IP網(wǎng)絡(luò )的設計目標是解決計算機系統之間的數據傳輸，所以對于為實(shí)現人與人之間的實(shí)時(shí)音頻及視頻傳輸的視頻會(huì )議來(lái)說(shuō)，是一個(gè)與生俱來(lái)的極大挑戰。而Vidyo通過(guò)自有的專(zhuān)利技術(shù)，已經(jīng)徹底解決了這個(gè)挑戰。
即使是當今IP網(wǎng)絡(luò )，特別是移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò )，也會(huì )發(fā)生數據包丟失和抖動(dòng)。 對于典型的數據驅動(dòng)應用程序，例如電子郵件或網(wǎng)頁(yè)瀏覽，這些網(wǎng)絡(luò )損傷通常不會(huì )影響用戶(hù)體驗。 然而，在實(shí)時(shí)交互式通信應用中，這是非常明顯的。 網(wǎng)絡(luò )抖動(dòng)經(jīng)常表現為馬賽克的圖片和斷斷續續的音頻。
視頻壓縮基礎
視頻被高度壓縮是為了更好的節省帶寬，因此對額外的信息丟失，沒(méi)有很好的機制來(lái)應對。更具體地，現在所有視頻壓縮技術(shù)都是預測性的，這表明當前大多數幀的編碼信息需要參考前序幀的編碼信息來(lái)進(jìn)行更高的壓縮。因此，幀的損失不僅會(huì )影響當前幀的解碼，而且會(huì )影響到后續幀的解碼。 因此，數據包丟失對視頻質(zhì)量有明顯的影響。
前向糾錯和重傳
為了減少數據量的丟失，相應的機制被引入。 前向糾錯（FEC）機制就是利用在多個(gè)數據包之間復制信息，從而增加了信息傳送的概率。 然后，FEC機制的缺陷是，它有時(shí)可能傳輸了額外不需要的信息，反而對于已經(jīng)是很大的視頻流的大小是個(gè)增加 。 更糟糕的是，在許多情況下，網(wǎng)絡(luò )包丟失是由擁塞引起的，不必要地發(fā)送附加數據會(huì )增加擁塞，反而進(jìn)一步增加網(wǎng)絡(luò )包丟失。
為了克服這個(gè)缺陷，特定信息的重傳只能在必要時(shí)進(jìn)行，這就確保只有網(wǎng)絡(luò )丟包的信息了被多次重傳，而沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )丟包的信息不需要重傳。然而，重傳機制造成了往返延遲以來(lái)恢復丟包數據，這種延遲可能會(huì )影響實(shí)時(shí)交互視頻。
流媒體和高延遲應用
一些視頻應用，如流媒體直播，可以適應延遲。 當觀(guān)眾觀(guān)看視頻流時(shí)，與遠程人員沒(méi)有交互，所以如果有額外的延遲，觀(guān)看視頻的觀(guān)眾將永遠不會(huì )真切感覺(jué)到這種延遲。在這些情況下，對于網(wǎng)絡(luò )容錯，通過(guò)在播放之前緩沖視頻流可以有效地適應和解決。緩沖器的作用就是可以高效的整理在不同網(wǎng)絡(luò )條件下接收到的視頻。做為一個(gè)媒體播放的緩沖器，當遇到丟失的網(wǎng)絡(luò )包時(shí)，可以發(fā)送重傳請求，得到丟失的數據信息，當信息完整時(shí)，開(kāi)始播放。 因此，因為流媒體應用對于延遲沒(méi)有很高的要求， 重傳可以是處理網(wǎng)絡(luò )丟包的有效手段。在有問(wèn)題的網(wǎng)絡(luò )上傳輸時(shí)，流媒體應用通常比較容易，因為用戶(hù)場(chǎng)景對實(shí)時(shí)性的要求要低 。
交互和低延遲應用
交互式視頻應用不能容忍高延遲，當交互式視頻會(huì )話(huà)遇到高延遲時(shí)，講話(huà)的人在講完話(huà)后需要漫長(cháng)的等待遠端的響應和回復，這使得交互式交流非常不自然，導致非常差的用戶(hù)體驗。
