视频技术的最新发展

视频技术的最新发展

动态图像传输在电信领域被称为视频业务或视讯业务，在计算机界常常称为多媒体通信、流媒体通信等。视频通信技术是实现和完成视频业务的主要技术，本文从信源和信道角度，来阐述其最新发展。

视频编码压缩方面

ISO/IEC的标准主要制定了MPEG系列标准，最新发展是MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21。MPEG-4目前已应用于Internet，并开始支持目前标准尚未全面支持的那些应用，例如移动通信和个人通信中的声像业务，以及各种基于无线网络环境的手持式电子产品。今后MPEG-4可能应用于多媒体电脑、掌上电脑、网络电视、远程视频监控、视频会议和可视电话等。MPEG-7并不兼容以前的标准，而是以前标准的扩展和延伸，主要描述各种类型的视听材料，如静止图像、图形、3D模型、音频、视频等，以及关于这些视听材料在一个多媒体表达中是如何结合的等信息。MPEG-21的目标是定义一个交互式多媒体框架，跨越大范围内不同的网络和设备，使用户能够透明地使用多媒体资源，存取、使用并交互多媒体对象，实现多种业务模型，包括在价值链中对版权和支付交易的自动管理，以及对内容使用者隐私的尊重等等。

　　ITU-T的标准已颁发的视频压缩标准有H.261、H.262、H.263。与之相关的会议电视标准分别有：基于电路交换网络H320、基于有QoS的分组交换网络H.322、基于IP网络的H.323v1～H.323v4、基于PSTN模拟电话网的H.324、H.320系统通过适配进入ATM网络的技术标准H.321以及基于ATM网络的H.310标准。

　　目前正在制定H.264标准是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：Joint Video Team）开发的标准。在相同的重建图像质量下，H.264能够比H.263节约50％左右的码率。H.264虽至今尚未通过标准，但因其更高的压缩比、更好的IP和无线网络信道适应性，必将在数字视频通信或存储领域得到越来越广泛的应用。同时也要注意，H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的增加，据估计，编码的计算复杂度大约相当于H.263的三倍，解码复杂度大约相当于H.263的两倍。

网络传输技术方面

对于视频业务应用而言，主要是宽带网络技术。宽带网络技术的最新发展有以下几个方面：

　　利用电话线传输视频信息。利用电话线传输视频信息主要是各种数字用户线路xDSL技术。ADSL的关键技术在于高速信道的调制技术，可选用的调制技术有三种：正交幅度调制（QAM）、无载波幅度相位调制（CAP）和离散多频（DMT）调制。目前已经发展到第二代ADSL，其技术标准G.992.3 (ADSL2)和G.992.4 (Splitterless ADSL2)已经获得通过。此建议规定的第二代ADSL至少支持下行8Mb/s、上行800kb/s净数据速率，支持Data+POTS、Data+ISDN、Voice over Data三种应用环境，可支持STM、ATM、PTM三种传送模式，具有多延迟通道、多承载信道，具备快速初始化、无缝速率适配等能力。在ADSL2(G.992.3)的基础上，又提出了ADSL+，目前正在研究之中。

　　相比而言，VDSL能够提供更高的传输速率。VDSL的线路编码(调制技术)有两种：QAM(正交幅度调制)和DMT(离散多音频)。VDSL的传送模式包括ATM、PTM(分组传送模式)、STM(同步传送模式)三种。

　　为规范和推动VDSL技术在我国的应用和推广，传送网与接入网标准组于2002年初开始研究制订我国VDSL的行业标准。目前，此标准已经完成并于2002年底发布。

　　利用自由空间光通信(FSO) 传输视频信息。目前，能传输视频业务的宽带无线接入技术有多种，如VSAT宽带卫星广域接入、以IEEE 802.16为代表的宽带无线接入系统（BWA，包括MMDS、LMDS）、中距离的无线本地环路技术、以IEEE802.11系列和HiperLAN为代表的无线局域网接入、以IEEE 802.15无线个人域网WPAN，包括蓝牙、红外、超宽频以及HomeRF为代表的短距离无线互连技术。最近，作为一种解决“最后一公里”瓶颈的解决方案，自由空间光通信（Free Space Optical Communication）技术也浮出水面。

　　自由空间光通信是光纤通信与无线通信相结合后的创新产物，它以大气为媒质，通过激光或光脉冲来传送数据信号。FSO网络有点到点、点到多点和网状三种组网方式。目前，当采用点到点的组网方式，传输距离在2～4公里之间时，FSO能支持155Mbps～10Gbps的传输速率；当采用点到多点的组网方式，传输距离为1～2公里时，FSO同样能支持155Mbps～10Gbps的传输速率；当采用网状的组网方式时，传输距离为200～400米时，FSO支持622Mbps的传输速率。其缺点是传输质量受飞物遮挡、大气环境等影响。FSO主要用于无线宽带接入，还可作为光纤通信系统的备份、城域网的扩展，FSO还非常适用于企业网、校园网等局域网，实现各局域网网段之间的互联。

　　采用无源光网络（PON）传输视频信息。PON技术是实现FTTx最理想的宽带接入方式。PON包括ATM-PON（APON）和Ethernet-PON（EPON）两种形式。ATM-PON代表了宽带接入技术的最新发展方向，被认为是实现FTTB/C 和FTTH的一种较好方法，并可以实现宽带数据业务与CATV业务的共网传送。EPON不仅能综合现有的有线电视、数据和话音业务，还能兼容未来业务如数字电视、VoIP、电视会议和VOD等等，实现综合业务接入。随着多协议标签交换（MPLS）等新的IP服务质量（QoS）技术的采用，高层协议与EPON MAC协议相配合，EPON已完全可能以相对较低的成本提供足够的QoS保证。加之EPON的价格优势明显，因而被认为是解决电信接入瓶颈问题，最终实现光纤到家的优秀过渡方案。

　　采用Fibre Channel技术传输视频信息。Fibre Channel技术的最大特点是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开，这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。FC传输速度快，它可以提供接近于设备处理速度的吞吐量，提供从266Mbps到4Gbps的传输带宽，支持超过10公里的传输距离；FC是一种通用传输机制，支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多种高级协议。FC技术对于视频图像和海量数据的存储及传输极为理想，能提供实时的广播级视音频数据访问能力，现已成为视频传输与存储领域具有强大生命力的新技术。目前，FC技术已被许多计算机厂家推荐为电视节目制作设备的数据存储连接标准，同时得到了诸多生产厂商的广泛支持。