Слайд 1ПЛАН ЛЕКЦИИ
Компоненты стандарта Н.323.
Стандарты компресcии/декомпресcии видеоизображения при организации видеоконференций.
Лекция 25.
Видеоконференции
Слайд 2 1. Стандарт H.323 определяет четыре вида компонентов, обеспечивающих:
терминалы;
шлюзы;
контроллеры зоны (gatekeepers,
привратники, конференц-менеджеры);
устройства управления многоточечной связью (Multipoint Control Unit –
MCU).
Слайд 3 Терминалами для мультиме-дийных коммуникаций в режиме реального времени служат
персональные компьютеры либо автономные устройства, поддерживающие протокол H.323, на которых
могут выполняться мультимедийные приложения.
Слайд 4 Поскольку базовым сервисом H.323 является передача голоса, то в
своей минимальной конфигурации такое устройство должно быть просто IP-телефоном.
Несмотря
на то, что функции видео необязательны, все терминалы с видеовозможностями должны поддерживать кодек H.261 (или H.263).
Слайд 5 H.263 является развитием кодека H.261, видеокартинка, полученная с помощью
кодека H.263 обладает лучшим качеством, поскольку используется полупиксельная технология предсказания
движения. Кроме того, используемое кодирование по Хаффману оптимизировано для работы с более низкими скоростями передачи.
Слайд 6 Определено пять стандартных форматов кадров Н.261 и Н.263:
Слайд 7 Шлюзы предназначены для соединения сетей с разными технологиями.
Например,
шлюз H.323 осуществляет связь между терминалом в IP-сети и терминалом,
подключенным к сети с коммутацией каналов.
Слайд 8 Такая связь выполняется с помощью протоколов трансляции для установки
и разрыва соединения, преобразования медиаформатов различных сетей, соединенных шлюзом.
Слайд 9 Контроллер зоны служит как бы мозгом H.323-сети. Основными функциями
контроллера зоны являются:
управление и адресация вызовов;
обеспечение основными типами
обслуживания, такими как телефонный справочник и сервисом, характерным для УАТС (передача и перенаправление вызовов и т.д.);
Слайд 10управление использованием полосы пропускания приложениями H.323 таким образом, чтобы обеспечить
качество обслуживания;
управление общим использованием сетевых ресурсов;
системное администрирование и
обеспечение безопасности.
Слайд 11 Без контроллера невозможно воспользоваться мощным и разнообразным спектром услуг, предусмотренных
создателями стандарта H.323 для приложений IP-телефонии и мультимедийных телеконференций.
Слайд 12 Контроллер зоны может размещаться в любом месте сети, встраиваться
в другое сетевое устройство, например, в шлюз, или работать как
автономное приложение на настольном компьютере.
Слайд 13Рисунок 1 – Типичная схема коммуникаций при видеоконференции
Слайд 141 – конечный пользователь подсоединяется к видеоконференции посредством Н.323-терминала;
2
– MCU управляет многоточечным сеансом;
3 – при сценарии IP
LAN-to-IP LAN MCU передается трафик на маршрутизатор, который через глобальную IP-сеть соединяется с другим маршрутизатором;
4 – при соединении с сетью ISDN шлюз/привратник преобразует мультимедиа-данные.
Слайд 15 Устройство управления многоточечной конференцией MCU обеспечивает многоточечные видеоконференции. Протокол
H.323 различает многоточечный контроллер (Multipoint Controller – MC) и многоточечный
процессор (Multipoint Processor – MP), которые являются компонентами MCU.
Слайд 16 Многоточечный контроллер управляет настройкой сеанса, выполняя такие функции, как согласование
взаимодействия всех терминалов, открытие и закрытие каналов для голосовых и
видеопотоков, а также данных. Многоточечный процессор занимает-ся централизованной обработкой мультимедийного трафика.
Слайд 17 Он смешивает и коммутирует потоки, которыми управляет MC. Протокол H.323
предусматривает обязательное наличие хотя бы одного MP и опционально –
нескольких. MP может объединяться с MC в одном MCU, несколько MP могут быть распределены по сети.
Слайд 18 Все терминалы, участвующие в сеансе, устанавливают соединение с MCU.
Устройство управляет ресурсами видеоконференции, потоком, определяет, какие аудио- и/или видеокодеки
необходимо использовать.
Слайд 19 Логически привратники, шлюзы и MCU являются отдельными компонентами, однако
могут быть физически реализованы в одном устройстве.
Рисунок 2 иллюстрирует
взаимодействие между сетями H.32x:
Слайд 20 Рисунок 2 – Взаимодействие между сетями
Слайд 21 2. Стандарты компресcии / декомпресcии видеоизображения при организации видеоконферен-ций.
Стандарты MPEG. Уже рассмотрены в предыдущих лекциях.
Слайд 22 Стандарт Cell. Компания Sun Microsystems предложила свой стандарт компрессии
видеоизображения – Cell. Существуют два метода компресcии по этому стандарту:
CellA и CellB.
Метод CellA требует большей вычислительной мощности для компреcсии/декомпрессии сигнала, чем метод CellB.
Слайд 23 Поэтому в системах видеоконференций, требующих работы видео в реальном
времени,
используется метод CellB. В этом методе изображение делится на
4х4 группы пикселей, называемых ячейками (cell). В основу алгоритма компрессии положен метод BTC (Block Truncation Coding).
Слайд 24 В этом методе 16 пикселей в каждой ячейке преобразуются в
16-битовую маску цветности и две 8-битовых маски интенсивности, поэтому для
кодировки 384 битов требуются всего 32 бита, т.е. степень сжатия 12:1. Преимущество Cell - в процессе декомпрессии можно использовать графические примити-вы Windows - подобных систем.
Слайд 25Стандарт NV.
Подразделение PARC компании Xerox предложило метод компрессии NV (Network
Video). Метод используется чаще всего в системах телеконференций, работающих в
Интернет.
Слайд 26 Компрессии и последующей пересылке подвергаются только эти области. В зависимости
от того, что является ограничивающим фактором – полоса пропускания канала
связи или вычислительная мощность оборудования, для компрессии используются либо преобразование Фурье, либо преобразование Хаара. После квантования преобразованного изображения достигается степень сжатия до 20:1.
Слайд 27 Стандарт CU-SeeMe. В экспериментальной системе видеоконференций CU-SeeMe, разработанной в
Корнуэлльском университете, входное изображение представляется 16 градациями серого цвета с
4 битами на пиксель. Алгоритм компрессии изначально разработан для аппаратно-программной платформы Macintosh.
Слайд 28 Стандарт Indeo. Стандарт разработан фирмой Intel. В основе метода
лежит расчет изображения текущего кадра по данным предыдущего. Передача
кадра
происходит только в том случае, если расчетные значения значимо отличаются от реальных.
Слайд 29 Компрессия осуществляется по методу 8х8 FST (Fast Slant Transform),
в котором используются только алгебраические операции сложения и вычитания.