IP视频电话设计营造逼真环境

虎贲 2007/07/05

基于DM644X的视频电话方案

　　新兴的视频编解码标准H.264需要的带宽只有目前通用的H.263的一半、MPEG-2的1/5，这个性能优势将允许流媒体在更低的带宽上传输，非常适合像网络视频应用这样在带宽受限紧缺的应用中。董永宏告诉记者，IP 视频电话中通常采用H.264 Baseline Profile，它满足了实时通话的低延迟要求，同时还能实现720x480的D1分辨率。此外，IP 视频电话机正在综合更多的多媒体功能，例如有些解决方案厂商在应用软件里加入了视频回放和录制功能，从而实现视频留言。或者为了增加数码像框的功能而加入JPEG帧采集。

　　在音频编解码技术方面，国际电信联盟 (ITU)针对宽带 IP 电话应用的 G.722.2 （WB-AMR）规范将成为IP 视频电话的主导标准。G.722.2 是取样在 16KHz 的语音压缩标准，音频覆盖从 50Hz 到 7KHz。与窄带编解码器如 G.711 和 G.729 相比，G.722.2通过提高摩擦音（如 s、f）的可理解性来改善所有通过 IP 和无线网络传输的语音交流。设计人员还需要考虑到与移动电话的IP通话，采用GSM-AMR（Adaptive Multi-Rate）语音编解码技术可以减少GSM- G.729的转换环节，改善固定电话和移动电话的通话质量。值得一提的是，iLBC也是一种收到欢迎的低比特率编解码，iLBC在丢包率达到10%的情况下都能具有健壮性，因而输送的语音音质超过 G.729 和 G.723.1。iLBC 支持两种基本的帧长度：13.3 kbps 比特率下编码帧长度为 30 ms；而 15.2 kbps比特率下编码帧长度则为 20 ms。

　　除了音视频编解码技术外，一个好的实时软件框架同样能帮助改善体验。例如，QoS自适应功能、DTMF抖动缓冲器和媒体同步化等等。
　　
　　双核处理优势

　　IP 视频电话的开发面临着成本和性能的双重挑战，高性能的数字媒体处理器在其中举足轻重。通常情况下，IP 视频电话需要处理2种不同的任务：事务密集型和流密集型。有些解决方案在VoIP系统中加入视频协处理器控制设计成本，但是却没有足够的带宽处理宽带音频和高清视频。

　　相较而言，集成一个通用处理器和一个DSP的双核数字多媒体SoC更能有效协调成本和性能之间的关系：采用ARM处理器处理事务密集型任务，用DSP处理流密集型任务。在一个典型的MPEG-4编解码器中，离散余弦变换及其反变换、像素插值和运动估计四种功能大约占据了整个处理过程的80%，一个每秒15帧的MPEG-4解码几乎占据了RISC处理器的所有资源，而DSP却有足够的计算能力完成相同的任务。在双核架构中，ARM处理器则负责支持应用操作系统并完成以控制为核心的应用处理，ARM集成了大量的内部电路和外围接口，例如LCD控制器、UART串行接口、USB2.0、I2C等等。双核架构的一个明显优势就是可以使操作系统的效率和多媒体代码的执行更加优化并延长电源寿命；同时采用双处理器可以将总工作负荷进行合理划分，从而降低时钟工作频率，减少系统的功耗。

　　有些解决方案还添加了一种视频／影像协处理器 (VICP)，用于减轻相关算法（如：JPEG、H.264、MPEG4 与 VC-1）的 DSP 内核繁重的视频与影像处理负担，从而使更多的 DSP MIPS 能够用于视频后处理或者其他并行运行功能。

　　IP视频电话的发展正在经历着类似2001年VoIP的发展状况，一方面要求高质量的基本通话功能，另一方面设备制造商也正在单一设备上提供更多的附加增值应用，如WEB浏览器、Wi-Fi、短消息甚至是互动游戏等等。而随着技术的发展，视频电话也正在协调成本和性能的关系，有望在不久的将来走进大众的生活。

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