今天的可视电话技术市场(主要由视频会议和可视电话终端设备组成)趋于稳定增长。随着宽带互联网接入、高级集成系统级芯片(SoC)功能架构的迅速、广泛采用,以及数字多媒体处理器性能的提升,各种各样的新型应用已经成为可能,包括基于IP的可视电话。新的视频压缩/解压缩算法,比如说国际电信联盟(ITU)的H.264视频压缩标准以及日益有效的网络带宽利用,这些都增强了IP可视电话的功能,提升了该产品的市场普及率。
基于IP的可视电话为最终用户提供了一种目前最可靠,而且负担得起的联系方式,可以有效地实现双向音频/视频通信。在早期的产品中,成本高昂的硬件系统元件和昂贵的专用ISDN线路费用阻碍了可视电话的广泛采用,将基于IP的视频设备局限在相对较少的商业用途中。然而,随着视频和宽带技术的发展,基于IP的可视电话成本降低,开始进入普通消费者市场。尽管对大部分用户来说,音频/视频质量和总成本仍然是关注的主要因素,但消费者在投资商业系统或家庭用途之前还应该考虑多种关键因素。
易于使用
最为重要的是,基于IP的视频设备应当便于安装和使用。IP设备目前还不是一种主流技术,普通消费者不知道IP地址是什么,不知如何构建IP网络。消费者需要的是能够即插即用的设备。为了确保真正的无须开箱的体验,一个IP设备应该自动完成配置,并桥接到现有网络。如果一个公司必须到现场进行安装服务,那么它就在客户处损失了利润。
虽然肯定存在一些机制,允许专家人工配置IP设备,但为普通的IP用户提供服务的最好方法就是避免深入研究IP技术的概念。而是采取更为有效的办法,将技术接口转换成用户已经熟悉的方式。例如,不是提供一个请用户输入运营商所给IP地址的屏幕,而是要求用户输入一个“序列号”,这类似于用户已经熟练使用的电话号码。这只是避免用户被那些用非必需的技术术语和概念搞糊涂的方法之一,使用户享受IP可视电话带来的好处。
可靠性
没有足够的带宽,视频质量就会完全崩溃。人的面容变得模糊,声音无法和图象保持同步:在谈话期间声音和图象都可能非常失真。为了避免浪费可用的带宽,硬件连接必须可靠,而且软件必须提供一个超级的错误恢复机制以避免浪费可用的带宽。
由于存在对高质量IP会议的持续需求,业界正在开发新标准和协议以解决网络不可靠和带有缺陷的问题,特别是针对无线网络。例如,与现有的H.263标准相比,新的H.264视频压缩标准可以提供更好的视频质量以及错误恢复特性。
完全软件可编程性
现在的可编程数字多媒体处理器执行软件编码/解码的速度足够快,因而可以提供全双工、实时流视频。(参见图标1)软件实现方法的主要优势是可以通过软件升级来支持一种新的编码/解码算法。这使得整个产品系列采用共同的硬件,因而单一产品可以支持不同的编码/解码标准,同时还可降低制造成本。
可编程设备不同于可配置设备或部分可编程设备。可配置或部分可编程设备常常要用硬件实现关键的编码/解码功能。它们在加速处理基于这些功能的编解码时性能优异,然而,它们无法支持基于其它功能的编解码,而且由于新的编解码基于全新的方法,因此它们很可能无法支持新的编解码标准。
完全的软件可编程性对于无缝添加新特性也是必需的,而且是连接其它基于IP的设备所必需的。以一个可以连接到电视机的IP可视电话为例。当用户购买一台高清晰度电视机时会发生什么情况呢？除非该可视电话足够灵活,既支持标准电视机,又支持高清电视机,否则它就被淘汰。请注意该可视电话没必要现在就支持高清电视机,但重要的是,一旦高清电视机市场起飞,它就能够在将来支持高清电视机。完全的软件可编程性使得可视电话具有可在将来实现更先进编解码的灵活性。
现场升级能力
最令消费者烦恼的事情就是所买的IP可视电话在六个月后就过时了。但是,完全的软件可编程设备消除了这个问题,因为它们易于升级。通过这些电话的IP连接,只需按通常的方式访问一个主网站,并下载适宜的软件就可以实现自动升级。
