《網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)》課件第9章

第9章網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用系統(tǒng)9.1概述9.2多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)9.3IPTV系統(tǒng)9.4多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)9.5虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)9.6網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢9.7本章小結(jié)思考練習(xí)題網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用種類繁多，涉及很多領(lǐng)域，如通信、計(jì)算機(jī)、有線電視、安全、教育、娛樂和出版業(yè)等。隨著用戶需求的不斷增長，網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)有新的發(fā)展。常見的網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用系統(tǒng)有視頻會(huì)議系統(tǒng)、IP電話系統(tǒng)、視頻點(diǎn)播(VOD)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)電視系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等。本章介紹其中主要的網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用系統(tǒng)。

多媒體技術(shù)正在許多領(lǐng)域影響著人們的工作和生活。多媒體通信業(yè)務(wù)的種類很多，并且隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和用戶對(duì)多媒體業(yè)務(wù)需求的不斷增長，新型多媒體通信業(yè)務(wù)也會(huì)不斷出現(xiàn)。今后，越來越多的寬帶業(yè)務(wù)將全部是多媒體業(yè)務(wù)。根據(jù)ITU-T的定義，多媒體業(yè)務(wù)共分為六種：9.1概述

多媒體會(huì)議型業(yè)務(wù)：具有多點(diǎn)、雙向通信的特點(diǎn)，如多媒體會(huì)議系統(tǒng)等。

多媒體會(huì)話型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)到點(diǎn)通信、雙向信息交換的特點(diǎn)，如可視電話、數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)。

多媒體分配型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信、單向信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，如廣播式視聽會(huì)議系統(tǒng)。

多媒體檢索型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、單向信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，如多媒體圖書館和多媒體數(shù)據(jù)庫等。

多媒體消息型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)到點(diǎn)通信、單向信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，如多媒體文件傳送。

多媒體采集型業(yè)務(wù)：具有多點(diǎn)到一點(diǎn)、單向信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等。

以上多媒體業(yè)務(wù)的特點(diǎn)有些很相似，可以進(jìn)一步將其歸為以下四種類型。

人與人之間進(jìn)行的多媒體通信業(yè)務(wù)：會(huì)議型業(yè)務(wù)和會(huì)話型業(yè)務(wù)都屬于此類。會(huì)議型業(yè)務(wù)是在多個(gè)地點(diǎn)上的人與人之間的通信，而會(huì)話型業(yè)務(wù)則是在兩個(gè)人之間的通信。另外，從通信質(zhì)量來看，會(huì)議型業(yè)務(wù)的質(zhì)量要高些。

人機(jī)之間的多媒體通信業(yè)務(wù)：多媒體分配型業(yè)務(wù)和多媒體檢索型業(yè)務(wù)都屬于此類。多媒體檢索型業(yè)務(wù)是一個(gè)人對(duì)一臺(tái)機(jī)器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交互式業(yè)務(wù)；而多媒體分配型業(yè)務(wù)是一人或多人對(duì)一臺(tái)機(jī)器、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的人機(jī)交互業(yè)務(wù)。

多媒體采集型業(yè)務(wù)：是一種多點(diǎn)向一點(diǎn)的信息匯集業(yè)務(wù)，一般是在機(jī)器和機(jī)器之間或人和機(jī)器之間進(jìn)行的。

多媒體消息型業(yè)務(wù)：屬于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)型多媒體通信業(yè)務(wù)。此類多媒體信息的通信不是實(shí)時(shí)的，需要先將發(fā)送的消息進(jìn)行存儲(chǔ)，待接收端需要時(shí)再接收相關(guān)信息。

在實(shí)際工作中，上述這些業(yè)務(wù)并不都以孤立的形式運(yùn)行，而以交互的形式運(yùn)行。從推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)發(fā)展的技術(shù)因素來看，與多媒體通信相關(guān)的技術(shù)有視/音頻壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、媒體同步技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)等。實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)多媒體系統(tǒng)有多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)、多媒體合作應(yīng)用、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)、多媒體監(jiān)控系統(tǒng)、電子交易、多媒體檢索系統(tǒng)、多媒體郵件系統(tǒng)和視頻點(diǎn)播等。經(jīng)過多年的發(fā)展，這些應(yīng)用系統(tǒng)已在人們的生活和工作中發(fā)揮著重要的作用。

9.2.1視頻會(huì)議系統(tǒng)概述

視頻會(huì)議又稱會(huì)議電視或視訊會(huì)議，實(shí)際上是一種多媒體通信系統(tǒng)，是21世紀(jì)多媒體通信領(lǐng)域中一個(gè)非常熱門的話題。視頻會(huì)議技術(shù)融計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)等于一體，它要求將各種媒體信息數(shù)字化，利用各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸并能與用戶進(jìn)行友好的信息交流。9.2多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)隨著現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏和工作效率的加快，傳統(tǒng)的通信手段已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的要求。視頻會(huì)議正是在這種巨大的市場驅(qū)動(dòng)下應(yīng)運(yùn)而生的新一代通信系統(tǒng)。視頻會(huì)議是一種以視覺為主的通信業(yè)務(wù)，它的基本特征是可以在兩個(gè)或多個(gè)地區(qū)的用戶之間實(shí)現(xiàn)雙向全雙工音頻、視頻的實(shí)時(shí)通信，并可附加靜止圖像等信號(hào)傳輸。它能夠?qū)⑦h(yuǎn)距離的多個(gè)會(huì)議室連接起來，使各方與會(huì)人員如同在面對(duì)面進(jìn)行通信，使與會(huì)人員具有真實(shí)感和親切感。要開好視頻會(huì)議，要求系統(tǒng)具備以下條件：

高質(zhì)量的音頻信息。

高質(zhì)量的實(shí)時(shí)視頻編/解碼圖像。

友好的人機(jī)交互界面。

多種網(wǎng)絡(luò)接口(ISDN、DDN、PSTN、Internet、衛(wèi)星等接口)。

明亮、莊重、優(yōu)雅的會(huì)議室布局和設(shè)計(jì)。

在視頻會(huì)議發(fā)展初期，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相對(duì)簡單，基本上是專線2MB/s速率，各公司單純追求一流的編/解碼技術(shù)，各自擁有專利算法(至今，視頻會(huì)議供應(yīng)商還是或多或少地保留了一些自己的專用算法)，產(chǎn)品間無法互通，技術(shù)壟斷，設(shè)備價(jià)格昂貴，視頻會(huì)議市場受到很大限制。隨著各種技術(shù)的不斷發(fā)展和一系列國際標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，打破了視頻會(huì)議技術(shù)及其設(shè)備由少數(shù)大公司一統(tǒng)天下的壟斷局面，逐漸發(fā)展成為由國外如VTEL、Picture-Tel、VCON公司和國內(nèi)中興、華為等大企業(yè)共同分享視頻會(huì)議市場的競爭局面?，F(xiàn)在，高速IP網(wǎng)絡(luò)及Internet的迅猛發(fā)展，各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、ISDN以及ATM的逐步建設(shè)和投入使用，使視頻會(huì)議的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。在我國，視頻會(huì)議系統(tǒng)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，因?yàn)樗梢詼p輕交通壓力，減少經(jīng)費(fèi)開支。我國視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用有兩種形式：一種是以預(yù)約方式租用電信運(yùn)營商經(jīng)營的公用視頻會(huì)議系統(tǒng)，此系統(tǒng)覆蓋主要城市，會(huì)議需要在專用的會(huì)場中進(jìn)行；另一種是組建專用系統(tǒng)，目前海關(guān)、公安、鐵路、銀行、石油、教育等部門多采用這種方式。

根據(jù)所完成的功能的不同，視頻會(huì)議的方式可以有很多種。按照參與會(huì)議的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，視頻會(huì)議可以分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)和多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)。按照所運(yùn)行通信網(wǎng)絡(luò)的不同，視頻會(huì)議可以分為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(如DDN)、局域網(wǎng)(LAN)/廣域網(wǎng)(WAN)和公共電話網(wǎng)(PSTN)三種會(huì)議系統(tǒng)。在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)方式中，信息的傳輸速率是384~2048kb/s，提供幀頻為25~30f/s的CIF或QCIF格式的視頻圖像。在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)環(huán)境中，信息的傳輸速率低于384kb/s，幀頻為15~20f/s。在公共電話網(wǎng)中，信息的傳輸速率只有28.8kb/s或33.6kb/s，幀頻也只能達(dá)到5~10f/s。按照所使用的主要設(shè)備，視頻會(huì)議分為電視會(huì)議和計(jì)算機(jī)會(huì)議系統(tǒng)。按使用的信息流，視頻會(huì)議可分為音頻圖形會(huì)議、視頻會(huì)議、數(shù)據(jù)會(huì)議、多媒體會(huì)議和虛擬會(huì)議。由于視頻會(huì)議的會(huì)議內(nèi)容常具有保密特征，因此其安全性就很重要?，F(xiàn)有的很多視頻會(huì)議系統(tǒng)都屬于專用系統(tǒng)，許多行業(yè)部門也都使用自己的專用系統(tǒng)。而基于互聯(lián)網(wǎng)的桌面會(huì)議系統(tǒng)具有開放性的特征，但安全性無法保證。在一定時(shí)期內(nèi)，這兩種系統(tǒng)會(huì)并存。9.2.2視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

視頻會(huì)議技術(shù)實(shí)際上不是一個(gè)完全嶄新的技術(shù)，也不是一個(gè)界限十分明確的技術(shù)領(lǐng)域，而是隨著現(xiàn)有通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、芯片技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。如果沒有這些技術(shù)的發(fā)展，多媒體通信、視頻會(huì)議、可視電話等都只能停留在理論研究上，更談不上視頻會(huì)議實(shí)用系統(tǒng)。視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)可以概括為以下幾個(gè)方面。

1. 多媒體信息處理技術(shù)

多媒體信息處理技術(shù)是視頻會(huì)議十分關(guān)鍵的技術(shù)，主要是針對(duì)各種媒體信息進(jìn)行壓縮和處理?？梢赃@樣說，視頻會(huì)議的發(fā)展過程也反映出信息處理技術(shù)特別是視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展歷程。目前，編/解碼算法從早期的、經(jīng)典的熵編碼、變換編碼、混合編碼等發(fā)展到新一代的模型基編碼、分形編碼、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編碼等。另外，還不斷地將圖形圖像識(shí)別、理解技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺等內(nèi)容引入到壓縮編碼算法中。這些新的理論、算法不斷推動(dòng)著多媒體信息處理技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)著視頻會(huì)議技術(shù)的發(fā)展。特別是在網(wǎng)絡(luò)帶寬不富余的條件下，多媒體信息壓縮技術(shù)已成為視頻會(huì)議最關(guān)鍵的問題之一。

