前言:
當前，視訊會議的應用已經(jīng)很成熟，并逐漸由標準清晰度圖像（標清）向高清晰度圖像過渡，這樣在原先在標清應用中的許多經(jīng)驗與用法并不一定適應高清的應用，尤其是高清應用中又存在著模擬高清與數(shù)字高清的不同，因此有必要介紹一些高清，尤其是數(shù)字高清的應用以及數(shù)字信號在實際應用中常遇到的問題，以前，也曾寫過許多數(shù)字信號應用的介紹文章，但當時偏重原理性介紹，經(jīng)過近幾年的實際應用，遇到的實際問題也較多，正好作一些補充。
一、高清與標清的區(qū)別
1、所謂標清與高清是由廣播電視行業(yè)發(fā)展中引用過來的，在廣播電視行業(yè)中，標清的概念是原有的NTSC制、PAL制和SECAM電視信號所能代表的清晰度，從模擬角度衡量時，視頻的帶寬在5MHZ左右（PAL制和SECAM制），NTSC制的模擬寬帶在4MHZ左右。按照帶寬與掃描線能分辨的對應關系，每1MHZ帶寬能對應80條掃描線左右，所在廣電行業(yè)也有一種標準，是按掃描線分清晰度，如廣播級的攝像設備等，至少要求能達到350線到400線，這是按模擬方式分的，當轉入數(shù)字視頻時，由于廣電的標準是8bit.4:2:2,對應每一行正程的信號，用13.5MHZ采樣，其有效的像素點可采集到704點左右（52.2μs×13.5MHZ=704.7），因此，按數(shù)字視頻的分類方式，PAL制與SECAM制的分辨率能達到704×576，而NTSC制的分辨率為704×476，這就和我們一般的IT行業(yè)中的分辨率對應上了。因此，對圖像信號而言，我們認為704×576（或704×476）隔行掃描是標清的標準。隨著電視行業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)了高清電視，其采用的是按數(shù)字的分辨率方式表現(xiàn)，如720p指的是1280×720逐行掃描，1080i指的是1920×1080隔行掃描，1080p指的是1920×1080逐行掃描。當然，對應CRT顯示方式，576p(704×576)（或476p）也算是高清，但我們一般不去理會它。
結論1：電視行業(yè)的標清是704×576（或704×476隔行掃描），而高清的標準是720p，1080i和1080p等。
2、在視頻會議應用領域，由于原來的技術發(fā)展和網(wǎng)絡條件的限制，按通訊行業(yè)的標準，只能提供1CIF的圖像通道，其對應的分辨率是352×288（704×576的1/4左右），逐行掃描，這種分辨率比較低，也就能達到VCD一級的水平，現(xiàn)在隨著壓縮技術的發(fā)展，網(wǎng)絡的建設也提供了高帶寬的通訊的基礎，因此出現(xiàn)了高清視訊的概念，其標準是至少4CIF。其分辨率能達到704×576，就是電視行業(yè)中的標清的標準，但是逐行掃描的，清晰度能達到DVD的標準，這是高清視訊當初的水平，目前的狀態(tài)是，圖像可達到8～9CIF，至少能達到720p的標準，從設備本身而言，能達到1080i和1080p，但在應用中要看網(wǎng)絡能提供多少帶寬了，當前有些用戶，包括工程人員，以為視訊會議的高清是與廣電行業(yè)的高清一致的，這多少是個誤區(qū)，以目前看，視訊行業(yè)能達到720p就已經(jīng)不錯了，實際上576p就已經(jīng)算是高清了，因此在與客戶溝通中和方案設計時要心中有數(shù)，不過所幸的是，目前各種設備的指標都在向1080p靠攏，只要帶寬能保障，提高分辨率是可行的。
結論2：視訊的高清標準與廣電的不同，其清晰度一方面取決于設備，更重要的是取決于網(wǎng)絡。
二、各種壓縮算法介紹
視頻圖像變成數(shù)字化的圖像后，在標清的情況下，碼流能達到270Mb/s(10bit4:2:2格式，其中10bit是由于8bit并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)時經(jīng)過的最小非歸零編碼方式的8bit 到10bit的轉換，因此為13.5M×10bit×2=270 Mb/s，對應廣電的1/2D1格式)，在網(wǎng)絡中輸入，不可能占用如此的帶寬，因此要對圖像進行壓縮。