多媒体通信第6章多媒体通信终端技术.ppt
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1、2023/3/23,多媒体通信-第6章多媒体通信终端技术,2,6.1 多媒体通信终端概述,1.多媒体通信终端的构成 由搜索、编解码、同步、准备和执行等五个部分以及I协议、B协议、A协议等三种协定组成的。,3,多媒体通信终端的构成,搜索部分:人机交互过程中的输入交互部分,包括各种输入方法、菜单选取等输入方式。编解码部分:对多种信息表示媒体进行编解码,编码部分主要将各种媒体信息按一定标准进行编码并形成帧格式,解码部分主要对多媒体信息进行解码并按要求的表现形式呈现给人们。,4,多媒体通信终端的构成,同步部分处理:多种表示媒体间的同步问题,多媒体终端的一个最大的特点是多种表示媒体通过不同的途径进入终端
2、,由同步处理部分完成同步处理,再送到用户面前的就是一个完整的声、文、图、像一体化的信息。,5,多媒体通信终端的构成,准备部分:多媒体终端所具有的再编辑功能。例如,一个影视编导可以把从多个多媒体数据库和服务器中调来的多媒体素材加工处理,创作出各种节目。执行部分:完成终端设备对网络和其他传输媒体的接口。,6,多媒体通信终端的构成,I协议:也称为接口协议,它是多媒体终端对网络和传输介质的接口协议。B协议:也称为同步协议,它传递系统的同步信息,以确保多媒体终端能同步地表现各种媒体。A协议:也称为应用协议,它管理各种内容不同的应用。例如,ITU-T T.105协议即为ISDN中的可视图文的A协议。,7,
3、2.多媒体通信终端的特点,(1)集成性:指多媒体终端可以对多种信息媒体进行处理和表现,能通过网络接口实现多媒体通信。这里的集成不仅指各类多媒体硬设备的集成,而且更重要的是多媒体信息的集成。,8,多媒体通信终端的特点,(2)同步性:指在多媒体终端上显示的图、文、声等以同步的方式工作。它能保证多媒体信息在空间上和时间上的完整性。它是多媒体终端的重要特征。(3)交互性:指用户对通信的全过程有完整的交互控制能力。多媒体终端与系统的交互通信能力给用户提供了有效控制使用信息的手段。它是判别终端是否是多媒体终端的一个重要准则。,9,3.多媒体通信终端的关键技术,开放系统模式。为了实现信息的互通,多媒体终端应
4、按照分层结构支持开放系统,模式设计的通信协议要符合国际标准。人机和通信的接口技术。多媒体终端包括两个方面的接口,即与用户的接口和与通信网的接口。,10,多媒体通信终端的关键技术,(3)多媒体终端的软、硬件集成技术。多媒体终端的基本硬件、软件支撑环境,包括选择兼容性好的计算机硬件平台、网络软件、操作系统接口、多媒体信息库管理系统接口、应用程序接口标准及设计和开发等。(4)多媒体信源编码和数字信号处理技术。终端设备必须完成语音、静止图像、视频图像的采集和快速压缩编解码算法的工程实现,以及多媒体终端与各种表示媒体的接口,并解决分布式多媒体信息的时空组合问题。,11,多媒体通信终端的关键技术,(5)多
5、媒体终端应用系统。要使多媒体终端能真正地进入使用阶段,需要研究开发相应的多媒体信息库、各种应用软件(如远距离多用户交互辅助决策系统、远程医疗会诊系统、远程学习系统等)和管理软件。,12,6.2 多媒体通信终端相关标准,1.概述 ITU-T从20世纪80年代末期开始制定了一系列多媒体通信终端标准,主要框架性标准如下:,13,ITU-T H.320:窄带可视电话系统和终端(N-ISDN);ITU-T H.323:不保证服务质量的局域网可视电话系 统和终端;ITU-T H.322:保证服务质量的局域网可视电话系统 和终端;ITU-T H.324:低比特率多媒体通信终端(PSTN);ITU-T H.3
6、21:B-ISDN环境下H.320终端设备的适配;ITU-T H.310:宽带视听终端与系统。,14,基于各种网络的多媒体通信终端系列标准,15,2.T.120系列标准,ITU-T的T.120系列标准是1993年以来ITU-T陆续推出的用于声像和视听会议的一系列标准,又称为“多层协议(MLP)”。此标准是为支持在多点和多媒体会议系统中发送数据而制定的,既可包含在H.32x视频会议标准框架之中,对现有的视频会议进行补充和增强,也可独立地支持声像会议(传送语音、静止图像、白板、加注等信息的实时会议)。T.120系列标准之间的关系如下图所示。,16,17,3.H.222.0复接/分接标准,H.222
7、.0标准实际上是MPEG-2的系统层(ISO/IEC 13818-1)协议,它主要规定如何将视频、音频以及数据的基本码流组合成一个或多个适合于存储或传输的码流。在H.222.0中,首先将不同的媒体流分别按一定的长度分组,每一组码的前面加上包头,然后在同一信道上轮流传送不同媒体类型的包,这可以看成是一种异步的时分复用。在接收端根据包头信息将各种包区分开来,去掉包头重新组合成各自的码流。异步时分复用的带宽分配比较灵活。,18,H.222.0标准的系统结构示意图,19,6.3 基于IP网络的多媒体通信终端H.323,1.概述 随着网络技术的迅速发展,特别是Internet的巨大发展和广泛应用,基于I