2. 寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

影響視頻會(huì)議發(fā)展的另外一個(gè)非常重要的因素就是網(wǎng)絡(luò)帶寬問題。多媒體信息的特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量大，即使通過上述壓縮技術(shù)，要想獲得高質(zhì)量的視頻圖像，仍然需要較寬的帶寬。如384kb/s的ISDN提供會(huì)議中的頭肩圖像是可以接受的，但不足以提供電視質(zhì)量的視頻。要達(dá)到廣播級(jí)的視頻傳輸質(zhì)量，帶寬至少應(yīng)該在1.5MB/s以上。作為一種新的通信網(wǎng)絡(luò)，B-ISDN網(wǎng)的ATM帶寬非常適合于多媒體數(shù)據(jù)的傳輸，它可以把不同種類的多種業(yè)務(wù)集中起來，在同一網(wǎng)絡(luò)上既能傳輸VBR數(shù)據(jù)，又能傳輸CBR視頻。過去，ATM由于成熟度不足且交換設(shè)備價(jià)格昂貴而難以推廣應(yīng)用。經(jīng)過這些年的大量工作，ITU-T和ATM論壇已經(jīng)完善了許多標(biāo)準(zhǔn)，各大通信公司生產(chǎn)、安裝了大量的ATM設(shè)備，同時(shí)，ATM接入網(wǎng)也逐步擴(kuò)充，越來越多的應(yīng)用已經(jīng)可以在2MB/s的速率上運(yùn)行。

另外，還要解決目前通信中的接入問題，它一直是多媒體信息到用戶端的“瓶頸”。全光網(wǎng)、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)、光纖到戶(FTTH)被公認(rèn)為理想的接入網(wǎng)。但目前就全世界來說，接入網(wǎng)仍處于一個(gè)“過渡”時(shí)期，即使在日本，要實(shí)現(xiàn)FTTH的目標(biāo)，也要到2010年之后。因此，目前的xDSL技術(shù)、混合光纖同軸(HFC)、交互式數(shù)字視頻系統(tǒng)(SDV)仍然是當(dāng)前高速多媒體接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。正在迅速發(fā)展的IP網(wǎng)絡(luò)，由于它是面向非連接的網(wǎng)絡(luò)，因而對(duì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)亩嗝襟w信息而言是不適合的，但TCP/IP對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的傳輸并沒有根本性的限制。目前世界各個(gè)主要的標(biāo)準(zhǔn)化組織、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、各大公司都在對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)上的傳輸協(xié)議(如RTP/RTCP、RSVP、IPv6等)進(jìn)行改進(jìn)，并已初步取得成效，為在IP網(wǎng)上大力發(fā)展諸如視頻會(huì)議之類的多媒體業(yè)務(wù)打下了良好的基礎(chǔ)。據(jù)預(yù)測，在不遠(yuǎn)的將來，IP網(wǎng)上的視頻會(huì)議業(yè)務(wù)將會(huì)大大超過電路交換網(wǎng)上的視頻會(huì)議業(yè)務(wù)。

3. 分布式處理技術(shù)

電視會(huì)議不單是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，更主要的是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的實(shí)時(shí)同步通信。視頻會(huì)議系統(tǒng)要求不同媒體、不同位置的終端的收發(fā)同步協(xié)調(diào)，多點(diǎn)控制設(shè)備(MCU)有效地統(tǒng)一控制，使與會(huì)終端共享數(shù)據(jù)、工作對(duì)象、工作結(jié)果、數(shù)據(jù)資料，有效協(xié)調(diào)各種媒體的同步，使系統(tǒng)更接近我們?nèi)祟惖男畔⒔涣骱吞幚矸绞?。?shí)際上通信、合作、協(xié)調(diào)正是分布式處理的要求，也是交互式多媒體協(xié)同工作系統(tǒng)(CSCW)的基本內(nèi)涵。從這個(gè)意義上說，視頻會(huì)議系統(tǒng)是CSCW主要的群件系統(tǒng)之一。

4. 芯片技術(shù)

視頻會(huì)議系統(tǒng)對(duì)終端設(shè)備的要求較高。要求接收來自于攝像機(jī)的視頻輸入、麥克風(fēng)的音頻輸入、共享白板的數(shù)據(jù)輸入以及來自于網(wǎng)絡(luò)的信息流數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行視頻編/解碼、音頻編/解碼、數(shù)據(jù)處理等，并將各種媒體信息復(fù)用成信息流之后傳輸?shù)狡渌K端。在此過程中要求能與用戶進(jìn)行友好的交流，實(shí)行同步控制。目前，視頻會(huì)議終端有基于PC機(jī)的軟件編/解碼解決方案、基于媒體處理器的解決方案和基于專用芯片組(ASIC)的解決方案。不管采用何種方案，高性能的芯片是實(shí)現(xiàn)這些視頻會(huì)議方案所必需的基礎(chǔ)。9.2.3視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成

視頻會(huì)議是兩地或多地間的雙向通信，它不僅傳送語音、數(shù)據(jù)，而且還傳送實(shí)時(shí)的活動(dòng)圖像。但由于活動(dòng)圖像是連續(xù)的數(shù)據(jù)流，多個(gè)信道間不能直接連接(否則來自不同地方的圖像將重疊在一起，無法分辨)，因此一個(gè)完整的視頻會(huì)議網(wǎng)不僅要有視頻會(huì)議系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)，而且應(yīng)設(shè)置多點(diǎn)控制設(shè)備(MCU)，以進(jìn)行圖像的切換、語音的混合切換及數(shù)據(jù)的分流。電視會(huì)議系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)、終端設(shè)備、多點(diǎn)控制單元三部分組成。

1. 網(wǎng)絡(luò)

傳輸網(wǎng)絡(luò)是視頻會(huì)議信息傳輸?shù)耐ǖ溃壳耙曨l會(huì)議業(yè)務(wù)可以在多種通信網(wǎng)絡(luò)中展開，例如SDH數(shù)字通信網(wǎng)、ISDN、LAN、Internet、ATM、DDN、PSTN等，其傳輸介質(zhì)可以采用光纜、電纜、微波以及衛(wèi)星等數(shù)字信道，或者其他類型的傳輸通道。在用戶接入網(wǎng)范圍內(nèi)，可以使用HDSL、ADSL、HFC網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備進(jìn)行傳輸。

2. 終端設(shè)備

終端設(shè)備指用戶在召開視頻會(huì)議時(shí)所用的終端設(shè)施的總稱，有關(guān)終端所涉及的相關(guān)技術(shù)我們?cè)诘?章中已經(jīng)介紹，這里只簡單介紹終端設(shè)備的外圍設(shè)備。

(1)視頻、音頻的輸入輸出設(shè)備。視頻輸入設(shè)備包括攝像機(jī)及錄像機(jī)。攝像機(jī)主要分為主攝像機(jī)、輔助攝像機(jī)和圖文攝像機(jī)。它們將視頻信號(hào)通過視頻輸入口送入編碼器內(nèi)進(jìn)行處理，通常視頻輸入口不少于4個(gè)。參加會(huì)議人員通過控制器來控制主攝像機(jī)的上下、左右轉(zhuǎn)動(dòng)以及焦距的調(diào)節(jié)，也可以控制對(duì)方會(huì)場的主攝像機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。主攝像機(jī)主要用來攝取發(fā)言人的特寫鏡頭。輔助攝像機(jī)主要用來攝取會(huì)場全景圖像或不同角度的部分場面鏡頭，或攝取白板上的內(nèi)容。輔助攝像機(jī)由人工操作。圖文攝像機(jī)一般固定在某一位置，用來攝取文件、圖表等，其焦距已事先調(diào)好。錄像機(jī)可播放事先已錄制好的活動(dòng)和靜止圖像。視頻輸入設(shè)備的信號(hào)都經(jīng)終端設(shè)備的視頻輸入口，將視頻信號(hào)送入編碼器內(nèi)進(jìn)行處理。視頻輸出設(shè)備主要包括監(jiān)視器、投影機(jī)、電視墻、分畫面視頻處理器。監(jiān)視器用于顯示接收的圖像；會(huì)場人數(shù)較多時(shí)，可采用投影機(jī)或電視墻。為了在監(jiān)視器上既顯示接收的圖像，同時(shí)又顯示本會(huì)場的畫面，一般采用畫中畫的方式，即在監(jiān)視器屏幕上的某個(gè)角落留出一個(gè)小窗口，用于顯示本會(huì)場的畫面，而在屏幕上的其余部分顯示接收的圖像。

音頻輸入、輸出設(shè)備主要包括麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、調(diào)音設(shè)備和回聲抑制器。麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器主要用于參加會(huì)議人員的發(fā)言和收聽對(duì)端會(huì)場的發(fā)言。調(diào)音設(shè)備為輔助設(shè)備，用于調(diào)節(jié)本會(huì)場麥克風(fēng)的音色及音量?；芈曇种破髌鹨种苹芈暤淖饔?。

(2)信息通信設(shè)備。信息通信設(shè)備包括白板、書寫電話、傳真機(jī)等。白板供本會(huì)場與會(huì)人員與對(duì)方會(huì)場人員討論問題時(shí)寫字、畫圖用，其上內(nèi)容通過輔助攝像機(jī)的攝取而輸入編碼器，傳送到對(duì)端，在對(duì)方會(huì)場的監(jiān)視器上顯示。書寫電話為書本大小的電子寫字板，供與會(huì)人員將要說的話寫在此板上，變換成電信號(hào)輸入到視頻編/解碼器，再傳送到對(duì)方會(huì)場，并顯示在監(jiān)視器上。

3. 多點(diǎn)控制單元

視頻會(huì)議業(yè)務(wù)是一種多點(diǎn)之間的雙向通信業(yè)務(wù)，限于目前的網(wǎng)絡(luò)，多點(diǎn)間視頻會(huì)議信號(hào)的切換必須用專用的設(shè)備——多點(diǎn)控制單元(MCU)來完成。MCU是整個(gè)會(huì)議電視網(wǎng)的控制中心。MCU在一個(gè)會(huì)議電視網(wǎng)中可以有多個(gè)，但并不是無限增加的，也不是任意連接的，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)和傳輸控制協(xié)議設(shè)置。MCU和終端的連接網(wǎng)結(jié)構(gòu)呈星形，通常MCU放置在星形網(wǎng)絡(luò)的中心處，即參加會(huì)議的各個(gè)終端都以雙向通信的方式和MCU相連接。由于MCU端口數(shù)是有一定限制的，因此，在遇到會(huì)議點(diǎn)特別多的情況時(shí)，可以級(jí)聯(lián)多個(gè)MCU來使用，但同一級(jí)的級(jí)聯(lián)一般不多于兩級(jí)。處在上面一層的MCU是上層MCU，處在下面一層的MCU為從MCU，從MCU受控于上層MCU。MCU是一個(gè)數(shù)字處理單元，通常設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(匯接局)處，可供多個(gè)地點(diǎn)的會(huì)議同時(shí)進(jìn)行相互間的通信。MCU應(yīng)在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)音頻、視頻、數(shù)據(jù)信令等數(shù)字信號(hào)的混合和切換，但不得影響音頻、視頻等信號(hào)的質(zhì)量。

