技术解析：高清视频会议系统基本架构

【中国数字视听网讯】为此本文将对高清视频会议系统基本架构、技术特征及系统的安全应用与视频会议系统发展新潮等问题作分析研讨。

终端基本架构

高清网络视频会议客户端是可被用来实现点对点通话的终端。它通常包括摄像机和负责执行视频压缩算法的基本单元，并通过IP或ISDN网络进行数据流传输。视频会议终端 (EP) 系统可以在两个通话人(点到点)之间或多个通话人(多点)之间实现视频电话呼叫。

通常的视频会议终端 (EP) 至少包含一个高清摄像机和一块屏幕，而高端(远程呈现)系统包含三个高清摄像机和三块大尺寸屏幕，以便能够更好地模拟面对面会谈与其他数据通道。视频会议终端 (EP) 中的处理元件至少可以处理一种高清视频的编码和解码，以及其他图像处理功能(例如图像尺寸的重新调整和屏幕显示等)。高端会议室系统需要多种同步的编码与解码，帧速率可以达到每秒 60 帧。

新型视频会议室系统和远程呈现解决方案提供最新的视频编码解码器，包括 H.264/SVC，并且可以灵活地在高性能平台之上以 1080p 的高清分辨率运行。这些解决方案可以满足视频会议客户需要的高品质，并可保持对前沿供应商产品的集成。

方案主要组成

*主机应用32 位微处理--PowerQUICC ：可为 LAN 和 WAN 网络提供平台。 Power Architecture 单核与多核平台可以提供实时安全的网络通讯和强大的媒体应用处理功能，从而实现协作服务。

*应用数字信号处理器：数字信号处理器采用客户的专有代码实现完全可编程的视频系统。 丰富的外围设备--双路 4x SRIO、4x PCIe、双路 GE，可灵活实现多器件系统解决方案。而2x DDR3，频率800 MHz，适用于高数据速率视频应用。适用于可扩展系统解决方案的 2 核、4 核、6 核引脚兼容的器件，带有丰富的高清视频编码解码器产品，包括功能齐全的 H.264/SVC。所有编码解码器都可以进行伸缩扩展，支持低分辨率的多种数据流，不会出现性能退化。

*电源管理：开关稳压器是一种高效的同步降压或升压调节器，利用集成的 N 沟道功率场效应晶体管 (Power MOSFET) 提供保护特性，并且可以节省空间、实现紧凑的设计。 PMIC 器件包含许多高级特性，包括准确维护开/关上电序列，旨在于确保 CPU和电源系统的正确操作和保护。

安全应用技术

*HDMI/DVI技术应用及其内容加密保护技术

视频传输领域已被HDMI(高分辨率多媒体接口)、DVI(数字视频接口)以及DisplayPort所取代。HDMI和DVI(Digital Visual Interface)数字视频接口的要求几乎完全相同，并同时处理一组高频和低频信号。其中HDMI是DVI标准的升级增强版，不仅支持音频信号，还改进了DVI标准的不足，即DVI+音频=HDMI。HDMI接口小巧(与USB相当)，采用TMDS编码(最小跳变差分信号又称最小化传输差分信号)，传输线长度为15m，并可向下兼容DVI，也支持HDCP(高带宽数字内容保护)。既避免了内容非法拷贝，同时还支持VESA组织的EDID(扩展显示识别数据)、DDC(显示数据通道，用以读出EDID)及DMT(监视同步协议)。

DVI用于与数字显示器的高速数字连接，采用TMDS技术来传输数据的高频(视频)信号。

*12C总线的应用。

12C总线因为简单且容易上手，故应用范围很广泛。12C总线由双线式的通信总线组成.支持单个主控器(master)与多个受控器(slave)之间的双向数据传输。主控器或处理器负责控制总线一一特别是串行时钟 (SCL)线。数据通过串行数据(SDA)线在主控器与受控器之间传输。数据可以4种速度或模式进行传输。其通过处理器，或对总线速度加以控制可实现混合速度通信。12C总线可用于当前众多的、基于微控制器及微处理器的系统或其他链接了诸多I/O设备的系统，也很适合电信/网络的应用。

