Содержание

     Введение…………………………………………………………………….6

     1 Обзор систем видеоконференций……………………………………….7

     1.1 Назначение систем видеоконференций……………………………….7

     1.2 Передача мультимединых данных в INTERNET в

     режиме  реального времени…………………………...………………………………10

     2 Технические требования на  абонентские устройства для

     организации видеоконференцсвязи...……………………………………13

     2.1 Выбор структуры и форматов данных, используемых

     для организации видеоконференций…………………………………….13

     2.2 Выбор метода кодирования - декодирования, описание

     стандартов кодирования………………………………………………...16

     3 Разработка структурной схемы  устройства

     кодирования-декодирования……………………………………………...21

     3.1 Структурная схемы абонентского устройства кодирования………21

     3.2. Расчет цифровых потоков в  системе видеоконференций…………22

     Заключение………………………………………………………………..23

     Список  использованных источников……………………………………24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Среди наиболее перспективных сфер применения видеоконференций можно выделить следующие: совместная работа над документами, приложениями в рабочей группе; корпоративная сеть. Данный способ групповой работы находит все большее применение благодаря увеличению числа компаний, рабочие места сотрудников которых располагаются по месту жительства, что способствует повышению эффективности их работы и существенной экономии средств. В частности, исключается аренда помещений, оплата счетов на электроэнергию, рабочее время.

     Получившая  в последнее время развитие практика постепенного внедрения средств  видеоконференций в сферу обучения позволит не просто прослушать и увидеть  лекцию известного преподавателя, находящегося в другом полушарии, но осуществлять интерактивное общение с помощью  видеоконференций.

     В курсовом проекте рассмотрен стандарт Н.323   для проведения видеоконференций  в сетях с интегрированными услугами.

     Стандартный цифровой  компонентный телевизионный  сигнал ITU-R  601/25, выходные параметры  декодирования: стандартный цифровой компонентный сигнал формата ITU-R 601/25

     Целью данного курсового проекта является разработка инженерного решения  для организации видеоконференцсвязи, а задачей – разработка структурной  схемы абонентского устройства

     1 Обзор систем видеоконференций

     1.1 Назначение систем видеоконференций

     Виртуальные средства обучения, удаленный доступ, дистанционное обучение и управление, а также средства проведения видеоконференций переживают период бурного расцвета и предназначены для облегчения и увеличения эффективности взаимодействия как человека с компьютером и  данными, так и групп людей  с компьютерами, объединенными в  сеть. Несмотря на то, что экологическая  ниша видеоконференций разработана  не на все сто процентов, уже сейчас в мире имеется более 200 компаний, которые предлагают различное оборудование и программное обеспечение для  их организации и проведения.

     Благодаря тому, что видеоконференции, предоставляют  возможность общения в реальном режиме, а также использования  разделяемых приложений, интерактивного обмена информацией, их начинают рассматривать  не только как нечто экспериментальное, но и как частичное решение  проблемы автоматизации деятельности и предприятия, и человека, дающее существенное преимущество по сравнению  с традиционными решениями.

     Получившая  в последнее время развитие практика постепенного внедрения средств  видеоконференций в сферу обучения позволит не просто прослушать и увидеть  лекцию известного преподавателя, находящегося в другом полушарии, но осуществлять интерактивное общение с помощью  видеоконференций.

     Средства проведения видеоконференций начали интенсивно развиваться что и технология, используемая при этом, предлагает серьезный вариант обмена информацией и связи между людьми, являясь достойной альтернативой другим формам связи и совместной работы.

     Исторически сложилось так, что средства проведения видеоконференций можно разделить  не только по техническим характеристикам  и принципам соответствия различным  стандартам, но и на настольные (индивидуальные), групповые и студийные. Каждый из этих вариантов видеоконференций четко ориентирован на решение своих задач. Наиболее распространены благодаря относительно невысокой стоимости и быстроте окупаемости затрат сегодня настольные средства проведения видеоконференций. 