现场升级能力至关重要,因为视频市场处于不断变化中。那些可以随时更新的设备在动态市场上将拥有更长的生命力。反之,那些无法更新的设备甚至在一开始就不会有人购买。目前,大部分消费者希望能够免费下载升级软件,尽管开发商不喜欢这种趋势,但消费者对增加相关成本的强烈反对表明这种趋势可能将持续下去。
性能裕量
实施新标准经常需要IP设备具有支持新标准的灵活性,以及满足提高性能要求的裕量。例如,新的H.264标准要求每个宏块要处理41个运动向量,与只处理一个运动向量的H.263相比具有了很大的改进。要处理这些额外的运动向量就需要更高的运算能力。因此,在基于H.263的设备上实施H.264就需要额外的性能裕量或者某些还没用到的处理功能。
平衡初始产品成本同时又留有足够的设备性能裕量,这是个微妙的问题,它需要透彻了解目标市场对价格的敏感性。然而,重要的是要意识到必须为将来的改进留有余地,而不仅仅是实现新的编解码。
一个设备可以变更其所接的显示器,它的安全功能也可改变,比如说可通过因特网传送受保护的音频和视频内容,这需要附加的加密和认证资源。不管是现在还是将来,性能裕量对于获得这些功能都是必需的。
互操作性和兼容性
设计的灵活性是重要的,因为没有人知道明天的市场需要什么东西。随着宽带继续进入更多的家庭和小商行,这个市场将会需要更多的基于IP的视频客户终端设备,比如说视频会议终端和机顶盒。然而,鉴于终端设备的多种多样,自然会出现不同的数据流、协议和编解码,它们都需要得到IP视频设备的支持。不支持最常见和最新标准的设备将是不兼容的。
终端产品不应该在性能上有限。客户想把可视电话和多个其它设备相连,这些设备也许正采用不同的视频和音频格式。支持这类功能的一个基本方面就是客户机必须是独立的。它们不依赖网络里的某个其它节点来实现不同协议或编解码之间的转换。这不仅增加了延迟时间、降低了视频质量,而且生产和部属这类设备的成本高昂。相反要求每个客户机必须能在内部独立处理不同的格式。
考虑兼容性的另一个角度是软件驱动器。例如,一个用户也许想使用微软公司的会客室管理器软件。如果该设备需要会客室管理器和Windows Media 9驱动器的一个独特实现,那么该可视电话就不能支持它们,直到专门为它编写软件为止。在标准平台上设计的设备可以通过免费获得的标准驱动器立刻实现升级。
合适的基础技术
提供这些关键元素,即便于使用、可靠性、完全的软件可编程性、现场可升级性、性能裕量和互操作性,同时保持低成本,需要各种技术间的平衡。一般来说,一个系统的组件越多,它就越复杂、越昂贵、越占空间,然而,这些方面也可能有助于提高该设备的寿命。SoC数字多媒体处理器提供了一个设备所需的全部处理性能,还提供大量必备外设的驱动器。此外,单一设备上的附加性能裕量可采用一个更便宜的替代方案,即用可选的第二个处理器实现。
从设计角度看,模块化架构简化了系统设计并降低总成本。例如,单一基板设计可以支持一系列管脚兼容的数字多媒体处理器,提供范围广泛的功能和性能裕量。附着在一个主板上的不同模块可以针对不同应用“定制”主板。如果一个产品不需要具体的外设,比如说一个USB端口或LCD控制器,那么该主板上的相关插槽可以空置。如果只有单一的基板设计,那么这个架构在成本上就比几个特殊设计要低,因为其量大。
没有人知道现有的音频和视频标准将如何演变,固定功能的系统无法适应这些变化。未来,具有灵活性的设备将成为主流产品,它们可以适应迅速变化的视频市场的需求,同时也是消费者最佳的长期投资。
作者:Pradeep Bardia
DSP视频解决方案全球行销经理
Xiangdong Fu
DSP视频解决方案软件应用工程师
德州仪器公司
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