IP视频会议系统

IP视频会议系统（精选10篇）

IP视频会议系统 篇1

1 前言

视频会议系统 (Video conferencing System) , 是一种以视频为主的交互式多媒体通信系统, 是指两个或两个以上不同地方的个人或群体通过传输线路及多媒体设备, 将声音、影像及文件资料互传, 达到实时互动的沟通, 从而完成会议目的的系统设备[1]。它利用现有的图像通信技术, 计算机通信技术以及微电子技术, 进行本地区或远程地区之间的点对点或点对多点之间的双向视频、双向音频, 以及数据等交互式信息的实时通信。在已组建了三级网的基础之上, 借助于电视电话会议的应用, 解决了分散性、跨地域性、及时性的传统问题。视频会议终端是电视电话会议中的主要设备, 它的系统组网灵活, 兼容专线和IP网络, 支持众多的视频、音频编码用解码协议。用户可以利用标准的视频采集设备、耳机和麦克风来实现基于各种网络的虚拟会议。

2 视频会议系统的主要组成部分

2.1 终端 (Terminal)

终端主机在分组网络中能提供实时、双向通信的节点设备, 也是一种终端用户设备, 它主要的作用就是可将语音、图像信息进行互相传送, 通过网络、红外等协议来控制周边设备, 例如投影机、电视、音响、摄像头等[2]。介绍的视频会议采用的是KDV8000B终端, 它是一款高性能的小型化MCU, 采用嵌入式技术, 支持H.323协议, 支持H.239双视频流, 支持广泛的网络协议, 可灵活应用于各类基于IP的视频会议系统。一般的控制端为数字信控无线触摸屏、数字信控有线触摸屏、控制面板、墙装面板、电脑端软件和遥控器。使用的设备采用的是控制面板。

2.1.1 终端主机的传输过程

在发端, 从输入设备获取的视频和音频信号, 经编码器压缩后, 按照一定格式打包, 通过网络发送出去;在收端, 来自网络的数据包首先被解包, 获得的视频、音频压缩数据经解码后送入输出设备。

2.1.2 视频会议系统连接步骤

第一步是网线连接:使用普通网线将PC机的以太网口和交换机相连;将KDV8000B后面板的以太网口和交换机相连;第二步是串口连接:使用串口连接电缆将PC机的串口 (如COM1口) 和需要KDV8000B背板的CON口连接。

2.1.3 视频会议终端控制软件

视频终端控制软件是用于控制终端的, 利用它可以对终端进行操作。例如, 可以进行呼叫远程终端。视频终端通过主动呼叫加入点对点或多点会议, 和自动或手动接受远端呼叫加入点对点或多点会议两种加入会议的方式。通过主动呼叫, 终端可以进入点对点会议或者多点会议。点击主界面菜单上的“呼叫”按钮, 填入呼叫的地址和呼叫码率。其中呼叫码率要与呼叫终端的呼叫速率相同。如图3所示。

可以通过会议号码、别名以及IP地址呼叫终端, 发起点对点会议会议。完成呼叫信息的输入后, 点击“呼叫”按钮, 或者通过遥控器, 可以使终端开始发起呼叫。

视频终端可支持自动接受远端呼叫、手动接受远端呼叫和拒绝受远端呼叫。用户可以根据自己的情况, 选择是否接受来自远端的呼叫。

2.2 视频会议终端编解码器

编解码器 (codec) 指的是一个能够对一个信号或者一个数据流进行变换的设备或者程序。这里指的变换既包括将信号或者数据流进行编码, 通常是为了传输、存储或者加密或者提取得到一个编码流的操作, 也包括为了观察或者处理从这个编码流中恢复适合观察或操作的形式的操作。编解码器经常用在视频会议和流媒体等应用中。

2.3 视频会议专用摄像机

电视画面的清晰度除了受电视系统的设备影响外, 还受照度、明暗对比度、光线性质和光线方向等各种因素的影响。而这些因素都需要通过专业摄像机来调整。现代摄像机中使用最多的摄像器件是电荷耦合器件 (CCD) , CCD是一种有限像素摄像器件, 因此其清晰度受到像素数量的限制[3]。视频会议中使用的专业摄像机具有清晰度高、不失真的优点。

3 视频会议系统的工作原理及特点

基本的视频会议系统需要以传输网络为基础, 由会议终端设备和多点控制单元 (MCU) 组成。会议终端设备采集会场的音视频信号进行编码成数字信号, 通过传输网络发给多点控制单元 (MCU) , 由MCU进行处理后再通过传输网络发给会议终端, 会议终端设备再将MCU发来的数据进行解码还原成模拟信号输出到显示设备上, 以实现“面对面”的交流。视频会议系统具有真实、高效、实时的特点。

点对点视频会议系统只涉及到两个会议终端系统, 其组网结构非常简单不需要MCU, 也不需要增加额外的网络设备, 只须在终端系统中系统控制模块中增加会议管理功能即可实现。通过接口相互传递。两个会议场点 (终端系统) 只须相互拨号呼叫对方并得到对方确认后便可召开视频会议。通信网络根据视频终端的不同, 通信网络选择IP网络。

在多个会议场点进行多点会议时, 必须设置一台或多台MCU (多点控制设备) 。MCU是一个数字处理单元, 通常设置在网络节点处, 可供多个会议场点同时进行相互间的通信;MCU应在数字域中实现音频、视频、数据信令等数字信号的混合和切换 (分配) , 但不得影响音频、视频等信号的质量[4]。

多点会议组网结构比较复杂, 根据MCU数目可分为两类:单MCU方式和多MCU方式。而多MCU方式一般又可分为两种:星型组网结构和层级组网结构。如果设立分会场都会采用此组网结构。

4 IP网络下构建视频会议系统的技术支持

IP技术已成为实现视频、音频、数据等综合业务的最佳选择。在IP网络上建立视频会议系统需要多种技术支持, 是比较复杂和完整的多媒体应用系统。

4.1 带宽

在分组网络中, 为一个多媒体呼叫保留足够的宽带是很重要的, 要传送视频, 必须要有足够的网络带宽, 带宽就是传输速率, 是指每秒钟传输的最大字节数, 即每秒处理多少兆字节, 高带宽则意味着系统的高处理能力。带宽越大表明显示控制能力越强, 显示效果越佳。

4.2 相适应的传输协议

议视频会议中通信协议采用H.323协议, H.323规定了不同的音频、视频或数据终端共同工作所需的操作模式[5]。它可以支持音频、视频和数据的点到点或点到多点的通信。H.323协议族规定了在主要包括IP网络在内的基于分组交换的网络上提供多媒体通信的部件、协议和规程。

在视频会议系统中还有视频、音频协议以及数据会议协议也应与此相适应, 以确保图像声音的正常传输。

5 结语

随着网络、多媒体、通信技术的飞速发展和性能的提升, IP网络下构建视频会议系统技术会不断被发展和完善, 为异地交流提供方便条件, 成为工作中不可或缺的工具。通过终端系统能够尽量多地体现出各种设备的卓越功能, 让所有设备工作在最佳状态, 发挥设备的最大功效, 为电视电话会议的顺利的召开发挥主要作用。

摘要：随着IP网络技术的发展, 电视电话会议各方面的技术也在不断地提高, 探讨了视频会议系统的系统组成结构、功能特点和视频会议中采用的组网结构等, 以及在IP网络上建立视频会议系统需要的技术支持。

关键词：视频会议系统,组网结构,IP网络

参考文献

[1]杨锐.远程教学直播系统中媒体同步的研究与实现[J].计算机工程与设计, 2012, 12 (8) :70-71.

[2]何建旭.用Windows Media Services实现校园网的直播系统[J].电脑学习, 2007, 12 (6) :22-24.

[3]曹鹏超.浅论视频会议系统技术与应用[J].中国水运, 26 (11) :3138-3143.

[4]卢朝晖.一个校园网现场直播系统的设计与实现[J].海南师范学院学报:自然科学版, 2005, 18 (3) :223-225.

[5]冯立.AJAX技术在图文直播系统中的应用[J].山东理工大学学报:自然科学版, 2010, 24 (5) :94-96.

IP视频会议系统 篇2

【关键词】视频播放；同步；共享；流媒体

【中图分类号】TP309

【文献标识码】A

【文章编号】1672—5158（2012）10-0111-01

1　引言

近来随着计算机技术的成熟和网络通信技术的快速发展使得制约视频数据在网络上传输的主要问题迎刃而解，然而几乎所有的用户都是使用视频播放器相对独立地播放各种视频文件，本系统通过对视频播放知识的学习和网络通信的理解再加上对视频播放控制技术的研究设计并且以VS.NET开发出一款可以让局域网之间用户共享并且同步播放视频文件的播放器，为网络用户提供更加人性化的播放条件。

2　视频同步播放系统的设计

2.1　同步视频播放器的特点

视频同步播放器利用TCP／IP协议获得视频播放数据，并且利用UDP协议使得使用视频同步播放器的双方进行播放信息的交互从而实现了视频的同步播放。在用户登录成功后，用户可以获得当前在线的用户列表，并且可以请求对方一起同步欣赏视频。同步播放开始后，播放器会自动根据各自的播放进度进行播放进度的同步。

在进行单机播放时候同步播放器跟普通的单机播放器没有什么异同，各种播放、暂停、快进等命令会得到播放器的快速响应，让用户有完美的体验。而在用户进行登录时必须指定加入的组播组，这个将直接影响到登录后计算机用户可以进行网络通信的计算用户列表。

2.2　视频同步播放系统的设计方案

通过需求分析，弄清楚了软件的各种需求，较好地掌握了用户的各种要求后，必须进行软件的总体设计，这个将解决这个软件应该怎么做的问题，并且为详细设计起到指导性的作用。在这个阶段着重实现需求的程序模块设计问题，并将需求转化为软件的系统结构，进行模块的划分，确定每个模块的功能、接口及模块之间的调用关系。视频同步播放系统的总体功能如图1所示：

