实时网络视频设计方案

在某个层面上，On2 科技有限公司 （On2 Technologies） 的 TrueMotion VP7 技术实现这一目标的方式与其它视频编解码器几乎相同。不过，On2 的VP7技术却包含了多项使其与众不同、脱颖而出的创新性技术，而且这些技术目前正在申请专利。

　　黄金帧 （Golden Frame）

　　对 On2 TrueMotion 编解码器的新用户而言，最令人惊喜的功能之一是黄金帧。就象其它压缩器一样，TrueMotion 也保留一个最新解压的帧作为当前帧的预测器。TrueMotion 编解码器和 VP7 则特别改为保留过去任意一个解压数据的帧。这种编解码器能够更新某个帧在未来任一点的任何部分。我们称这种二级参考帧为黄金帧，并已发掘出它的众多用途。

　　数据在网络上是以很小的称为帧（Frame）的单位传输的，帧由几部分组成，不同的部分执行不同的功能。帧通过特定的称为网络驱动程序的软件进行成型，然后通过网卡发送到网线上，通过网线到达它们的目的机器，在目的机器的一端执行相反的过程。接收端机器的以太网卡捕获到这些帧，并告诉操作系统帧已到达，然后对其进行存储。就是在这个传输和接收的过程中，嗅探器会带来安全方面的问题 。

 

　　图1：On2 VP7的帧类型

　　帧--就是影像动画中最小单位的单幅影像画面，相当于电影胶片上的每一格镜头。 一帧就是一副静止的画面，连续的帧就形成动画，如电视图象等。 我们通常说帧数，简单地说，就是在1秒钟时间里传输的图片的帧数，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次，通常用fps（Frames Per Second）表示。每一帧都是静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。每秒钟帧数 （fps） 愈多，所显示的动作就会愈流畅。 　　关键帧--任何动画要表现运动或变化，至少前后要给出两个不同的关键状态，而中间状态的变化和衔接电脑可以自动完成，在Flash中，表示关键状态的帧叫做关键帧。

　　注：这些帧类型仅供参考。利用 VP7 入门开发工具包，用户可以准确控制帧何时使用或更新黄金帧或最后的帧参考缓冲器。

　　前景影响大

　　我们发现黄金帧的第一个用途是前景和背景视频的分割。例如，大多数视频会议应用中，总是有一个人在静态的背景前面讲话。这个发言人遮蔽了背景，但随着他在座位上的移动，会显露出局部背景。TrueMotion编解码器利用非移动的高质模块来更新黄金帧，即使前景快速移动，也可以保持高质量的背景图像。

　　丢包恢复

　　我们还可以在丢包情况下采用黄金帧。在一般的视频会议系统中，接收器在发现丢包时，会用信号通知发送者。发送者一接收到这个信号，就会对一个独立于前面各帧的帧 （即‘关键帧’） 进行编码来恢复。该帧由于必须从头开始编码，故往往非常大，这会导致视频的播放断断续续。另一种情况是，这是一个低质量的帧，看起来比周边的帧要模糊，而且产生视觉干扰脉冲。

　　VP7恢复帧

　　帧0是关键帧

　　帧1到6都只根据前一个帧来构建预测器

　　帧7只以帧0为参考

　　即使帧1到6中的任一个丢失了，VP7仍然能够对帧7进行解码，因为它只以帧0为参考

　　图2：利用恢复帧来处理丢包问题

　　视频会议

　　电视会议是用电视和电话在两个或多个地点的用户之间举行会议，实时传送声音、图像的通信方式。它同时还可以附加静止图像、文件、传真等信号的传送。参加电视会议的人，可以通过电视发表意见，同时观察对方的形象、动作、表情等，并能出示实物、图纸、文件等实拍的电视图像或者显示在黑板、白板上写的字和画的图，使在不财点参加会议的人感到如同和对方进行“面对面”的交谈，在效果上可以代替现场举行的会议。

　　多方视频会议也可以采用黄金帧。在多方会议系统中，各个用户的连接带宽都不同。一般的解决方案是把带宽减小到一个假定的最小公分母：所有用户都以最慢的连接都能接收的速度来收取数据。

　　基于On2 VP7技术的系统则采用了一种新颖的替代方案。通过使用黄金帧、普通帧和可抛弃帧，VP7 可获得四个级别的有限时间可调性。这意味着我们可以根据每一方的需要生成不同的比特流 （参见图3）。这样，会议中的高清方就不会受到较低速连接的影响。最重要的是，这种方案无需额外的CPU成本。

　　图3：采样时间可调性模式和On2 VP7

　　每一个比特流都需要较低的帧速率来解码。因此，带宽最低的用户可以接收 5 fps 的比特流；而带宽最大的用户可接收全 30fps。