MPEG技术

---- MPEG技术是近10年国际图像压缩编码技术的结晶，也是伴随信息时代应运而生的热门技术。随着各种图像压缩方法的出现和应用，国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）致力于制定统一的规范和标准，先后推出了电视会议的H.261建议，静止图像压缩的JPEG标准，黑白二值图像压缩的JBIG标准，运动图像压缩的MPEG-1、MPEG-2标准。这些标准和建议的提出，大大促进了图像压缩编码的应用。

----ISO的活动图像专家组在1991年11月提出了用于数字存储媒介的活动图像及其伴音约1.5Mbps的编码的建议草案，作为ISO/IEC11172标准于1992年通过，习惯上简称MPEG-1标准。 MPEG-1采用SIF格式，帧速率为25～30帧/秒，码率为1.5Mbps（其中视频约1.2Mbps，音频约0.3Mbps），图像质量优于家用VHS录像机，音频（双声道）接近CD质量。MPEG-1不仅可以用于数字存储媒体，而且可以用于图像通信和数字视频广播，以及高质量会议的电视系统，其压缩数据能以文件的形式传送、管理和接收。MPEG-1标准只规定了编码输出和解码输入的二进制比特流的格式。MPEG-2是继MPEG-1 后，MPEG制定的完全与MPEG-1兼容的又一视频压缩标准。MPEG-2标准的基本算法也是运动补偿的预测和带有DCT的帧间内插编码，其输入信号为典型的CCIR601或相当的数字视频信号。它和MPEG-1的主要差别在于隔行视频的处理方式，MPEG-2能够有效支持电视的隔行扫描。此外，MPEG-2标准还提供图像等级选择编码方式，这种方式对提供多种清晰度的图像业务是非常有用的。因此，MPEG-2能适用于更广的应用领域，主要包括数字存储媒体，广播电视和通信。

----会议电视在发展初期，由于线路带宽的限制,通常采用H.261视频编解码方式。但随着视频传输技术的发展，特别是光纤线路的迅猛发展以及人们对图像质量的要求的提高，于是出现了以MPEG编解码方式的会议电视系统，它能提供优于VCD质量的准广播级和广播级的图像和声音。MPEG会议电视网还能开展CATV、VOD、数字电视等视频业务，可避免重复建设，符合将来三网合一的发展趋势。它不仅能在邮电公网中传输, 而且能在各种网络包括LAN、WAN、CATV等网络中传输, 便于将来实现三网合一。尤其在卫星通信系统中采用MPEG方案的会议电视更具有独特的优越性，其图像和声音质量均在良好以上。当信道发生意外故障使通信中断时，MPEG系统能在小于1秒的时间内建立新的同步机制，迅速恢复正常会议电视功能。可以预见，采用MPEG技术方案的会议电视将在世界各国范围内普遍应用，并取得良好的社会效益和经济效益。

在卫星上的应用实例

----1.系统结构

----系统结构如图1所示。

----2.主控制会场设备及多点控制计算机的主要功能

----系统特点：

----·统一的用户管理系统：在原有MCU控制软件的基础上增加了控制卫星网络的模块,使卫星骨干网与各省级的二级网、各地市的三级网以及区县的四级网形成统一的整体。

----·直观的网络示意图:在运行系统软件后，即出现系统的网络示意图，并同时利用颜色来区分各个分会议点的发送和接收状态（其中用红色来表示正在发送状态）。

----·灵活的参数设置：在选中一个分会议点的图标后，立刻出现其UMOD的参数状态。此时，若需要查看该点的图像，可以设置其发送的数据速率和发送状态再点击确认，经软件处理后通过PC的一个串口发出一系列控制命令去卫星网络管理设备设置这个UMOD。

----·多级MCU连接方式：由于控制信号能够很方便地随码流传到任何一个省级分会议点，主席控制点不仅能控制到一级会议点的摄像机及云台的动作，而且在分会议点处可增加二级MCU控制地、市级的本地会议电视系统。在第三阶段增加三级MCU可将系统扩展到县区级。至此，系统能支持全网的图像遥控切换功能。

----3.分会场设备及说明

----各分会场平时大多处于单收状态，在需要申请发言时，可直接按申请发言按纽。该信号送给中心排队机经软件处理后通过PC机的串口联到 UMOD的M＆C控制端口，去改变系统各分会议点的发送和接收状态。

----4.系统功能和系统特性

---- (1)系统功能

----a.视频功能

----利用切换方式可将本地会场的画面、本地不同视频源的视频信号以及录像机上的录像资料传至远方会场；

----·可根据需要录制本地或远端会场的图像；

----·帧频在15～30帧/秒之间可调，以达到画面的最佳效果；

----·在电视会议过程中，可在画面上实时打上字幕。

----b.音频功能

----·可传送一路立体声；

----·图像与伴音可实现完全同步；

----·远程教学功能。

----c.控制功能

----·主席控制：由PC机发出轮询控制命令到M＆C 仿真端口循环控制每个UMOD的收发工作状态，使主会场可以轮询任意一个会场的图像也可以直接调用任意会议点的图像，指定其作为广播图像。

----·单收的分会场可提出发言申请：每个单收分会场可以通过申请发言机向控制中心的排队机发送信号，再由多媒体控制软件经M＆C仿真端口和OVERHEAD 来控制本地会场的UMOD的工作状态。

----·单收的分会场可轮流发言：可以利用系统的轮询功能实现。

---- (2)系统特性

----a.快速实时性

----能够在任何时间及时召开电视会议，迅速将会场图像，或任何一个分会场图像传送到全国。根据具体要求，还可以将图像通过专线接入办公室。

----b.可升级扩充性

----根据图像通信发展的需要，在传输带宽充足的情况下，可将系统升级为MPEG-2系统。

----c.技术先进性

----无论是VOD系统还是将来的数字有线电视系统均采用MPEG的文件格式。此外，Web TV和IP TV也都是基于MPEG的文件格式的。因此，采用MPEG-1构成的会议电视系统能够满足当今技术的发展需要，具有开放性和可扩充性，便于实现资料保存和检索。

----d.经济性

----目前国际上的电视会议系统价格非常昂贵，但国内的部分厂商也已经依据标准形成了性能价格比非常良好的产品，并且在公安、军队系统有良好的应用。

----e.实用性原则

----在保证使用要求和技术可行性的前提下，具有便于操作、管理及实用有效的卓越特性，并可根据用户的实际需要修改和扩充系统设备功能。

----f.标准和规范

----系统主要设备和通信软件及协议均符合国内外相关标准及技术规范。（ISO/IEC、ITU?T、CCIR601、MPEG?1、MPEG?2、E1、V.35、G.703 等）。

《计算机世界日报》2000/07/24