25.10.2004 Интерактивные
интернет- видео технологии как средство образования единого
информационного пространства
Прохоров Владимир Валентинович, руководитель
научно-исследовательского центра "Мультимедиа технологии" ,
ИММ УРоРАН, г.Екатеринбург
Презентация
СИСТЕМА ИНТЕРНЕТ-ВИДЕОСВЯЗИ
ХАЛЬМЕР-Ю
В.В.Прохоров
Научно-исследовательский центр мультимедиа
технологий ИММ УрО РАН, Научно-производственный центр
«Хальмер-Ю», г.Екатеринбург
Технологии, связанные с
передачей видео- и аудиоинформации через Интернет в реальном
времени, могут весьма плодотворно использоваться в разных
областях, например, в бизнесе, в органах государственного
управления, в научном общении, в образовании, медицине, в
средствах массовой информации, в быту и др.
Потребность в передаче
видео-аудиопотоков (медиапотоков) через Интернет возникает,
прежде всего, при организации удаленного взаимного общения
между собой двух человек (точка-точка) или
группы людей (многоточка-многоточка)
для проведения обсуждений, семинаров, консилиумов и т.п. В
ряде случаев использование систем видеокоммуникаций
существенно повышает эффективность общения, обеспечивая
оперативность, привычность, эффект живого присутствия,
передачу эмоциональной окраски и др.
Другое применение
технологий видеосвязи – для односторонней
трансляции (точка-многоточка)
событий множеству клиентов (например, для удаленного
присутствия на лекциях, встречах и т.п.). При использовании
данных средств могут вводиться элементы интерактивности с
использованием средств передачи текстовых сообщений от
клиентов в точку, откуда ведется трансляция.
Наконец, технологии
видеосвязи могут применяться в системах
видеонаблюдения (многоточка-точка).
Для предоставления
подобных сервисов интернет-медиатехнологий используют
различные решения, которые можно условно разделить на
«программные» (программные средства, устанавливаемые на
офисный компьютер пользователя), «аппаратные» (самодостаточные
устройства) и комбинированные (платы или блоки,
функционирующие совместно с офисным компьютером).
Для этих целей широко
применяются непосредственно подключаемые к Интернет-каналу
самодостаточные веб-камеры Axis, D-Link и др., серверы
видеоконференций RADVision, Ezenia! (VideoServer), Lucent
Technology, Accord (Polycom), программные средства для IP-телефонии,
видеотелефонии, конференций и видеовещания, такие как Microsoft NetMeeting, Microsoft Windows Messenger, Microsoft MediaServer/MediaPlayer, Intel
VideoPhone, компоненты комплекса Real
Entertainment (Real One) фирмы RealNetworks
(включающего RealVideoServer и
RealVideoPlayer),
систему CU-SeeMe фирмы White Pine, VDOLive и многие
другие.
Частые
недостатки распространенных средств
интернет-видеосвязи
·
низкое (не «телевизионное») качество
изображения,
·
высокие требования к пропускной способности
каналов связи,
·
уязвимость к потерям данных в реальном канале
Интернет, как кратковременным, так и длительным,
·
плохая синхронизация изображения и звука,
·
большая задержка передачи, большое время реакции
при заказе просмотра записи,
·
узкая специализированность по функциям,
·
отсутствие функциональных возможностей,
необходимых для применения во многих конкретных областях,
·
сложность обслуживания.
Актуальным является
расширение областей применения интернет-видеотехнологий,
повышение удобства работы с программными средствами в этой
области, снижение требований к пропускной способности канала
связи и его надежности (что весьма актуально, в частности, для
России). Существенным является повышение качества изображения
и звука, а также других параметров передачи (включая
уменьшение задержки принимаемого медиапотока относительно
передаваемого, уменьшение взаимной рассинхронизации видео и
звука во времени, а также степени нестабильности темпа
воспроизведения принимаемого потока) с доведением параметров
качества до уровня вещательного телевидения.
Существенным недостатком
комплексов интернет-медиасредств различного назначения
является подчас и сложность работы с ними для конечного
пользователя.
Интернет-видеосистема «Хальмер-Ю»
В
Научно-исследовательском центре мультимедиа технологий ИММ УрО
РАН и Научно-производственном центре «Хальмер-Ю»
разрабатываются технологии передачи медиаданных, в которых
делаются попытки улучшения свойств системы в сравнении с
имеющимися.