8、P的网络(Internet、LAN、Intranet等)已成为多媒体通信的重要网络,因此,基于IP网络的多媒体通信终端已成为多媒体通信终端的研究热点。H.323标准就是ITU-T为基于IP网络的多媒体通信制定的终端标准。,20,1996年批准的H.323是一个运行在局域网(LAN)上并且不保证服务质量(QoS)的多媒体通信标准。H.323允许声音、视频图像和数据任意组合之后进行传送。H.323指定包括H.261和H.263作为视频图像编码器,指定G.711,G.722,G.728,G.729和G.723.1作为声音编码器。此外,还定义了包括网关(gateways)、会议服务器(gatekeep
9、er)和多点控制设备(MCU)等设备的规范。H.323广泛应用于因特网电视和电话(Internet telephony)系统。,21,2.H.323 Architecture,H.323Terminal,H.323Terminal,H.323MCU,H.323Terminal,H.323Gateway,H.323Gatekeeper,Packet Based Network,Scope of H.323,GSTN/PSTN,22,3.H.323 Protocol Suite,H.225 Covers narrow-band visual telephone services H.235Secu
10、rity and AuthenticationH.245Negotiates channel usage and capabilitiesH.450.1 H.450.12Series defines Supplementary Services for H.323RASManages registration,admission,statusT.38 IP-based fax service maps,23,4.H.323标准的分层结构,24,H.323标准的分层结构,在H.323标准中,网络层采用IP协议,负责两个终端之间的数据传输。由于采用无连接的数据包,路由器根据IP地址(不需信令)把数
11、据送到对方,但不保证传输的正确性。在IP的上层TCP(传输控制协议)保证数据顺序传送,发现误码就要求重发,因此,TCP不适用于实时性要求较高的场合,而对误码要求高的数据传送,则可以采用TCP,诸如H.245通信协议及H.225呼叫信令的传送等。,25,H.323标准的分层结构,UDP采取无连接传输方式,协议简单,用于视音频实时信息流。如有误码,则丢掉该包,因为对实时信息传输而言较少的等待时间比误码纠正更为重要,对实时音频和视频来说,丢掉少量错误的数据包并不影响视听。而对数据需采用RTCP协议,如果有误码,为了保持音频和视频等信息包之间彼此正确衔接,则应采用反馈重发方式。采用RTP协议,因而RT
12、P在每个从信源离开的数据包上留下了时间标记以便在接收端正确重放。,26,H.323标准的分层结构,RTP在UDP的上层,相当于会话层,提供同步和排序服务,对网络的带宽、时延、差错有一定的自适应性;其数据包头中包含一些控制信息,以保证实时的数据传送。,27,5 H.323多媒体通信终端构成,28,H.323终端 H.323终端是局域网上的客户使用的设备,它提供实时的双向通信。在H.323终端中,可供选择的标准包括电视图像编码器(H.263/H.261)、声音编码器(G.71X/G.72X/G.723.1)、T120实时数据会议(real time data conferencing)和MCU的功
13、能。但所有的H.323终端都必须具备声音通信的功能,而电视图像和数据通信是可选择的。H.323是新一代因特网电话、声音会议终端和电视会议终端技术的基础。,29,H.323终端,系统控制:是H.323终端的核心,它提供了H.323终端正确操作的信令。这些功能包括呼叫控制(建立与拆除)、能力切换、命令和指示信令以及用于开放和描述逻辑信道内容的报文等。整个系统的控制由H.245控制通道、H.225.0呼叫信令信道以及RAS信道提供。,30,H.323终端,分组与同步:H.225.0标准描述了无QoS保证的LAN上媒体流的打包分组与同步传输机制。H.225.0对传输的视频、音频、数据与控制流进行格式化
14、,以便输出到网络接口,同时从网络接口输入报文中补偿接收到的视频、音频、数据与控制流。另外,它还具有逻辑成帧、顺序编号、纠错与检错功能。,31,H.323终端,数据:由于T.120是H.323与其他多媒体通信终端间数据互操作的基础,因此,通过H.245协商可将其实施到多种数据应用中,如白板、应用共享、文件传输、静态图像传输、数据库访问、音频图像会议等。,32,H.323 编码,Audio:H.323终端必须支持 G.711 标准进行语音压缩.G.711 以 5664 kb/s的速率传输语音.H.323 正在考虑使用 G.723=G.723.1,该标准以 5.36.3 kb/s的速率操作(来支持低