壓縮從簡單理解的角度上看，就是將圖像中一些有規(guī)律的像素用最小的數(shù)據(jù)量代表，如一張“白”紙中，大面積都是“白”，只是“白”的程度上有一定的區(qū)別，因此我們可以傳一像素點的“白”的真實數(shù)值，周圍的“白”只要顯示有多少點“白”點，每個點的“白”與基點相比差了多少就可以了，這樣可以大量地節(jié)省數(shù)據(jù)量，如果單用一幅畫的內容相關進行壓縮，稱為“靜態(tài)壓縮（JPEG）”，但圖像是連續(xù)的，連續(xù)幀之間的圖像相關也很大，比如一個人在講演，除了人在運動之外，其它的背景是基本不動的，因此很大一部分數(shù)據(jù)在相當長的時間內是不變化的，如果我們只給出不變化的時間，那這一部分的數(shù)據(jù)大體上為“0”了，這將極大地壓縮數(shù)據(jù)量當然也可以將某些幀的數(shù)據(jù)不傳，即每秒不是25幀而是比如20幀或更少，這種圖像是“動態(tài)”的不是實時的，利用運動圖畫的幀間相關進行壓縮的算法稱為“動態(tài)壓縮”（MPEG），動態(tài)壓縮經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展，由最早的MPEG到MPEG2、MPEG4等發(fā)展，另外，考慮到數(shù)據(jù)的通訊傳輸，針對郵電行業(yè)也推出了一系列的壓縮算法，如H、32×系列，H、26×系列，幾年前，大量的視訊終端所采用的壓縮標準H、263標準，目前，H、264標準是較新的應用標準，壓縮算法越好，在同樣帶寬的情況下，圖像的質量就越好，如MPEG4，基本上就是DVD中有一種所謂DVD9的格式相似，（能在一張DVD盤中裝幾部到十幾部電影），而且圖像質量大致看上去沒有太大問題，只要不過于強調細節(jié)的話，是完全可以應用的，MPEG4和H、263的水平基本相當。因此，一、二年前出的許多視訊終端產(chǎn)品采用的往往是MPEG4或H、263的標準，大家可以適當留心一下，目前采用的算法是H、264，它能在同樣分辨率和圖像效果的情況下，將占用帶寬壓縮一半（與H、263和MPEG4相比）或者在同樣帶寬情況下，H、264的圖像清晰度比H、263和MPEG4好一倍。
三、視訊設備當前的狀態(tài)
幾年前的設備以H、263壓縮標準為主，在同等帶寬的情況下，圖像質量略差，近一兩年來新出現(xiàn)的設備以H、264標準為主，并且國內廠家的產(chǎn)品采用H、264標準的居多，發(fā)展上也比國外產(chǎn)品感覺上要好一些，至少應該是同等檔次，如原有的許多國外產(chǎn)品支持512Kb/s的H、264水平時，國內的水平已經(jīng)達到760Kb/sH、264水平。隨后又能達到2Mb/s H、264的水平，當然現(xiàn)在又出現(xiàn)了支持8Mb/S H、264水平，內置有多點MCU的視訊終端設備。有一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)，據(jù)說在384 Kb/s左右時，一般的圖像就可以連續(xù)地，主觀上沒有什么大缺陷地實時傳遞了，或者也就是說，在保證384 Kb/s的帶寬時，應該能達到實時的高清（576p）的圖像質量了。
作為一套高清的視訊會議系統(tǒng)，壓縮算法和網(wǎng)速是最主要的指標，但要達到高清的效果，周邊設備如攝像機、顯示設備以及信號通道傳輸設備等都要求達到高清的水平，如果選用標準的（廣電行業(yè)標準）的攝像機，其分辨率能達到576i的水平，那么想達到高清（視訊行業(yè)標準）576p或更高的水平就顯得不夠了，應該選用高清的攝像機，而攝像機的輸出如果采用復合視頻方式，其模擬帶寬也就是5MHz（PAL、SECAM制）左右，不能滿足高清的要求，因此應采用HD—SDI、DVI或HDMI等方式輸出，至少應是YPbPr方式，這給后續(xù)應用造成了許多不便，我們后續(xù)的文章中將繼續(xù)介紹。顯示設備目前沒有大問題了，想找到支持720p以上甚至1080p的平板電視、投影機都不是難的，信號通道設備中，切換、分配、傳輸設備達到1080p已經(jīng)沒有問題，圖像處理器也能支持甚至1080p的圖像輸入，因此高清視訊系統(tǒng)的應用在設備層面的障礙不存在。
但高清信號由于歷史的變化，存在許多種格式，后續(xù)我們將介紹各種格式和信號的大致情況以及應用中的問題。
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