IP视频电话设计营造逼真环境

伴随宽带的繁荣，IP网络步入千家万户，同时也催生出VoIP业务，全球VoIP用户有望在2010年达到1.5亿。虽然目前国内对VoIP服务的规范还未明朗，但是“擦边球”式的业务已经造就了一个不小的市场，据iSuppli的估算，中国VoIP的市场份额在2005年底约为5.6亿美元，这一数字到2010年可达到11亿美元。随着业务的发展，人们不再满足基本的语音通话，生动的影像可以营造逼真的环境，更能缩短沟通的距离。IP 视频电话除了对视频和语音质量的高要求，电话终端也在向多功能的方向发展，网页浏览、收发e-mail甚至是类似PVR功能的视频留言都将出现在终端话机上。

因而，一个优秀的IP 视频电话开发平台，除了需要支持各种音频/视频编解码的处理能力外，更多的特性体现在平台开发的灵活性上。例如，在应用层添加丰富的I/O接口让客户定制不同的应用、提供良好的图形用户见面以及同时支持SIP和H.323多种通信协议等等。闻亭数字系统公司总裁董永宏把这种方便灵活的方式称作交钥匙（Turn Key）式解决方案。在闻亭和TI最近联合推出的视频电话开发平台VDP-II上，采用了主板+子板的模式，董永宏称这种模块化的设计更适合客户小批量的灵活生产。

高质量的音视频体验

目前的IP 视频电话消费市场是以商业用户为主，他们要求视频电话具备高分辨率和良好的语音质量，以提高身临其境的体验。对于用做长途通话的家庭用户，清晰逼真的环境也能实现，因而先进的编解码技术已经开始应用到新一代的视频电话解决方案中。

图 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。