通信工程師考試培訓(xùn)可視電話系統(tǒng)

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1.可視電話系統(tǒng)

可視電話是指在普通電話功能的基礎(chǔ)上，使通話雙方能夠看到對方活動圖像的通信方式。其通信過程既包含通話的語音信號，又包含一定質(zhì)量的圖像信號，使人們的通話過程不再是單調(diào)的交談，可以互相看到對方的圖像I豐富了通信的內(nèi)容?？梢曤娫捠且环N面向公眾的圖像業(yè)務(wù)，因此要求其傳輸費(fèi)用盡可能的低（與普通電話幾乎相同）。通話過程中人們主要觀察的是相互間的頭肩像，圖像內(nèi)容簡單，對細(xì)節(jié)的要求可適當(dāng)降低。

（1）可視電話系統(tǒng)的組成

可視電話系統(tǒng)的分類方法較多，按傳輸信道可分為模擬制式和數(shù)字制式可視電話系統(tǒng)；按傳輸圖像可分為靜止圖像和活動圖像可視電話系統(tǒng)；按圖像色彩可分為黑白和彩色可視電話系統(tǒng)；按終端設(shè)備可分為普通型和多功能型可視電話系統(tǒng)。但無論哪種分類方法，可視電話系統(tǒng)都由以下4部分組成。

①語音處理部分：普通電話機(jī)、語音編碼器等。

②圖像信號輸入部分：CCD攝像機(jī)等。

③圖像信號輸出部分：監(jiān)視器、液晶顯示器、打印機(jī)等。

④圖像信號處理部分：專用圖像處理器等。

可視電話系統(tǒng)的核心是專用圖像處理器部分，其余3部分構(gòu)成可視電話終端，它們都有比較成熟的技術(shù)產(chǎn)品，可直接選擇符合要求的產(chǎn)品。

圖像處理器主要有A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、幀存儲器、信源編解碼器和信道編解碼器。A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模擬到數(shù)字、數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換；幀存儲器容量和類型的選擇取決于所處理的圖像信號；信源編碼的目的是減少圖像信息中的冗余度，壓縮圖像信號的頻帶或降低其數(shù)碼率；信道編碼的目的是在壓縮后的圖像信息中插入一些識別碼、糾錯碼等控制信號，以提高圖像信號傳輸時的抗干擾能力。

（2）可視電話標(biāo)準(zhǔn)

可視電話要普及就必須能互通，而要互通就必須遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。ITU-T的H.324系列標(biāo)準(zhǔn)是可視電話系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）可視電話的圖像質(zhì)量

人們最關(guān)心的是在低速的模擬電話線上傳送的視頻圖像的質(zhì)量。這類圖像的缺陷主要表現(xiàn)為幀頻偏低和圖像分辨率偏低，使人覺得畫面粗糙，物體運(yùn)動有動畫感，有明顯的方塊效應(yīng)，尤其是顯示活動性較強(qiáng)的圖像時更是如此。此外，圖像中還有拖影、臺階狀或鋸齒狀邊緣等缺陷。由圖像編碼的經(jīng)驗知，幀頻大約在20幀/s時，將得到和電視圖像質(zhì)量相近的動感效果。在15幀/s時圖像質(zhì)量比較好，但是和語音的唇同步需要有一個小于50ms的修正，否則語音將和視頻的口形不匹配。在5巾貞/s時，圖像質(zhì)量已經(jīng)失真到無論如何也看不清嘴唇的動作了。

圖像的清晰度和運(yùn)動感覺是衡量可視電話質(zhì)量的兩個主要方面。對于比較大的顯示屏，運(yùn)動感和清晰度將更重要。對于基于電視的通過公共電話網(wǎng)連讀到機(jī)頂盒的可視電話，用戶期望在他的電視上看到TV質(zhì)量的圖像，而非跳動的圖像。在這種情況下，用戶一般對這類可視電話圖像質(zhì)量的評價較低。而對于一個4英寸的彩色LCD屏，或者在筆記本電腦的一個QCIF窗口，用戶就不大會產(chǎn)生上述的感覺。只要有可能，可視電話最好采用小液晶屏幕、獨(dú)立型式樣，這樣用戶比較容易接受。

（4）低速視頻編碼

在較低的傳輸速率下，如最普通的電話線，采用H.261標(biāo)準(zhǔn)的圖像編碼方案，已經(jīng)難以獲得較滿意的圖像質(zhì)量。因此，ITU-T在H.261建議的基礎(chǔ)上制定了低碼率圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)H.263,使圖像的質(zhì)量獲得較大的提高，但編碼方案仍然是混合編碼，適合在普通模擬電話線和ISDN上的數(shù)字圖像通信業(yè)務(wù)。H.263的視頻信源編碼算法的基本結(jié)構(gòu)以H.261建議為基礎(chǔ)，利用幀間預(yù)測減少時間相關(guān)性，然后利用對預(yù)測誤差的編碼減少空間相關(guān)性。信源編碼可采用sub-QCIF、QCIF、CIF、4CIF、16CIF等圖像格式，各種圖像格式中圖像的大小見本第2章的介紹。

為了在低碼率條件下取得較好的圖像效果，ITU-T在1998年發(fā)布了H.263+建議，在2000年發(fā)布了H.263++建議，其中增加了許多選項。這些先進(jìn)的編碼技術(shù)是H.263優(yōu)于H.261的地方。這些技術(shù)的采用，可保證在極低的碼率上取得比H.261編碼器更好的圖像質(zhì)量。為了適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)的需要，H.263還吸收了MPEG建議中的雙向運(yùn)動預(yù)測等措施，進(jìn)一步提高了幀間編碼的預(yù)測精度。

（5）可視電話的不同產(chǎn)品形式

現(xiàn)在已有不少公司加入到可視電話這一領(lǐng)域，各類新產(chǎn)品不斷推出。實際流行的可視電話主要有下列3種形式。

第1種是PC插卡式，即在PC上插入一塊可視電話視頻、音頻編解碼卡，利用PC顯示器上的視頻窗口顯示對方和自己的圖像。利用PC的聲卡、麥克風(fēng)及音箱作為可視電話的語音輸入、輸出通道。PC內(nèi)置或外置的調(diào)制解調(diào)器連接到電話線上，再外接一個攝像頭就可以組成一臺基于PC的多媒體可視電話。這種方式的好處是花費(fèi)少，充分發(fā)揮了計算機(jī)的作用，并且借助了計算機(jī)的強(qiáng)大功能，可開發(fā)出很多新的應(yīng)用功能。其缺點是使用不太方便，難以普及到一般家庭。

第2種方式是專門設(shè)計的獨(dú)立機(jī)型的一體化可視電話，是可視電話的主流產(chǎn)品。它的體積小，外形很像普通的電話，不同之處是它多了一個扁平的液晶顯示器，用于顯示遠(yuǎn)方圖像，也可顯示本地圖像。它的編解碼器、調(diào)制解調(diào)器等部件都小型化后安裝在電話機(jī)的底座上。因而，這種可視電話使用非常方便，大體上和普通電話一樣。

第3種是稱為機(jī)頂盒方式的可視電話。它由三部分組成：家用電視機(jī)、普通電話機(jī)和機(jī)頂盒：由于前兩種一般家庭都有，因而實際上只需要購買一個機(jī)頂盒就可以了。不過這種方式的可視電話使用麻煩。

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