分布式视频会议系统地关键技术及完成

    Internet不像电路交换网，它没有统一的寻址机制，另外还存在

    防火墙和地址不公开的问题，因此目录服务是分布式会议系统中要解决的重点问题。

    分布式多点视频会议系统的具体实现方案

    整体结构

    该系统的主要硬件如下：①音频/视频捕捉/回放卡。声音、图像和数据作为不同的流进行传送，接收者可选择从某个源只接收声音，这对于没有图像处理功能的端节点特别有用，用静默检测避免不发言时发送音频流。②Codec和DSP（数字信号处理器）卡。DSP根据端用户的选择合成视频和音频源，它还具有屏蔽时钟不同步、声音/图像不同步和分组丢失等功能。卡上还有一个Ethernet网卡，会议系统可直接连到LAN上，无需CPU的参与。音频/视频捕捉/回放卡和Codec/DSP卡之间有直接接口，可绕过系统总线，节省CPU时间。

    传输层协议的选择

由于UDP不提供端到端可靠传输，出现了基于UDP、专为实时

    通信提供传输层服务的RTP协议。尽管RTP本身不实现服务质量保证，但它提供的多路复用、顺序号、时标、监控及对IP多播的灵活接口对我们设计的多播、同步、会话数据加密、动态流控、目录服务、安全穿越防火墙等方法非常重要。RTP是一个开放协议，为上层应用提供了充分的灵活性。但RTP的组成部分之一RTCP（实时传输控制协议）提供的松散管理和监控功能还不能满足我们所需的控制和管理功能（如动态获取和分发多播地址、分发会话密钥等），所以我们采用H.323的集中管理模型。

    （3）网络的多播

    多播在现有网络中实现的并不多，在这种情形下，我们认为实

    现多播的途径可有以下几中：①使用实现了DVMRP的交换式以太网Hub，通过Hub之间的Tunnel功能在Internet上构造多播网络。②在Internet上以传统方式进行分组的复制和转发，端系统通过为每个目的节点复制和转发分组的方式来模拟多播。③当数据从实现多播的局域网向未实现的局域网发送时，使用RTP的Translator模拟多播功能。我们使用的是第三种，为了实现更方便的地址分配和安全保密功能，还需具有动态、分布式和安全特性的目录服务的配合。

    压缩数据流的合成

    在分布式系统中，网络的多播功能使每个端节点可同时接收多个源的图像和声音，而合成由端系统实现。为了降低开销，我们的合成是对压缩视频流进行的。压缩视频流的合成算法也是当前的研究热点，我们的算法利用了以下事实；几乎所有的标准视频压缩数据都包含一系列独立的由预定义分隔符分隔的编码组，通过检查分隔符可将压缩数据流分成像素区域。将各段压缩数据与像素区域对应起来后，就可根据用户设置来重新组装这些数据。

    会话的保密

    接收方发起的多播使得发送方无法控制接收数据的用户，局域网的广播性质使得局域网上任何主机都有可能监听会话，因此有必要对会话数据加密。可以用会话初始协议分发会话密钥，也可用RTP会话配置文件保存会话密钥（这种方法安全性低）。为了防止已知明文攻击，每个消息中应加入一次性且不可预测的信息。RTP报头的时标字段为我们提供了这个机制，而加密RTCP报文之前应在要加密的报文前添加一个随机数。

    时钟同步和声音/视频同步

    点到点连接中接收方根据数据到达速率实现与服务方的同步。

    分布式多点会议中有多个发送/接收对需同步，这种方案就不适合了。我们设计了一种简单有效的方法解决时钟不同步和同一源的声音/图像不同步问题。该方法使用了RTP提供的时标，可简单概括为：静音抑制音频数据包的发送。声音在接收端以接收方的音频时钟回放，音频时钟的不同步在静默期间被抵消。音频/视频的同步是在

    每个音频突发的开始时刻，通过丢弃一些延迟的视频帧或者重用一些视频帧实现的。此机制不需回放时钟与捕捉时钟的同步，它能达到预期性能是基于以下事实：①突发平均持续时间相对静默持续时间较短；②捕捉端和回放端时钟的不同步较小。这两点使音频/视频的同步在较短的突发持续期间内不可能漂移很多。我们对不同源数据流之间的顺序关系没有采取任何控制。随着RMP（可靠多点发送协议）等协议在群组通信中的使用，我们将对这种顺序进行控制。