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。

　　 黄金质量

On2 VP7技术还利用黄金帧来提高质量。在极缓慢地移动的镜头或变焦中，一个周期性的高质量黄金帧会恢复在重复应用环路滤波器或亚像素运动 （sub-pixel motion） 时所丢失的细节，从而保持图像的质量，而结果可以