Videokonferenzsysteme

Präsentation zum Thema: "Videokonferenzsysteme"—  Präsentation transkript:

1 Videokonferenzsysteme
H.L.Cycon FHTW Berlin

2 VideoKonferenzsysteme
Inhalt Überblick Desktop VC Kodierung Audio Video Standards Realisierungen Demonstration VideoKonferenzsysteme

3 VideoKonferenzsysteme
Was ist VC audio-visuelle Realzeitkommunikation (geringe Verzögerungen < 300ms) symmetrisch (Teilnehmer hören und sprechen, sehen und werden gesehen) VideoKonferenzsysteme

4 Videokonferenzsystem Klassen
Desktop Systeme (DVC) <1000 DM PC+Audio/ Video Peripherie Set Top Systeme TDM TV Gerät + Kamera/ Mikrofon Rollabout Systeme TDM A/V Equipment auf Rollen Room Systeme T...1M DM fest installierte VC Studios VideoKonferenzsysteme

5 VideoKonferenzsysteme
Verbindungstechnik Telefonnetze (garantierte Bandbreite,teuer) digital ISDN, n*64kbit/s, ATM oder analog 2 Punkt oder Mehrpunktsysteme (mit MCU) nur Audio und Video Internet (stark schwankende Bandbreiten) Computerbasiert HW oder SW Systeme 2 Punkt oder Mehrpunktsysteme Applicationsharing (PC Anwendungen) VideoKonferenzsysteme

6 VideoKonferenzsysteme
Anwendungen Generelles Business virtuelle Meetings, Service, Teamwork, Interviews Distance Learning Hochschulen, Firmentraining Telemedizin Diagnosen (second opinion), Fernpflege,.. Regierung/Rechtspflege Ministerien (Bonn-Berlin) Zeugenvernehmungen VideoKonferenzsysteme

7 VideoKonferenzsysteme
DVC über IP + billig (PC Technik) + leicht bedienbar, + PC Funktionalitäten + flexibel - Zuverlässgkeit abhängig vom OS (MS,Linux..) - A/V Qualität abhängig vom Internetverkehr VideoKonferenzsysteme

8 Gütekriterien für ein DVC
CPU Last der Konferenzmaschinerie (SW Codec oder HW Unterstützung) Video & Audio Qualität Verzögerung Zuverlässigkeit Netzwerk Voraussetzungen (Netzlast, QoS) VideoKonferenzsysteme

9 Netzstrukturen (Multipoint VC)
MCU Maschennetz Sternnetz mit Server VideoKonferenzsysteme

10 HW Voraussetzungen DVC
PC (> 500 MHz CPU bei SW Codecs) Headset (Hörer/Mikrofon) Kamera Grabberkarte/USB Schnittstelle alternat: Videokarte Netzanschluss (INet oder ISDN) VideoKonferenzsysteme

11 VideoKonferenzsysteme
DVC VideoKonferenzsysteme

12 VideoKonferenzsysteme
Grundproblem Video Daten sind extrem datenintensiv, z.B.: eine CIF (352*288) Sequenz erzeugt einen Datenstrom von ca. 36 Mbit/s (Bildrate 15 fps) für Schmalband ISDN oder Modemverbindungs-strecken haben Kbit/s => man benötigt Datenkompressionsraten von 1: :1500 oder höher VideoKonferenzsysteme

13 VideoKonferenzsysteme
Videoformate Bandbreiten VideoKonferenzsysteme

14 VideoKonferenzsysteme
Video Parameter benötigte Bandbreite (Datenmenge in der Zeit) begrenzt durch Leitungskapazitäten/Speicherplatz wird verringert durch höhere Kompression + Bildqualität (PSNR in dB) wird verringert durch höhere Kompression -(Unschärfe, Störungen) Bildfolge Frequenz (Fps) begrenzt durch Rechengeschwindigkeit VideoKonferenzsysteme

15 VideoKonferenzsysteme
Optimimierungs Raum Rate-Distortion vs Complexity Ziel 40 40 Bildqualität 38 38 PSNR (dB) 36 36 20 20 Kompressions 20 Rate 25 25 15 Rechenzeit (Komplexität) 30 30 10 VideoKonferenzsysteme

16 Video Kompressions Konzepte (verlustbehaftet)
Einzelbildkompression durch Entfernen redundanter und visuell irrelevanter Anteile (Transformations Kodierung) Verringerung der zeitlichen Redundanz (Prädiktions Kodierung: DPCM, Motion Compensation) VideoKonferenzsysteme

17 Transformationsbasierte Codierung
Q PC/C Eingangsbild Kompressor Bitstrom Transformation: Dekorrelation, Kompaktierung von Energie, realisierbar durch schnelle Algorithmen, reversibel Quantisierung: Eliminierung psychovisuell irrelevanter Information, irreversibel Prä-Coder: Vorverarbeitung zur weiteren Eliminierung statistischer Redundanz, reversibel Coder: Erzeugung Codes variabler Länge, reversibel VideoKonferenzsysteme

18 Zeitliche Redundanz Reduktion Prädiktive Kodierung
Coding Prediction Dec Encoder Decoder DPCM t GOP VideoKonferenzsysteme

19 Videokompressionsstandards
VideoKonferenzsysteme

20 Kommunikationstandards
H.320,H.323: ITU-T Umbrella-Standards für A/V & MM Konferenzen über ISDN bzw. “Paket vermittelte” Netze (dh. Intranet bzw. Internet) regelt: Videocodierung (H261/H263) Audiokodierung (G.722,...G.729) point to point, Multipoint VC, VoIP (Internet Telefonie) VideoKonferenzsysteme

21 VideoKonferenzsysteme
Realisierungen Netmeeting (SW) CuseeMe (SW) Picture Tel (HW) Lucent (HW, SW) VCON (HW) ... Davico (SW) VideoKonferenzsysteme

22 Multipointkonferenzsystem Davico
VideoKonferenzsysteme

23 VideoKonferenzsysteme

24 Technische Details Davico
Software Lösung Waveletbasierter Video Codec MP3 Audio Codec multipointfähig ohne MCU Unicast/Multicastfähig Qualität skalierbar für verschiedene Banbreiten VideoKonferenzsysteme

25 Unicast / symmetrische Verbindungen
Multicast VideoKonferenzsysteme

26 VideoKonferenzsysteme

27 VideoKonferenzsysteme
Ausblick Mehr Bandbreite! UMTS => mobile VCs 3D Konferenzen + VR „visuelle Vernetzung“ Verkehr von der Strasse ins Netz VideoKonferenzsysteme