由于视频同步播放器可以分为：网络配置，用户登录，单机播放，同步播放以及即时通讯等功能模块，根据视频同步播放系统用户的各种行为设计了用例图如图2所示：

3　视频同步播放系统的实现

3.1　视频同步播放系统的主要功能模块

（1）视频同步播放系统界面模块

UI层，负责对整个界面的按钮事件处理和棋盘的绘制。其主要是根据播放视频的大小自动进行大小和布局的调整，使得不管视频的原始尺寸如何都能做到尺寸真实而且播放器界面布局保持不变。

（2）单机视频播放模块

本系统主要是调用VS.NET特有的axwindowsplayer播放控件进行视频文件的播放，在打开同时获取视频的时间总和，文件大小以及根据视频尺寸进行播放器界面大小的调整。

（3）用户登录和即时通讯模块

用户登录主要是根据UDP协议实现的，在登录时创建一个UdpClient，并且加入到特定的组播组，然后向这个组广播一个本机的登录信息，同时接收这个广播组的公共信息和自己的私人消息来实现用户的登录和即时通讯的功能：

（4）同步控制模块

同步播放控制模块也是运用了UDP协议来实现的，在确认进行同步播放后会新建一条线程进行专门的控制消息的接收。而用户在播放过程中就是根据这个模块进行同步：

（5）数据传输模块

数据传输模块主要是运用了TCP面向连接的可靠传输的特点通过流的方式来完成的，当确定进行数据传输之后，从机会新建一条TCP连接监听线程进行连接的监听，而主机也会根据IP地址和预先约定的端口号进行连接，当连接成功后即刻进行数据传输：

3.2　同步控制主要实现过程和算法

（1）主要控制模型

从计算机用户向其他用户发送同步播放请求到开始播放，系统必须进行一系列确认动作，图3是系统进行确认时的消息交互示意图：

（2）进度同步

本系统进度同步的主要是思想是每间隔一定的时间，系统就会获取本机的播放进度然后再以特定的命令格式发送到对方，而在对方接受到此命令之后就立刻进行进度分析和进度调整，而系统认为进度差在2秒之内是正常范围，而一旦超出这个临界值，接受到命令的主机将会立即调整自己的播放时间。

4　结论及研究展望

本文介绍了实现视频同步播放系统的总体方法，在运用TCP协议进行视频数据传输时也没有采用多条线程同时传送一个文件，而仅仅是采用单一线程一直到发送完毕，这个视频同步播放系统，满足用户进行视频共享的同步播放，并且还可以进行即时通讯。经过测试，在局域网间进行视频同步播放是两部机相差不会超过0.5秒，而且一旦由于其它的原因使得播放进度相差超过了2秒播放器会自动进行调整。以后将在以下两个方面进行研究：

（1）视频文件直接发送，非常浪费带宽。而且由于本身数据传输时浪费了极大的带宽也会导致网络的极大延时从而影响了同步播放的控制；

（2）在用UDP进行控制命令地发送时没有对命令进行编号，由于UDP是不可靠的无连接的协议，所以有可能由于网络的延时造成了播放器对控制命令的误读，最后大大影响了同步播放的质量；

参考文献

[1]赵增敏.Visual　C#2008程序开发入门与提高.北京：电子工业出版社，2009

[2]张海藩.软件工程导论，北京：清华大学出版社，2009

[3]麻志敏.面向对象分析与设计.北京：机械工业出版社，2009

基于IP的软件视频会议系统设计 篇3

视频会议系统,也称为会议电视系统,是指两个或两个以上不同地方的个人或群体,通过传输线路及多媒体设备,将声音、影像及文件资料互传,达到即时且互动的沟通,以实现召开会议的目的。有研究表明:在人类的通信中,有效性的信息55%～60%依赖面对面的视觉效果,33%～38%依赖于说话者的声音,只有7%依赖于内容。传统的通信工具,如电话、传真机等都无法达到面对面的沟通效果。视频会议能够替代现场会议,为企业大幅减少交通、住宿、接待等昂贵费用,节省宝贵的时间,提高效率。基于IP网络的软件视频会议系统是在IP网络环境下,采用多媒体音频技术、视频技术等实现的视频会议系统。参会者只需有一台可接入IP网络的电脑及视频、语音接入设备,就可自行建立会议,并可实现多方音视频共享、白板共享、文字聊天、文件传输等功能,是企业和各类机构提高工作效率,实现远程自动化办公的重要手段。

1 基于IP网络的视频会议系统采用的技术

1.1 组播技术

视频会议每一个节点都需要传输大量的多媒体数据,因此会占用大量带宽,势必造成多个用户抢占有限的网络资源,导致网络不堪重负。传统的IP通信是采用单播技术,即由源节点分别向网络中的多个目标节点发送数据包,导致大量数据包重复发送,这样极大地占用了网络带宽,同时也增加了服务器的负担。而组播技术恰好能解决这一难题。IP组播技术是指由一个节点发送单一数据包到多台主机的数据传输技术。在Internet要求相关设备(如路由器)必须支持组播技术,并能够将数据包分发到相关的多个节点。在转发组播数据之前,网络设备通过组播相关协议生成组播转发树,确定数据从源主机到接收者的传输路径,再将源组播数据包沿组播转发树发送到组播组的各个节点,这一技术为IP网络视频会议提供了可能。但是,它对网络也提出了很高的要求:带宽的要求、可靠性的要求和延时的要求。组播技术能够满足视频会议对带宽的要求。在转发树上的每一条链路中只传输一份组播数据,最大程度上减少了对网络带宽的占用,提高了传输效率。同时,由于视频数据流对可靠性要求不高,适度的数据丢包对视频播放效果影响不大,而视频数据流对传输抖动和延时要求较高,组播在网络中抖动和延时比较小,因此,组播基本满足视频会议对可靠性的要求。

1.2 QoS技术

QoS(网络服务质量)是衡量服务满意程度的重要指标。视频会议对网络传输时延、抖动较敏感,因此为了保证视频会议系统在IP网上通信的质量,尤其是视频信息的高质量传输,必须在系统中实现QoS控制。由于IP网络执行“尽最大可能提供服务”的策略,对所有数据一视同仁。而视频会议系统传输的各种类型数据的重要性是不同的,例如少量的视频数据丢失对会议可能不会造成很大的影响,但某些控制信息丢失则可能造成会议系统瘫痪,无法继续进行。QoS控制的目的是在现有条件下尽可能获得好的效果,如保证重要的数据优先得到传输,必要的情况下,可以丢弃一些相对不重要的数据等。

1.3 信息安全技术

由于网络视频系统主要应用于政府机构、军事部门、商务企业等重要部门,因此网络信息安全问题极为重要。当前,主要的网络安全技术有加密技术和数字签名技术。加密技术是利用数学或物理手段,对电子信息在传输过程中和存储体内进行保护,以防止泄漏的技术。保密通信、计算机密钥、防复制软盘等都属于信息加密技术。通信过程中的加密主要是采用密码,在数字通信中可利用计算机采用加密法,改变负载信息的数码结构。数字签名技术即进行身份认证的技术,防止有人伪造和篡改信息,同时也可以防止有人对做过的事不认账,通常用于身份认证、数据真实性验证、电子文档的会签等场合。在组建视频会议系统时,设计使用VPN技术,让各节点间传输的数据均通过底层加密,并且通过专用的隧道路由传输,可以有效隔绝来自外部网络的攻击,并且可以杜绝信息在传输过程中可能的泄露情况。在VPN网内部,应该使用必要的防火墙设备来区分信息等级和有效区域,这样可以很好地保证网络内部的信息安全。

2 系统总体设计

2.1 系统功能模块设计

该视频会议系统完全基于IP网,具有强大的数据共享和协同办公能力。用户终端为PC机,除视频、音频通信需要配备摄像头和麦克风外,不需要其他的硬件设备。系统主要功能包括:高效、可靠的网络数据传输机制;音视频共享;数据交互,包括白板、文本聊天、文档演示、程序共享等;会议控制。如图1所示。

2.1.1 网络数据传输机制模块

针对网络视频会议的特点,系统的网络传输机制需要满足以下要求:

(1) 大规模。

对于大型会议,网络传输机制需要采取有效的技术手段防止系统性能随着与会者数量的增加线性下降。

(2) 多媒体。

网络视频会议系统在网络上传输的是包括了视频、音频、文字、图像、文档、各种操作信息等多种类型数据的混合媒体流。不同类型的数据有各自的可靠性要求,网络传输机制需要加以区别对待,比如文字、图像、操作信息数据要求完全可靠,而视频、音频数据为了满足实时性的要求可以容忍一定限度的丢失。

(3) 实时性。

由于使用者对视频、音频等信息的延迟和抖动很敏感,网络传输机制要能保证传输数据造成的延迟在用户能够容忍的一定限度之内。

(4) 交互式。

网络视频会议系统允许多个与会者之间的互动,即可以有多人同时进行发言或操作,这就要求网络传输机制支持多数据源,并且能够处理并发控制。当有多人同时修改共享状态时,譬如说同时操作白板,必须对这些修改操作加以协调,否则会导致与会者的白板状态不一致。

(5) 异构性。

系统面对的是IP网,不同用户使用网络的带宽和用户终端的性能差别很大。为了避免因为迁就低端用户就给所有用户发送低品质的数据,或发送高品质的数据造成低速网络和终端无法承受的现象,网络传输机制需要具有自适应的能力对不同档次的用户加以区别对待。

2.1.2 音视频共享模块

完成视频/音频信息的实时采集,实时压缩本地媒体产生的数据,实时解压缩和播放远程媒体产生的并经过网络传送过来的数据,为与会者提供实时面对面的交流方式,包括以下三个模块:

(1) 视频模块。

为各方提供实时的视频及背景传输机制,使与会者的形象实时显示在会议窗口,通过PC机摄像头就可以和对方进行面对面互视交流。本模块主要完成视频数据采集、压缩、发送、接收、回放等功能。

(2) 音频模块。

为各方提供实时的对话机制,使与会者能听到一个或多个发言人的声音。可以通过麦克和耳机实现语音会议和语音通信。本模块主要完成音频数据的采集、压缩、发送、接收、回放等功能。

(3) RTP/RTCP模块。

完成视音频流的同步,以及回放的次序性和连贯性。

2.1.3 数据交互模块

主要为用户提供音视频以外的交流形式和协作方式,包括以下三个模块:

