隨著計算機技術和微電子技術的不斷進步，視頻處理技術與應用技術有了很大的發展，而通信網的巨大發展，也為視頻技術的高速發展帶來了機遇。在通信網中，無論是有線技術還是無線技術都在朝著寬帶化和IP化方向發展，而寬帶化的網絡最重要的特征就是能夠充分地支持多媒體業務，主要就是支持不同速率、不同質量的視頻業務。而通信網協議IP化的發展，也對實時性要求較高的視頻應用提出了新的要求。本文將從信源壓縮技術、多媒體系統通信協議、寬帶網絡技術以及多媒體運營系統等方面探討視頻技術未來發展的趨勢。

　　一、視頻信源壓縮編碼標準

　　在多媒體應用中，視頻數據量方面可壓縮的信息量最多，而壓縮處理后的視頻質量的高低是決定多媒體服務質量好壞的主要因素，因此視頻技術是多媒體應用的核心技術。在學術和應用領域許多人都在致力于視頻壓縮技術的研究，并且制訂了幾個標準，如：99vU-T H.261，H.263和ISO/IEC的 MPEG-1和MPEG-2。這些標準覆蓋了很大的視頻速率范圍和應用領域，支持不同速率、不同的圖像質量要求等條件的視頻業務，能夠滿足包括電視會議、視頻電子郵件、可視電話、廣播級視頻應用等不同要求的服務。隨著視頻應用需求的不斷發展，視頻壓縮技術也有了很大的提高，新出現的壓縮標準有了更高的壓縮效率（在相同的圖像質量下需要更低的傳送碼率或在相同的傳輸速率提供質量更好的圖像），同時支持不同的傳輸速率以適應不同的傳送網絡。

　　在目前已經大量應用的壓縮標準中，MPEG-1和MPEG-2是面向廣播級或準廣播級應用的。MPEG-1標準主要是為了視頻存貯媒體如VCD而制定，該標準能夠適應變碼流的處理，其主要目的是在1～1.5Mbit/s的情況下，提供30幀CIF (352×288) VHS的質量的圖像。MPEG-1 的實時編碼通常需要硬件才能完成，解碼可以用軟件來完成。MPEG-1 不能提供分級圖像編碼，也不能在丟包率高的情況下應用。
　　
　　MPEG-2 標準擴展了MPEG-1標準，能夠支持高分辯率圖像和聲音。目標碼率是 在3～15Mbit/s傳輸速率條件下提供廣播級的圖像，而且能夠提供SNR、時間、空間三種分級編碼。該標準應用于衛星廣播時，在當前的一個模擬信道中，不犧牲質量的情況下能提供5路數字的編碼節目。
　　
　　H.261與H.263標準主要面向于低碼率的視頻應用，如可視電話和會議電視。H.261是最早出現的視頻編碼標準，它的輸出碼率是64kbit/s的倍數。 H.261主要是為了ISDN的會議電視和可視電話的應用。H.261所需要的計算量能夠顯著下降。這種算法通過均衡圖像質量和運動來優化帶寬，所以圖像快速運功時質量會下降。H.261的輸出速率是恒定的，而圖像質量非恒定。
　　
　　H.263是為了支持低速率的通信而制定的標準，但希望能夠適應較大的動態范圍，而不僅限于低碼率，而且能取代H.261。H.263能適應誤碼率高的信道具備容錯的能力。
　　
　　由于公用電話網(PSTN)和無線網絡上的傳輸速率仍然很有限，而且誤碼率高，上述的標準不能滿足這類高壓縮效率和強信道冗錯能力的應用要求。針對以上壓縮算法的不足，目前出現了一些新的壓縮標準，如H263+和MPEG-4標準。H263+以及后來的H263++、H26L能很好地解決低碼率視頻應用問題，它們在提高編碼壓縮效率的同時，提高碼流對高誤碼率信道的容錯能力，而且都是通過選項（option）的形式提供的，方便靈活，且能夠兼容本標準的以前版本。H.263 VERSION 2 （或稱H263+）是在H.263的基礎上以增加編碼的可選項的形式改進的，在語法上與H.263兼容，但編碼效率有很大提高，適用范圍也更大。其主要的應用方向仍是低碼流的視頻業務，用于PSTN以及無線接入的高誤碼比的通信環境，因此在H263+中既增加了一些改進編碼效率的方法，同時也提高了抗誤碼性能的能力。由于實現成本較低，H263+標準已經越來越多地被采用。
　　
　　MPEG-4標準則是今后一段時間壓縮標準的主流。MPEG-4標準既能夠支持碼率低于64kbit/s的視頻應用，也能夠支持廣播級的視頻應用。與其他壓縮標準相比，MPEG-4標準在DCT的基礎上引入了圖像模型的概念從而具有更高的壓縮效率。MPEG-4的工作集中于發展MSDL (MPEG-4 Syntactic Description Language)語言。MSDL和Java的思想一樣，能夠通過下載功能模塊部分建立新編解碼器。

