Видеокоммуникационные системы

Уральский государственный  экономический университет 

Кафедра информатики и информационных технологий

    

РЕФЕРАТ

Видеокоммуникационные системы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студентка ЭРТ-08-2

Иванова Е.В 
 

Видеоконференцсвязь (TelePresence)

Продукты, поддерживающие технологию TelePresence, в реальном времени обеспечивают взаимодействие людей в формате «глаза в глаза», независимо от того, где они находятся, где они работают или живут. Часть этих продуктов воссоздает атмосферу комнаты переговоров. Оборудование TelePresence для комнаты переговоров обеспечивает передачу и воспроизведение видео с высокой четкостью так, что каждый участник совещания отображается в натуральную величину. Также оборудование TelePresence для комнаты переговоров, обеспечивает передачу объемного звука, и решает ряд других специализированных задач, в совокупности создающих впечатление реальной встречи «глаза в глаза», при которой все участники переговоров сидят за одним круглым, виртуальным столом.

Видео-приложения (Video Delivery)

Видео-приложения, представленные компанией Cisco Systems включают в себя следующие решения:

• цифровые мультимедийные системы.

Комплексный набор приложений для цифровых информационных табло, корпоративного телевидения  и работы с видео на персональном компьютере, которые позволяют компаниям использовать цифровые мультимедийные технологии для увеличения продаж, улучшения восприятия продуктов клиентом и упрощения обучения.

• видеокоммуникации.

Система видеокоммуникаций позволяет создавать  рабочие области для совместной работы сотрудников, быстро адаптируищеся к требованиям конкретных задач и способных многократно повысить эффективность труда удаленных друг от друга подразделений. Система видеокоммуникаций включает в себя систему мгновенных сообщений, голосовую почту, видеозвонки, web-конференции и т.д.

• видеонаблюдение.

Компания  Cisco Systems, предлагает консолидированное решение, тесно интегрирующее корпоративную сеть передачи данных, IP-камеры и устройства регистрации. Данный подход позволяет создать масштабируемое, гибкое решение, значительно сокращающая затраты на ввод системы в эксплуатацию и техническое сопровождение.

ВИДЕО

При смешении сигналов основные проблемы возникают с видео–изображением.

Различные ТВ–стандарты, существующие в мире (NTSC, PAL, SECAM), применение

разных мониторов  и видеоконтроллеров диктует  разнообразие подходов в разрешении

возникающих проблем. Однако в любом случае требуется  синхронизация двух

изображений, для  чего служит устройство генлок (genlock). С его помощью

на экране монитора могут быть совмещены изображение, сгенерированное

компьютером (анимированная  или неподвижная графика, текст, титры), и “живое”

видео. Если добавить еще одно устройство — кодер (encoder),

компьютерное  изображение может быть преобразовано  в форму ТВ–сигнала и записано

на видеопленку. "Настольные видео–студии”, являющиеся одним из примеров

применения систем мультимедиа, позволяют готовить совмещенные

видео–компьютерные  клипы, титры для видеофильмов, помогают при монтаже

кинофильмов.

Системы такого рода не позволяют  как-то обрабатывать или редактировать само

аналоговое изображение. Для того, чтобы это стало возможным, его необходимо

оцифровать и  ввести в память компьютера. Для  этого служат так называемые

платы захвата (capture board, frame grabbers). Оцифровка аналоговых сигналов

порождает огромные массивы данных. Так, кадр стандарта  NTSC (525 строк),

преобразованный платой типа Truevision, превращается в компьютерное изображение

с разрешением 512x482 пиксель. Если каждая точка представлена 8 битами, то для

хранения всей картинки требуется около 250 Кбайт памяти, причем падает качество

изображения, так  как обеспечивается только 256 различных  цветов. Считается, что

для адекватной передачи исходного изображения  требуется 16 млн. оттенков,

поэтому используется 24-битовый формат хранения цветной картинки, а необходимый

размер памяти возрастает. Оцифрованный кадр может  затем быть изменен,

отредактирован  обычным графическим редактором, могут быть убраны или добавлены

детали, изменены цвета, масштабы, добавлены спецэффекты, типа мозаики,

инверсии и  т.д.

Запись последовательности кадров в цифровом виде требует от компьютера

больших объемов  внешней памяти: частота кадров в  американском ТВ–стандарте

NTSC — 30 кадров/с (PAL, SECAM — 25 кадров/с), так что для запоминания одной

секунды полноцветного  полноэкранного видео требуется 20–30 Мбайт, а

оптический диск емкостью 600 Мбайт вместит менее  полминуты изображения. Но

последовательность  кадров недостаточно только запомнить, ее надо еще вывести

на экран в  соответствующем темпе. Подобной скоростью  передачи информации —

около 30 Мбайт / с — не обладает ни одно из существующих внешних запоминающих

устройств. Чтобы  выводить на экран компьютера оцифрованное видео, приходится

идти на уменьшение объема передаваемых данных, (вывод уменьшенного

изображения в  небольшом окне, снижение частоты  кадровой развертки до 10–15

кадров / с, уменьшение числа бит / пиксель), что, в свою очередь  приводит к

ухудшению качества изображения.