(1) 文字聊天。

用户在文字交谈的私有窗口中输入文字信息以便与其他人分享自己的想法和话题,其中,可以与所有与会者进行讨论,也可以自行选择与会者单独讨论。

(2) 文件传输。

与会者可以将本地文件传送给会议中的某个用户或所有用户,从而实现共享。对方既可选择接收文件也可选择拒绝接收。

(3) 白板共享。

类似传统会议中使用的黑板,用户可以在上面作图、书写文字以配合会议的进行。同黑板不同的地方是具有白板操作权限的用户可以同时使用白板。

2.1.4 会议控制模块

会议控制的功能是对从申请召开会议到结束会议的整个会议生存周期进行管理,并提供相应的功能选项供会议主持人主持会议的进行。会议控制包括:

(1) 申请会议。

具有申请会议资格的用户在系统提供的Web网站上通过会议控制提供的选项申请在指定时间召开会议,确定与会者范围并指定会议主持人。

(2) 与会者登录。

与会者在既定时间登录系统创建的虚拟会议室,会议控制负责与会者的身份验证以及相应的用户初始权限设置。

(3) 主持会议。

会议主持人通过会议控制功能选项主持会议的进行,包括指定/切换发言人,设置视频/音频上传、文档演示、程序共享权限等。

(4) 结束会议。

会议结束后,会议控制负责回收占用的系统资源,对需要保存的信息存档等工作。

2.2 系统运行流程

系统采用了基于Web的访问方式,用户要参加某一会议,需要先注册并登录会议管理网站,会议运行流程如图2所示。

网站主要提供以下功能:

(1) 用户管理。

提供用户登录、注册等功能。视频会议的管理者和使用者都必须先通过网站注册为合法用户,并取得相应的权限。管理员可以管理系统中的会议和用户,如添加删除会议、赋予某用户创建会议的权限、修改会议属性等。普通用户如果需要召开视频会议,需联系管理员,获得相应权限后,方可定制自己的会议。

(2) 会议管理。

用户可以在网站上浏览当前所有的视频会议;定制自己的会议;修改会议的属性;加入某一会议。所有登录用户都可以浏览当前的会议列表。用户定制视频会议需要先取得相应权限,然后在网站上设定会议的属性,如召开时间、会议主持人、参与者是否需要验证、会议功能等。用户可以加入自己已经被授权参与的会议或对参与者权限没有限制的会议。当具有合法权限的用户点击加入某一会议后,系统会自动下载客户端软件到用户的机器上并自动安装,安装完毕后用户就可以加入会议了。

2.3 系统逻辑结构

在逻辑上,整个视频会议系统分为服务器端和客户端,其中服务器端包括会议管理子系统和会议控制子系统,客户端包括会议终端子系统。如图3所示。

(1) 服务器端。

服务器端是会议的管理和控制中心,负责整个会议进程的管理和控制,是整个系统的控制中枢。服务器端的主要功能如下:会议管理子系统主要负责会议的创建和管理、用户管理和会议查询等功能,同时向会议控制子系统提供会议信息;会议控制子系统主要负责解析会议控制信息,并根据会议消息进行数据的转发。会议控制子系统由会议管理服务器、消息处理模块和数据转发模块组成。会议控制子系统通过会议管理服务器从会议管理子系统获得会议信息,通过消息处理模块处理会议终端子系统的会议消息,数据转发模块根据会议控制消息来转发会议的音视频数据。

(2) 客户端。

客户端的主要组成为会议终端子系统,会议终端功能主要分为两个部分:控制信令的传输和音视频流的传输。会议终端一方面与服务器进行控制信息的交互,另一方面与其他会议终端进行音视频通信。客户端的会议用户可细分为会议发起者(主席)、会议发言人和会议列席者。主席负责整个会议的流程控制,可以通过终端浏览会议参加者,并选择其中的一些参加者预备发言;会议发言人和会议列席者没有会议控制权限,会议发言人可以接收/发送会议多媒体流,而会议列席者只可以接收会议多媒体流。

3 结 语

本文设计了一个基于IP网络的软件视频会议系统。该系统用户终端为PC机,除视频、音频通信需要配备摄像头和麦克风外,不需要其他的硬件设备。该系统可实现多方音视频共享、白板共享、文字聊天、文件传输等功能,为企业带来更大的便捷,提高工作效率。

摘要：随着网络通信和多媒体技术的发展,企业内部借助网络通信日趋频繁,基于网络的视频会议系统得到了广泛的关注。为了降低会议成本、提高会议效率,设计了一种基于IP网络的软件视频会议系统。该系统主要包括网络数据传输、音视频共享、数据交互和会议控制与管理四大功能模块,通过会议控制与管理模块控制集成以上功能模块并构成一个系统。通过该系统的实现进而改变机关事业单位内部传统的沟通方式,提高机关事业单位运作效率。

关键词：IP网络,视频会议,电子白板,组播

参考文献

[1]慕岩,杨士强.Internet桌面视频会议系统的设计与实现[J].小型微型计算机系统,2004(4):63-65.

[2]朱利,周俊辉.基于RTP的IP视频传输与控制[J].计算机工程与应用,2005(6):66-70.

[3]孙水发.软件视频会议系统的设计与实现[D].杭州:浙江工业大学,2002.

[4]李卫星.基于IP网络的视频会议系统[J].太原城市职业技术学院学报,2009(5):146-147.

[5]郭超,陈强.基于IP网络的桌面视频会议系统的原理与设计[J].北方交通,2009(12):63-66.

[6]薄卫丽.基于IPv6组播技术的视频会议模型研究与设计[D].长春:长春理工大学,2007.

[7]刘宇杰.IP组播视频会议系统及关键技术研究[D].武汉:华中科技大学,2007.

[8]魏强,贾世杰,郭宇明,等.基于IP网络视频会议QoS技术方案研究[J].电脑知识与技术,2009,5(5):1087-1089.

[9]曹军.基于IP组播技术的远程教学系统的研究与实现[D].上海:华东师范大学,2009.

[10]郑家翔.IP网络下构建视频会议系统技术探析[J].软件导刊,2009,8(9):12-14.

宽带无线IP技术与系统 篇4

文章列述了宽带无线IP技术发展的概况，介绍了中国宽带无线IP技术标准化的工作，最后以宽带IP实验系统为例说明了这一技术的应用。

关键词：

移动IP；无线局域网；宽带无线传输；标准化

ABSTRACT:

ThedevelopmentsofbroadbandwirelessIPtechnologiesareoutlinedinthepap

er.Thestandardizationo

fbroadbandwirelessIPtechnologiesinChinaisintr

oduced.Theprototypesystemofbroadbandwireless

IPtechnologiesispresent

edtodescribetheirapplications.

KEYWORDS:

MobileIP;WLAN;Broadbandwirelesstransmission;Standardization

移动通信和Internet的飞速发展，带来了在任何时间、任何地点都可以享用Internet业务的需求。椐据UKARCGroup预测，无线Internet业务的用户到2004年将达到7.5亿户，Internet用户总数将达到10亿户。无线Internet的用户将占Internet用户数的大部分。因此探索新一代(或宽带)无线(移动)通信和Internet的有机结合是当前国际上的研究热点。

目前，在这一领域有两种发展方向：一是以现有的2.5代(如GPRS、EDGE)或3代（如WCDMA、TD-SCDMA)的蜂窝移动通信系统为基础向全IP网过渡，推动第3代移动通信进行全IP化的组织为3GIP；二是WLAN(如IEEE802.11b)+Internet构成全IP网络，或是以新的空中接口（如TD-LAS)+Internet构成全IP网络。目前，在空中接口方面出现了WLAN和3G标准组合或融合的趋势。

移动无线Internet论坛（MWIF)致力于推出一个开放的移动无线Internet结构，从而实现移动电话业务和Internet业务的“无缝”集成。该结构与接入技术无关，能够满足网络运营商和Internet业务提供商的要求。该论坛的一个重要目的就是要影响其他标准化的组织：3GPP、3GPP2、IETF。

1宽带传输标准

3G室内环境最高的传输速率只为2Mbit/s，而在宽带无线IP系统中，近期内将能提供10～20Mbit/s的数据速率，远期还将提供20～50Mbit/s（最高能达150Mbit/s)的数据速率。

IEEE无线局域网(WLAN)的基本标准是1997年10月批准的IEEE802.11。其工作频率为2.4GHz，基本数据速率为1Mbit/s和2Mbit/s，采用跳频(FH)和直接序列扩频(DSSS)。

1999年秋天，IEEE批准的IEEE802.11b标准[1]，是与DSSS后向兼容的标准，采用两种编码方式与BPSK/QPSK相结合的方法，增加了两个新的传输速率5.5Mbit/s和11Mbit/s；基本的(Mandatory)编码方式是

CCK(ComplementaryCodingKeying),可选的编码方式是

PBCC(PacketBinaryConvolutionalCoding)。目前，IEEE802.11标准工作组的任务小组G正在考虑传输速率大于20Mbit/s的新标准。而Alantro/TI的建议IEEE802.11g标准，采取PBCC和8-PSK相结合，增加了22Mbit/s的传输速率。

对IEEE802.11的另一个扩展是IEEE802.11a标准。它工作在5GHz的频段，采用52子载波的OFDM方式，在20MHz的带宽内可传输6、9、12、24、36、48、54Mbit/s的数据速率，其编码速率为1/2、2/3和3/4，调制方式为BPSK/QPSK、16/64-QAM。Atheros通信公司还提出了对IEEE802.11a扩展的方案，称为5-UPTM协议[2]。在该协议中不同业务使用不同数量的子载波数来支持多种业务。

超宽带(UWB)通信方式目前受到了广泛的重视。它利用极窄的脉冲在近距离实现高速数据传输。例如：TimeDomain公司实现了在中心频率为2.0GHz传输5Mbit/s的数据链路。MultispectalSolution研究所(MSSI)实现了25Mbit/s的高速UWB通信。

