本文定义了高清(HD)并说明它与目前视频会议行业有怎样的关系。文中讨论了高清视频会议标准、要求、分辨率和格式，以及高清视频会议在当今关键的行业，如远程医疗、政府和远程学习中的好处。通过对高清视频会议的概要介绍，读者将深入掌握相关概念，并能够清楚地决定何时及如何在他们的组织中实现高清视频会议系统。
    什么是高清视频？
    我们都熟悉标清(SD)模拟电视，那就是我们熟悉并观看了几十年的电视。北美和世界少数其它国家采用的NTSC电视所显示的画面由525行构成，每秒为30帧。除了美国以外，世界其它国家所采用的PAL电视的画面由625行构成，每秒为24帧。静止图像第一次在所有的奇数分辨率行上绘出；在那之后，相同的画面信息由偶数行绘出。假设在显示器上有两帧画出，这指的就是每秒50/60场。这种奇/偶绘图的方式就称为隔行扫描，它的开发是为了保持传输带宽(给定网络连接的数据率容量)。这种分辨率指的是480i，并且它提供240行独特的画面信息。在家庭中对标清的带宽要求是45-90Mbps。
    对于小型的视频显示器(小于27英寸)，标清电视看起来相当地悦目和平滑。然而，随着屏幕尺寸增大到27英寸以上，采用480i格式很容易看到画面质量的退化，锯齿线、模糊不清的轮廓、褪色、视觉噪声以及波浪起伏的运动都可能引起观众注意。
    逐行扫描格式能够改进较大屏幕上的画面质量，因而是隔行扫描方式的替代方案。逐行扫描把480行独特的画面信息行组合成为一幅画面帧，并自动地校正画面的质量。逐行扫描减少了较大显示屏上的锯齿画面并平滑了运动图像。对于标清电视而言，这种分辨率被称为480p。
    真正高清的视频显示画面的分辨率为1080i或720p。除此之外，其它的分辨率都不是真正的高清。
    由于可用的格式很多，下表所列6条被认为是真正的高清格式。
表1

格式	帧/秒	宽高比
720p	24	16:9
720p	30	16:9
720p	60	16:9
1080i	30	16:9
1080p	24	16:9

    高清格式比标清电视提供的视觉信息更多。如果屏幕的分辨率被转换为像素，很容易看到高清格式图像至少提供比480i格式多4倍以上的视觉信息。下表针对常见的格式和宽高比，以像素为单位给出了屏幕的分辨率。
表2

格式	像素(宽高比16:9)	像素(宽高比4:3)
1080p	2、073、600(1920X1080)	1、576、800(1460X1080)
1080i	1、036、800(1920X540)	788、400(1460X540)
720p	921、600(1280X720)	691、200(960X720)
480p	412、800(860X480)	307、200(640X480)
480i	206、400(860X240)	153、600(640X240)

    为了直观地掌握这一点，请把电视屏幕当成是计算机显示器。想象一下，如果把640×240(相当于480i)低分辨率的数字图像扩大到42英寸的屏幕上显示，图像的质量会发生什么变化？图像会失真，因为没有足够的可用画面信息，所以，不能以高质量观看低分辨率的画面。提高高清格式图像的固有像素数，就可以提供更好的画面质量，并能够更清晰和更容易地在较大的屏幕上观看图像。在视频会议中，这会增强整个观看体验，并消除会议产生的疲劳。色彩也更为生动和逼近现实，而运动画面锐利且平滑。
    高清视频会议采用什么标准？
    在高清编码/解码以前，视频会议数据是根据公共交换格式(CIF)编码的。国际电信联盟—电信标准部门(ITU-T)开发了称为H.261和H.263的视频标准。利用H.261标准，只有QCIF和CIF格式得到了定义。四分之一CIF(QCIF)格式仅仅适用于最低数据率(64Kbps及以下)的视频会议，目前已经很少采用了。随着H.263标准的发布，人们引入了更多的格式(4CIF和16CIF)，其中，“全清晰度”被定义为16CIF。由于在这些标准被采纳时的计算能力和带宽有限，用于全运动视频会议的常见清晰度就是CIF和4CIF。下表显示了针对北美NTSC和欧洲PAL视频信号的、符合H.261和H.263标准的相应格式的分辨率。
表3

格式	帧/秒	分辨率NTSC	分辨率PAL
QCIF	30	176X120	176X144
CIF	30	352X240	352X288
4CIF	30	708X480	708X576
16CIF	30	1408X960	1408X1152

    ITU-T最近已经颁布了用于视频压缩的新标准，利用该标准缩小完整的文件的大小之后，就能够在较小的网络连接上(较低的数据率/带宽)更为经济地传输。对于高清视频会议，ITU-T目前推荐采用H.264视频标准，该标准以相对低的数据传输率提供较高的质量。H.264现在是针对HD-DVD(高清DVD)以及广播、有线电视、视频会议和消费电子的强制性标准。下表显示了H.264标准中引入的标清和高清的分辨率的比较。
表4

格式	帧/秒	分辨率(宽高比16:9)	SD/HD
1080p	24、30	1920X1080	HD
720p	24、30、60	1280X720	HD
480p	24、30、60	860X480	SD