MCU主要由線路單元、音頻處理單元、視頻處理單元、控制處理單元等模塊組成。

線路單元由網(wǎng)絡(luò)接口單元、呼叫控制單元、多路復(fù)用和解復(fù)用單元組成，完成輸入/輸出碼流的波形轉(zhuǎn)換、輸入碼流的時(shí)鐘同步、復(fù)合碼流的分解及復(fù)接?？刂铺幚韱卧瓿尚畔⒘鬟M(jìn)出MCU的控制，控制信息的提取和處理，控制各模塊內(nèi)部的操作，并協(xié)調(diào)各模塊之間的動(dòng)作。

音頻處理單元提取與會(huì)各點(diǎn)的聲音并進(jìn)行混合，然后經(jīng)編碼與其他信息合起來發(fā)往各對(duì)應(yīng)點(diǎn)；同時(shí)，提取與語音碼相連的控制信息碼送給控制層，完成相應(yīng)的處理。該模塊也可以與控制層一起根據(jù)聲音電平的高低實(shí)現(xiàn)圖像的自動(dòng)切換。

視頻處理單元提取各點(diǎn)傳來的圖像信息，根據(jù)MCU圖像切換和選擇準(zhǔn)則的規(guī)定，完成視頻圖像的交換和發(fā)送，并進(jìn)行相應(yīng)處理后與其他信息合起來發(fā)往各對(duì)應(yīng)點(diǎn)。該模塊提供用戶之間數(shù)據(jù)信息的交換。9.2.4相關(guān)協(xié)議

1.系統(tǒng)協(xié)議

與視頻會(huì)議技術(shù)有關(guān)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為視頻會(huì)議、多媒體通信的實(shí)現(xiàn)提供了十分靈活的組網(wǎng)方式，使廠商把發(fā)展的重點(diǎn)放在提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量上來，規(guī)范了多媒體通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

視頻會(huì)議(VideoConference)業(yè)務(wù)在中國已經(jīng)發(fā)展多年，主要是應(yīng)用H.320協(xié)議的視頻會(huì)議系統(tǒng)；而近年來伴隨著IP技術(shù)的不斷成熟和電信級(jí)運(yùn)營，基于H.323協(xié)議的視頻會(huì)議系統(tǒng)也開始逐步得到了應(yīng)用。

1) H.320協(xié)議

H.320是基于P×64K數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的視頻會(huì)議系統(tǒng)協(xié)議，采用H.221幀結(jié)構(gòu)，典型應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)為N-ISDN網(wǎng)、數(shù)字傳輸網(wǎng)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)。H.320視頻會(huì)議系統(tǒng)包括視頻會(huì)議終端、多點(diǎn)控制單元(MCU)和會(huì)議網(wǎng)管等設(shè)備。

會(huì)議網(wǎng)管為可選部分，這里不作討論。多點(diǎn)控制單元(MCU)將在后面與H.323系統(tǒng)的MCU對(duì)比介紹，這里只介紹終端部分。H.320終端的功能框圖如圖9-1所示。

視頻編/解碼單元完成圖像的編/解碼、視頻切換及前處理過程，用H.261或H.263建議來規(guī)范。不同制式的視頻信號(hào)通過轉(zhuǎn)化為中間格式，實(shí)現(xiàn)了互通。圖9-1H.320終端的功能框圖音頻編/解碼單元完成音頻的編/解碼、回聲抵消和噪聲去除工作，用G.711，G.722或G.728建議來規(guī)范。相對(duì)視頻信號(hào)來說，音頻信號(hào)數(shù)據(jù)量小，處理時(shí)間短。延時(shí)單元可保證視/音頻信號(hào)同時(shí)到達(dá)對(duì)端，實(shí)現(xiàn)唇音同步。

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)備主要包括電子白板、書寫電話以及傳真機(jī)等，可以用來召開數(shù)據(jù)會(huì)議，數(shù)據(jù)會(huì)議單元使用T.120的協(xié)議。

系統(tǒng)控制部分執(zhí)行兩種功能：通過端到網(wǎng)絡(luò)接口信令訪問網(wǎng)絡(luò)，通過端到端信令實(shí)現(xiàn)端到端控制。多信道復(fù)用/解復(fù)用單元在發(fā)送方向上主要對(duì)視頻、音頻、數(shù)據(jù)和信令等各種數(shù)字信號(hào)進(jìn)行ITU-TH.221幀碼流的復(fù)用處理，使之成為能與用戶/網(wǎng)絡(luò)接口兼容的信號(hào)格式，在接收端則進(jìn)行相反的解復(fù)用處理，使從網(wǎng)絡(luò)接口來的信號(hào)解復(fù)用到相應(yīng)的媒體處理單元。

用戶/網(wǎng)絡(luò)接口單元將復(fù)用后的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成可以在各種傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳遞的碼流，并送到網(wǎng)絡(luò)中傳遞。

2) H.323協(xié)議

H.323是基于分組網(wǎng)絡(luò)的視頻會(huì)議系統(tǒng)協(xié)議，目前主要適用于IP網(wǎng)絡(luò)。符合H.323建議的多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)由終端、網(wǎng)守(GK)、網(wǎng)關(guān)(GW)、多點(diǎn)控制單元(MCU)四個(gè)部分組成。

(1)H.323終端。H.323終端的功能框圖如圖9-2所示。

網(wǎng)絡(luò)接口由H.225建議描述，主要用于呼叫控制，并規(guī)定了如何利用RTP對(duì)視/音頻信號(hào)和RAS進(jìn)行封裝。圖9-2H.323終端功能框圖視頻編/解碼采用H.261或H.263標(biāo)準(zhǔn)，音頻編/解碼采用G.711、G.722、G.728等標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)功能通過H.245建立一條或數(shù)條單向/雙向邏輯信道來實(shí)現(xiàn)；控制功能通過交換H.245消息來實(shí)現(xiàn)。

H.323會(huì)議終端除了H.320系統(tǒng)的四種信號(hào)外，還有兩類信息，就是RSA信號(hào)和呼叫信號(hào)。RSA是終端與看門人之間為了登記(Registration)，管理(Admission)，改變狀態(tài)(status)、帶寬及關(guān)系等過程所需要的信令；呼叫信號(hào)用于在H.323系統(tǒng)的兩個(gè)末端設(shè)備(Endpoints)之間建立呼叫連接。

(2)網(wǎng)守(GK)。與電路交換網(wǎng)絡(luò)上的會(huì)議系統(tǒng)不同，H.323是針對(duì)分組交換質(zhì)量不保證的網(wǎng)絡(luò)的，所以有時(shí)需要用到網(wǎng)守(或稱為網(wǎng)閘)。

在H.323會(huì)議系統(tǒng)中，網(wǎng)守是一個(gè)可選的角色，可以有一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)守，也可以沒有網(wǎng)守。網(wǎng)守之間還可以進(jìn)行相互通信。網(wǎng)守向H.323終端設(shè)備提供呼叫控制服務(wù)。從邏輯上講，網(wǎng)守是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備(功能模塊)，但實(shí)際上，網(wǎng)守可以與終端、MCU、網(wǎng)關(guān)等存在于一個(gè)設(shè)備上，只在功能上獨(dú)立。網(wǎng)守的職責(zé)如下：

地址翻譯。將別名地址翻譯成運(yùn)輸層地址。

入會(huì)場許可的控制與管理。根據(jù)一些準(zhǔn)則，來確定終端用戶是否有權(quán)進(jìn)入會(huì)場。如有權(quán)則進(jìn)行入會(huì)場處理，如無權(quán)則拒絕其進(jìn)入會(huì)場。

帶寬控制與管理。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上帶寬資源的使用情況對(duì)終端用戶的帶寬使用進(jìn)行控制和管理。

呼叫管理。網(wǎng)守對(duì)終端用戶的呼入作處理，并可進(jìn)行呼出或呼叫轉(zhuǎn)移。

域管理。

(3)網(wǎng)關(guān)(GW)。在視頻會(huì)議系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)是跨接在兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)之間的設(shè)備，其作用是把位于兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)上的視頻會(huì)議終端連接起來。

網(wǎng)關(guān)主要有三大功能：一是轉(zhuǎn)換通信格式，如H.323系統(tǒng)和H.320系統(tǒng)之間通過網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)H.225和H.221不同碼流之間的互譯，以完成鏈路層的連接；二是視頻、音頻和數(shù)據(jù)信息編碼格式之間的互譯，以完成表示層之間的相互通信；三是通信協(xié)議和通信規(guī)程(如H.245與H.242)之間的互譯，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的通信。在實(shí)際的H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)中，有兩種情況將用到網(wǎng)關(guān)：一種情況是一組會(huì)議的多個(gè)與會(huì)者在不同的網(wǎng)絡(luò)中(如有的與會(huì)者在IP網(wǎng)絡(luò)中，有的與會(huì)者在E1網(wǎng)絡(luò)中)；另一種情況是兩組會(huì)議的多個(gè)與會(huì)者在IP網(wǎng)的不同的網(wǎng)段上，需要通過網(wǎng)關(guān)繞過一些路由器或某些低速傳輸通道。

(4)MCU。多點(diǎn)控制單元(MCU)由多點(diǎn)控制器(MC)和多點(diǎn)處理器(MP)組成。H.320與H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)的多點(diǎn)控制單元有所不同。

H.320系統(tǒng)的多點(diǎn)會(huì)議的控制、管理和處理都是集中的，MC和MP一般不可分，通常在會(huì)議網(wǎng)中作為MCU設(shè)備存在。H.320會(huì)議系統(tǒng)采用電路交換模式，會(huì)議網(wǎng)為星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

H.323會(huì)議系統(tǒng)基于分組交換模式，從會(huì)議電路的組織來看，不存在星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而往往以網(wǎng)狀或者樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式存在。因而H.323會(huì)議的多點(diǎn)會(huì)議控制、管理和處理可以進(jìn)行集中處理，也可以進(jìn)行分散處理。同樣，MC和MP可以合在一起作為一個(gè)設(shè)備存在，也可以作為一個(gè)功能塊放在其他設(shè)備(如終端、網(wǎng)關(guān)等)中。