2Adhoc网

在传统的移动无线Internet接入方式中，通常是以宽带有线接入网为支撑，无线用户只通过一跳(不需要在无线网中多次转接)就可以进入固定网络。在很多应用场合，如个人区域网、家域网、军事应用、抢险救灾等，无线网络没有固定的基础设施作支撑，移动用户的信息需要通过移动用户之间的多次中转才能到达目的用户，这种网络通常称为分布式或Adhoc网络。

Adhoc网络结构如图1所示。网络可采用全分布式控制，也可采用分层分布式控制。图1是分层分布式控制。在图1中，将网络节点分成群，每一个群产生一个群首负责本群中节点的管理。不同的群可使用不同的工作频率，群内可采用高效的多址协议(如UPMA等)。在Adhoc网络中，需要采用自组织算法来产生群和群首，计算最佳路由并进行动态资源分配。

研究在Adhoc环境下高效支持TCP/IP协议的宽带移动无线网络技术是当前另一个研究热点。其主要目标是将多媒体和Internet业务延伸到Adhoc用户，可在2～6GHz频段向用户提供2～50Mbit/s的数据速率。

目前对Adhoc环境下宽带移动无线网络研究的主要两大阵营有：一是IETF和IEEE，二是DARPA。已有一些标准(如IEEE802.11、Bluetooth)支持Adhoc方式。IETF成立了专门的研究组——移动Adhoc网络(MANET)组来研究它的路由问题，将移动IP拓展到无固定网络结构支撑的情况。1999年1月，RFC2501详细给出了MANET的应用场合、特征和性能要求。IETF在2000年下半年公布了一系列的有关Adhoc路由的草案(AODV、TORA、DSR、OLSR、DDM、MAODV、TBRPF、LANMAR、FSR等)。IEEEJAC1999年8月出版了无线Adhoc网络的专辑。IEEE通信分会在2000年底成立了专门的Adhoc技术分委员会。IEEE个人通信杂志于2001年2月出版了Adhoc网络专辑。

美国DARPA资助的

SUOSAS(SmallUnitOperationsSituationAwarenessSystem)在开发能够支持未来dismountedsoldiers信息需要的突破性技术，并集成进可演示的系统。在高移动环境下的由100个实验单元组成的现场实验将于2002年春开始。SUOSAS必须同时支持10000用户。系统能够工作在20MHz～2.5GHz的频段，带宽为500kHz～20MHz，自适应数据速率为16bit/s～4Mbit/s。

瑞士联邦工学院Terminnodes正在研究和实现大规模自组织移动Adhoc网(与瑞士电信的合作项目时间为2000年~2010年)。除外还有WING(加州大学SA分校)和MONARCH(卡耐梅容大学)等研究计划。

3宽带无线IP实验系统

西安电子科技大学于2000底研制成功的一个典型的基于WLAN支持移动IP的宽带无线IP系统，其网络结构如图2所示[4]。它利用常规的局域网（如10/100/1000Mbit/s以太网)及其互连设备(路由器)构成骨干支撑网，利用无线接入点(AP)和无线接入服务器(WAS)来支持移动终端(MT)的移动和漫游。无线接入服务器的作用是提供无线终端的接入管理和移动性管理。在每个无线接入服务器管辖的范围内(称为服务区)可支持多个小区。无线接入点的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接，实现无线空中接口协议到LAN协议的转换，并实现小区内的移动用户管理。在无线接入服务器中运行移动IP服务器端进程软件，在移动终端上运行移动IP客户端进程便可支持移动IP功能。该系统可支持用户在移动和漫游的状态下，享用VOD、FTP、WWW浏览等业务。

该系统包括两个子网，子网1的IP地址是202.117.125.x，子网2的IP地址是202.117.114.x。子网1可包括1～2个无线接入点(A和B)，2～4个移动终端；子网2可包括1个无线接入点(C)，2～4个移动终端。

为了使移动终端在子网内可以访问Internet，无线接入点(AP)必须具有桥接的功能(实现有线网络与无线网络之间的帧格式转换和路由功能)、相同子网内散步管理功能(支持用户在同一子网不同蜂窝小区之间的移动和越区切换)，支持SNMP管理、对用户的身份认证、无线信道的管理、数据库及学习功能、加密等功能，主要的协议包括：IEEE802.3、IEEE802.1d、IEEE802.11等。

为了使移动终端能在跨越不同子网的不同小区之间任意移动，在不对移动终端作任何配置和改动的情况下，可连续使用Internet业务，即同时做到“操作透明性”(移动终端的移动不会引起用户进行特殊的操作，如对网络参数的重新配置、移动终端的重新启动等)和“性能透明性”(移动终端的性能如通信能力、应用软件的性能等并不因主机的移动而有明显地下降)，需要在每一个子网中配置一个无线接入服务器(WAS)，来支持上述移动IP(MobileIP)功能。

移动IP软件的开发遵守RFC2002、RFC2003和IETF的相关建议和草案。移动IP软件分为两部分：运行在移动终端上的进程(客户端进程)和运行在无线接入服务器上的代理进程(服务器端进程)。

移动IP软件的服务器端的进程包括家代理(HA)、外地代理(FA)两部分。家代理用于管理在本子网注册的移动终端，存储它们的业务档案；外地代理用于管理访问本子网的外地移动终端。

移动IP软件的代理进程主要包括代理搜索、转交地址获取、隧道建立和登录等过程。

(1)代理搜寻：MT开机后，确定自己是在家网还是在外地网的过程称为代理搜寻。实现代理搜寻的方法有两种：由代理(FA或HA)发送代理公告(AgentAdvertisement)报文的方法和由MT发送代理征求(AgentSolicitation)报文的方法。前者由代理定期地发送代理公告广播报文，MT接收到该报文后判断自己处在何处；后者由MT主动发送代理请求广播报文，依据HA或FA的应答报文，MT判断自己处在何处。

(2)转交地址:当MT漫游到外地网时，它从外地代理处获得一个转交地址并通知其家代理。此后，MT的HA将把发给该MT原来地址的IP包接收下来，重新打包后发送到MT的转交地址(通常是FA的IP地址)，再由FA转交至MT。

(3)隧道:当MT漫游到外地网时，由于其它移动终端并不知道它已漫游，故发给它的IP包仍然送至其家域网。如上所述，MT的HA将把这些IP包接收下来并重新打包后发送到MT的FA。所谓MT的隧道，是指传送这些重新打包后的IP包由HA至FA的通道。在隧道的发送端，HA依据隧道协议把需传送的IP包重新装包，在接收端FA完成拆包。

(4)登录:当MT获得转交地址后，通知其HA并设置好其隧道的过程称作登录。在登录过程中，由MT向其HA发出登录请求报文，HA修改MT的位置信息并设置好隧道后，向MT返回登录应答报文。

假定MT1已从子网1漫游到子网2(参见图2)，固定主机访问MT1的过程是：固定主机首先将IP分组送到子网1的无线接入服务器A，该服务器根据MT1当前的物理位置，通过无线接入服务器A到无线接入服务器B之间建立的隧道，将分组送到无线接入服务器B，无线接入服务器B再通过无线接入点C发给MT1。

宽带无线IP实验系统的协议栈如图3所示。

单小区下的实验系统的性能描述如下：在无线接入点和移动终端运行Windows98，利用LanEval测量的在不同帧长情况下的平均接收速率为5.49Mbit/s(帧长1528byte)和4.60Mbit/s(帧长1024byte)。在全自适应速率情况下，传输距离可达53.55m。移动主机通过AP直接向服务器发送数据时，AP的平均转发速率为5.02Mbit/s(帧长1528byte);服务器直接通过AP向移动主机发送数据时,AP的平均转发速率为3.92Mbit/s(帧长1528byte)。实验结果表明：宽带无线IP实验系统的传输性能达到了设计要求。

在多小区的情况下,在子网1和子网2的无线接入点A、B和C的覆盖区有适当交叠的情况下，MT1和MT3均可往返于两个子网中移动，实验系统可连续地支持视频点播(VOD)、FTP、WWW浏览等业务，实现了移动IP的各项功能。

4宽带无线IP技术的应用

MobileIP是IETF提出的解决移动用户试图通过不同的WLAN接入Internet时有关路由问题的建议。

由于在开始时并不特别关心计费问题，当WLAN大规模应用时或蜂窝电话公司使用MobileIP时，就需要对MobileIP进行扩展，以便对移动节点进行身份认证、连接鉴权和能够付费。目前在IETF内考虑的方法是依赖可以完成AAA(Accounting,AuthenticationandAuthorization)的服务器。其基本的框架如图4所示。在该框架中包括家域的AAA服务器(AAAH)和当地服务器(AAAF)。每一个AAAF管理若干个鉴权代理。鉴权代理将协助移动节点进行鉴权。

目前的一个应用实例就是NokiaMobilePhones提出的OWLAN(OperatorWLAN)系统[5]。该系统以WLAN作为接入手段，采用了GSM的用户管理和计费机制。OWLAN允许在不同运营商的接入网之间进行IP漫游。OWLAN方案适合于任何具有GSMSIM卡读入器及具备相关定义WLAN信令模块的WLAN终端设备。2001年7月已建立了第一个商用系统。OWLAN的系统结构如图5所示。其主要的设计难点是如何利用IP的协议框架将标准的GSM的用户认证信令从WLAN终端设备传到蜂窝系统。

5结束语

宽带无线IP技术主要研究如何通过简单的高速无线接口接入高速Internet，并有效地支持移动IP技术和AAA服务。目前，以WLAN+Internet的平台受到最广泛的关注，并且已开始商用。中国信息产业部批准成立了“宽带无线IP标准工作组”，负责组织中国宽带无线IP技术应用领域标准的制(修)订工作。首批成员有8家单位。其主要的标准化领域包括：近距离宽带无线IP接入、移动无线IP接入、IP的移动性、无线IP的安全性、TCP/IP无线传输、IP业务等。宽带无线IP技术是对以蜂窝移动通信为基础的全IP技术的挑战，具有广阔的市场前景。

参考文献

1HeegardC.HigherformanceWirelessEthernet.IEEECommunicationsMagazine

,2001,39(11):64—73

2McFarlandB.The5UPTMProtocolforUnifiedMultiserviceWirelessNetworks.