                                             

     рис. 1 Настольные видеоконференции

     Доступная аудитория и вариант общения: обычно диалог двух лиц. Качественная характеристика связи: нет необходимости  в большой производительности (ширине полосы связи). Необходимые затраты: только программное и аппаратное обеспечение, используемое на рабочем  месте. Необходимое оборудование: компьютер  с установленной поддержкой аудио  и видео, микрофон, динамики или наушники, видеокамера, LAN, ISDN соединение.

     Оптимально  для совместного интерактивного обмена информацией, использование  разделяемых приложений, пересылка  файлов с низкими временными и  финансовыми затратами.

     Настольная  видеоконференция объединяет аудио- и  видеосредства, технологии связи для  обеспечения взаимодействия в реальном масштабе времени путем использования  обычного персонального компьютера. При этом все участники находятся  на своих рабочих местах, а подключение  к сеансу видеоконференций производится с персонального компьютера способом, очень похожим на обычный телефонный звонок.

     

     Рис.2 Групповые видеоконференции

     Групповые видеоконференции.

     Доступная аудитория и вариант общения: группа с группой. Качественная характеристика связи: необходима большая производительности (ширине полосы связи). Необходимые  затраты: программное и аппаратное обеспечение, а также затраты  на специализированные средства и помещения.

     Необходимое оборудование: обязательны дисплей (по диагонали 29 или 37 дюймов) с возможностью масштабирования изображения, switched 56, ISDN соединение, специализированное оборудование.

     Оптимально  для совместной интерактивной выработки  решений, организации группового взаимодействия между удаленными группами. ГВ подходят для организации эффективного взаимодействия больших и средних групп пользователей. Причем благодаря значительно более  высокому качеству видеоизображения сегодня  возможны обмен и просмотр документов, демонстрация которых в НВ исключается. Кроме того, ГВ идеально подходят для  проведения дискуссий и выступлений  там, где личное присутствие невозможно.

     Число устанавливаемых систем ГВ сопоставимо  с числом НВ, но возрастать оно будет  не столь быстро, как НВ, из-за необходимости  использования в ГВ, как минимум, ISDN линии.

     Студийные видеоконференции (СВ)

     Доступная аудитория и вариант общения: обычно один говорящий с аудиторией. Качественная характеристика связи: необходима максимальная производительность (ширина полосы связи).

     Необходимые затраты: на оборудование студии, на специализированное оборудование.

     Необходимое оборудование: студийные камеры, соответствующее звуковое оборудование, контрольное оборудование и мониторы, доступ к спутниковой связи или оптоволоконной линии связи. Оптимально для решения задач, где требуется максимальное качество и максимум возможностей для организации обработки информации большим числом людей. Характерные представители: специализированное телеоборудование.

     Идеи  по развитию видеоконференцсвязи упираются  в такие достаточно серьезные  проблемы, как полное соответствие систем прежде всего принятым промышленным стандартам, таким, как H.323, который определяет, каким образом, в каком объеме и с каким качеством будут передаваться аудио- и видеоданные по линиям ISDN. Несмотря на не стихающие споры, большинством ведущих поставщиков стандарт H.323 оценен как самый жизнеспособный, наиболее удачно сочетающий скорость передачи и качество передаваемой информации по узкополосным линиям, подобно тому как V.32 является общепринятым стандартом для определения рабочих характеристик модемной связи.

     1.2 Передача мультимединых данных в INTERNET в реальном масштабе времени

     Системы видеоконференций базируются на достижениях технологий средств телекоммуникаций и мультимедиа. Изображение и звук с помощью компьютера передаются по каналам связи локальных и глобальных вычислительных сетей. Ограничивающими факторами для таких систем будет пропускная способность канала связи и алгоритмы компрессии/декомпрессии цифрового изображения и звука.

