浅析多点视频会议中的多画面合成方法
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【摘要】视频面合成是视频会议中一个重要的功能，本文根据视频合成的功能，对多点视频会议中的多画面合成方法进行了简要的概述，并且在现实中的具体应用也进行了阐述。
【关键词】视频会议；多画面合成
随着科技的发展和计算机的普及应用，视频会议系统在会议中得到了广泛的应用，它在企业召开重大的会议，消息、做出及时的决策上提高了工作的效率，同时也减少了企业人员的出差频率，减少了企业的差旅费用，降低了企业的运营成本。对于多点视频会议来说，按照每个终端接收到的画面多少可以分为单画面视频会议和多画面视频会议两种。其中单画面视频会议中的每个终端在同一时刻只能接收到和显示一个远端的画面，而多画面视频会议每个终端同一时刻就可以同时接收和显示多个远端的画面，这个时候就需要采取视频合成技术来保证多画面视频的正常运行。
有时候在视频会议中为了节省显示器的数量，在进行多点视频会议的时候，采用多画面合成器就可以使很多路的画面信息同时显示在一台显示器上，为视频人员提供更加全面的视频信息。一般的多画面合成分为四画面、九画面和十六画面。比如，四画面合成器就可以将获得的四路视频信息传输到这四画面合成器的输入端中，然后再通过从四画面合成器的输出端将输出的信息连接到一台显示器上。通过这种方法，将视频显示器按照四项限分割的方式进行分割，同时将这四路的画面信息显示在一起，其中每一个画面信息都是有其各自的编码的，所以就可以很明确的知道是哪会会场发出的信息，九画面和十六画面的工作原理和四画面是一样的。采用图像压缩和数字化的处理方法是多画面合成的基本原理，通过合成器将多个画面按照相同的比例压缩到同一个视频显示器上。随着科技的发展，画面合成器也在不断的完善，有的画面合成器还附带有内置顺序切换器的功能，可以将视频会议输入的画面全屏的显示，同时按照预定的顺序和时间将此显示出来。视频记录的每一个画面都是不经过压缩的全屏的画面，所以在观看的时候是不会影响到图像的清晰度的。
一、多点视频会议系统多画面合成的步骤
多画面功能的实现方法有多种多样，但主要分为两大类：像素域合成和压缩域合成。像素域合成比较简单直接的方法，就是将所接收到的几路的画面数据包进行解码，然后将解码后的图像按照视频的图片规格来进行拼接，再进行重新的编码、打包，然后发送给不同的会场。这种方法可行性比较高，但是在多路的编码解码的过程中需要花费大量的时间，并且图像信息的损失也比较大，这就需要MCU的硬件比较的完善，这样才能实现多点视频会议中的多画面合成。压缩合成法就是在接收到几路图像的数据包后，根据图像数据包中的标志信息，直接在码流层按照规律进行修改，修改后的消息就是多个终端合成的信息，然后将这些信息打包发到不同的会场，这种方法在对信息的处理上效率比较的高，但是需要在处理的过程中保证输入码流格式的正确性。
1.数据流的捕获
在多点视频会议中对视频数据流的捕获是最基础的一个阶段，网络数据包的捕获和过滤的具体步骤如下：
（1）打开网卡，将网卡设置成混杂模式；
（2）通过对函数的回调，使得视频设备接收到监听的指令，开始从网络设备驱动程序中处理数据包，并把监听到的数据包传送给过滤程序；
（3）当Packet filter监听到数据包到达时，NDIS中间驱动程序调用分组驱动程序，该程序可将数据传递给每一个参与进程的分组过滤程序；
（4）由Packet filter过滤程序决定丢弃或接收数据包，并将接收的数据拷贝到相应的程序；
（5）通过分组过滤器后，再将未过滤掉的数据包提交给核心缓冲区，当系统缓冲区满后，再将数据包拷贝到用户缓冲区，监听程序可以直接从用户缓冲区中读取捕获的数据包；
（6）关闭网卡。
2.视频数据流的解码
在多点视频会议中对捕获到的视频数据流，一般都是在网络的传输过程中就采用视频解码的方法如H.263视频解码等方法来对其进行了解码，解码后的格式应该设定为CIF格式，这是一种压缩编码图像格式，在多点视频会议的数据流解码这种格式可以在网络传输的过程中节省频带资源，可在有限的带宽下最大限度地提高资源利用率。但是这个数据流解码格式要经过一定的处理后才能够应用于多画面合成，只有通过解码使捕获到的视频数据流变成YUV（RGB）格式后，此图像格式才可直接运用于多画面合成，而且此格式的图像合成也比较方便、快捷。为了使图像由H.263格式转变为YUV（RGB）格式，应运用H.263解码器进行解码。
3.多画面合成
多点视频的数据流通过解码后，就可以对这些数据流进行合成了，也就是所谓的多画面合成，这是多点视频会议中画面合成的基础和核心。一般参加视频会议的会场不只两个或者三个，会场也可以分布在全国各地乃至国外地区，为了使每个与会者都能够通过多点视频会议看直接的面对面的交流，这就需要在视频会议中同一时间上在视频显示器上可以看到所有的参会者，因此，在多点视频会议中多画面合成技术是必不可少的一项技术。通过多画面合成能够使得多个不同视频画面在同一个显示器上同时的显现，这样每一个参会者都可以通过这项技术看到其他的成员，能够互相的交流。
二、多点视频会议中多画面合成的应用
在视频会议系统多画面软件的分析与设计过程中，可先捕获视频数据流，并在经过解码后用于多画面合成。多画面合成是视频会议系统中的关键部分，捕获数据及解码是为这一过程作铺垫，本文以四画面合成为例，对多画面合成过程进行了介绍。
在视频会议中，运用多画面软件可以更好地进行实时性对话，提高会议效率。本文介绍的多画面软件不仅能应用于视频会议，还可以广泛地应用于其他场合。例如，在画面合成时，应用该软件对数据的存储格式稍做改变，即可得到电视画面的画中画效果；在常见的监视系统中运用多画面合成技术，可以使多个监视器捕获到的图像同时在一个屏幕上显示。视频会议多画面软件不仅可以广泛运用于会议，还可在军事、交通、治安等复杂的指挥和控制场合发挥积极作用。
三、总结
本文提出像素域合成法来对多点视频会议中的视频进行合成的方法，实际的成本比较的低，同时在升级和使用的时候也比较的简单方便，升级的时候仅仅只需要对相对的程序进行简单的修改即可。但是，这种像素域合成算法的实现需要多个解码器和编码器，对处理器性能要求比较高，运行效率相对于压缩域合成算法也较低。同时又能够不受视频编解码方式和图像格式限制进行任意数量多的视频合成算法，这一定程度上也提高了视频合成的效率，促进了多点视频会议的发展。
参考文献
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作者简介：周阿珍（1977—），女，陕西渭南人，大学本科，2001年毕业于山西大学应用电子技术专业，通信工程师，现供职于中国联通陕西省分公司，研究方向：视频通信，视频会议。