2.視頻編/解碼協(xié)議

視頻會(huì)議系統(tǒng)的視頻編/解碼主要使用H.261和H.263兩種協(xié)議。

1) H.261建議

圖像壓縮方法一般包括預(yù)測壓縮編碼、變換壓縮編碼、非等步長量化和變長編碼等。H.261建議采用了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測和離散余弦變換相結(jié)合的混合編碼方案，具有很好的圖像壓縮效果。該建議于1990年正式通過，是其他圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)的核心和基礎(chǔ)。它解決了以下三個(gè)問題：

(1)確立了各國圖像編碼專家所公認(rèn)的統(tǒng)一算法。

(2)設(shè)定了CIF和QCIF格式，解決了因電視制式不同而帶來的互通問題。

(3)不涉及PCM標(biāo)準(zhǔn)問題，其編碼器以64~1920kb/s的工作速率覆蓋了N-ISDN和PCM一次群通道，解決了PCM標(biāo)準(zhǔn)互換的問題。

2) H.263建議

H.263建議在1995年公布，1996年正式通過。與H.261相比，H.263獲得了更大的壓縮比，最低碼流速率可達(dá)20kb/s，是一個(gè)適用于低碼率窄帶通信信道的視頻編/解碼建議。

3.音頻編/解碼協(xié)議

語音的壓縮方法主要包括波形編碼、參數(shù)編碼和混合編碼。其中，波形編碼可以獲得較好的語音質(zhì)量，能夠真實(shí)地再現(xiàn)說話人的原音，還原話音特征；參數(shù)編碼壓縮率較高，碼率通常低于4.8kb/s，但是聲音質(zhì)量很差，無法分辨出說話人的聲音特征；混合編碼結(jié)合了波形編碼的高質(zhì)量和參數(shù)編碼的高壓縮率，取得了較好的效果。

視頻會(huì)議系統(tǒng)的音頻編/解碼主要使用G.711、G.722和G.728三種協(xié)議。

G.711和G.722采用波形編碼方式。G.711為波形壓縮法的對(duì)數(shù)壓擴(kuò)(A律或μ律)PCM編碼，采樣范圍為50~3500Hz，壓縮后的碼率為64kb/s或48kb/s。G.722為子帶分割的ADPCM語音編碼，采樣范圍為50~7000Hz，壓縮后的碼率為48kb/s、56kb/s或64kb/s。

G.728采用混合編碼方式，為低延時(shí)碼激勵(lì)線性預(yù)測(LD-CELP)編碼，音頻信號(hào)帶寬為50Hz~3.5kHz，編碼語音輸出信號(hào)速率為16kb/s。所以，G.728更適合應(yīng)用于低碼率視頻會(huì)議系統(tǒng)中。

4.其他協(xié)議

H.221：視聽電信業(yè)務(wù)中64~1920kb/s信道的幀結(jié)構(gòu)。

T.120：多媒體會(huì)議的數(shù)據(jù)協(xié)議。

H.224：利用H.221建議的低速數(shù)據(jù)(LSD)/高速數(shù)據(jù)(HSD)/多層鏈路協(xié)議(MLP)信道單工應(yīng)用的實(shí)時(shí)控制協(xié)議。

H.245：多媒體通信的控制協(xié)議。

H.242：關(guān)于使用2MB/s以下數(shù)字信道在視聽終端間建立通信系統(tǒng)的協(xié)議，實(shí)際上為端到端之間的通信協(xié)議。

H.243：利用高于1920kb/s信道在3個(gè)以上的視聽終端建立通信的規(guī)程，實(shí)際上為多個(gè)終端與MCU之間的通信協(xié)議。

H.230：視聽系統(tǒng)的幀同步及控制和指示信號(hào)C&I。

H.225.0：基于分組交換的多媒體通信中的呼叫信令協(xié)議和媒體數(shù)據(jù)流分組協(xié)議。

T.123：多媒體會(huì)議的網(wǎng)絡(luò)專用協(xié)議棧。

G.723.1：音頻編/解碼協(xié)議，是5.3kb/s和6.3kb/s多媒體通信傳輸速率上的雙速語音編碼。

Q.922：ISDN幀模式承載業(yè)務(wù)使用的數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)范。

G.703：脈沖編碼調(diào)制通信系統(tǒng)工程網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字接口參數(shù)。

IEEE802.3U：10/100Base-T以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)。9.2.5視頻會(huì)議的發(fā)展趨勢

視頻會(huì)議作為交互式多媒體通信的先驅(qū)，已經(jīng)有20多年的歷史，順應(yīng)三網(wǎng)合一的發(fā)展趨勢，勢必要進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。主要原因是：第一，交互式多媒體通信所依附的傳輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，由電路交換式的ISDN和專線網(wǎng)絡(luò)向分組交換式的IP網(wǎng)絡(luò)過渡；第二，其針對(duì)的市場目標(biāo)將由大型公司、政府機(jī)構(gòu)的會(huì)議室向小型化的工作組會(huì)議室、個(gè)人化的桌面延伸，最終發(fā)展到家庭；第三，功能已由原先單純的視頻會(huì)議功能發(fā)展成遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)等多方面的綜合業(yè)務(wù)。盡管在此轉(zhuǎn)型期間視頻會(huì)議發(fā)展的勢頭強(qiáng)勁，但就目前這一階段而言，視頻會(huì)議的發(fā)展仍不會(huì)以一種形式取代另一種形式，而是同時(shí)存在著多種解決方案。值得注意的是，現(xiàn)在很多新的技術(shù)已經(jīng)深入并逐漸應(yīng)用到視頻會(huì)議中，視頻會(huì)議出現(xiàn)了一些新的發(fā)展趨勢。

1.基于軟交換思想的媒體與信令分離技術(shù)

在傳統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)信息與控制信令一起傳送，由交換機(jī)集中處理。而在下一代通信網(wǎng)絡(luò)中的核心構(gòu)件卻是軟交換(Softswitch)，其重要思想是采用數(shù)據(jù)信息與信令分離的架構(gòu)，信令由軟交換集中處理，數(shù)據(jù)信息則由分布于各地的媒體網(wǎng)關(guān)(MG)處理。相應(yīng)地，傳統(tǒng)的MCU也被分離成完成信令處理的MC和進(jìn)行信息處理的MP兩部分，MC可以采用H.248協(xié)議遠(yuǎn)程控制MP。MC處于網(wǎng)絡(luò)中心，MP則根據(jù)各地的帶寬、業(yè)務(wù)流量分布等信息合理地分配信息數(shù)據(jù)的流向，從而實(shí)現(xiàn)“無人值守”的視頻會(huì)議系統(tǒng)，還可以減少會(huì)議系統(tǒng)的維護(hù)成本和維護(hù)復(fù)雜度。

2. 分布式組網(wǎng)技術(shù)

這個(gè)技術(shù)是與信令媒體分離技術(shù)相關(guān)的。在典型的多級(jí)視頻會(huì)議系統(tǒng)中，目前最常見的是采用MCU進(jìn)行級(jí)聯(lián)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是簡單易行，缺點(diǎn)是如果某個(gè)下層網(wǎng)絡(luò)的MCU出現(xiàn)故障，則整個(gè)下層網(wǎng)絡(luò)均無法參加會(huì)議。如果把信令和數(shù)據(jù)分離，那么對(duì)于數(shù)據(jù)量小但對(duì)可靠性要求高的信令可以由最高級(jí)中心進(jìn)行集中處理，而對(duì)數(shù)據(jù)量大但對(duì)可靠性要求低的數(shù)據(jù)信息則可以交給各低級(jí)中心進(jìn)行分布處理，這樣既可提高可靠性又可減少對(duì)帶寬的要求，對(duì)資源實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化使用。

3.最新的視頻壓縮技術(shù)——H.264/AVC

H.264具有統(tǒng)一VLC符號(hào)編碼、高精度、多模式的運(yùn)動(dòng)估計(jì)以及整數(shù)變換和分層編碼語法等優(yōu)點(diǎn)。在相同的圖像質(zhì)量下，H.264所需的碼率較低，大約為MPEG-2的36％，H.263的51％，MPEG-4的61％，優(yōu)勢很明顯。所以可以預(yù)計(jì)：H.264必將會(huì)在視頻會(huì)議系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

4.交換式組播技術(shù)

傳統(tǒng)的視頻會(huì)議設(shè)備大多只能單向接收，采用交互式組播技術(shù)則可以把本地會(huì)場開放或上傳給其他會(huì)場觀看，從而實(shí)現(xiàn)極具真實(shí)感的“雙向會(huì)場”。

9.3.1IPTV的定義和需求

IPTV(InternetProtocolTV或InteractivePersonalTV)也叫交互式網(wǎng)絡(luò)電視，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的多媒體技術(shù)。IPTV是一種以家用電視機(jī)或PC為顯示終端，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)傳送電視信號(hào)，提供包括電視節(jié)目在內(nèi)的內(nèi)容豐富的多種交互式多媒體服務(wù)。IPTV是計(jì)算機(jī)、通信、多媒體和家電產(chǎn)品新技術(shù)的融合。9.3IPTV系統(tǒng)

IPTV業(yè)務(wù)利用IP網(wǎng)絡(luò)(或者同時(shí)利用IP網(wǎng)絡(luò)和DVB網(wǎng)絡(luò))，把來源于電視傳媒、影視制片公司、新聞媒體機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)等各類內(nèi)容提供商的內(nèi)容，通過IPTV寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)(該平臺(tái)往往不僅支持TV，也支持其他業(yè)務(wù))整合，傳送到用戶的個(gè)人電腦、機(jī)頂盒＋電視機(jī)、多媒體手機(jī)(用于移動(dòng)IPTV)等終端，使用戶得以享受IPTV所帶來的豐富多彩的寬帶多媒體業(yè)務(wù)內(nèi)容。

目前，IPTV在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展。2006年6月30日，全球IPTV用戶數(shù)達(dá)到300萬，是2005年同期的兩倍，其中歐洲用戶數(shù)最多并且在2006年發(fā)展最快，法國電信、意大利電信、英國電信都提供了IPTV業(yè)務(wù)。從相關(guān)咨詢機(jī)構(gòu)對(duì)IPTV的預(yù)測來看，IPTV業(yè)務(wù)的發(fā)展前景非常樂觀。在中國，IPTV也在向積極的方向發(fā)展，中國電信和中國網(wǎng)通分別在6個(gè)地市獲得了IPTV落地許可。9.3.2IPTV系統(tǒng)的組成