IEEECommunicationsMaga

zine,2001,39(11):74—80

3PerkinsCE.MobileIPJoinsForceswithAAA.IEEEPersonalCommunications,20

00,7(4):59—61

4李建东,刘乃安,黄振海等.宽带无线IP实验系统.高技术通信

,2001,11(7)

5JuhaAla-Laurila,JuhaAla-Laurila,JouniMillonen.WirelessLANAccessNet

workArchitectureforMob

ileOperators.IEEECommunicationsMagazine,2001,

39(11):82—89

(收稿日期：2001-12-10)

作者简介

李建东,西安电子科技大学通信工程学院院长和信息科学研究所所长，博士生导师，博士，中国通信学会会士，IEEE高级会员，中国电子学会高级会员，第1届和第4届“863”个人通信技术专业专家组成员，总装备部通信专业专家组成员。曾被评为陕西省和原电子部有突出贡献的专家，享受国家政府特殊津贴。已出版著作和教材5本，发表论文80余篇，获省部级奖5项。目前主要从事移动通信、分组无线网、宽带无线IP技术等方面的研究。

盛敏，西安电子科技大学讲师，硕士。现为西安电子科技大学通信与信息系统专业博士研究生。主要研究方向包括：Adhoc网络的路由和多址接入技术、移动通信、战术互联网、移动IP等。

IP视频会议系统 篇5

1 基于IP的视频会议系统分析

首先从概念的层面看,视频会议就是通过终端与网络,使身处异地的与会者可以就同一议题参与实时讨论的系统。在这样的系统支持之下,参会成员之间不仅仅能够听到发言者的声音以及其环境影像,更加应当能够支持整个会议过程中需要的相关数据的传输,其中包括文字以及图表图片等多种数据的传输。这种需求本身是要求信息网络面向用户实现透明化,从而达到分布性与实时性共同存在的综合性网络系统,为工作人员提供全面的交互服务。

从发展的角度看,视频会议系统与信息化本身的进程保持极强的同步特征,其最早出现于20世纪60年代,当时的技术已经能够支持其视频会议系统,虽然在信息传输容量方面的支持相对困难,但技术层面本身的可行性仍然存在。当时的市场需求却几乎不存在,因此难以从供需两个角度实现对于视频会议技术成熟的推动。70年代之后,通信技术、编码和信息压缩等相关技术均出现了突飞猛进、的发展,视频会议系统本身的可用性与易用性也打打得到提升,但这个阶段其应用依然相对有限。尽管如此,大型的企业环境以及,尤其是政府工作环境的应用已经有了典型的应用范本,对于此种相对有限的应用特征,不得不说价格成为了阻碍其扩大应用范围的重要因素。进入90年代之后,通信计算机以及相关领域的技术迅速发展,并且进一步影响到视频会议系统的成本降低。一方面视频压缩解码技术与传输技术日臻完善和成熟;另一方面,网络资源的可重复利用性通过各种协议的兼容发展也大为增加,这样的情况进一步从软件的层面构建了更为经济的视频通信系统,并且推动视频会议应用得到长足发展。

想要对基于IP的视频会议系统有一个更为深入的了解,还应当切实获取该领域中技术标准的发展状况。对于基于IP的视频会议系统而言,国际电信联盟(ITU,International Telecommunication Union)的电信标准化部门(ITU-T)自1990年开始发布了关于视频会议的一系列标准,经过多年的进步和迭代,当前在该领域中广泛应用和认可的两大标准为H.320和H.323。其中,H.320于1990年推出,隶属于第一代视频会议标准的范畴,其主要的应用对象为窄带ISDN(N-ISDN)网及非拨号专用网,并且由于其发展历程较长,因此成熟程度也相对较高。H.320的价值在于其集中定义了ISDN上的视频会议以及速率为56kbsp-2Mbps的视频会议,并且时至今日仍然具有极强的应用价值。而H.323则一直到1996年才正式出台,主要定义了广域网以及局域网之上的视频会议框架,H.323的存在使得多个厂家的系统能够实现有效通信,是视频会议发展的重要转折点。进一步对H.323展开分析,可以确定其价值在于涵盖了包交换网络上的音频、视频、数据通信,解决了点对点以及多点视频会议中诸如呼叫与会话控制、多媒体与带宽控制等问题。在H.323体系之下存在多种图像编码格式,其中的H.263以及H.263+能够有效支持更高图像质量,因此可以说开启了IP网络的应用支持。

2 基于IP的视频会议系统架构与关键技术

视频会议系统基本上都是采用公共数据网的物理链路作为承载,而在逻辑层面加以构建起来。其构成包括视频终端、多点会议控制器(MCU,Multipoint Control Unit)、网络管理软件以及传输网络四个部分,并且在H.323标准的指导之下,还需要包括网关和网闸来实现与H.323终端的连接,以及执行保护数据网络完整性的功能。在这样的体系环境中,MCU处于整个系统的核心,其主要作用在于支持三点或多点之间的网络会议,所有参加会议的终端都能够以端对端的方式与MCU实现音频、视频等相关数据的传输与沟通,并且由MCU体系中的多点控制器(MC)来实现所有会议资源的控制,并且由多点处理器(MP)来展开对于相应数据的分发。在这样的IP视频会议系统中,其核心技术包括如下几个主要方面。

2.1 视频编码技术

视频编码技术是整个视频会议系统实现的基础,目前常规较多采用的是MPEG系列标准,但H.26X编码标准也具有较为频繁的应用。MPEG系列标准包括多个成员,但实际应用过程中则通常以MPEG-2的高图像质量作为重要参考依据进行选用。同时2000年推出的MPEG-7也以其良好的描述特征,广泛应用于广播式媒体环境以及数字化图书馆中。H.26X编码标准簇本身则不如MPEG标准那么强调质量,因此,如果对于画面要求并不高的会议,则可以考虑采用这一类标准展开工作。虽然在质量方面有所减弱,但是其工作效率仍然成为该领域关注的重点。

2.2 传输与控制

视频会议本身会在实时性、同步性等方面有特殊要求,因此对应的通信技术研究也必须呈现出对应的特征。在实现过程中,发展出两类技术:其一在于以ATM、WDM为代表的重点关注构建适用于视频会议要求的宽带多媒体网络;其二则重点关注在现有网络环境上赋予能够满足视频会议需求的多媒体传输能力。

2.3 会议管理

视频会议本身必须保持一定的秩序,并且考虑到网络本身存在的传输延迟问题,以及参与方相对较多的特征,必须通过软件环境构建起对应的会议秩序,才能确保视频会议能够顺利展开。通常将必要的管理权限和规则控制权限赋予MCU环节,无论是入会、退会还是发言都需要经由MCU确认并且实现管理。在这一方面,虽然分布式视频会议管理模型尚在研究之中,目前还缺少一个统一的标准,但是已经备受关注,并且必然会日渐成熟。

2.4 拥塞控制

分组交换网的优点是所有的源节点共享网络资源,有效的利用网络带宽。但是随着网络规模的不断庞大,网络承载能力有限或者利用不当,就会发生不可预测的突发事件,主要表现则是网络拥塞。在IP视频会议系统中,对于拥塞的控制工作内容主要包括速率控制、自适应速率视频编码、速率整形等几个部分。

3 结论

IP视频会议在当前工作环境中已经呈现出日益突出的需求特征,并且网络通信相关技术的不断成熟,也为视频会议的深入实现奠定了坚实的基础。唯有紧跟技术步伐,才能有的放矢地实现良好规划,使其成为服务组织的有力武器。

摘要：本文首先针对基于IP的视频会议系统进行了概念层面的说明,而后进一步就其发展历程和技术标准展开了分析,并且在此基础之上,基于IP的视频会议系统结构展开了讨论,对于加深该领域的技术认识以及应用有着积极价值。

IP视频会议系统 篇6

计算机技术以其高效、快捷等特点不断发展和进步着,它已经慢慢融入了我们的日常工作当中。在这个技术中, 怎样保证接收端能够准确获得多种媒体的时间关系,也就是所谓的媒体间的同步,一直是我们研究的话题, 这里所说的媒体同步主要指的是音频和视频的同步。

音视频同步是存在于系统当中的音频和视频信息之间或与其自身的时间状态关系,例如音频数据在发送、传输和接收过程中都要确保是连续的,这是音频数据自身的时间状态关系,属于音频内同步;若音频信息和视频流的变化之间保持一致的时间关系,这就属于两种媒体间同步。在获取信息、存储信息、传输信息和演示的过程中都会关系到音视频同步问题。 所以为了达到同步的效果,在每一个步骤上都需要进行深入分析。

2 IP 视频会议系统

现在运行在IP网络上的系统类型大体有二个:一种是基于H.323协议的相互依赖性较高的会议;另一种是可以进行拓展的相互依赖性很低的会议,节省了时间和资金。如图1所示为这两种视频会议系统的网络结构图。对于使用了MCU的集中式视频会议系统来说,当发送端把音频和视频实时的发送给点控制单元后,由点控制单元进行复杂的处理以后再发送给接收端,它能够较好的解决音视频出现时间差的问题,方便与会人员领会会议精神,大大提高了工作效率。

而对于分布式视频会议系统来说,其音频和视频数据是单独发送给接收端,他们使用的网络通道也不是同一个,相对于音频来说,视频存有大量的数据信息,音频和视频的分别传送解决了在一个很窄的带宽情况下音频数据的连续输送,但是往往伴随着音视频时间差的出现。因此,处理好音频和视频不同步问题是IP视频会议系统的关键技术。

基于IP视频会议系统能很好地模拟实际的会议场面,无论与会人员身处何地在做什么都可以及时地参加会议,不必再聚集起来商讨一些问题,使问题能够快速地得到解决,节省了大量的时间和资金,也提高了工作效率,实现了会议系统构建的目的。

3 音视频不同步的原因

3.1 发送和接收端处理数据的时延

发送端在发送音视频和对于音视频的采样及压缩等环节,以及接收端在接收、解压缩和播放等环节时,因为音视频的数据量比较大,并且发送方和多个接收方的编码、解码方式也不尽相同,所以会出现一个时间差,也就出现了音频信息和视频流的变化不能保持一致,即音视频不同步。

