音视频效果的要求也越来越强烈。针对这样的需求,系统针对宽带专门做了音视频质量的优化。 在宽带环境下,用户的视频幅面可以达到CIF(352x288),25帧/秒,并可放大到全屏,在带宽允许的情况下(每路视频带宽大于500 Kbps),视频质量可以接近甚至超过VCD的画质。同时,系统在宽带环境下选择了G.711的宽带语音压缩算法,保证声音更清晰,混音效果更好。 2.6.8、实现各种级别视频会议 系统在设计时就考虑到了与各种硬件设备的兼容性。由于系统本身是纯软件系统,通过对外部硬件设备的选择,系统可以实现由低到高各种级别的视频会议方案,从桌面级到会议室级的应用均可实现。 2.6.9、服务质量与安全策略 带宽管理: 对不同带宽的适应能力:MPEG4不仅可以应用在窄带上(带宽小于64Kbps),还可以灵活的扩展到高质量、高清晰度的宽带上。这就保证可以满足了不同用户的需求。从而最大限度的利用带宽资源,从而达到最好的视频会议效果。 根据用户接入带宽的不同,视频会议系统可以提供给用户不同视频效果的应用。如用户有384K以上的带宽保证,则能提供每秒20帧以上的CIF格式的视频效果,而对于56K拨号上网的用户,则提供QCIF格式的视频效果 服务质量: 系统提供从服务器到终端的各种服务质量保障机制(QoS); 视频会议系统采用了一系列的音视频数据流控算法来保证这些实时数据在互联网上的传输质量。针对实时数据在互联网上传输所遇到的主要问题,如延时、延时抖动、错序、丢包等都有相应的技术处理。如采用了实时传输协议(RTP)来传输音视频实时数据,最大限度的减少了因为网络的不稳定而产生的延时。消抖动算法可以处理数据包的抖动和错序问题。另外,通过专门的丢包恢复机制,可以尽可能的恢复因为网络拥塞造成的通话质量下降。 另外,对于网络带宽异常波动,视频会议系统采用了带宽自适应算法,从而最大可能的消除了因网络带宽异常波动所引起的音频质量下降。 2.6.9、系统安全性保证 在视频会议中,所有的会议内容都是通过网络发送的。当这些数据通过公网发送时,有可能会因为网络监听而造成数据包被截取,从而对用户的会议安全性产生威胁。因此,一个好的安全机制对于视频会议来说是非常必要的。 视频会议系统的安全性分为两部分,一部分是系统的安全性,即非法用户是否能够对系统进行攻击,是否可以非法获得管理员身份等;另一部分是视频会议的数据安全性,即会议的内容是否可能被窃听。 从系统的安全性来说,的系统管理平台使用的是JSP + Tomcat + MySQL的标准架构。这种架构已经在大量的网站和电子商务平台中获得验证,被证明是安全的。另外,用户在登录管理平台时,所有的密码都是通过128位的加密算法进行加密后传输的,这就保证了即使有人窃听了网上的数据,也无法获知确切的密码。包括在管理系统的数据库中,所有的密码也仍然是以加密后的形式存储的。换句话说,除了用户本人,其他任何人——即使是系统管理员——都无法知道该用户的密码。这样的设计在极大程度上保证了系统以及各用户密码的安全性。 从数据的安全性来说,在传统的H.320或H.323系统中,由于所有的音视频数据包都是通过标准的协议进行压缩并打包经过网络发送,所以任何人只要能通过网络截取到数据包,就可以根据协议对数据进行解析并从中获得真实的会议内容,应当说是不够安全的。所以,使用传统的基于H.320或H.323协议的视频会议时,只能依赖于底层的网络来保证会议的安全性。比如说,使用VPN虚拟专网,或者干脆使用私网或内部网开展视频会议。 在的视频会议系统中,虽然我们的音视频数据也是经过标准的协议(如G.723.1、MPEG4等)进行压缩,但是在网络传输中的数据包格式是不公开的,相比于传统的H.320/H.323的视频会议系统,的系统在数据安全性上更胜一筹。同时,视频会议系统在设计时为所有的数据预留了加密接口,对于某些客户的特殊要求,可以在所有网络上传输的数据通过第三方加密算法进行加密。当然,需要说明的是,由于视频会议的数据量巨大,在目前的主流计算机性能上,为所有的音视频数据作严格的加密(比如128位的加密机制)仍然是不现实的。 目前视频会议系统已经在许多安全性要求非常高的客户获得应用,如新疆军区、解放军第二炮兵部队、解放军总参谋部等。经证明我们的视频会议系统是安全可靠的。