IPTV的工作原理是把源端的電視信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，轉(zhuǎn)化成適合IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)形式，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送，最后在接收端進(jìn)行解碼，再通過電腦或是電視播放。由于數(shù)據(jù)的傳輸速度要求比較高，因此要采用最新的高效視頻壓縮技術(shù)，例如H.264、MPEG-4等。

IPTV系統(tǒng)主要包括了節(jié)目提供系統(tǒng)、內(nèi)容管理系統(tǒng)、中心媒體服務(wù)系統(tǒng)、運(yùn)營支撐系統(tǒng)、IP網(wǎng)絡(luò)、邊緣流媒體服務(wù)器、接入系統(tǒng)和IPTV終端等，如圖9-3所示。

圖9-3IPTV的系統(tǒng)組成

1. 節(jié)目提供系統(tǒng)

該部分主要完成節(jié)目的數(shù)字化，使原始節(jié)目成為能夠在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)字節(jié)目。其主要功能是直播節(jié)目的編碼壓縮、轉(zhuǎn)換和傳送。

2.內(nèi)容管理系統(tǒng)

內(nèi)容管理系統(tǒng)的主要功能是對(duì)IPTV的節(jié)目和內(nèi)容進(jìn)行管理，即主要進(jìn)行內(nèi)容管理和用戶管理，功能包括內(nèi)容審核、內(nèi)容發(fā)布、內(nèi)容下載、用戶管理以及用戶認(rèn)證計(jì)費(fèi)等。

3.流媒體傳送系統(tǒng)

流媒體傳送系統(tǒng)主要包括的設(shè)備是中心／邊緣流媒體服務(wù)器和存儲(chǔ)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。

存儲(chǔ)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)可以由多個(gè)服務(wù)器組成，它們之間通過負(fù)載均衡來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)，如CDN(ContentDeliveryNetwork，內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò))。

流媒體服務(wù)器是提供流式傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，要求有很高的穩(wěn)定性，同時(shí)能滿足支持多個(gè)并發(fā)流和直播流的應(yīng)用需求。

4.接入系統(tǒng)

接入系統(tǒng)主要為IPTV終端提供接入功能，使IPTV終端能夠順利接入到IP網(wǎng)絡(luò)。目前常見的接入方式為xDSL和LAN方式；也可采用FTTC/FTTB的方式，結(jié)合ADSL、SDSL、CableModem等技術(shù)，使用FTTC＋HFC的方式向用戶提供寬帶接入。

5.IPTV終端

目前IPTV終端主要有三種形式，即PC、機(jī)頂盒＋普通電視機(jī)和手機(jī)。其中，機(jī)頂盒＋普通電視機(jī)是IPTV的用戶最常見的消費(fèi)終端。9.3.3IPTV的體系架構(gòu)

為了適應(yīng)IPTV快速推進(jìn)、迅速發(fā)展的需求，電信領(lǐng)域兩大國際標(biāo)準(zhǔn)組織ITU-FGIPTV和ETSI-TISPAN對(duì)IPTV的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了定義，推進(jìn)了IPTV的標(biāo)準(zhǔn)化。

這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織給出的IPTV的定義為：IPTV是在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送包含電視、視頻、文本、圖形和數(shù)據(jù)等，提供QoS/QoE、安全、交互性和可靠性的、可管理的多媒體業(yè)務(wù)。IPTV需要能夠提供一定的服務(wù)質(zhì)量保證，并滿足可控、可管和交互性的相關(guān)要求。

FGIPTV在IPTV業(yè)務(wù)需求文檔中專門對(duì)IPTV的業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了要求和說明；TISPAN則將對(duì)IPTV的需求分成兩個(gè)文檔分別進(jìn)行研究，分別是支持IPTV業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)傳送能力要求及綜合NGN業(yè)務(wù)和IPTV業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)層要求。

對(duì)于IPTV需要支持的業(yè)務(wù)，F(xiàn)GIPTV和TISPAN的描述雖不盡相同，但是可以看出都需要支持各種廣播業(yè)務(wù)、點(diǎn)播業(yè)務(wù)、交互業(yè)務(wù)(如信息類、商務(wù)類、通信類、娛樂類、學(xué)習(xí)類等交互業(yè)務(wù))，并且對(duì)IPTV業(yè)務(wù)提出了相關(guān)需求，包括內(nèi)容提供商、業(yè)務(wù)提供商、網(wǎng)絡(luò)提供商和終端用戶。目前我國網(wǎng)絡(luò)提供商業(yè)務(wù)都是由運(yùn)營商承擔(dān)的，內(nèi)容很多來自于廣電的內(nèi)容源。對(duì)于IPTV的架構(gòu)，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織從兩個(gè)方面都在進(jìn)行研究：一方面是非基于NGN的IPTV架構(gòu)(Non-NGN-BasedIPTV)；另一方面是基于NGN的IPTV架構(gòu)(NGN-BasedIPTV)。對(duì)于基于NGN的IPTV架構(gòu)，又根據(jù)是否重用IMS相關(guān)功能部件而分成基于IMS的IPTV架構(gòu)(IMS-BasedIPTV)和非基于IMS的IPTV架構(gòu)(Non-IMS-BasedIPTV)。9.3.4IPTV系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

IPTV技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)主要包括音/視頻編/解碼技術(shù)、流媒體傳送技術(shù)、寬帶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、IP機(jī)頂盒技術(shù)等。

1.音/視頻編/解碼技術(shù)

IPTV音/視頻編/解碼技術(shù)在整個(gè)系統(tǒng)中處于重要地位。IPTV作為IP網(wǎng)絡(luò)上的視頻應(yīng)用，對(duì)音/視頻編/解碼有很高的要求。首先，編碼要有高的壓縮效率和好的圖像質(zhì)量，壓縮效率越高，傳輸占用帶寬越?。粓D像質(zhì)量越高，用戶體驗(yàn)則越好。其次，IPTV平臺(tái)應(yīng)能兼容不同編碼標(biāo)準(zhǔn)的媒體文件，以適應(yīng)今后業(yè)務(wù)的發(fā)展。最后，要求終端支持多種編碼格式或具備解碼能力在線升級(jí)功能。

IPTV采用了先進(jìn)、高效的視頻壓縮編碼技術(shù)，使得視頻流在800kb/s的有限帶寬上接近DVD(MPEG-2)的視覺效果(DVD的視頻傳輸帶寬通常為3MB/s)。目前主要編/解碼技術(shù)是MPEG-4、H.264與AVS三種。MPEG系列是重要的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，所有的視頻編碼技術(shù)都參照了MPEG技術(shù)。MPEG-4具有高質(zhì)量、低傳輸速率等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)多媒體、視頻會(huì)議與監(jiān)控等圖像傳輸系統(tǒng)中。H.264是新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，2003年3月公布了標(biāo)準(zhǔn)的最終草案，全稱是H.264/AVC或MPEG-4VisualPart10。AVS是中國擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二代音/視頻編碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是高清晰度數(shù)字電視、寬帶網(wǎng)絡(luò)流媒體、移動(dòng)多媒體通信、激光視盤等數(shù)字音/視頻產(chǎn)業(yè)群的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。AVS2006年3月正式成為國家標(biāo)準(zhǔn)。2007年5月在斯洛文尼亞舉辦的ITU-TFGIPTV工作組第四次會(huì)議期間，AVS獲得國際認(rèn)證，其視頻部分成為IPTV四個(gè)可選視頻編碼格式之一，這從經(jīng)濟(jì)上為我國節(jié)約了巨大的專利費(fèi)開支，否則，如果中國采用MPEG或者H.264標(biāo)準(zhǔn)，每年將支付大約200~500億元人民幣的專利費(fèi)(MPEG專利代理公司MPEGLA規(guī)定，每一臺(tái)MPEG-2解碼設(shè)備，必須由設(shè)備生產(chǎn)商交納2.5美元的專利使用費(fèi))。而AVS的專利政策對(duì)發(fā)展中國家較為合理，所有專利打包價(jià)格是每臺(tái)解碼器1元人民幣。AVS與MPEG相比，具有編碼效率高、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低、專利授權(quán)模式簡單、收費(fèi)低等優(yōu)勢。

2.流媒體傳送技術(shù)

IPTV的核心業(yè)務(wù)是數(shù)字音/視頻流業(yè)務(wù)，因此流媒體傳送技術(shù)相當(dāng)重要。如果傳送技術(shù)高效可靠，不僅可以節(jié)約系統(tǒng)帶寬，還可以減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，使系統(tǒng)得到優(yōu)化。通常，IPTV系統(tǒng)中流媒體的傳送方式隨用戶接收方式的不同而不同，從終端用戶看，主要有點(diǎn)播和廣播兩種接收方式。

1) 點(diǎn)播接收方式下的流媒體傳送

點(diǎn)播接收的特點(diǎn)是個(gè)性化，接收的內(nèi)容和時(shí)間取決于用戶喜好，具有實(shí)時(shí)交互性能。同時(shí)，點(diǎn)播業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也很大，為了避免大量消耗骨干帶寬，同時(shí)保證服務(wù)質(zhì)量，要求IP網(wǎng)絡(luò)能有效地將視頻流推送到用戶接入網(wǎng)絡(luò)，使用戶盡可能就近訪問。內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(ContentDeliveryNetwork，CDN)就能提供這種支持。CDN有時(shí)也稱為MDN(MediaDeliveryNetwork)。CDN是建立在現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上的一種增值網(wǎng)絡(luò)，是在應(yīng)用層部署的一層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)中，用戶請(qǐng)求直接指向基于網(wǎng)絡(luò)地址的原始服務(wù)器，而CDN業(yè)務(wù)提供了一個(gè)服務(wù)層，補(bǔ)充和延伸了Internet，把要頻繁訪問的內(nèi)容盡可能向用戶推進(jìn)，提供了基于內(nèi)容進(jìn)行流量轉(zhuǎn)發(fā)的新能力，把路由導(dǎo)引到最佳服務(wù)器上，動(dòng)態(tài)獲得需要的內(nèi)容。它改變了分布到使用者信息的方式，從被動(dòng)的內(nèi)容恢復(fù)轉(zhuǎn)為主動(dòng)的內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)。

其具體工作過程是：CDN把流媒體內(nèi)容從源服務(wù)器復(fù)制分發(fā)到最靠近終端用戶的緩存服務(wù)器上，當(dāng)終端用戶請(qǐng)求某個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)，由最靠近請(qǐng)求來源地的緩存服務(wù)器提供服務(wù)。如果緩存服務(wù)器中沒有用戶要訪問的內(nèi)容，CDN會(huì)根據(jù)配置自動(dòng)到源服務(wù)器中搜索，抓取相應(yīng)的內(nèi)容，提供給用戶。