*高带宽数字内容保护(HDCP)。用于通过DVl发送视频信号时的内容保护；实现HDCP(见图2兰色块HDMI/DVI- HDCP的实现示意)，需要从数字内容保护认证的L.L.C(Intel的子公司)获取唯一的许可。(用加密技术防止受保护内容受到窃听)。

TMDS信号采用四个差分对传输R、G、B和时钟，占用19针连接器的8个引脚。HDMI和DVI设计为“即插即用”，即监视器(接收端)和视频源连接在一起时寻找最佳性能协同工作的方法。多数新型TMDS HDTV(高清晰度电视)芯片包含两组完整TMDS (高频)输入，但无法处理LoF(低频)信号。

TMDS包括3个R、G、B数据和1个时钟(clock)，共计4个通道(称为1个TMDS连接，见图2(b)中间所示)的传输回路。TMDS是把8位的RGB视频数据变换成10位转换最小化、DC平衡的数据，再完成数据的串行处理；接收端设备对串行数据解决串行变成并行数据，再转换成8位视频信号。因此，传输数字RGB数据需要3个转换最小化差分采样信号构成一个TMDS连接。图2(b)所示为TMDS信号技术与图像和音频信号内容保护技术示意图说明。

每个通道提供165MHz带宽，1个10位的TMDS传输通道速率达1.65Gb/s，3个TMDS通道速率达4.95Gb/s。若采用dual-1ink连接方式，其带宽可达330MHz，传输速率可达9.9Gb/s，支持1600Х1200@85Hz的UXGA或2048Х1536@75Hz的QXGA图像以及720p、1080i、1080p的HDTV视频信号的无压缩实时传输。

发送器分别将视频、音频信号变换并合成为接收器可接收的信号格式。然后，进行HDCP加密处理以及TMDS编码，将并行视频、音频等数据行串行化处理，以最小化差分信号形式进行传输。在接收侧进行的处理与发送侧顺序相反。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。这是一个使用了硬件ID的加密系统，发送侧和接收侧以一定间隔相互确认进行传输。HDMI认证了一旦中途不成立时图像和音频信号传输立即被中断的内容保护技术。

*HDMI/DVI数字视频接口功能 要实现HDMI和DVI系统中的“即插即用”功能，源端(通常可以是电脑、摄像机或DVD播放器)和接收端(通常接收机或监视器)必须连接起来。HDMI和DVI借用VESA (视频电子标准协会)的开放标准，采用DDC(数字显示通道)、一个称为HPD(高性能数据)的新信号(热插拔检测)、以及一路可以由源端向接收端提供50mA电流的标准5V信号。在标准的VESA方法中，源端寻址EDID(扩展显示标识数据)EPROM。该EPROM器件包含接收设备的品牌、类型号、以及所支持的分辨率模式。源端和接收端必须至少有一种相同的显示模式，以便二者协同工作。

作为四个差分对连接的TMDS信号，+5V，HPD以及DDC信号。DDC信号连接至EDID，EDID电源由接收端内部提供。源端和接收端通过I2C兼容的DDC线路进行通信。I2C规范是+5V规范。典型的EDID EPROM如24LC22包含2kb的EPROM用于存储所需信息，可工作于2.5V至5.5V。工作于+3.3V电源时，典型的低成本EDID EPROM不具备+5V耐压。因此，EDID EPROM器件必须工作于+5V电源，或者外部带有+5V保护。

显示数据通道(DDC)是用于读取表示接收侧清晰度等显示能力的扩展显示标识数据(EDID)的信号线。搭载HDCP的发送接收设备之间也利用DDC线进行密码键的认证。而连接源设备与接收器，任何源设备与接收器之间的HDMI连接都具有智能化特点，即接收器的EDIDROM芯片将显示所支持的全部音频和视频格式，包括色深模式。这种方式可以使用户享受到经过自动优化、达到最佳质量模式的音频与视频体验，所有连接在一起的HDMI设备都能够对这种功能提供相互支持。