Видеотелефония содержит технологии для приема и передачи сигналов аудио - видео пользователями в разных местах для связи между людьми в реальном времени. Видеофон - это телефон с видеодисплеем, способный одновременно передавать видео и аудио для связи между людьми в реальном времени. Видеоконференцсвязь подразумевает использование этой технологии для группового или организационного собрания, а не для отдельных лиц, в видеоконференции. Дистанционное присутствие может относиться либо к высококачественной системе видеотелефонии (цель которой - создать иллюзию, что удаленное участники находятся в одной комнате) или технологии встреч, которая выходит за рамки видео в робототехнику (например, передвижение по комнате или физическое манипулирование объектами). Видеоконференцсвязь также называется «визуальным сотрудничеством» и представляет собой разновидность программного обеспечения для групповой работы.
. Хотя развитие видеоконференцсвязи началось в конце 19 века, эта технология стала доступной для общественности только с 1930-х годов. Эти ранние демонстрации были установлены на «будках» в почтовых отделениях и демонстрировались на различных мировых выставках. Только в 1970 году ATT запустила первую настоящую систему видеоконференцсвязи, в которой любой мог подписаться на услугу и иметь технологию у себя дома или в офисе. Видеотелефония также включала «имиджевые телефоны», которые обменивались неподвижными изображениями между устройствами каждые несколько секунд по обычным обычным телефонным линиям (POTS), по сути, так же, как телевизор с медленной разверткой. Разработка усовершенствованных видеокодеков , более мощных ЦП и широкополосных телекоммуникационных интернет-сервисов в конце 1990-х годов позволила видеофонам обеспечивать высококачественную и недорогую цветную передачу. обслуживание между пользователями практически в любой точке мира, где есть Интернет.
Хотя не так широко используется в повседневном общении, как аудио- и текстовое общение, полезные приложения включают язык жестов передачу для глухих и людей с нарушением речи человек, дистанционное образование, телемедицина и преодоление проблем мобильности. Он также используется в коммерческих и корпоративных условиях для облегчения встреч и конференций, обычно между сторонами, которые уже установили отношения. Средства массовой информации организации начали использовать настольные технологии, такие как Skype, для обеспечения более высокого качества звука, чем сеть сотовой связи, и видеосвязи по гораздо более низкой цене, чем отправка профессионального оборудования или использование профессиональных студия. Более популярные технологии видеотелефонии используют Интернет, а не традиционную стационарную телефонную сеть, даже с учетом современных протоколов цифровой пакетной телефонной сети, и хотя программное обеспечение для видеотелефонии обычно работает на смартфонах.
Концепция видеотелефонии впервые возникла в конце 1870-х годов как в Соединенных Штатах, так и в Европе, хотя фундаментальным наукам, чтобы разрешить ее самые ранние испытания, потребовалось бы почти полвека, чтобы открыть ее. Впервые это было воплощено в устройстве, которое стало известно как видеотелефон или видеофон, и возникло в результате интенсивных исследований и экспериментов в нескольких областях электросвязи, в частности, электротелеграфия, телефония, радио и телевидение.
Простая аналоговая видеотелефонная связь могла быть установлена уже после изобретения телевидения. Такой антецедент обычно состоял из двух систем замкнутого телевидения, соединенных посредством коаксиального кабеля или радио. Примером этого является видеотелефонная сеть German Reich Postzentralamt (почтовое отделение), обслуживающая Берлин и несколько городов Германии через коаксиальные кабели между 1936 и 1940 годами.
Развитие видеоконференцсвязи как услуги подписки началось во второй половине 1920-х годов в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах, особенно под влиянием Джона Логи Бэрда и Bell Labs ATT. Частично это произошло, по крайней мере, с ATT, чтобы служить дополнением к использованию телефона. Ряд организаций считали, что видеотелефония превосходит обычную голосовую связь. Попытки использовать обычные телефонные сети для передачи видео с медленным сканированием, такие как первые системы, разработанные ATT Corporation, впервые исследованные в 1950-х годах, потерпели неудачу в основном из-за низкого качества изображения и отсутствие эффективных методов сжатия видео.
Первые пилотируемые космические полеты, НАСА использовали два радиочастотных (UHF или VHF ) видеолиний, по одному в каждом направлении. Телеканалы обычно используют этот тип видеотелефонии при передаче сообщений из отдаленных мест. Средства массовой информации должны были стать постоянными пользователями мобильной связи со спутниками с использованием специально оборудованных грузовиков, а гораздо позже - с помощью специальных спутниковых видеофонов в портфеле. Однако этот метод был очень дорогим и не мог использоваться для таких приложений, как телемедицина, дистанционное обучение и деловые встречи.
Десятилетия исследований и разработок завершились коммерческим запуском в 1970 году услуги ATT Picturephone, доступной в некоторых городах. Однако система потерпела неудачу с коммерческой точки зрения, главным образом из-за апатии потребителей, высокой стоимости подписки и отсутствия сетевого эффекта - имея всего несколько сотен Picturephone в мире, у пользователей было очень мало контактов, с которыми они могли бы позвонить., и функциональная совместимость с другими видеофонными системами не будет существовать в течение десятилетий.
Многопользовательская видеоконференцсвязь впервые была продемонстрирована с помощью компьютерной технологии NLS Стэнфордского исследовательского института (1968 г.)Очень дорогие системы видеоконференцсвязи продолжали развиваться повсюду 1980-е и 1990-е годы. Запатентованное оборудование, программное обеспечение и сетевые требования уступили место основанным на стандартах технологиям, которые каждый мог приобрести по разумной цене. Только в конце 20 века с появлением мощных видеокодеков в сочетании с высокоскоростным широкополосным доступом в Интернет и услугами ISDN видеотелефония стала практичной технологией для регулярного использования..