2) 廣播接收方式下的流媒體傳送

廣播接收在用戶看來是被動(dòng)的，用戶對(duì)內(nèi)容的選擇只限于所提供的頻道，是非交互型的。由于用戶收看的內(nèi)容是相同的，為了減少網(wǎng)絡(luò)帶寬浪費(fèi)，廣播接收方式對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)提出了組播功能要求。

組播是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者(組播源)一次同時(shí)發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個(gè)接收者的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播組，只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。在IPTV里，組播源往往僅有一個(gè)，即使用戶數(shù)量成倍增長，主干帶寬也不需要隨之增加，因?yàn)闊o論有多少個(gè)目標(biāo)地址，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的任何一條主干鏈路上都只傳送單一視頻流，即所謂“一次發(fā)送，組內(nèi)廣播”。組播提高了數(shù)據(jù)傳送效率，減少了主干網(wǎng)出現(xiàn)擁塞的可能性。

3.寬帶接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

IPTV接入可以充分利用現(xiàn)有寬帶接入技術(shù)，主要有xDSL、FTTx＋LAN、CableModem等三種。

(1)xDSL。目前，xDSL技術(shù)中最常用的技術(shù)有ADSL和VDSL。

ADSL是上下行傳輸速率不相等的DSL技術(shù)，它在一對(duì)雙絞線上提供的下行速率為1.5～8MB/s，上行速率為16～640kb/s。目前ADSL是我國主要的寬帶接入方式，普通家庭用戶的ADSL速率通常在下行1MB/s左右，而IPTV需要大約3MB/s的下行帶寬，因此，普通用戶的ADSL可以通過提速支持IPTV業(yè)務(wù)。

VDSL在一對(duì)雙絞線上提供的下行速率為3~52MB/s，上行速率為1.5~2.3MB/s。因此，VDSL可以更好地支持IPTV業(yè)務(wù)。

(2)FTTx＋LAN。FTTx技術(shù)是光纖到x的簡稱，它可以是光纖到戶(FTTH)、光纖到局(FTTE)、光纖到配線盒/路邊(FTTC)、光纖到大樓/辦公室(FTTB/O)。

光纖具有很寬的帶寬，可以說，光纖到戶技術(shù)非常有利于開展IPTV業(yè)務(wù)。

(3)CableModem。CableModem接入方式是利用有線電視的同軸電纜傳送數(shù)據(jù)信息的，它的上下行速率可高達(dá)48MB/s。但CableModem是一種總線型的接入方式，同一條電纜上的用戶互相共享帶寬，在密集的住宅區(qū)，若用戶過多，CableModem一般難以達(dá)到較為理想的速率。

4.IP機(jī)頂盒技術(shù)

IP機(jī)頂盒主要實(shí)現(xiàn)以下三方面的功能：

與寬帶接入網(wǎng)連接，收發(fā)和處理IP數(shù)據(jù)和視頻流。

對(duì)接收的視頻流進(jìn)行解碼，包括對(duì)MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、WMV、Real等編碼格式的解碼，支持視頻點(diǎn)播、電視屏幕顯示、數(shù)字版權(quán)管理等功能。

支持HTML網(wǎng)頁瀏覽、網(wǎng)絡(luò)游戲等。

IPTV機(jī)頂盒所有功能的實(shí)現(xiàn)均基于高性能微處理器，嵌入式操作系統(tǒng)是對(duì)芯片實(shí)時(shí)解碼和純軟件實(shí)時(shí)解碼應(yīng)用的基本支撐平臺(tái)。目前，IPTV機(jī)頂盒的嵌入式操作系統(tǒng)基本上分為嵌入式WinCE和嵌入式Linux兩類。

(1)嵌入式WinCE機(jī)頂盒。WinCE的最大特點(diǎn)是其API與Win32兼容，這有利于使用Windows環(huán)境開發(fā)WinCE應(yīng)用。此外，WMV-9播放器還可直接運(yùn)行于WinCE，許多現(xiàn)成的Windows組件稍加改造就能應(yīng)用于終端上的網(wǎng)絡(luò)管理以及視頻流控制等，這些對(duì)DSL低帶寬環(huán)境充分分享WindowsMedia優(yōu)秀成果而言，不能不說是事半功倍的終端開發(fā)捷徑。

(2)嵌入式Linux機(jī)頂盒。嵌入式Linux機(jī)頂盒以專用的多媒體微處理器為核心，輔以以太接口和視頻接口構(gòu)成系統(tǒng)。多媒體微處理器帶有MPEG-2或MPEG-4實(shí)時(shí)解碼功能芯片。9.3.5我國IPTV的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.我國IPTV的發(fā)展現(xiàn)狀

IPTV作為電視新展現(xiàn)形態(tài)的數(shù)字媒體，日益成為不可阻擋的大趨勢。與全球IPTV快速發(fā)展的大趨勢一樣，隨著國內(nèi)運(yùn)營商IPTV試商用的地區(qū)與規(guī)模的逐漸擴(kuò)大以及廣大消費(fèi)者對(duì)IPTV認(rèn)知程度的不斷提高，在用戶規(guī)?？偭科〉幕A(chǔ)上，我國的IPTV保持了穩(wěn)定、快速增長的態(tài)勢，IPTV用戶總數(shù)已經(jīng)從2003年的1.8萬、2004年的4.6萬增長到2008年的300萬。

IPTV等互聯(lián)網(wǎng)視聽節(jié)目服務(wù)的發(fā)展印證了電信業(yè)的媒體屬性。就電視內(nèi)容本身而言，與傳統(tǒng)電視(有線、無線、衛(wèi)星)相比，IPTV可能并無區(qū)別，但是由于網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)性特征的存在，IPTV可以更方便地提供諸如視頻點(diǎn)播、互動(dòng)游戲等交互式增值服務(wù)。

2.我國IPTV的發(fā)展趨勢

工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、市場化和國際化深入發(fā)展是我國現(xiàn)代化建設(shè)面臨的新形勢和新任務(wù)。推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合是我國面臨的長期任務(wù)。我國廣播電視、電信和互聯(lián)網(wǎng)等原本不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施產(chǎn)業(yè)正加快從產(chǎn)業(yè)分立走向產(chǎn)業(yè)融合的步伐。在此背景下，尤其是隨著2008年新一輪政治體制改革和相關(guān)政策的調(diào)整，我國包括IPTV在內(nèi)的三網(wǎng)融合性業(yè)務(wù)正在進(jìn)入快速發(fā)展期。

IPTV的競爭優(yōu)勢來源于其個(gè)性化、人性化的電視節(jié)目內(nèi)容和互動(dòng)形式。隨著應(yīng)用的不斷普及、市場規(guī)模的擴(kuò)大，IPTV市場將吸引更多的內(nèi)容提供商、內(nèi)容集成商和增值服務(wù)提供商的進(jìn)入，他們將為內(nèi)容的創(chuàng)新、業(yè)務(wù)模式的探索帶來更廣闊的發(fā)展空間。而隨著TD-SCDMA的大規(guī)模商用和新一輪電信重組的完成，3G已經(jīng)走入大眾市場。從用戶角度來看，3G終端可以成為IPTV用戶終端的有效延伸。借助于3G終端的個(gè)性化服務(wù)，IPTV以人為本的發(fā)展目標(biāo)將會(huì)得到極大釋放。

產(chǎn)業(yè)共贏是IPTV和數(shù)字電視融合發(fā)展的必由之路。IPTV的媒體屬性要求IPTV運(yùn)營商以市場為基礎(chǔ)，以網(wǎng)絡(luò)為導(dǎo)向，以客戶為中心，積極與媒體、娛樂、信息內(nèi)容服務(wù)合作。IPTV業(yè)務(wù)運(yùn)營的核心問題并不在接入帶寬上，而是在內(nèi)容上，這是電信網(wǎng)的弱項(xiàng)。因此，要滿足市場需要就必須發(fā)揮IPTV與數(shù)字電視的功能互補(bǔ)性。除功能互補(bǔ)之外，IPTV與數(shù)字電視在覆蓋區(qū)域上也應(yīng)互補(bǔ)。在那些有線電視不能覆蓋的地區(qū)，IPTV有很大的發(fā)展空間。

IPTV是下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)中最重要的業(yè)務(wù)之一，也是未來數(shù)字家庭中非常重要的一種業(yè)務(wù)形態(tài)。電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合已成必然趨勢。三網(wǎng)融合發(fā)展要求電視機(jī)終端和PC終端都可以同時(shí)連接互聯(lián)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)，在接入互聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)能夠接收數(shù)字電視廣播。多種接入方式并存保證了能夠以最優(yōu)的方式提供單播、組播、廣播和雙向交互業(yè)務(wù)，滿足數(shù)字新媒體的需求。在這樣的趨勢下，電信與廣電產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的融合也必然隨之而實(shí)現(xiàn)。IPTV和數(shù)字電視運(yùn)營主體應(yīng)該摒棄成見，相互借鑒對(duì)方的發(fā)展戰(zhàn)略和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，共同推進(jìn)三網(wǎng)融合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)共贏的和諧發(fā)展新格局。

隨著通信技術(shù)和編碼理論的飛速發(fā)展，多媒體監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在機(jī)場、賓館、銀行、倉庫、交通、電力等各種重要場所和機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，其終端與傳輸設(shè)備大多采用模擬技術(shù)，設(shè)備龐大、連線復(fù)雜、操作維修不便，不利于系統(tǒng)的程序化控制，更難以利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)(LAN、PSTN、ISDN等)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。隨著Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體通信技術(shù)的發(fā)展，9.4多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一種以數(shù)字化、智能化為特點(diǎn)的多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，它實(shí)現(xiàn)了由模擬監(jiān)控到數(shù)字監(jiān)控的質(zhì)的飛躍，能將監(jiān)控信息從監(jiān)控中心釋放出來，監(jiān)控的視頻、音頻、現(xiàn)場告警與控制信號(hào)可傳至網(wǎng)絡(luò)所及的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，人們可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在不向地點(diǎn)同時(shí)監(jiān)視、控制遠(yuǎn)程某一或某些場所，同時(shí)控制云臺(tái)、鏡頭等設(shè)備并獲得各種報(bào)警信號(hào)，進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多址廣播兩種傳輸技術(shù)，多數(shù)情況下以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式為主。它的主要特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性要求高，延遲小，而且往往要求可控制、可切換視頻源。另外，因被監(jiān)控的對(duì)象運(yùn)動(dòng)幅度不同，所以要求的圖像質(zhì)量也不一樣。一般像道路監(jiān)控這樣的場合，被監(jiān)控的對(duì)象是高速運(yùn)動(dòng)的車輛，而且要求至少能看清車牌，因而要求的圖像質(zhì)量相當(dāng)高，采用MPEG-1格式還難以滿足要求，必須采用高碼流的MPEG-2格式才行；而對(duì)樓宇監(jiān)控這樣的場合，在多數(shù)情況下被監(jiān)控的對(duì)象是靜止不動(dòng)的，因而圖像質(zhì)量可適當(dāng)降低些，一般采用MPEG-1格式就能滿足要求。9.4.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖9-4是多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。系統(tǒng)由監(jiān)控現(xiàn)場、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心三部分組成。