3.2 网络传输时延

网络传输时延是另一种影响音视频同步的原因。网络的带宽、发送数据信息的远近等条件都会导致传输时延,若当前网络不能畅通时,音视频数据信息不能确保连续传输,尤其是视频等数据量较大的信息更不能保证其连续传输,造成了音视频数据流的不同步。

4 音视频同步的解决方案

4.1 发送终端同步

发送终端音视频同步是确保IP视频会议系统音视频同步的前提。主要通过把握好音频和视频信息传输的时间,要严格确定在同一时刻捕捉来的音频和视频要进行同时发送,只有这样才能确保在接收终端接受多媒体时,能不因发送终端出现的时间差引起音频信息不能同视频信息的变化保持一致,影响播放的效果,影响对播放内容的理解。但是当网络传输时延不稳定,这种方法就不能再用来处理音视频同步问题。

4.2 接收终端同步

接收终端同步是确保IP视频会议系统音视频同步的必要条件。接收终端在对音视频数 据信息进行处理的过程中,经常会因为数据量大和编码方式的不同造成IP视频会议系统的音视频之间的失步现象。所以我们通常采用在目标节点处设 置缓冲区, 去除在网络传输过程中产生的不稳定现象,当音视频流的所有数据都到达时,IP视频会议系统再进行播出,能够很好地解决IP视频会议系统的音视频同步问题,使得与会人员都能正确地理解会议内容。

4.3 网络传输控制

在IP视频会议系统的设计中,我们通常采用如图2所示的层次结构。我们主要使用RTP/RTCP协议来确保音视频数据信息的实时有效传输。RTP协议有传输实时数据的功能,它能够提供音视频数据的所有信息,包括数据类型、采用的编码方式、分组时的编号等。当接收端收到音视频数据时,按照数据顺序进行重组便可以得到发送终端发送的完整信息,解决了音视频不同步造成的困扰。而RTCP协议在此过程中也起到了很大的作用, 它能够保证音视频信息按照发送的先后顺序传输,并且当出现网络阻塞时也会做出相应的处理, 与RTP协议共同完成了音视频的同步。虽然发送终端在发出不同的音视频数据信息时会带有不同的标识, 但是为了更好地解决IP视频会议系统的音视频不同步现象,RTCP协议需要发送终端在发多媒体数据时要给接收终端传输一个唯一的标识数据源的名称,然后在应用层时根据此名称实现音视频同步。

因为音频信息和视频信息是使用不同的RTP进行传送的,它们在运输层并没有直接的关系。

当网络传输通畅时,网络带宽基本可以保证音频和视频信息按照我们设定的速率进行有效传输,发生的传输时延也是确定的,也较稳定,没有剧烈抖动出现,而且发送终端和接收终端的音频和视频数据之间间隔基本一致, 数据几乎不会丢失, 这种情况下不能使用RTCP协议中的NTP来解决音视频数据同步问题, 这时主要采用RTP包头的时间戳字段来实现同步。

当网络环境较差时,不能提供足够的带宽确保音视频的同步播出,这时视频数据可能难以实时地到达接收终端,甚至会出现大量数据的丢失,在这种情况下首先要保证音频数据的连续传输, 减少视频数据发送的数量,保证系统能够正常工作,然后根据RTCP协议返回的网络状态进行实时调整视频数据发送的数量,使得图像能够正常显示。

5 结束语

IP视频会议系统 篇7

关键词：视频会议,H.323框架协议,通信方式,软件系统

0 引言

视听是人们获取信息的最重要的形式,而面对面的讨论是人类表达思想最丰富的一种方式。视频会议系统,是指两个或两个以上不同地方的个人或群体,通过传输线路及多媒体设备,将声音、影像及文件资料互传,达到即时互动的沟通,以完成会议目的的系统设备[1]。早在60年代,就开始了视频会议系统的研究。一直以来,由于视频的压缩和解压缩及传输问题没有解决,未能取得理想的效果。近几年来多媒体通信技术不断发展,实时视频引入到视频会议系统中后,通过视频会议系统进行讨论已经变得自然真切,极大地促进了应用。

本文针对复杂的视频会议系统,研究了H.323框架协议,给出了协议标准及通信方式,开发了视频会议系统体系结构,设计并搭建了软件系统模型。

1 H.323框架协议简介

H.323是于1996年3月27日到6月7日,ITU-T第15组在日内瓦会议上正式提出的,最初是叫做“工作于不保证业务质量的LAN上的多媒体通信终端系统”。1997年底通过了H.323 V2,改名为“基于包交换网络的多媒体通信终端系统”。1998年2月正式通过时又去掉了版本2的“V2”称呼,就叫做H.323[2]。1999年5月ITU-T又提出了H.323的第三个版本。它的基本组成如下:视频编解码标准:H.261、H.263;音频编解码标准:G.711、G.722、G.723、G728;数据传输标准:T.120;控制协议标准:H.245;呼叫控制标准:Q.931;分组/解分组标准:H.225。

在结合了已有建议和协议的情况下,H.323伞状标准对分组交换网上的会议业务做了规定。为此,H.323要求端点支持下列功能:H.245会议控制;Q.931呼叫信令和呼叫建立;RAS消息发送,用来与看门应用程序(Gatekeeper)通信;PRT/RTCP支持对音频和视频分组的排序;G.711音频。

2 协议标准及其通信

H.225描述了媒体(音频和视频流)的分组、媒体流的同步、控制流的分组和控制消息的格式。H.245描述了为对信道做下列利用而进行协商的消息和程序:为音频、视频和数据开关逻辑信道;功能交换;模式请求;控制;指示符。H.261描述了速率为N×64kbps的音频业务移动图像部分的视频编码和解码方法。H.263对一种128kbps的图像质量作了描述,此图像质量比H.261的规定更佳。G.711规定了速率为48kbps、56kbps和64kbps的3k Hz带宽(普通电话)的语音频率的脉冲编码调制(PCM)。G.722规定了速率为48kbps、56kbps和64kbps的7k Hz带宽的音频,采用自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)编码。G.723规定了传输速率为5.3kbps到6.3kbps的音频,其语音质量接近于普通电话。G.728规定了速率为16kbps的3k Hz带宽的音频,采用低延迟的码激励线形预测(LD-CELP)。G.729规定了长途通话质量、速率为8kbps的语音编码器的音频,采用线形预测分析合成编码器[3]。

H.323标准下的通信可以看成是音频、视频、数据和控制包的混合体。音频功能、Q.931呼叫建立、RAS控制以及H.245信令是必须的。所有其它功能,包括视频和数据会议,都是可选的。当编码器支持多种编码算法时,编码器使用的算法由解码器根据H.245协议传送过来的信息决定。H.323终端也能不对称地工作(不同的编码和加码算法),并能发送/接收多个视频和音频通道。

3 视频会议系统体系结构

为了更好的体现系统的体系结构,下面把总体设计分为系统层次模型、系统结构模型加以介绍。系统层次模型是从系统具有的不同层面的功能角度进行的抽象,而系统结构模型是从系统设备和应用程序的组成角度进行的归纳。

3.1 系统层次模型

层次模型将系统抽象出运营支持层、媒体交换层、用户接入层等三个层面,如图1所示。

1)用户接入层

用户接入层包括在各种网络环境(可以使局域网,专线直接接入,动态地址接入,企业网中通过代理或NAT机制接入等)下接入并使用视频会议系统的各种标准类型终端(Terminal)。

2)媒体交换层

媒体交换层包括关守(Gate Keeper,亦称网闸)、多点控制单元(MCU)、以及支持H.323多点电视会议服务及其它辅助服务功能(如数据协作、流媒体等)。

3)运营支持层

运营支持层提供灵活的视频会议用户和会议的管理功能,强大的网络(硬件、应用软件)管理功能,强大的计费处理能力,灵活的帐务处理功能,提供开放的帐务接口,灵活的业务统计分析能力。

3.2 系统结构模型

系统结构把整个系统分成四个子系统:终端(Terminal,TM)、管理中心(Manage Center,MC)、关守(Gate Keeper,GK)和网关(Gateway,GW),如图2所示。

1)管理中心:组件服务、消息服务和事务服务三个基础服务,系统管理服务、帐号管理服务、用户管理服务、会议管理服务,网络管理服务,计费管理服务,以及各管理服务所需要的支持组件。服务器操作系统采用了较新的Windows2000Server中文版。Windows2000 Server是可移植的、多任务、多用户、安全而容错的操作系统。客户端操作系统采用界面友好、方便维护的Windows XP或Windows2000 Profession中文版[4]。

2)增强型关守(GK):关守是IP系统应用的“大脑”,提供诸如地址转换、呼叫命令控制、用户信息管理与验证、呼叫建立等必要功能。关守可识别在线的用户,并充当其管辖域范围(由一台关守控制的所有终端、网关和MCU)内所有呼叫的中心点,向注册终端提供呼叫控制服务。

3)终端(TM):系统支持的硬件方式视频终端有:VCON会议室型:Media Connect8000系列、Media Connect6000系列;VCON桌面型:Cruiser384、Cruiser 150、Cruiser75 Plus、Escort 25 PRO;VCON便携式:VIGO“千里眼”系列;Picture Tel H.323系列;Polycom H.323系列;Vtel H.323系列等。软件方式视频终端为Microsoft Net Meeting。

4)H.323接入网关(GW):网关解决H.323通讯通过内外网网关、防火墙等问题。

结构模型中有三个数据流导向:H.323协议控制数据流;管理控制数据流;H.323多媒体数据流。其中以MCU、关守、终端为主要元素完成了H.323的媒体数据和协议控制数据流;以终端、关守、接入网关、管理中心、计费帐务系统、数据库为主要元素则完成了运营管理的数据流[5]。

4 软件系统

软件架构模型展示系统软件的全貌,包括系统的基本组件、基本功能、数据的基本流向以及系统开发所采用的基本技术。

1)系统的基本组件:终端、关守、管理客户端、通讯处理单元、业务组件、其它网络设备(如MCU)。

2)系统基本功能:系统管理、网络管理、用户管理、会议管理、计费和帐务管理、WWW发布支持。

3)系统数据的基本流向:以应用平台为中心的数据流向与以H.323传输网络为中心的数据流向平行。

4)系统开发所采用的基本技术:以组件技术为中心实现业务、事物、消息、网络传输的整合。

5 结束语

视频会议系统是计算机网络、数据库、多媒体及通信技术的不断发展的产物,是时代发展的产物,正成为宽带网上的发展热点。目前国内视频系统取得了一定进展,不同体系结构的系统得到了广泛应用。本论文论述了视频会议系统的背景、意义及应用前景,并具体研究了视频会议系统的系统结构和涉及到的网络通信技术、组件技术及数据库技术,根据前面所论述的思想研制了一套新型适用的视频会议系统,同时给出了基于H.323框架协议的系统设计与实现。

参考文献

[1]彭澎.计算机网络实用教程[M].北京:电子工业出版社,2000.