Более радикально обе проблемы — памяти и пропускной способности — решаются с

помощью методов  сжатия и развертки данных, которые  позволяют сжимать

информацию перед  записью на внешнее устройство, а  затем считывать и

разворачивать в реальном режиме времени при  выводе на экран. Так, для

движущихся видео–изображений существующие адаптивные разностные алгоритмы

могут сжимать  данные с коэффициентом порядка 100:1— 160:1, что позволяет

разместить на CD–ROM около часа полноценного озвученного видео.

Существует симметричная и асимметричная схемы сжатия данных. При

асимметричной схеме информация сжимается в  автономном режиме (т.е. одна

секунда исходного  видео сжимается в течение  нескольких секунд или даже минут

мощными параллельными  компьютерами и помещается на внешний  носитель, например

CD–ROM. На машинах пользователей устанавливаются сравнительно дешевые платы

декодирования, обеспечивающие воспроизведение информации мультимедиа в

реальном времени. Использование  такой схемы увеличивает  коэффициент сжатия,

улучшает качество изображения, однако пользователь лишен возможности

разрабатывать собственные продукты мультимедиа. При симметричной схеме сжатие

и развертка  происходят в реальном времени на машине пользователя, благодаря

чему за персональными  компьютерами и в этом случае сохраняется  их

основополагающее достоинство: с их помощью любой пользователь имеет

возможность производить  собственную продукцию, в том  числе и коммерческую, не

выходя из дома. Правда, при симметричной схеме несколько  падает качество

изображения: появляются “смазанные” цвета, картинка как бы расфокусируется. С

развитием технологии эта проблема постепенно  уходит, однако пока иногда

предпочитают  смешанную схему, при которой  разработчик продукта готовит,

отлаживает и  испытывает продукт мультимедиа  на своей машине с симметричной

схемой, а затем “полуфабрикат” в стандартном формате отсылается на фирму, где

его подвергают сжатию на мощном компьютере, с использованием более

совершенных алгоритмов и помещают результирующий продукт  на CD–ROM.

В настоящее  время целый ряд фирм активно  ведет разработку алгоритмов сжатия

видеоинформации, стремясь достичь коэффициента сжатия порядка 200:1 и выше. В

основе наиболее эффективных алгоритмов лежат различные  адаптивные варианты:

DCT (Discrete Cosine Transform, дискретное косинус–преобразование), DPCM

(Differential Pulse Code Modulation, разностная импульсно–кодовая модуляция)

, а также фрактальные  методы. Алгоритмы реализуются аппаратно  — в виде

специальных микросхем, или “firmware” — записанной в ПЗУ программы, либо чисто

программно.

Разностные алгоритмы сжатия применимы не только  к видео–изображениям, но и к

компьютерной  графике, что дает возможность применять  на обычных персональных

компьютерах новый  для них вид анимации, а именно покадровую запись рисованных

мультфильмов  большой продолжительности. Эти мультфильмы могут хранится на

диске, а при  воспроизведении считываться, распаковываться  и выдаваться на

экран в реальном времени, обеспечивая те же необходимые  для плавного

изображения 25–30 кадров в секунду.

При использовании  специальных видео–адаптеров (видеобластеров)

мультимедиа–ПК  становятся центром бытовой видео–системы, конкурирующей с

самым совершенным  телевизором.

Новейшие видеоадаптеры  имеют средства связи с источниками  телевизионных

сигналов и  встроенные системы захвата кадра (компрессии / декомпрессии

видеосигналов) в реальном масштабе времени, т.е. практически  мгновенно.

Видеоадаптеры имеют быструю видеопамять от 2 до 4 Мбайт и специальные

графические ускорители процессоры. Это позволяет получать до 30–50 кадров в

секунду и обеспечить вывод подвижных полноэкранных изображений

Видекоммуникационные  системы - это одно из лучгих разработок в области архитектуры процессоров  Intel, внедрение которой изменит мир коммуникаций и мультимедиа .  

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.          С. Новосельцев “Мультимедиа — синтез трех стихий”.

Компьютер–Пресс, 7’91.

2.          В. Дьяконов “Мультимедиа–ПК”. Домашний Компьютер, 1’96.

3.          В.Э. Фигурнов “IBM PC для пользователя. Краткий курс” – М.:

ИНФРА-М, 1998.