摘要
　　視頻通訊是指在現(xiàn)有的公共或?qū)Ｓ猛ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)上承載以視頻為主，包括語音、數(shù)據(jù)等多媒體信息傳輸?shù)耐ㄓ嵪到y(tǒng)。在發(fā)展初期，它被主要用于各級政府的遠(yuǎn)程行政會(huì)議，因而習(xí)慣上被稱為"會(huì)議電視"或"視頻會(huì)議"。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展，視頻通訊的功能遠(yuǎn)不是如此"單一"，它逐漸發(fā)展成為支持超媒體技術(shù)的通訊系統(tǒng)，滿足人們對一體化網(wǎng)絡(luò)和一體化辦公的要求，正在融入到人們的日常工作和生活中。本文主要介紹超媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

視頻通訊應(yīng)用的發(fā)展回顧

　　1990年，ITU-T的前身CCITT通過了H.320系列視頻通訊框架標(biāo)準(zhǔn)，繼而出現(xiàn)了第一個(gè)實(shí)用的數(shù)字視頻通訊產(chǎn)品。H.320系列標(biāo)準(zhǔn)中采用H.261CIF/QCIF視頻格式和G.711/G.722/G.728音頻格式，支持ISDN BRI/PRI和DDN/E1通訊網(wǎng)絡(luò)，有優(yōu)秀的視頻、音頻質(zhì)量和較強(qiáng)的穩(wěn)定性和安全性。但其局限性也很明顯，如功能單一、對電路要求高、電路運(yùn)營費(fèi)用高等，妨礙了視頻通訊技術(shù)的普及和推廣。

　　1996年ITU-T通過了基于包交換網(wǎng)絡(luò)的H.323系列標(biāo)準(zhǔn)，它的全稱是"不保證服務(wù)質(zhì)量的局域網(wǎng)上的視音頻系統(tǒng)"。H.323標(biāo)準(zhǔn)的推出使得視頻通訊應(yīng)用在1998年后取得了較快的發(fā)展。H.323的應(yīng)用也逐漸超過了H.320，成為市場的主流。但是H.323與H.320一樣，主要支持視音頻的傳輸，仍顯得功能單一。另外，它不保證服務(wù)質(zhì)量的弱點(diǎn)，使得在對穩(wěn)定性、安全性要求較高的領(lǐng)域不被采用。

　　在視頻通訊（會(huì)議電視）技術(shù)誕生至今的二十余年中，隨著網(wǎng)絡(luò)與通訊技術(shù)及其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，市場對于視頻通訊應(yīng)用的需求也發(fā)生了巨大的變化。

　　在視頻通訊發(fā)展初期，能夠在異地看到對方的圖像，聽到對方的聲音，已經(jīng)是很令人驚奇的事情了。因此，早期的視頻通訊主要是"可視電話"或"會(huì)議電視"的功能。它滿足了人們渴望獲取圖像信息的要求。

　　隨著會(huì)議電視的普及，人們開始考慮視頻通訊技術(shù)能否用于需要遠(yuǎn)程通訊的其它領(lǐng)域，如遠(yuǎn)程教學(xué)和遠(yuǎn)程醫(yī)療。H.323的出現(xiàn)滿足了基于IP的校園網(wǎng)傳輸視頻的要求，特別是基于T.120的電子白板等數(shù)據(jù)應(yīng)用滿足了遠(yuǎn)程教學(xué)中的白板討論、播放幻燈片、傳送教師講義。正是在這期間，中國第一個(gè)全國遠(yuǎn)程教學(xué)網(wǎng)在北郵建成。它采用了VTEL公司的TC2000多媒體視訊終端，滿足了上述教學(xué)要求。

