IP視頻電話(huà)設計營(yíng)造逼真環(huán)境
虎賁 2007/07/05
伴隨寬帶的繁榮，IP網(wǎng)絡(luò )步入千家萬(wàn)戶(hù)，同時(shí)也催生出VoIP業(yè)務(wù)，全球VoIP用戶(hù)有望在2010年達到1.5億。雖然目前國內對VoIP服務(wù)的規范還未明朗，但是“擦邊球”式的業(yè)務(wù)已經(jīng)造就了一個(gè)不小的市場(chǎng)，據iSuppli的估算，中國VoIP的市場(chǎng)份額在2005年底約為5.6億美元，這一數字到2010年可達到11億美元。隨著(zhù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，人們不再滿(mǎn)足基本的語(yǔ)音通話(huà)，生動(dòng)的影像可以營(yíng)造逼真的環(huán)境，更能縮短溝通的距離。IP 視頻電話(huà)除了對視頻和語(yǔ)音質(zhì)量的高要求，電話(huà)終端也在向多功能的方向發(fā)展，網(wǎng)頁(yè)瀏覽、收發(fā)e-mail甚至是類(lèi)似PVR功能的視頻留言都將出現在終端話(huà)機上。基于DM644X的視頻電話(huà)方案
新興的視頻編解碼標準H.264需要的帶寬只有目前通用的H.263的一半、MPEG-2的1/5，這個(gè)性能優(yōu)勢將允許流媒體在更低的帶寬上傳輸，非常適合像網(wǎng)絡(luò )視頻應用這樣在帶寬受限緊缺的應用中。董永宏告訴記者，IP
視頻電話(huà)中通常采用H.264 Baseline Profile，它滿(mǎn)足了實(shí)時(shí)通話(huà)的低延遲要求，同時(shí)還能實(shí)現720x480的D1分辨率。此外，IP
視頻電話(huà)機正在綜合更多的多媒體功能，例如有些解決方案廠(chǎng)商在應用軟件里加入了視頻回放和錄制功能，從而實(shí)現視頻留言。或者為了增加數碼像框的功能而加入JPEG幀采集。
在音頻編解碼技術(shù)方面，國際電信聯(lián)盟 (ITU)針對寬帶 IP 電話(huà)應用的 G.722.2 （WB-AMR）規范將成為IP 視頻電話(huà)的主導標準。G.722.2
是取樣在 16KHz 的語(yǔ)音壓縮標準，音頻覆蓋從 50Hz 到 7KHz。與窄帶編解碼器如 G.711 和 G.729 相比，G.722.2通過(guò)提高摩擦音（如
s、f）的可理解性來(lái)改善所有通過(guò) IP 和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸的語(yǔ)音交流。設計人員還需要考慮到與移動(dòng)電話(huà)的IP通話(huà)，采用GSM-AMR（Adaptive
Multi-Rate）語(yǔ)音編解碼技術(shù)可以減少GSM- G.729的轉換環(huán)節，改善固定電話(huà)和移動(dòng)電話(huà)的通話(huà)質(zhì)量。值得一提的是，iLBC也是一種收到歡迎的低比特率編解碼，iLBC在丟包率達到10%的情況下都能具有健壯性，因而輸送的語(yǔ)音音質(zhì)超過(guò)
G.729 和 G.723.1。iLBC 支持兩種基本的幀長(cháng)度：13.3 kbps 比特率下編碼幀長(cháng)度為 30 ms；而 15.2 kbps比特率下編碼幀長(cháng)度則為
20 ms。
除了音視頻編解碼技術(shù)外，一個(gè)好的實(shí)時(shí)軟件框架同樣能幫助改善體驗。例如，QoS自適應功能、DTMF抖動(dòng)緩沖器和媒體同步化等等。
雙核處理優(yōu)勢
IP 視頻電話(huà)的開(kāi)發(fā)面臨著(zhù)成本和性能的雙重挑戰，高性能的數字媒體處理器在其中舉足輕重。通常情況下，IP 視頻電話(huà)需要處理2種不同的任務(wù)：事務(wù)密集型和流密集型。有些解決方案在VoIP系統中加入視頻協(xié)處理器控制設計成本，但是卻沒(méi)有足夠的帶寬處理寬帶音頻和高清視頻。
相較而言，集成一個(gè)通用處理器和一個(gè)DSP的雙核數字多媒體SoC更能有效協(xié)調成本和性能之間的關(guān)系：采用ARM處理器處理事務(wù)密集型任務(wù)，用DSP處理流密集型任務(wù)。在一個(gè)典型的MPEG-4編解碼器中，離散余弦變換及其反變換、像素插值和運動(dòng)估計四種功能大約占據了整個(gè)處理過(guò)程的80%，一個(gè)每秒15幀的MPEG-4解碼幾乎占據了RISC處理器的所有資源，而DSP卻有足夠的計算能力完成相同的任務(wù)。在雙核架構中，ARM處理器則負責支持應用操作系統并完成以控制為核心的應用處理，ARM集成了大量的內部電路和外圍接口，例如LCD控制器、UART串行接口、USB2.0、I2C等等。雙核架構的一個(gè)明顯優(yōu)勢就是可以使操作系統的效率和多媒體代碼的執行更加優(yōu)化并延長(cháng)電源壽命；同時(shí)采用雙處理器可以將總工作負荷進(jìn)行合理劃分，從而降低時(shí)鐘工作頻率，減少系統的功耗。
有些解決方案還添加了一種視頻／影像協(xié)處理器 (VICP)，用于減輕相關(guān)算法（如：JPEG、H.264、MPEG4 與 VC-1）的 DSP
內核繁重的視頻與影像處理負擔，從而使更多的 DSP MIPS 能夠用于視頻后處理或者其他并行運行功能。
IP視頻電話(huà)的發(fā)展正在經(jīng)歷著(zhù)類(lèi)似2001年VoIP的發(fā)展狀況，一方面要求高質(zhì)量的基本通話(huà)功能，另一方面設備制造商也正在單一設備上提供更多的附加增值應用，如WEB瀏覽器、Wi-Fi、短消息甚至是互動(dòng)游戲等等。而隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，視頻電話(huà)也正在協(xié)調成本和性能的關(guān)系，有望在不久的將來(lái)走進(jìn)大眾的生活。
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