15、速链路).Optional:G.722,G.728,G.729,Video对 H.323终端来说,视频能力为可选项.任何可视化的 H.323终端必须支持 QCIF H.261(176x144 pixels).也可以选择其他的H.261机制:CIF,4CIF and 16CIF.H.261所使用的信道带宽必须是64 kb/s的整倍数.,33,产生H.323中的音频数据流,AudioSource,Encoding:e.g.,G.711 or G.723.1,RTP packetencapsulation,UDP socket,Internet orGatekeeper,34,H.245控制通道,H
16、.323 媒体流可以包含若干信道来传输不同类型的媒体数据每个H.323会话有一个 H.245 控制信道H.245 控制信道是 一个可靠的(TCP)信道,主要任务:开闭媒体信道能力信息交换:在发送流媒体之前,通信终端对它们之间的编码/算法协商一致,35,信息流,36,网守(Gatekeeper)1/2,网守是任选的H.323模块/设备,可以给端点提供:负责”别名”与IP地址的转换 带宽管理:可以限制实时会议所消耗的带宽 作为可选功能,H.323呼叫可以被引导通过网守,对计费有用.RAS协议(over TCP)负责端点-网守间的通信,37,网守(Gatekeeper),H.323终端必须在网守的辖
17、区内注册.当 H.323 应用程序在终端上调用时,该终端使用 RAS 给网守发送其 IP地址和(用户提供的)别名.如果区内有网守存在,每个区内的终端必须与网守联系并获取呼叫许可.,一旦获得许可,终端将给网守发送电子邮件地址、别名字符串或电话分机.网守将别名翻译成 IP 地址 如有必要,网守将轮询其他辖区中的网守以解决IP地址的解析问题.处理过程如同DNS,但具体做法因厂商而异,38,H.323 网关(Gateway),H.323 terminals,Gatekeeper,Router,Internet,LAN=“H.323 Zone”,RAS,Gateway,PSTN,是IP区和PSTN(or
18、 ISDN)网络之间的桥梁.终端使用 H.245和 Q.931与网关进行通信,39,Gatekeeper,Terminal,Terminal,H.323 Call Setup Flow,40,6.4 移动多媒体通信终端,1.概述移动通信市场不断增长,无线因特网的应用越来越多,分离的终端逐步合并为单一的多媒体终端设备。随着基于移动网络的多媒体数据业务的蓬勃发展,移动多媒体应用系统的开发技术日渐成为业内的研究热点。随着3G时代的到来,人们对手机、PDA等数字终端的功能不再满足于简单的通话、短信、游戏和MP3等,需要支持更强大的多媒体业务功能,如VoIP系统、视频电话、无线多媒体监控系统等。,41,
19、1.概述,移动多媒体通信系统,能够实现多媒体信息的实时采集、处理和传输,是为完整的多媒体应用提供信息源,数据打包,协议支持等功能的无线通信系统。然而,多媒体信息尤其是视频信息在无线网络上传输存在着网络带宽有限、误码严重、终端处理能力较弱等问题。针对这些问题,在移动多媒体系统设计时要综合考虑多方面因素。在系统设计时涉及的关键技术包括移动多媒体终端、抗干扰的音视频编解码机制、无线通信网络组网及多媒体传输控制等。,42,2.移动多媒体终端设计架构,移动多媒体终端系统组成框图如下图所示。系统一般分为四个部分,微处理器系统、多媒体外设、数据存储设备和无线网络接口。,43,44,(1)微处理器,核心微处理
20、器将采集到的原始多媒体数据经过音视频编码设备根据给定的编码标准(H.263、H.264、MPEG-4)进行编码,以备本地播放或通过网络传输。同时,还要提供必要的多媒体外设接口、外部存储器接口和网络接口。目前,比较流行的核心微处理器的选择方案主要有以下几种:,45,(1)微处理器,采用特殊用途的数字信号处理器(DSP)芯片。现在,国际上已经推出了不少专用型DSP芯片,特别还有针对H.263、MPEG、JPEG标准的芯片。在这些芯片中,其软件算法已在芯片内部用硬件实现,适用于对速度要求很高的场合。这种方案的缺点是灵活性差,开发工具尚不完善。,46,(1)微处理器,利用可编程DSP芯片实现。DSP芯
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- 多媒体 通信 终端 技术
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