1.監(jiān)控現(xiàn)場

監(jiān)控現(xiàn)場的核心是本地處理設(shè)備，是監(jiān)控遠(yuǎn)端必配的設(shè)備，其主要功能是對(duì)攝像機(jī)采集到的圖像信息和聲音信息進(jìn)行A/D變換和壓縮編碼。

監(jiān)控現(xiàn)場的工作方式有兩種。圖9-4多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖第一種方式是由本地的主機(jī)對(duì)所設(shè)置的不同地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，適合于近距離監(jiān)控。攝像機(jī)捕獲的視頻信號(hào)既可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到本地的硬盤中，也可以只供觀察，一旦有報(bào)警觸發(fā)，便自動(dòng)將高質(zhì)量的畫面記錄到硬盤中。本地端的主機(jī)可以無需外加畫面分割器，同時(shí)監(jiān)視多個(gè)流動(dòng)畫面(根據(jù)需要設(shè)置其數(shù)量)。錄制在硬盤中的視頻畫面有較高的清晰度，圖像的壓縮比可調(diào)。硬盤中的數(shù)據(jù)循環(huán)存放，硬盤滿后可覆蓋最開始的記錄，這樣可以保證存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是最新的。存儲(chǔ)在硬盤中的畫面可供工作人員隨時(shí)回放、搜索、圖像調(diào)整(局部放大、調(diào)光等)等，同時(shí)可接打印機(jī)打印視頻畫面，也可以按照數(shù)據(jù)庫方式查詢檢索。用戶在軟件中可設(shè)置捕捉圖像的時(shí)間和長度，以及在無人值守時(shí)可分不同情況、時(shí)段進(jìn)行不同的系統(tǒng)設(shè)置，并采取不同的處理措施。本地主機(jī)裝有攝像機(jī)控制器，其主要作用是調(diào)控?cái)z像機(jī)參數(shù)，如上、下、左、右地?fù)u鏡頭，拉近、拉遠(yuǎn)鏡頭，調(diào)整光圈大小，聚焦等。云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)及可變焦鏡頭的控制也可由攝像機(jī)控制器通過本地主處理設(shè)備接收監(jiān)控中心的指令來控制。報(bào)警探頭可根據(jù)現(xiàn)場需要配置不同的類型以滿足多種監(jiān)測需求，如紅外、煙霧、門禁等。報(bào)警采集器將報(bào)警探頭傳來的報(bào)警信號(hào)收集起來并上傳至本地處理設(shè)備，本地處理設(shè)備接到報(bào)警信號(hào)后按照用戶設(shè)置采取一系列措施，如撥打報(bào)警電話、錄像、燈光指示、關(guān)閉大門、開燈等。

監(jiān)控現(xiàn)場的第二種工作方式是由本地處理設(shè)備將采集的圖像通過線路接口送入通信鏈路并傳至監(jiān)控中心，同時(shí)把本地端報(bào)警采集器采集到的報(bào)警信息打包成一定格式的數(shù)據(jù)流，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳到監(jiān)控中心；監(jiān)控現(xiàn)場則把監(jiān)控中心傳來的控制信令抽取出來，進(jìn)行命令格式分析，并按照命令內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的操作。

2. 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心的核心設(shè)備是中心主處理機(jī)，其任務(wù)是將監(jiān)控遠(yuǎn)端傳來的經(jīng)過壓縮的圖像碼流解碼并輸出至監(jiān)視器，選擇接收任意一個(gè)遠(yuǎn)端的聲音解碼輸出到揚(yáng)聲器，并把監(jiān)控中心下行的聲音編碼傳送給所選擇的任意一個(gè)遠(yuǎn)端，也可用廣播方式把聲音傳送給多個(gè)遠(yuǎn)端，同時(shí)它還能接收遠(yuǎn)端上傳的報(bào)警信息，下達(dá)控制指令給遠(yuǎn)端處理設(shè)備，控制遠(yuǎn)端的各種設(shè)備。由于系統(tǒng)需要存儲(chǔ)大量的視頻信息，因此專門建立了一個(gè)硬盤錄像機(jī)，用來存儲(chǔ)現(xiàn)場傳輸過來的各攝像機(jī)拍攝的視頻信號(hào)。系統(tǒng)中使用了大量的數(shù)據(jù)庫表，包括攝像頭信息表、地圖和子地圖信息表、報(bào)警器信息表、報(bào)警器預(yù)設(shè)信息表、視頻通道的設(shè)置信息表、硬盤錄像機(jī)的信息設(shè)置表、硬盤錄像的定時(shí)時(shí)段設(shè)置表、操作日志記錄表、硬盤錄像存放位置表等。為了方便用戶對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和管理，專門增加了一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

通過地理信息系統(tǒng)，監(jiān)控中心可以顯示監(jiān)控地點(diǎn)信息的地圖，在需要時(shí)也可以隨時(shí)將某地點(diǎn)的圖像信息傳送過來。監(jiān)控中心的顯示設(shè)備包括監(jiān)視器陣列和大屏幕監(jiān)視器。監(jiān)視器陣列用以顯示各個(gè)監(jiān)控遠(yuǎn)端的圖像，在條件允許的情況下，可使用與監(jiān)控遠(yuǎn)端數(shù)目相同數(shù)量的監(jiān)視器；當(dāng)監(jiān)視器數(shù)量少于監(jiān)控遠(yuǎn)端的數(shù)目時(shí)，可在后臺(tái)通過軟件設(shè)置輪詢功能，定時(shí)在各個(gè)監(jiān)視器上輪流播放所有遠(yuǎn)端的圖像。如果某個(gè)遠(yuǎn)端傳來報(bào)警信號(hào)，監(jiān)控中心就把整個(gè)帶寬都分配給該遠(yuǎn)端用于圖像傳輸，這樣會(huì)得到高速率的圖像傳輸，監(jiān)控人員可以立即采取相應(yīng)的措施。在事件發(fā)生后，監(jiān)控中心還可以將存儲(chǔ)在該遠(yuǎn)端處理設(shè)備硬盤上的視頻圖像文件上載過來，回放高質(zhì)量的監(jiān)控圖像。在監(jiān)控中心，大屏幕監(jiān)視器用以顯示當(dāng)前最為關(guān)心的一路視頻。它主要有兩種情況：一種是操作人員在當(dāng)前想觀看的視頻畫面；另一種是當(dāng)遠(yuǎn)端發(fā)生告警時(shí)，大屏幕上的畫面自動(dòng)切換到報(bào)警現(xiàn)場，并自動(dòng)產(chǎn)生一系列動(dòng)作，如記錄報(bào)警時(shí)間、地點(diǎn)、場所、類型等參量，啟動(dòng)警鈴，遙控遠(yuǎn)端切換圖像至報(bào)警源，顯示閃爍告警標(biāo)志等。9.4.2系統(tǒng)特點(diǎn)

多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)相比，有無可比擬的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)音頻和視頻數(shù)字化。能夠?qū)崿F(xiàn)活動(dòng)多畫面視窗，完成任意分割，靜態(tài)存盤及視頻捕捉；能夠?qū)崿F(xiàn)長時(shí)間大容量、多通道硬盤錄像，完成單路/多路回放及檢索；能夠?qū)崿F(xiàn)多路視頻報(bào)警、動(dòng)態(tài)跟蹤、圖像識(shí)別，并能適應(yīng)各種條件；能夠支持多種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，滿足各種不同層次的需要。

(2)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化。由于多媒體遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)是基于LAN/WAN的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，因此，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的任意網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控組合，并能通過建立網(wǎng)絡(luò)間不同級(jí)別的安全權(quán)限，滿足大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的需求。

(3)管理智能化。由于系統(tǒng)模塊化強(qiáng)，便于擴(kuò)展，方便維護(hù)，能根據(jù)需要生成與之相匹配的多級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，并輔助以強(qiáng)大的軟件控制，因此，系統(tǒng)能自動(dòng)跟蹤、記錄在監(jiān)控中發(fā)生的一切信息并存儲(chǔ)起來，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，定時(shí)完成輸出打印工作，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化管理。9.4.3遠(yuǎn)程監(jiān)控基于寬帶接入網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)

1. 基于ADSL/CableModem的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方式

基于ADSL/CableModem點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖9-5所示。住戶家庭若有PC機(jī)，則在PC上增加一視頻捕獲卡，可接入1~4路模擬攝像信號(hào)。而ADSL用戶傳輸單元ATU-R可充當(dāng)視頻處理的網(wǎng)絡(luò)接口，經(jīng)雙絞線與ISP機(jī)房內(nèi)的DSLAM數(shù)字用戶線訪問多路復(fù)用器中的ATU-C。遠(yuǎn)端用戶采用ADSL/CM/LAN/Modem等接入方法接入Internet，再根據(jù)住戶ADSL下的IP地址找到家庭內(nèi)的PC或視頻服務(wù)器，提取經(jīng)MPEG壓縮的圖像信號(hào)，對(duì)家中老人、小孩、病人進(jìn)行圖像觀察和語言交流。因住戶需將數(shù)字圖像上傳至Internet，故速率將受限于ADSL的上行速率(64~640kb/s)。通過CableModem工作時(shí)，情況基本相同，只是ATU-R換成CableModem，DSLAM換為CMTS，而且HFC傳輸圖像的上行速率最大可達(dá)1.5MB/s，速率將高于ADSL的最大上行速率，但HFC傳輸存在帶寬共享的問題。

圖9-5ADSL方式的家庭遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖由于服務(wù)提供商不同，ADSL與CableModem所提供的IP地址可能是動(dòng)態(tài)的，但每次開機(jī)后IP地址將是不變的，因此遠(yuǎn)端用戶根據(jù)這一IP地址可以找到住戶家庭內(nèi)的視頻服務(wù)器，也可由住戶家庭PC開機(jī)后固定地向遠(yuǎn)端用戶發(fā)送告知IP地址的方法來實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。若住戶PC內(nèi)安裝有專用安防控制軟件，通過串行口接收家庭報(bào)警主機(jī)的RS232上傳信號(hào)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)家庭安防系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制(設(shè)防/撤防等)。