　　二、多媒體信息系統通信協議

　　目前使用最為廣泛且發展前景最好的多媒體業務主要是會議電視、遠程教學、遠程醫療、可視電話等業務，而實現這一系列業務的核心就是多媒體會議體系標準。99vU-T 的H系列標準是為多媒體會議而制訂的，其中包含了視頻編解碼，語音編解碼，復接/解復接等內容。不同的標準組采用了相同的系統框架，其對應的各部分內容也基本相同，主要區別在于為了適應不同網絡而設計的包優化和網絡接口的定義。目前主要的幾個協議組包括H.320 、H.324 和H.323。
　　
　　H.320是基于ISDN的視頻會議系統，是目前會議電視和可視電話主要采用的協議，也是應用得比較廣泛和成功的協議組。 H.320規定了視頻和語音編解碼的標準、復接、解復接和控制一整套協議。其中有語音的編解碼的標準G.711、G.722、G.728、G.729，編碼速率8kbit/s～64kbit/s，不同的標準所提供的語音質量不一樣。視頻編解碼標準有H.261、H.263、H.263+，其中復接采用定義到比特的H.221標準，控制部分采用H.242進行終端之間的能力交互。由于ISDN協議是基于電路交換的，其優點是能夠保證傳輸帶寬，從而充分保證視頻服務的實時性，使傳輸帶寬在目前實際應用中具有更高的商業可操作性。
　　
　　H.324是基于PSTN的視頻會議系統，同樣也規定了視頻和語音編解碼的標準、復接、解復接和控制一整套協議。其中語音編解碼的標準有G.723.1、G.729等，視頻編解碼標準有H.261、H.263、H.263+，其中復接采用H.223，控制部分采用H.245。自從1996年就有了符合標準的系統，但是因為傳輸速率很低，視頻質量比較差，因而沒有很大的發展。但第三代移動通信可能采用H.324系統，這樣H.324系統將會有很大的發展。
　　
　　H.323是基于IP分組網的視頻會議系統，用于分組網絡，通常包頭是40字節，包大小是1500字節。能夠達到一個合理的開銷和凈荷比。H.323中語音的編解碼的標準G.723.1、G.722、G.728、G.729傳輸速率達8kbit/s～64kbit/s。視頻編解碼標準有H.261、H.263、H.263+，其中復接采用H.225.0，控制采用H.245，其協議結構如圖1所示。由于IP協議不僅已經統治了桌面和通信網絡的接入層，而且通信網絡的骨干層和匯聚層也越來越多使用IP協議，這使得H.323協議組有了非常旺盛的生命力。實際上，早期的IP電話系統就已經使用了H.323協議組框架，由于IP協議是面向無連接的數據報通信，網絡的時延、時延抖動在理論上都沒有保證，這增加了H.323在應用中的復雜性，需要網絡提供商、視頻服務提供商密切地配合并采用更加合理的網絡資源分配方案。

　　三、寬帶網絡技術的發展

　　近幾年來，寬帶網絡技術有了很大的發展。對于視頻應用來說，網絡發展產生的影響主要在兩個方面：一是網絡（包括有線網絡和無線網絡）可以提供更高的接入帶寬，這為大規模開展視頻服務奠定了基礎；二是針對視頻服務，在網絡建設過程中，尤其是在IP網絡建設過程中越來越強調QoS/CoS的概念，使商用化的多媒體應用成為現實。
　　
　　有線網絡的發展主要體現在接入帶寬的不斷提高，目前正逐漸成為主流以及有潛力成為未來主流的接入技術，它包括4個方面。
　　
　　1．ADSL是目前最令人注目的寬帶接入技術,ADSL業務能力可提供的傳輸通道為非對稱高速傳輸通道，ADSL可提供6～8Mbit/s的下行數據流，上行通信速率可以達到640kbit/s，同時可進行PSTN上的模擬話音通信。由于寬帶多媒體業務的發展有一個過程，從近期的主要業務需求看，1.5Mbit/s的傳輸速率已可滿足，因此ADSL是目前寬帶接入的首選技術。
　　
　　2．光纖到小區結合樓內綜合布線。隨著駐地網的開放，目前很多新的電信運營商都將此方案作為進入電信領域的首選。通過重新鋪設五類線，用戶可以獲得10M甚至100M的接入帶寬，可以充分支持多媒體業務。該技術的缺點是將傳統的計算機網技術應用于工作環境參差不齊的小區和樓宇，運行維護具有一定的難度，而且覆蓋范圍比較小。

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