[2]ITU-T Recommendation H.323 Draft v4(02/2000).

[3]刘勇.计算机网络及互连技术[M].北京:人民邮电出版社,2000.

[4]高远.一种基于IP网络的视频流系统模型[J].计算机工程,2001,5:24-27.

浅析基于IP的视频监控系统 篇8

当今社会纷繁复杂, 视频监控系统的广泛应用给人们日常生活带来了巨大的安全感, 人们普遍对其并不陌生。然而真正了解和认识该系统的人却并不多。作者希望通过对本单位基于IP的视频监控系统的分析, 来更好地帮助读者了解和认识视频监控系统的应用和作用。

1 视频监控基本概念和作用

视频监控系统也称环境图像监控系统, 它通过安装在被监控场所的摄像头及相关设备, 将图像、声音和开关信号传回中心监控机房, 从而实现对远程环境的监控。随着数字处理技术及网络技术的飞速发展, 视频监控系统中视频图像信号的传输, 也由最初的模拟调制方式, 向数字编码、调制和传输的全新数字网络传输技术方式转变。视频监控系统的应用, 使管理人员通过视频监控系统可以实时地、清晰地了解到远在千里之外的环境情况, 从而大大地方便了管理, 更好地掌握情况和确保被监控环境的安全。

2 视频监控系统的组网方式

视频监控系统由于其监控点多, 而且有的离中心站点较远, 因此就存在一个组网问题。基于IP的视频监控系统, 其组网通常有两种方式。一种是专线方式, 通常是使用同步数字体系 (SDH) 网络的专线线路, 如2M线路, 建立专用的IP网, 视频监控系统运行其上;另一种是采用IP网络线路, 通过以太网 (Ethernet) 、非对称数字用户环路 (ADSL) 、电缆调制解调器 (Cable Modem) 、拨号调制解调器 (dialup Modem) 等方式进行连接。这两种组网方式如下文所述。

2.1 专网结构

专线网络监控系统结构如图1所示。

它主要由监控点设备、通信网络和主控中心组成。其中监控点设备主要有:摄像头、视频服务器、E1转IP和交换机等;通信网络则是能提供专线线路 (如:2M通路) 的SDH网络;主控中心由E1转IP、交换机、网络服务器和电视墙系统等组成。

2.2 IP网结构

IP网络结构数字视频监控系统结构如图2所示。

它由主控中心、以太网和监控点设备组成。在主控中心, 主要设备有:路由器、交换机、网络服务器和电视墙系统等。同专网结构一样, 服务器由一台计算机和一套网络管理软件组成, 它可对整个网络进行管理, 操作人员只要拨动鼠标, 即可使远端任一监控点的摄像机动作, 实现聚焦、变焦、上下左右旋转功能。监控节点主要设备有:路由器、交换机、视频服务器和摄像头。

这两种方式的区别在于, 第一种方式, 是属于专线方式 (点与点之间是专线式IP连接) 。由于其是专线, 带宽有保障 (如:2M) , 因此, 费用较高, 但能很好地保障通信的质量。第二种方式是采用以太网线路 (点与点之间是共享式IP连接) , 从而实现视频监控设备的连接。这种方式可通过租用ADSL线路的带宽进行图象质量和费用的合理调节。而无论采用哪种方式, 都是使用通信带宽内的部分带宽 (时隙) 来传输系统所需的控制信号, 从而实现对远端摄像头的遥控

3 广电数字微波系统视频监控情况

广东广播电视数字微实现数字化后, 在全省微波站都安装了监控摄像头, 在广州的中心机房可实现对下面所有站点的视频图像同时进行监控。在中心机房, 还可通过监控系统软件, 远程摇控摄像头, 实现聚焦、变焦、上下左右旋转等功能。同时, 通过系统监控软件, 还可实现磁盘对运动 (其变化大小可调) 图像的录像功能, 这就给图像的记录和磁盘空间的节省带来了方便。下面简单介绍该视频监控系统的组成。

如图3所示, 系统由网络服务器、交换机、E1转IP设备、视频服务器、摄像头和电视墙系统等组成。

由于考虑到数字微波的容量和视频监控的特点 (画面多数是室内静止的) , 因此在数字微波的线性网络中, 采用了几个站点共用一条2M专线的情况。这样, 对全省45个站点, 一共使用了10个2M线路 (具体的系统组成在此不详述) 。

系统核心部件是网络视频服务器, 在此采用的是韩国产的BNT视频服务器。它主要实现模拟视音频信号、指令信号、开关控制等信号的IP化。模拟视音频信号进入视频服务器后, 对视频信号采用MPEG-4格式进行编码, 其图像最大分辨率为PAL:720x576;音频信号采用ADPCM格式进行编码。然后通过设备的以太网接口, 将低码率的视音频编码数据以IP包的形式传送给多个远端PC或网络视频服务器, 实现视音频的远程传输、监控和存储;同时也支持远程云台控制和远程报警管理。网络视频服务器基于IP网络协议通信, 支持Ethernet、ADSL、Cable Modem、dialup Modem等多种接入方式, 并支持DDNS和DHPC/PPPo E等功能;视音频数据可以在局域网、广域网和互联网内传输;网络视频服务器内建Web Server, 可通过IE浏览器直接浏览视音频。通过电脑 (在安装系统插件后) 可实现单路IP所传回图像 (一般有4个画面) 的控制, 并能提取IP包内的声音、控制信号和开关信号等信息。同时该视频服务器还自带FC/HDD2.5寸存储设备接口、USB接口和发送E-mail等功能。系统监控软件, 安装在网络服务器上, 它具有从大量的IP包里提取各种有用信息, 包括:图像、声音、控制信息和开关信号, 具备显示64个画面 (每屏16画面, 通过轮询方式进行64画面的显示) 的能力, 同时还具有摄像头控制, 录像等功能。E1转IP设备只提供网络通信的接口转换, 将视频服务器输出的IP信号转换成适合SDH网络传输的2M信号。交换机主要用于IP信号的交换, 实现各IP信号间的连接。

系统的工作原理是这样的, 每个站点的视频服务器均配有一个IP地址, 在同一个2M链路上的视频服务器, 终端站点的视频服务器将从摄像头收录来的图像信号、音频信号、控制信号和开关信号转换成IP信号输出到交换机, 再经IP转E1设备进入到SDH网络, 在上一站取出后经E1转IP设备后与本站视频服务器输出的IP信号经交换机后再通过IP转E1设备进入SDH网络, 并逐级进行同样的处理, 最后将该条2M线路上的信号传送到中心站点;在中心站点, 则将2M信号经E1转IP设备后, 将IP信号经交换机后连接到网络服务器和电视墙系统, 从而得到下面站的图像、声音和控制信号等, 实现对视频环境的监控。这种方式, 几个视频服务器共享一条2M线路, 在图像变化大和数据量大的情况下, 势必影响到信号传输的速度, 出现图像延迟、滞后的现象。而且, 中间若有一个站点的交换机或E1转IP设备出现故障, 都将影响故障点后信号的传输。但这种组网方式, 能尽量减少2M线路的使用、设备的投资和组网的费用, 这对网络容量不大或线路紧张的网络来说, 不失为是一种很好的组网方法。

系统从开通到现在, 已使用三年的时间, 从实践看, 这种方式的组网是可行的, 系统也是可靠的。多站点串联使用一个2M链路, 并没有对日常的使用带来影响。

参考文献

[1]余兆明, 李晓飞, 陈来春.MPEG标准及其应用[M].北京:北京邮电大学出版社.

IP视频会议系统 篇9

2015年9月，索尼在IBC上宣布，其IP现场制作系统家族又增添了三个新成员，在原有的增值解决方案基础上提升了操作效率，同时为包括4K和8K在内的高价值应用提供强有力的支持。索尼的IP現场制作系统从广播业者的设计思路出发，它除了对节目制作中出现的下一代技术提供支持以外，还能够推动现场节目广播工作流程的发展，实现直播流程的现代化。

在IBC 2015上，索尼与大家分享这一新技术。由于具备4K和IP能力的产品都装有直接 IP 和传统SDI两种接口，使得用户可以灵活地进行系统设置，轻松地完成向IP方式的过渡。今年莅临展会的观众，有机会看到以下几款新产品：全球首款4K/IP现场切换台——XVS-8000，4K/IP基带处理器单元——BPU-4500，以及4K/IP多接口视音频服务器PWS-4500。这几款产品构成了一个完整的IP现场制作生态系统，使用索尼的IP现场系统管理器，即可对这一系统实施高效的管理和分配。

在IP现场制作解决方案的开发过程中，索尼还开发了一种新型视音频传输接口，称为“网络媒体接口”。这种网络媒体接口可以将现场捕捉的信号，如视音频、元数据、同步和控制信号，全部转换为IP信号。而且，它还允许其他制作系统共享信号源，使得用户可将文件式系统和现场系统集成于一体。这样，不但提高了生产力，广播公司用户也无需对两种制作系统进行重复投资，从而节约大量的成本。

IP视频会议系统 篇10

随着高等教育事业的发展, 高等教育规模扩大, 校园治安问题日益突出。高校扩招、校舍扩建、多院校合并、扩大招生使高校建设进入了一个高速发展期。人员流动性增大, 安全管理人员少, 巡检范围大等因素导致原有的人防、物防措施已远远不能适应高校安全发展的需要。校园基于IP的视频监控系统的推广和应用, 为校园的安全防范管理带来了较为完善的解决办法。