　　隨著視頻通訊應(yīng)用的不斷深入，不同行業(yè)的用戶越來越感覺到功能單一"會(huì)議電視"不能滿足他們的需求。譬如：政府應(yīng)用在大力推廣電子政務(wù)的前提下，越來越強(qiáng)調(diào)"遠(yuǎn)程辦公"、遠(yuǎn)程查看、共享或修改辦公文檔和數(shù)據(jù)報(bào)表；運(yùn)營商則希望將應(yīng)用推廣到個(gè)人，在視音頻通訊的同時(shí)支持網(wǎng)上聊天，從而擴(kuò)大其增值業(yè)務(wù)的收入；氣象、水利行業(yè)需要支持傳輸高清晰度衛(wèi)星云圖，作為遠(yuǎn)程會(huì)商的基礎(chǔ)；遠(yuǎn)程教學(xué)的用戶希望能加入流媒體功能，支持授課內(nèi)容的廣播、存儲(chǔ)和點(diǎn)播回放；遠(yuǎn)程醫(yī)療的用戶需要傳送各種高清晰醫(yī)學(xué)圖片，并能結(jié)合各種醫(yī)療儀器遠(yuǎn)程獲取病人的各種信息；而對于中小型企業(yè)用戶，更是不希望視頻通訊只用于顯示上層經(jīng)理的形象。他們更希望其能用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)討論、產(chǎn)品發(fā)布、員工培訓(xùn)……這些需求顯然是以往"會(huì)議電視"所不能滿足的。

　　視頻通訊技術(shù)未能廣泛普及的重要原因，就在于傳統(tǒng)的功能單一?quot;會(huì)議電視"不能滿足各個(gè)領(lǐng)域用戶的專業(yè)化需求。值得慶幸的是，隨著技術(shù)的發(fā)展，包括視音頻信息編碼技術(shù)、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，滿足上述用戶的專業(yè)化的需求正在成為現(xiàn)實(shí)。我們稱這一綜合技術(shù)為"超媒體技術(shù)"，包括了視頻、音頻、數(shù)據(jù)、圖形、圖像、文字、Web應(yīng)用、遠(yuǎn)程協(xié)作、媒體信息的廣播和存儲(chǔ)等等。超媒體技術(shù)能夠真正滿足用戶對一體化網(wǎng)絡(luò)的需求。

超媒體通訊技術(shù)

　　超媒體通訊技術(shù)是對傳統(tǒng)視頻通訊技術(shù)的發(fā)展。超媒體通訊包含了以下一些主要內(nèi)容：

1、支持ITU-T H.320/H.323標(biāo)準(zhǔn)的多媒體通訊系統(tǒng)。

　　視頻通訊區(qū)別于個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用的最主要一點(diǎn)即在于它是滿足ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的通訊系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)性保障了區(qū)內(nèi)、國內(nèi)或國際通訊的互通性和互控性，就像打電話時(shí)，用戶不需要考慮交換機(jī)和對端電話機(jī)的型號，因?yàn)槭腔谕ㄓ崢?biāo)準(zhǔn)。所以H.320/H.323標(biāo)準(zhǔn)仍將是超媒體通訊技術(shù)的基礎(chǔ)。

2、視頻編碼技術(shù)。

　　視頻編碼需要將100Mbps的圖像數(shù)據(jù)壓縮到2Mbps甚至更低，這樣視頻通訊技術(shù)才能夠使用。1976年，就職于美國視訊公司的美籍華人陳文雄博士提出了基于離散余弦變換（DCT）實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻編碼的算法，奠定了視頻編碼技術(shù)的基礎(chǔ)。而1990年ITU-T通過的H.261標(biāo)準(zhǔn)則成為視頻編碼的經(jīng)典制作。

·1990年，H.261：幀間預(yù)測編碼和幀內(nèi)DCT的混合編碼方法。

·1995年，H.263：是H.261的發(fā)展，重點(diǎn)在于改善低碼率下（<384Kbps）的圖像編碼質(zhì)量。在結(jié)構(gòu)上仍沿用H.261的幀間預(yù)測編碼和幀內(nèi)DCT的混合編碼方法。其改進(jìn)之處在于：半像素精度的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、優(yōu)化的可變長編碼表（VLC）、更好的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測。同時(shí)，還提供了以下選項(xiàng)：無限制運(yùn)動(dòng)質(zhì)量模式（Annxe D）、高級預(yù)測模式（Annxe F）、PB幀模式（Annex G）、基于句法的算術(shù)編碼模式（SAC）（Annxe E）。上述方法改進(jìn)了低碼率下的圖像編碼效果，尤其是減少了低碼率下圖像出現(xiàn)拖影或馬賽克的情況。單對于高碼率（>384bps）則與H.261差別不明顯。