Рабочее место системы «Halmer-U» включает:
·
блок обработки «Halmer-U»,
·
телефонный аппарат,
·
стандартный монитор (может делиться с
компьютером),
·
USB веб-камеру или ручную цифровую DV
видеокамеру (IEEE 1394).
(при этом система
допускает подключение внешней высококачественной цифровой или
аналоговой видеокамеры, внешней плазменной панели или
телевизора, уличного информационного экрана, системы
конференц-озвучивания зала и т.п.).
Данный комплект
позволяет работать в 4-х режимах:
(а) режим «Интернет-видеотелефон»:
оперативная видеотелефонная связь между обладателями
комплектов
«Halmer-U», подключенных к Интернет;
(б) режим «Вещательная видео-аудио
интернет-трансляция» («стрим-сервер»):
односторонняя прямая видео-аудио трансляция через веб-сайт в
интернет, просмотр возможен с любого офисного компьютера под
MS
Windows;
(в) режим (а)+(б):
прямая трансляция видеотелефонного сеанса на веб-сайт в
интернет для просмотра на офисных компьютерах.
(г) режим
«Видеонаблюдение».
Работа во всех режимах
производится с телефонного аппарата в стиле обычного
телефонного разговора и не требует от абонента
никакой подготовки (требуется лишь уметь набирать или
вызывать из памяти телефона номер абонента для исходящего
вызова и поднимать трубку на входящие звонки).
Система может
применяться как в сети Интернет, так и в замкнутой локальной
сети организации.
Основные
черты системы «Halmer-U»
·
широкий
спектр применений: возможна работа в режиме видеотелефона
для личного
общения, в режиме точки для проведения групповых
видеомостов, в режиме сервера-видеовещателя
для интернет-видеотрансляций,
в режиме точки (как клиента, так и сервера) видеонаблюдения;
обеспечивается интеграция IP-видеотелефонии
с веб-технологией, то есть сеанс видеотелефонной связи может
при желании быть одновременно доступен для просмотра через
веб-сайт с любых компьютеров, имеющих выход в Интернет, или через
локальную сеть;
·
работа с системой не требует от
пользователя наличия даже предварительных знаний и навыков по
работе с компьютерами, работа осуществляется в стиле
работы с обычным телефоном без применения компьютерной
клавиатуры и манипулятора «мышь»; для работы в режиме
интернет-трансляции достаточно включить электропитание, а для
соединения в режиме видеотелефона достаточно поднять
телефонную трубку;
·
при хорошем канале связи (2..3 Мбит/с)
обеспечивается «телевизионное»
качество изображения (720*576 пикселов, 25 кадров/с) и
звука (20..20000Гц) как для видеотелефонной связи, так и
при
видеотрансляции; при этом возможно использование видео
для передачи в телеэфир или сеть кабельного телевидения;
возможна работа с передачей многоканального звука (surround
5.1);
·
возможен выбор величины потока
вещания в широком диапазоне (от десятков
килобит в секунду до
единиц мегабит в
секунду) в соответствии с характеристиками
имеющегося канала и необходимым уровнем качества видео;
·
обеспечивается весьма малая задержка
между событием на передающей стороне и выводом на экран и
акустику на принимающей – около 1 с;
·
обеспечивается весьма высокая точность
синхронизации видео и звука (смещение – менее 0.1 с);
·
видеотрансляция может одновременно приниматься
неограниченным
количеством компьютеров; возможность использования
вещательного протокола и применения программного
ретранслятора, входящего в комплект системы, позволяет
существенно сократить потоки в сети при массовом приеме;
·
видеовещатель/видеотелефон всегда готов к
работе, его электропитание может включаться и выключаться
произвольным образом без риска повреждения каких-либо
программных средств или оборудования;
·
просмотр видеотрансляции или происходящего
видеомоста на веб-сайте возможен с любого компьютера,
лишь бы на нем
была установлена операционная система из семейства Windows-98, -ME, -2000, XP, -2003, при
этом на принимающих компьютерах не требуется выполнения
предварительной установки каких-либо программных средств –
пользователю требуется лишь войти на веб-сайт трансляции и
согласиться с предложением просмотра;
·
работа системы в режиме
видеотелефона с полным объемом функций и
заявленным качеством возможна лишь в случае, когда другая
сторона имеет такую же
систему, ОДНАКО проведение сеанса
связи возможно и когда другая сторона использует иные
программные средства передачи видео, для которых имеются
клиентские программные средства для MS
Windows (напр., MS
MediaServer или MS
NetMeeting); при
этом, однако, характеристики и удобство работы определяются
этими средствами, с потерей ряда удобств, присущих системе «Halmer-U»;
·
разработчики – Научно-исследовательский центр
мультимедиа технологий ИММ УрО РАН и Научно-производственный
центр «Хальмер-Ю» – непрерывно развивают
систему, вводя дополнительные функции и услуги; система
поддерживает возможность удаленного обновления
программной части;
·
имеется возможность учета разработчиками
дополнительных пожеланий по развитию системы «под
заказчика».