    H.264规范是视频会议系统的理想选择。虽然它需要的处理能力比以前的H.26x算法要多，但是，大多数在2004年及以后生产的视频会议系统都支持H.264标准。它提供良好的视频传输和低反应时间的编码及解码方法，从而获得更为平滑、更为自然的视频流。实际上，H.264比H.263的效率要高两倍，因此，在任意给定的线速下，视频质量要好两倍。此外，一些增强的H.264规范包括用于互动视频的误差隐蔽算法，它能够自动地调节视频处理以实现平滑地工作，并且即使在负担过重、不稳定或易于出错的网络内也能提供较高质量的体验。
    H.264编码标准提供更大的灵活性，并为多个制造商之间实现互通性建立了共同点。跟容许存在各种各样可能变化的H.263标准不同，H.264标准围绕较少的压缩技术。这就可以在视频质量损失不大的情况下，更为现实地把来自多家供应商的视频会议设备集成起来。
    高清视频会议跟高清电视相比怎么样？
    高清电视是一种单向广播，电视网络向一个方向传输视频(广播)；而高清视频会议是一种双向广播，它是通过网络来回实时互动地传输语音和视频数据的过程。为了实现高清视频会议，在会议中的所有端点必须具备高清显示的能力。
    高清电视广播实现一致的信号质量，而视频会议的质量因在网络上要传输大量的数据而可能被打折扣。编/解码过程以及在网络上传输大块的数据都需要时间，因此，可能出现处理延迟，也称为反应时间。反应时间过长，就会增加人们彼此之间会谈的时间，与此同时，视频有可能与音频不同步。虽然从音频的观点来看，较高的反应时间通常是最引人注目的，恶劣的音频质量可能严重地降低整个视频会议体验的质量。
    对高清视频会议有什么要求？
    高清视频会议要求所有的端点都是兼容高清的，以便每一个视频会议与会者都能够利用高清视频体验。除了具有高清数据压缩的各个端点之外，在实现顶级质量视频会议的过程中，一个重要考虑就是网络带宽。对于高清互动视频会议来说，1Mbps数据传输速率是最低的要求。对于最优化的结果，推荐采用2Mbps或以上的数据传输率，以便为高质量的音频以及附加内容共享设备—如PC输入、DVD或高分辨率文件摄像机—增加带宽。必须对网络的服务质量(QoS)提出要求，以确保视频会议呼叫期间有一致的性能。
    为了捕获高清图像，要求摄像机必须以16:9的格式支持真正的高清(最少720p)。理想情况下，摄像机应该与视频会议端点都是由同一制造商提供，这将确保摄像机和端点得到最优化，从而提供最佳的端到端高清视频会议体验。高清视频监视器(LCD、等离子或DLP显示屏)必须还支持最小720p水平线的分辨率。此外，显示器应该提供使最优化高清信号成为可能的连接器，如数字视觉接口(DVI-I)或分量YPrPb。长度超过5米的DVI电缆可能造成视频显示质量的降级或出现不可预知的现象。
    购买高清的显示器以及具有灵活性的端点并校正连接性就可以消除这种担忧。正确的显示器选择还将需要匹配房间的大小以及与会者座位到显示器的平均距离。对于大型会议室来说，与会者坐在距离显示器10到15英尺的位置，推荐所采用的显示器至少为50英寸。下表匹配屏幕尺寸和典型的观看距离。
表5

屏幕尺寸(宽高比16:9)	观看距离
30英寸	6.25英尺
34英寸	7.0英尺
42英寸	8.75英尺
50英寸	10.4英尺
57英寸	11.9英尺
60英寸	12.5英尺
65英寸	13.5英尺

    对于高清多点视频会议来说，有两个以上的团体计划从不同的地点(端点)参加会议，因此，要求高清多点控制单元(MCU)必须把所有的呼叫桥接起来。当然，MCU还必须支持真正的高清(最小720p)以及每秒持续不变的30帧，从而提供跟点对点呼叫一样质量的体验。强烈推荐MCU和视频会议端点都采购自同一个制造商，以确保最优化的端对端性能。最后，MCU的互操作性应该遵循标准(H.264)，并且是可扩展的，从而容许根据多点呼叫的需要建立许多连接。
    高清视频会议有许多好处。首先，清楚、充满活力的画面质量以及具有最少延迟的同步语音，有助于维持观众的注意力，并提供一种有效的高品质视频会议体验。例如，16:9宽高比的投影图像提供更宽的演示角，使更多的与会者进入摄像机的视野范围内，并完全投入到手头的会议中。
    其次，使高清内容的传输成为可能，如蓝图、流程图、地图或具有较高清的照片，从而给依赖于重要的通信工具的知识工人带来了诸多的好处。例如，高清视频会议让医生能够远距离会诊并以足够的细节反复研究X光片、MRI图像、超声波扫描结果或ECG打印输出，从而作出有见识的决策。当材料内容可以在屏幕上看见或阅读而不造成眼睛疲劳时，共享PowerPoint幻灯片、Flash演示、软件展示以及其它培训活动就是非常有效、令人愉快和难忘的事情。清晰的图像以及平滑的运动还使手语易于跟随听力弱的与会者。
   总而言之，高清技术扩大了通过视频会议的信息通信的质量和范围，为商务、远程学习、远程医疗、社群、政府和慈善活动创造了颇有价值的沟通工具。