·1998年，H.263+（H.263版本2）：是H.263的增強(qiáng)，提出了16個(gè)可選項(xiàng)（Annex I，J，K，L，……），從以下幾方面改進(jìn)編碼質(zhì)量和效率：提高編碼效率、提高了編碼靈活性、支持編碼質(zhì)量可擴(kuò)展性、提高容錯(cuò)和抗誤碼性。

·H.263++：常談到的H.263++并不是ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的名稱，而是對H.263+增加了Annex U（增強(qiáng)的參考圖象選擇）、Annex V（數(shù)據(jù)分割）、Annex W（增強(qiáng)的補(bǔ)充信息）選項(xiàng)后的通稱。H.263+/H.263++的眾多選項(xiàng)往往會(huì)令使用者無所適從。因此目前市場上的產(chǎn)品也都是根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)其中的幾項(xiàng)。

· 2003年，H.264：H.264和以前的標(biāo)準(zhǔn)一樣，也是幀間預(yù)測編碼和幀間變換編碼的混合編碼方式。H.264的技術(shù)亮點(diǎn)在于：高精度、多模式的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、4 x 4塊的整數(shù)變換、統(tǒng)一的VLC、幀內(nèi)預(yù)測、容錯(cuò)性和抗誤碼能力。理論上H.264的編碼效率較H.263高50%。實(shí)際產(chǎn)品中圖象質(zhì)量的改善量目前并不樂觀，權(quán)威估計(jì)在15%-40%之間。從另一方面講，H.264性能的改進(jìn)是以增加復(fù)雜性為代價(jià)而獲得的，而且目前市場上新推出的產(chǎn)品，還沒有經(jīng)過兼容性、穩(wěn)定性等實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)。綜合以往新標(biāo)準(zhǔn)、新產(chǎn)品投入實(shí)際市場應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，到2005年，H.264的應(yīng)用會(huì)逐步發(fā)展起來并趨向成熟。

3、語音編碼技術(shù)

　　在H.320/H.323體系結(jié)構(gòu)下，目前語音編碼采用的是G.711/G.722/G.728編碼算法，較好地滿足了語音傳輸?shù)囊蟆τ贖.323中新推出的G.723和G.729，因?yàn)檎Z音質(zhì)量較差，更多地應(yīng)用于Internet上的個(gè)人通訊應(yīng)用，而未被企業(yè)型應(yīng)用采用。
4、T.120數(shù)據(jù)應(yīng)用

　　H.320/H.323體系結(jié)構(gòu)下數(shù)據(jù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)T.120，支持T.126交互式電子白板、文件傳輸、應(yīng)用程序共享。它的優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o失真，從而保證傳輸白板或圖片的高清晰度；支持交互式操作（能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)作功能、對文檔的共享、查看和修改等），這對于遠(yuǎn)程教學(xué)和遠(yuǎn)程討論是非常重要的。

5、遠(yuǎn)程協(xié)作技術(shù)

　　在遠(yuǎn)程辦公的應(yīng)用中，用戶往往需要通過遠(yuǎn)程協(xié)作實(shí)現(xiàn)對文檔的共享、查看或修改。遠(yuǎn)程協(xié)作技術(shù)支持常用辦公軟件，如MS Word、Excel、PowerPoint文檔的遠(yuǎn)程共享、支持共享桌面（Desktop Sharing）、支持Internet瀏覽、Web 會(huì)議、論壇或者聊天室應(yīng)用。遠(yuǎn)程協(xié)作將會(huì)真正使人們能夠?qū)崿F(xiàn)異地辦公、或遠(yuǎn)程教學(xué)。

6、流媒體技術(shù)

