基于H．323高性能MCU的设计与实现

作者：时间：2010-03-30来源：网络收藏

摘要：针对基于H．323协议的Openh323开源视频会议系统中源MCU容纳终端有限，图像质量差等缺陷，在VC++6．0开发平台上，采用基于帧缓冲映射软交换技术改进源码中的MCU，提高其存储转发的能力，从而增加参与视频会议的终端；在占用较少CPU资源的同时，有效提高其传输速率，并缩短了传输时延，取得了良好的测试结果。
关键词：H．323；OpenH323；MCU；帧缓冲映射；软交换

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/173400.htm

0 引言
随着计算机的硬件，特别是CPU主频的不断提升，基于软件的音、视频编码效率也越来越高，因此考虑到成本与各方面的因素，软件MCU必然成为以后的主流方向。但现今大多的MCU都是软硬件相结合，纯软件的MCU很少且效率不高。
当前H．323视频会议系统大都是以Openh323协议库为基础开发的视频和语音传输系统软件。Openh323是由澳大利亚Equivalence Pty Ltd．公司组织开发的，能实现基本的H．323协议框架，在Openh323 V4中，基于视频缓存池的MCU最多只能处理合成4路终端，不能适应现今市场发展的需要，因此重新设计MCU的架构，便成为研发软件MCU的关键。

l 源MCU的缺陷和不足
(1)OpenH323中源MCU只能形成不超过4个终端画面的图像。其中，4×1为CIF格式(352×288)；l×1为QCIF格式(176×144)，因此视频混合存在两种不同方式，包括QCIF格式源图像混合成CIF格式图像以及CIF格式源图像混合成CIF格式图像，如图1所示。

当源图像为QCIF格式时，源图像大小正好是混合后图像大小的1／4，这时可以将源图像整幅地拷贝到混合图像的相应位置；当源图像为CIF格式时，源图像与混合后图像的大小一样，因此源图像3／4的像素必须被丢掉，采用的方法是：对源图像在水平方向进行隔点采样，在垂直方向进行隔行采样。这样处理之后，源图像大小也正好是混合后图像大小的1／4，虽然图像的分辨率已经下降，但是保持了源图像画面的完整性；如果将MCU变成可容纳16个终端的显示画面，在将QCIF源图像转换为CIF的合成图像过程中，只能将源图像的采样点按倍数减少。也就是将CIF格式等分为16份，相当于用88×72的像素点去存储176×144 QCIF图像，合成图像显示的像素点只有源图像的1／4；如果将MCU可容纳的终端数目扩大为32，甚至更多时，图像的清晰度将大打折扣。
(2)传统软件MCU的架构是从硬件MCU继承过来的，MCU包括MC和MP部分。MC部分对终端进行连接控制以及逻辑通道的管理；MP部分对音频进行混合，视频进行合成。传统MCU的设计如图2所示，这种架构适用于硬件MCU；但对用软件实现的MCU并不太适合。用软件实现的MCU的编解码都是通过CPU来运算的，这样必然增加CPU的运算负荷。例如：要编码一路30 f／s的CIF(352×288)图像，大概编码后的字节数为30×352×288×2=6 MB，CPU要处理如此大的视频数据量，经测试，P4-2．6 G的CPU在这种架构下，最多支持5路终端，如超过5路，CPU运算负荷过大，其资源基本耗尽，图像合成的效果严重下降。