1 视频监控系统的发展

视频监控系统的发展一共经历了三个阶段, 从最初的模拟信号合适录像带的VCR, 到视频信号数字化的DVRA, 到目前最为先进、最流行的网络环境下完全数字化的IPVS。每个阶段都是顺应时代而生, 在发展过程中, 当各个弊端显露出来后, 经过不断的改良、发展, 就有了更为先进的设备为社会发展服务。

1.1 第一代视频监控系统VCR

第一代视频监视系统指的是以VCR (Video?Cassette?Recorders) 为代表的传统CCTV监控系统。该系统主要由模拟摄像机、专用电缆、视频切换矩阵、模拟监视器、模拟录像设备和盒式录像带等部件构成。在第一代产品的运行中, 出现了各种明显的缺点, 例如维护工作比较繁琐、无法直接连接电脑、远程访问无法进行、与其他安防系统 (如门禁、周界防护等) 的有效集成难以达成、录像质量也随着时间的推移下降等。这些使得VCR只适合小范围 (如楼栋门口, 小店铺内) 的短时间监视, 无法做到长时间的存储。最关键的缺点在于它无法与电脑直接相连, 模拟信号无法得到存储。通过磁带的存储给监控带来过多繁杂的负担。成本大大增加的同时, 效果没有得到提高。

1.2 第二代视频监控系统DVR

上世纪90年代中期, 视频监视市场出现了以DVR (Digital Video Recorder) 为代表的第二代视频监视系统。

DVR系统可以使用户将模拟的视频信号数字化, 并存储在电脑硬盘而不是盒式录像带上。数字化的存储大大提高了用户对录像信息的处理能力。用户可以通过DVR来控制摄像机的开启或者关闭, 从而实现移动探测监控功能。此外对于报警事件以及事前或事后报警信息的搜索也变得非常简单。

第二代系统在使用的过程中也有其不足。首先, 摄像头到模拟矩阵的传输仍然属于模拟传输模式。模拟信号在进入数字硬盘录像机之前还需要转换成数字信号。转换后的图像会清晰度降低, 不利于监控的正常存储。其次, 模拟信号只适合于短途传输。如果传输路径过长, 会造成模拟信号的减弱甚至丢失。第三, 模拟摄像头的结构限定了它的清晰度只能达到标清的级别, 满足不了社会现在对视频清晰度的越来越高的要求, 同时也不能进行一些如智能抓拍、红绿灯的违章拍照、进出人员的面孔识别等等智能应用。于是, 第三代系统呼之欲出。

1.3 第三代视频监控系统IPVS

第三代系统指的是目前正在蓬勃发展的网络化视频监视系统IPVS (IP Video Surveillance) , 又称为IP监视系统。它最早出现于2001年。

网络化视频监视系统就是针对在网络环境下使用而设计的, 因此它克服了DVR/NVR无法通过网络获取视频信息的缺点, 用户可以通过网络中的任意一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息。

第三代视频监控系统是完全数字化的系统, 它基于标准的TCP/IP协议, 能够通过局域网/无线网/互联网传输, 布控区域大大超过了前两代系统。同时, 它采用了开放式架构, 可与门禁、报警、巡更、语音、MIS等系统无缝集成;它基于嵌入式技术, 性能稳定, 无需专人管理;它的灵活性得到大大提高, 监控场景可以实现任意组合, 任意调用。

2 第三代视频监控分析

第三代视频监控系统作为目前最先进、最稳定、最智能、最符合高校监控需求的监控系统, 有它的特点和需要解决的难题。

2.1 第三代视频监控系统的特点

第三代监控系统基于标准的TCP/IP设计, 便于计算机处理的同时, 适合远距离传输, 对视频图像方便查找, 于是提高了质量与效率, 另外因为网络和数字化的关系, 这是一个十分便于管理和维护的系统。

2.1.1 便于计算机处理

第三代监控系统前端网络摄像头经过直接输出数字视频流, 通过网络传输可以直接把视频流直接传入电脑。可以充分利用计算机的快速处理能力, 对视频流进行分析、存储和显示。通过视频分析, 可以及时发现异常情况并进行联动报警, 从而提高监控效率。

2.1.2 适合远距离传输

第三代系统通过数字视频流传输。充分利用了网络传输的特点。不易受传输线路信号衰减的影响, 而且能够进行加密传输, 因而可以在数千公里之外实时监控现场。特别是在现场环境恶劣或不便于直接深入现场的情况下, 数字视频监控能达到亲临现场的效果。即使现场遭到破坏, 也照样能在远处得到现场的真实记录。

2.1.3 便于查找

在传统的模拟监控系统中, 调取录像时需要花大量时间观看录像带才能找到现场记录;而在数字视频监控系统中, 利用专业的存储服务器, 计算机在很短的时间内就能找到相应的现场记录。

2.1.4 提高了质量与效率

第三代系统采用的数字视频流可以利用计算机软件对不清晰的图像进行去噪、锐化等处理, 高清晰度的视频流通过调整图像大小, 借助显示器的高分辨率, 可以观看到高质量的图像。此外, 还可以在一台显示器上同时观看32路甚至更多视频图像。

2.1.5 系统易于管理和维护

因为数字视频监控系统主要是由电子设备组成, 且集成度高, 视频传输就可以通过网络进行传输。正因为如此, 整个系统的模块化结构就因为其体积小的特点, 易安装、方便使用、且维护简单。

3 高校基于IP视频监控系统的设计

目前高校的发展地域宽广、人员密集, 难于用传统的视频监控进行维护管理。同时高校内也具备有原有建成的高速的光纤网络和专门的数据机房, 为新一代的视频监控系统打下了一定的基础。

3.1 高校视频监控系统需求分析

随着高等教育事业的发展, 高等教育规模扩大, 校园治安问题日益突出。高校扩招、校舍扩建、多院校合并、扩大招生使高校建设进入了一个高速发展期。人员流动性增大, 安全管理人员少。同时多媒体教室、电子考场也都必须安装摄像头进行监控。所以高校校园监控需要大量高清摄像头, 需要一套安防系统可以同时管理所有摄像头并且要求可以同时调用下载多个摄像各个时段的录像。

3.2 基于IP网络的视频监控系统架构

IP网络视频监控包含前端接入层、媒体服务层、业务管理层、监控应用层。

前端接入层主要是由网络监控球机与网络枪机组成。网络摄像头实时录像以h.264视频格式直接通过校园网传入视频存储阵列。根据学校安防以及监考的需要以及成本原因摄像头一般选用100w像素的高清摄像头。用于安防摄像头一般选用带红外摄像头以便于夜间监控。

媒体服务层包含流媒体分发服务器、存储管理服务器和磁盘整列。磁盘整列主要负责存储和分发数字视频文件。所有分发都通过存储服务器取流, 当有多个用户同时取一个摄像头视频时由流媒体服务进行复制分发。这样当多个用户同时调取同一个摄像头的实时录像时磁盘整列也只传输一路视频。存储管理服务器负责快速调取录像。

存储监控点图像格式与带宽占用关系见下表:

存储图像空间计算公式:每个前端存储总容量 (GB) =【视频码流大小 (Mb) ×60秒×60分×录像小时数×存储天数/8】/1024。

总存储容量为=每个前端存储总容量 (GB) ×路数。

学校安防监控一般为24小时全天监控, 教室监控一般为7:00-23:00, 16个小时。

业务服务层包含平台管理服务器、网管服务器、客户端/前端接入服务器。平台管理服务器主要是实现各种具体功能, 如:用户和用户权限管理、云台控制、大屏上墙、大屏拼接、调取摄像头实时图像或录像、学校特定功能 (智能分析、教室球机一键巡航等功能) .网管服务器负责管理所有摄像头和服务器的IP地址表, 并且通过网络ping命令得知设备在线状态。客户端/前端接入服务器负责接入客户端软件和前端摄像头。

监控应用层主要是客户端电脑、解码器、电视墙设备。电脑可以通过客户端软件在校园网内进行授权内的各种操作。解码器负责录像解码上电视墙。

3.3 高校基于IP视频智能监控

随着视频监控的发展, 特别是智能监控的发展, 监控可能产生越来越多的功能应用, 如人数统计, 进出车辆管理, 甚至对人的行为进行分析。高校系统中就可以实现通过监控来考察学生课堂到课率、教师上课有无迟到或违规操作、监考过程有无违规行为, 甚至对于一个课堂的活跃度都可以进行智能的统计分析。学校对视频监控的需求也将越来越多, 视频监控可以更多的应用于教务、电子考试、校园停车场等方面。停车场的车位数是否已停满、某些嫌疑车辆是否进入监考区域等问题都能通过智能视频监控轻而易举的得到解决。

4 总结

随着计算机技术、多媒体技术、视频监控技术的不断飞速发展以及硬件设备的不断更新换代, 视频监控系统已经逐渐成为社会生产生活不可或缺的一部分。大学校园也是监控技术大量应用的领域。基于IP网络的视频监控系统不但可以满足现阶段高校监控的需要, 同时也为未来智能校园监控打下良好的基础。但是时代在进步, 科技继续发展, 综合第三代智能监控系统的优点和不足, 第四代的更为先进的视频监控系统也呼之欲出。

摘要：本文首先主要阐述了视频监控技术的发展历程, 其次对视频监控目前的发展现状以及高校基于IP的视频监控进行了分析;

关键词：基于IP,视频监控,高校校园

参考文献

[1]周新河.鹤壁铁通基于互联网的平安城市监控的系统设计方案[J].科技传播.2010 (11)

[2]陈绍勇.数字化工业电视监控系统在东风发电厂的应用[J].水电厂自动化.2013.

[3]古前疆.基于IP网络的视频监控系统的设计与实现[D].大连理工大学, 2013.

[4]金纯, 齐岩松, 于鸿洋等.IPTV及其解决方案.北京:国防工业出版社, 2006, 7-11

[5]梁笃国.网络视频监控技术与智能应用[M].人民邮电出版社, 2013