　　因?yàn)榱髅襟w技術(shù)簡單、易實(shí)現(xiàn)和易擴(kuò)展等特性，使它在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中已取得廣泛的應(yīng)用。在視頻通訊中，結(jié)合流媒體技術(shù)，利用單播（Unicast）或組播（Multicast）等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更容易將交互式的視頻內(nèi)容單向廣播到辦公局域網(wǎng)或校園網(wǎng)，使更多的人非常方便地接收到視頻通訊的內(nèi)容。另一方面，它還可以把實(shí)時(shí)的視頻通訊的內(nèi)容進(jìn)行非實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)、點(diǎn)播或回放。

7、多媒體信息傳輸

　　在人們交流的過程中，單純音、視頻之外的信息占的比例越來越大，如教師的電子課件、氣象部門的動(dòng)態(tài)氣象云圖、醫(yī)生的醫(yī)學(xué)圖片等。所以在視頻通訊中需要全面地支持各種多媒體信息的傳輸，它包括：多媒體視頻播放，支持常見的MPEG1、MPEG2、MPEG4和RM、AVI、MOV等視頻格式；多媒體音頻的播放，支持WAV、MIDI、MP3等音頻格式；支持BMP、GIF、JPEG像素格式圖象，和Visio、Flash、CG等矢量格式圖形；支持超文本的共享，如ASCII/PDF/HTML等文本格式。

視訊技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢

　　首先，標(biāo)準(zhǔn)化的問題是仍然視訊廠商，尤其是國內(nèi)廠商在技術(shù)發(fā)展過程中需要特別注意和解決的問題。符合ITU-T和國家相互通訊標(biāo)準(zhǔn)，旨在保證設(shè)備的互通和互控性。雖然H.320/H.323有不完善或技術(shù)瓶頸，但在可預(yù)見的2-3年內(nèi)，仍然會(huì)是電路交換/包交換網(wǎng)絡(luò)上的視頻通訊框架標(biāo)準(zhǔn)。而標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品才能確保市場應(yīng)用的普及和推廣。

　　其次，作為視頻通訊技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，信息壓縮技術(shù)在近1-2年內(nèi)會(huì)取得緩慢但不斷的發(fā)展。雖然它的目標(biāo)是在盡可能低的碼率下獲得盡可能好的圖象質(zhì)量，但以目前的技術(shù)水平和通用CPU處理能力，基于軟件的音視頻編碼器還很難滿足企業(yè)、尤其是專業(yè)領(lǐng)域用戶的需求。所以軟、硬件結(jié)合的產(chǎn)品仍將是主流。

　　再次，超媒體應(yīng)用技術(shù)普及將為未來視訊應(yīng)用的迅速推廣奠定基礎(chǔ)。視頻通訊技術(shù)要跳出傳統(tǒng)的"會(huì)議電視"。超媒體技術(shù)將解決"會(huì)議電視"功能單一的問題、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程辦公、氣象、電力、水利、企業(yè)等專業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谝曨l通訊豐富的應(yīng)用需求。

　　另外，從市場應(yīng)用細(xì)分的角度來看，視頻通訊的專業(yè)應(yīng)用仍然將是主流。它通過專用的DSP處理器完成高質(zhì)量的音視頻編碼，同時(shí)通過軟件支持超媒體技術(shù)應(yīng)用。同時(shí)，個(gè)人視頻通訊應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，純軟件或類似可視電話的簡單、易用、低價(jià)產(chǎn)品在未來將會(huì)逐漸得到普及，方便人們的溝通、交流和娛樂。

　　總而言之，技術(shù)發(fā)展是永無止境的，但是技術(shù)不是為了技術(shù)本身而存在和發(fā)展。現(xiàn)代通訊技術(shù)發(fā)展的目的是滿足每個(gè)人在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的獲取和表達(dá)各種信息的要求。所以視頻通訊技術(shù)的發(fā)展方向在于突破傳統(tǒng)的功能單一的"會(huì)議電視"，實(shí)現(xiàn)滿足專業(yè)需求的"超媒體"應(yīng)用，真正地融入到人們的日常工作、生活中。這將是視頻通訊應(yīng)用取得發(fā)展、也是業(yè)內(nèi)廠家得以在市場立足的必然趨勢。