2.基于寬帶智能小區(qū)的局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方式

利用FTTX＋LAN的方式，寬帶智能小區(qū)向住戶提供了多種服務(wù)。同樣，借助于小區(qū)局域網(wǎng)，亦可向住戶提供遠(yuǎn)程監(jiān)控的新業(yè)務(wù)?；趯拵е悄苄^(qū)的局域網(wǎng)方式的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖9-6所示。可在小區(qū)局域網(wǎng)上根據(jù)用戶圖像數(shù)量設(shè)置多臺(tái)視頻服務(wù)器，與視頻矩陣經(jīng)RS232接口相連。利用CCTV控制軟件可經(jīng)視頻服務(wù)器對(duì)視頻矩陣的1000路攝像機(jī)輸入進(jìn)行視頻切換，即可由視頻服務(wù)器4個(gè)視頻輸入通路調(diào)用1000路攝像機(jī)輸入中的任意一個(gè)圖像，這樣便大大擴(kuò)展了可監(jiān)視的圖像數(shù)量。而家庭安防系統(tǒng)的監(jiān)控則可由局域網(wǎng)上的安防系統(tǒng)服務(wù)器來完成。當(dāng)然，同時(shí)亦允許通過住戶自身PC機(jī)來完成單獨(dú)的視頻圖像輸入和家庭安防情況的上傳。遠(yuǎn)端用戶經(jīng)Internet找到小區(qū)局域網(wǎng)的外部IP地址，經(jīng)權(quán)限驗(yàn)證后由接入服務(wù)器的IP內(nèi)部地址綁定，找到相應(yīng)的視頻服務(wù)器，經(jīng)CCTV控制軟件對(duì)視頻矩陣的1000個(gè)視頻輸入進(jìn)行調(diào)用切換。

鑒于大多數(shù)小區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍沿用傳統(tǒng)的模擬攝像機(jī)加視頻矩陣方式，以上遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也基于此系統(tǒng)構(gòu)架。若小區(qū)使用數(shù)字視頻系統(tǒng)，外圍使用IPCamera或模擬Camera加IPServer，核心使用NVR(網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī))或直接使用中心控制軟件調(diào)用外圍圖像，則可更方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。圖9-6基于寬帶智能小區(qū)的局域網(wǎng)方式的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

3.基于企業(yè)局域網(wǎng)VPN的實(shí)現(xiàn)方式——TYCO/VIDEO工程方案實(shí)例

隨著視頻技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)也經(jīng)歷了從傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)加視頻矩陣、模擬攝像機(jī)加數(shù)字視頻錄像機(jī)(DVR)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)IPCamera(或模擬攝像機(jī)/視頻服務(wù)器IPEncoder)加NVR網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)，到最新中心管理軟件/遠(yuǎn)程客戶端軟件直接調(diào)用控制外圍IP攝像機(jī)的發(fā)展過程。具體參數(shù)見表9-1。

表9-1企業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)遠(yuǎn)程登錄視頻軟件遠(yuǎn)程監(jiān)控基于企業(yè)局域網(wǎng)方式的實(shí)現(xiàn)為企業(yè)的一些實(shí)際問題提供了解決方案。下面以某工程方案為例進(jìn)行分析。

此工程方案中使用了美國TYCO公司旗下TYCO/VIDEO品牌的產(chǎn)品。TYCO/VIDEO能夠提供從傳統(tǒng)系統(tǒng)到最新網(wǎng)絡(luò)視頻／遠(yuǎn)程監(jiān)控的全面解決方案。此方案使用了基于IP的網(wǎng)絡(luò)視頻／遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如圖9-7所示。鑒于IP攝像機(jī)在鏡頭選擇性、環(huán)境適應(yīng)性、性價(jià)比等方面的問題，多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)仍會(huì)選擇傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)／快球與IP

Encoder(單路、回路、8路等)相配合使用。該系統(tǒng)使用TYCO

470固定攝像機(jī)和ULTLAVII

917快球作為外圍監(jiān)控設(shè)備，包括防水／防爆等不同配置以適應(yīng)不同環(huán)境的要求，中心機(jī)房使用中心控制軟件、客戶端軟件、存儲(chǔ)管理軟件對(duì)外圍Camera圖像進(jìn)行切換控制、存儲(chǔ)管理，而遠(yuǎn)端用戶則使用客戶端軟件經(jīng)WAN登錄來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、調(diào)用圖像、快球PTZ控制。圖9-7基于IP的網(wǎng)絡(luò)視頻／遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

9.5.1虛擬現(xiàn)實(shí)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality，VR)或稱虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment，VE)是由計(jì)算機(jī)生成的、具有臨場感覺的環(huán)境，它是一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)能對(duì)介入者——人產(chǎn)生各種感官刺激，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等，給人一種身臨其境的感覺，同時(shí)人能以自然方式與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互操作，它強(qiáng)調(diào)作為介入者——人的親身體驗(yàn)，要求虛擬環(huán)境是可信的，即虛擬環(huán)境與人對(duì)其理解相一致。9.5虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是多媒體技術(shù)發(fā)展的更高境界，它使計(jì)算機(jī)從使用常規(guī)鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等輸入、輸出設(shè)備對(duì)其操作的系統(tǒng)，變成了人處于計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的虛擬環(huán)境中，通過多種感官渠道與虛擬環(huán)境進(jìn)行比較“自然”的實(shí)時(shí)交互的系統(tǒng)，從而體驗(yàn)真實(shí)的環(huán)境，為人們探索宏觀世界和微觀世界，研究各種復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境下事物的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，提供了極大的便利和全新的方法。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引起了各國學(xué)者的關(guān)注，得到了飛速地發(fā)展，成為十分活躍的研究領(lǐng)域。

虛擬現(xiàn)實(shí)的概念最早源于1965年IvanSutherland發(fā)表的論文“TheUltimate,Display”，限于當(dāng)時(shí)的軟硬件技術(shù)水平，長期沒有實(shí)用化系統(tǒng)。1968年，IvanSutherland研制出頭盔式顯示器(HMD)、頭部及手跟蹤器，是用于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最早產(chǎn)品。飛行模擬器是VR技術(shù)的先驅(qū)者，鑒于VR在軍事和航天等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值，美國一些公司和國家高技術(shù)部門從20世紀(jì)50年代末就開始對(duì)VR進(jìn)行研究。NASA在20世紀(jì)80年代中期研制成功第一套基于HMD及數(shù)據(jù)手套的VR系統(tǒng)，并應(yīng)用于空間技術(shù)、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化和遠(yuǎn)程操作等領(lǐng)域。

1989年，美國VPL研究公司的創(chuàng)始人加隆·雷尼爾(JaronLanier)提出了VirtualReality一詞，用于統(tǒng)一表述當(dāng)時(shí)涌現(xiàn)的各種借助計(jì)算機(jī)及傳感裝置而創(chuàng)造的一種新的人機(jī)交互手段概念。錢學(xué)森先生把VirtualReality譯為“靈鏡”。

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有多感知性、沉浸感、交互性、自主性4個(gè)特征。交互性和沉浸感是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的兩個(gè)實(shí)質(zhì)性特性。

1.多感知性(Multi-sensation)

多感知性是指虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境除了具有一般計(jì)算機(jī)所具有的視覺感知和聽覺感知之外，還應(yīng)包括觸覺感知、運(yùn)動(dòng)感知、味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該具有一切人所具有的感知功能。

2.沉浸感(Immersion)

沉浸感又稱存在感，是指參與者存在于虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該達(dá)到使操作者感覺和真實(shí)環(huán)境一樣。沉浸感可分為視覺浸入、聽覺浸入、觸覺浸入、嗅覺浸入和味覺侵入。

3.交互性(Interaction)

交互性是指用戶對(duì)虛擬環(huán)境中物體的可操作程度和用戶從虛擬環(huán)境中得到的實(shí)時(shí)反饋的自然程度。

4.自主性(Autonomy)

自主性是指虛擬環(huán)境中的物體依據(jù)現(xiàn)實(shí)世界物理運(yùn)動(dòng)定律的程度。要求用戶能以客觀世界的實(shí)際動(dòng)作或以人類熟悉的方式來操作虛擬系統(tǒng)，讓用戶感覺到面對(duì)的是一個(gè)真實(shí)的世界。

根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征，特別是交互性以及沉浸程度的不同，虛擬現(xiàn)實(shí)可以分為桌面虛擬現(xiàn)實(shí)、沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)、遙現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)4類。9.5.2虛擬現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)

1.虛擬現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要由以下5個(gè)模塊構(gòu)成。

檢測模塊：檢測用戶的操作命令，并作用于虛擬環(huán)境。

反饋模塊：接受來自傳感器模塊的信息，為用戶提供實(shí)時(shí)反饋。

傳感器模塊：一方面接受來自用戶的操作命令，并將其作用于虛擬環(huán)境；另一方面將操作后產(chǎn)生的結(jié)果以各種反饋的形式提供給用戶。

控制模塊：對(duì)傳感器進(jìn)行控制，使其對(duì)用戶、虛擬環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生作用。

建模模塊：獲取現(xiàn)實(shí)世界組成部分的三維表示，并由此構(gòu)成對(duì)應(yīng)的虛擬環(huán)境。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)

(1)動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心內(nèi)容，它根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。

(2)實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)。該技術(shù)的研究內(nèi)容主要是如何在不降低圖形質(zhì)量和復(fù)雜度的前提下提高刷新頻率。

(3)立體顯示和傳感器技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高。

(4)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具。為實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，必須研究虛擬現(xiàn)實(shí)的開發(fā)工具，如虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。

(5)系統(tǒng)集成技術(shù)。系統(tǒng)集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識(shí)別和合成技術(shù)等。9.5.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。它開始于軍事領(lǐng)域，在軍事和航空航天的模擬及訓(xùn)練中起到了非常重要的作用。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)療、制造業(yè)、娛樂和教育等方面的應(yīng)用也具有很大的潛力，是21世紀(jì)廣泛發(fā)展和必將得到廣泛應(yīng)用的新技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用范圍如表9-2所示。

表9-2虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用范圍1. 軍事應(yīng)用及視景仿真

虛擬現(xiàn)實(shí)的視景仿真技術(shù)由于其在應(yīng)用上的安全性，在航空航天、航海、核電等方面一直備受重用。特別是在軍事領(lǐng)域，視景仿真技術(shù)已成為武器系統(tǒng)研制與試驗(yàn)的先導(dǎo)技術(shù)、校驗(yàn)技術(shù)和分析技術(shù)。美國宇航局利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)空間站、哈勃太空望遠(yuǎn)鏡等進(jìn)行了仿真，已經(jīng)建立了航空、衛(wèi)星維護(hù)、空間站虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練系統(tǒng)。美軍采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行了包括軍事教