Система «Halmer-U» широко
применялась самими разработчиками для прямых
Интернет-трансляций и видеомостов более 170
мероприятий, включая 2 защиты докторских диссертаций с
удаленным участием официальных оппонентов через видеомост (их
видеозаписи размещены на сайтах webTV.urran.ru и
www.Halmer-U.ru).
Данные средства прошли экспертизу с положительными
результатами в таких организациях, как, например,
информационное агентство ИТАР-ТАСС (Москва) или телекомпания
ОблТВ (Екатеринбург). Компания ОблТВ проводила 4-дневную
телевизионную трансляцию в прямой телеэфир из Н.Тагила с Международной выставки
вооружения, военной техники и боеприпасов «Russian Expo
Arms-2004», доставляя видео-аудиосигнал от передвижной
телевизионной станции из Н.Тагила в аппаратную в Екатеринбурге
с помощью системы «Halmer-U». Агентство
ИТАР-ТАСС осуществляло на базе данной системы видеомосты между
корпунктом в Афинах и центров ИТАР-ТАСС в Москве во время
Олимпийских игр. Системой «Halmer-U» оборудован
конференц-зал Президента РАН.
Кроме того, на
каком-нибудь веб-сервере можно на веб-странице указать врезку
видеоокна. Одна веб-страница может включать врезки видео с
разных видеотелефонов. Видео с одного видеотелефона может быть
размещено на многих веб-страницах. Количество компьютеров, с
которых одновременно смотрят трансляцию, не ограничено.
Требования к каналу связи
2..3 Мбит/с – качество
вещательного телевидения, 1.5 Мбит/с – «почти вещательное»
качество, 500 кбит/с – уровень VHS видеокассеты, 250
кбит/с – приемлемое качество, 100 кбит/с – «тоже
качество».
Примеры
организаций, применяющих систему
·
InTechCommunications
– переносный репортажный спутниковый комплекс (“FlyAway”)
·
ИТАР-ТАСС
·
УГТУ-УПИ
·
Дворец игровых видов спорта
·
Телекомпания ОблТВ
·
Администрация г.Екатеринбурга
·
Екатеринбургская епархия
·
Радио «Студия Город» (цифровой канал связи с
ОРТПЦ)
·
Президиум Российской Академии наук
·
Центр микрохирургии глаза
·
Компания «Вымпелком», фонд «Династия»
·
Управление Свердловской железной дороги
·
Пермская областная дума
·
и др.
Некоторые примеры применения
·
Видеомосты между корпунктом ИТАР-ТАСС в Афинах и
центром ИТАР-ТАСС в Москве и в некоторых других пунктах во
время Олимпийских игр.
·
4-х-дневная телевизионная трансляция в прямой
телеэфир компанией ОблТВ из Н.Тагила с
Международной выставки «Russian Expo Arms-2004» (доставка
сигнала от передвижной телевизионной станции из Н.Тагила в
телевизионную аппаратную в Екатеринбурге, а также в центр
ИТАР-ТАСС в Москве) .
·
Круглосуточная интернет-трансляция (с дек.
2003г. – без обслуживания) программы радио «Воскресение»
Екатеринбургской епархии РПЦ (в некоторых городах
ретранслируется в прямой радиоэфир).
·
Передача сигнала от редакции «Студия город» до
радиопередающего центра (с дек. 2003г. – без
обслуживания).
·
Передача интернет-трансляции событий во время
«Дня города Екатеринбурга» на большие уличные экраны.
·
Прямые видеотрансляции и видеомосты во время
дней уральской промышленности и технологий в Беларуси.
·
Прямые трансляции и видеомосты с Общих собраний
и заседаний Президиумов РАН и УрО РАН.
Иллюстрации
Видеомост с акад.
В.А.Черешневым:

Мобильный
телерепортажный спутниковый комплекс на базе системы «Halmer-U»:

Тестирование системы «Halmer-U» в
конференц-зале Президента РАН (видеомост с ИММ УрО РАН):

|