為了確保交互性，視頻的播放必須在視頻流被接收和解碼之后立即開(kāi)始。當解碼器遇到丟失的數據包時(shí)，它會(huì )請求一個(gè)重傳，然而會(huì )導致兩個(gè)一樣的不友好結果選項：要么視頻暫停、要么顯示非常差的（或“馬賽克”）圖像，當收到丟失的信息時(shí)，視頻圖像恢復正常。傳統的視頻會(huì )議應用程序在網(wǎng)絡(luò )包丟失的情況下，沒(méi)有很好的機制能解決這種低延遲和高體驗的沖突 。
使用可擴展編碼
Vidyo在交互式視頻應用中創(chuàng )新式地使用可擴展視頻編碼（SVC），并且擁有許多相應的專(zhuān)利技術(shù)。Vidyo利用可擴展視頻編碼的獨特屬性，實(shí)現強大的錯誤容錯，克服了數據包丟失，同時(shí)最大限度地減少對交互性和視頻質(zhì)量的影響。可擴展視頻編碼的工作機制就是將視頻流編碼成多個(gè)視頻層：基本層和一個(gè)或多個(gè)增強層。 每層通過(guò)向基本層添加空間分辨率和幀速率來(lái)增強視頻，從而產(chǎn)生更高品質(zhì)的視頻。 通過(guò)視頻分層信息與中間的智能路由器的配合，傳輸中的視頻可以動(dòng)態(tài)地調整分辨率和幀速率以適應當前網(wǎng)絡(luò )條件，最終達到最佳的視頻流。
SVC和傳統視頻編碼之間的另一個(gè)重要區別在于編碼視頻流中的依賴(lài)關(guān)系。 在傳統編碼中，幀從幀直接進(jìn)行預測，而在可擴展視頻編碼中，可以使用更復雜的預測結構，并且可以從不同時(shí)間點(diǎn)或不同分辨率的其他幀預測幀。 這導致整個(gè)視頻流在遇到數據包丟失時(shí)不太容易損壞圖像。 Vidyo通過(guò)自己的專(zhuān)利技術(shù)，利用可擴展編碼的這些特性來(lái)解決丟包問(wèn)題。
測試錯誤容錯
那么，如何比較不同解決方案的錯誤容錯效果呢？關(guān)鍵是對各種網(wǎng)絡(luò )條件下的視頻體驗進(jìn)行定性評估。您必須確保，即使遇到像在現實(shí)網(wǎng)絡(luò )中出現的不穩定網(wǎng)絡(luò )條件時(shí)，用戶(hù)仍然能夠進(jìn)行很自然的溝通。
當驗證交互式視頻通信系統的錯誤容錯時(shí)，重要的是要注意影響系統可用性的所有因素。 圖像停止和馬賽克相對來(lái)說(shuō)比較直觀(guān)，通常會(huì )引起最多的關(guān)注，而表現之下的延遲，往往有時(shí)會(huì )被忽略， 這可能導致不準確的系統評估。 換句話(huà)說(shuō)，簡(jiǎn)單地通過(guò)循環(huán)播放視頻來(lái)進(jìn)行系統評估是非常不準確的。確保您進(jìn)行徹底和完整測試的最佳方法是在網(wǎng)絡(luò )條件差的情況下，讓用戶(hù)進(jìn)行互動(dòng)式討論，這將很快說(shuō)明網(wǎng)絡(luò )錯誤容錯機制是否帶來(lái)明顯的延遲。當延遲達到高水平時(shí)，用戶(hù)體驗將迅速變差，用戶(hù)將不再使用視頻聊天進(jìn)行溝通。
即要保持連貫的高質(zhì)量圖片，又要同時(shí)保持低的延遲，這是一個(gè)很難協(xié)調的平衡。但最好的用戶(hù)體驗是他們沒(méi)有意識到他們正在用遠程視頻交互，用戶(hù)完全沉浸于交流的內容，而沒(méi)有覺(jué)察到與他們交談的人不在旁邊。因此，在為你的項目選擇好的遠程交互方案時(shí)，一定要在不良網(wǎng)絡(luò )情況下徹底評估視頻質(zhì)量和交互性。