     На  сегодня известны два основных типа алгоритмов сжатия видеоизображения: алгоритмы сжатия без потерь и алгоритмы сжатия с потерями. Алгоритмы сжатия с потерями позволяют добиться очень высокой степени сжатия изображения, такой, что даже по низкоскоростным каналам связи можно передавать изображения с незначительной потерей качества, практически незаметной для человеческого глаза. Выполнение таких алгоритмов требует достаточно больших вычислительных мощностей. Для достижения приемлемых частот смены кадров на экране монитора требуется дорогостоящее аппаратное обеспечение, называемое общим словом CODEC (compression/decompression). Концепция настольных видеоконференций предполагает возможность доступа к телеконференциям с любого, даже домашнего, компьютера. Использование дорогостоящего оборудования CODEC идет вразрез с этой концепцией, что заставляет создателей аппаратуры систем видеоконференций прибегать к разумным компромиссам. Декомпрессия изображения требует меньшей вычислительной мощности, чем компрессия, поэтому некоторые производители используют аппаратные средства для компрессии данных, а декомпрессия осуществляется программно. 

     Стандарт JPEG (Joint Photographic Experts Group, группа экспертов  по фотографическим изображениям) является стандартом ISO (International Standards Organization, Международная  организация по стандартизации). Этот стандарт поддерживает компрессию как  с потерями, так и без потерь. Однако если термин "формат стандарта JPEG" употребляется без каких-либо оговорок, то обычно это означает, что  подразумевается компрессия с потерями. Сжатие изображения по методу JPEG предполагает преобразование блоков изображения  в реальном цвете размером 8х8 пикселов в набор уровней яркости и  цветности. К каждому блоку применяется двумерное дискретное преобразование Фурье, в результате чего получается набор из 64 коэффициентов, представляющих данный блок. Затем коэффициенты квантуются с помощью таблиц компонентов яркости и цветности, после чего информация о блоке упаковывается в коэффициенты, соответствующие меньшим частотам. В результате получается представление коэффициентов в двоичном виде. Этот метод обеспечивает сжатие изображения в пределах от 10:1 до 20:1 при приемлемом качестве. Основное назначение формата JPEG с потерями - получение фотографических изображений высокой степени сжатия при незначительных видимых потерях качества. Формат MJPEG, или Motion JPEG (JPEG для подвижных изображений) стандартом ISO не является. Тем не менее, так принято называть цифровой видеосигнал, представляющий собой последовательность изображений, сжатых с потерями в стандарте JPEG.

     ВИДЕО MPEG

     Цветное цифровое изображение из сжимаемой  последовательности переводится в  цветовое пространство YUV (YCbCr). Компонента Y представляет собой интенсивность, а U и V - цветность. Так как человеческий глаз менее восприимчив к цветности, чем к интенсивности, то разрешений цветовых компонент может быть уменьшено  в 2 раза по вертикали, или и по вертикали  и по горизонтали. К анимации и  высококачественному студийному видео  уменьшение разрешения не применяется  для сохранения качества, а для  бытового применения, где потоки более  низкие, а аппаратура более дешевая, такое действие не приводит к заметным потерям в визуальном восприятии, сохраняя в то же время драгоценные  биты данных.

     Основная  идея всей схемы - это предсказывать  движение от кадра к кадру, а затем  применить дискретное косинусное преобразование (ДКП), чтобы перераспределить избыточность в пространстве. ДКП выполняется  на блоках 8х8 точек, предсказание движения выполняется на канале интенсивности (Y) на блоках 16х16 точек, или, в зависимости  от характеристик исходной последовательности изображении (чересстрочная развертка, содержимое), на блоках 16х8 точек. Другими словами, данный блок 16х16 точек в текущем кадре ищется в соответствующей области большего размера в предыдущих или последующих кадрах. Коэффициенты ДКП (исходных данных или разности этого блока и ему соответствующего) квантуются, то есть делятся на некоторое число, чтобы отбросить несущественные биты.