Практическая цифровая видеотелефония стала возможной только с достижениями в области сжатия видео из-за непрактично высоких требований к полосе пропускания для несжатого видео. Чтобы получить видео качества Video Graphics Array (VGA) (разрешение 480p и 256 цветов ) с необработанным несжатым видео, потребуется полоса пропускания более 92 Мбит / с. Самым важным методом сжатия, который сделал возможным практическую цифровую видеотелефонию и видеоконференцсвязь, является дискретное косинусное преобразование (DCT). DCT, разновидность сжатия с потерями, был разработан в 1972 году Насиром Ахмедом, который разработал алгоритм с Т. Натараджаном и К. Р. Рао в Техасском университете в 1973 году. Алгоритм DCT стал основой для первого практического стандарта кодирования видео, который был полезен для видеоконференцсвязи онлайн, H.261, стандартизованный ITU-T в 1988 г., и последующие стандарты кодирования видео H.26x .
В 1980-х годах цифровая телефония Стало возможным использование сетей передачи, например, сетей ISDN, обеспечивающих минимальную скорость передачи (обычно 128 килобит / с) для передачи сжатого видео и звука. В это время также проводились исследования других форм цифровой видео- и аудиосвязи. Многие из этих технологий, такие как Медиа пространство, сегодня не так широко используются, как видеоконференцсвязь, но все еще оставались важной областью исследований. Первые специализированные системы начали появляться по мере того, как сети ISDN расширялись по всему миру. Одна из первых коммерческих систем видеоконференцсвязи, проданных компаниям, поступила от PictureTel Corp., которая провела первичное публичное размещение акций в ноябре 1984 года.
В 1984 году Concept Communication в США заменили компьютеры стоимостью 100 фунтов стерлингов, необходимые для проведения телеконференций, стоимостью 12 000 долларов США печатной платой, которая удвоила частоту кадров видео с 15 до 30 кадров в секунду и уменьшила оборудование размером с печатную плату, подходящую для стандартных персональных компьютеров. Компания также получила патент на кодек для полнофункциональной видеоконференцсвязи, впервые продемонстрированный на ATT Bell Labs в 1986 году.
Учащиеся Global Schoolhouse общаются через CU-SeeMe с частотой кадров видео от трех до девяти кадров в секунду (1993 г.).Системы видеоконференцсвязи на протяжении 1990-х годов быстро эволюционировали от очень дорогого проприетарного оборудования, программного обеспечения и требований к сети до основанных на стандартах технологий, легко доступных для пользователей. широкая публика по разумной цене.
Наконец, в 1990-х годах стала возможной видеоконференция на основе Интернет-протокола, и были разработаны более эффективные технологии сжатия видео, позволяющие проводить видеоконференции на базе настольных или персональных компьютеров (ПК). В 1992 г. CU-SeeMe был разработан в Корнелле Тимом Дорси и др. В 1995 г. была проведена первая публичная видеоконференция между Северной Америкой и Африкой, в ходе которой техно-ярмарка в Сан-Франциско была связана с техно-рейвом и киберделами в Кейптауне. На церемонии открытия Зимних Олимпийских игр в Нагано, Япония, Сэйдзи Одзава дирижировал Одой радости из Девятой симфонии Бетховена. одновременно на пяти континентах в режиме, близком к реальному времени.
Хотя технология видеоконференцсвязи первоначально использовалась в основном во внутренних корпоративных коммуникационных сетях, одно из первых применений этой технологии в общественных службах началось в 1992 году благодаря уникальному партнерству с PictureTel и корпорациями IBM, которые в то время продвигали совместно разработанные настольный продукт для видеоконференцсвязи, известный как PCS / 1. В течение следующих 15 лет Проект DIANE (Диверсифицированная сеть информации и помощи) расширился, чтобы использовать различные платформы видеоконференцсвязи для создания межгосударственной совместной сети общественных услуг и дистанционного обучения, состоящей из нескольких сотен школ, библиотек, научные музеи, зоопарки и парки и многие другие общественные организации.
Kyocera VP-210 Visual Phone был первым коммерческим мобильным видеофоном (1999 г.).Kyocera провела двухлетнюю кампанию разработки с 1997 по 1999 г., в результате которой был выпущен VP-210 Visual Phone, первый мобильный цветной видеофон, который также использовался как телефон с камерой для фотосъемки. Телефон с камерой был такого же размера, как и аналогичные современные мобильные телефоны, но имел большой объектив камеры и цветной TFT-дисплей 5 см (2 дюйма), способный отображать 65000 цветов, и был способна обрабатывать два видеокадра в секунду.
Видеотелефония была популяризирована в 2000-х через бесплатные интернет-сервисы, такие как Skype и iChat, веб-плагины, поддерживающие Стандарты видео H.26x и интерактивные программы электросвязи, которые продвигали низкую стоимость, хотя и более низкого качества, видеоконференцсвязь практически в любом месте с подключением к Интернету.
Президент России Дмитрий Медведев на саммите АТЭС в Сингапуре, во время видеоконференции с Рашидом Нургалиевым через Tactical MXP после взрыва на складе оружия в России (2009)С Благодаря быстрому развитию и популярности Интернета видеотелефония получила широкое распространение благодаря развертыванию мобильных телефонов с поддержкой видео, таких как iPhone 4 2010 года, а также видеоконференцсвязи и компьютерных веб-камер, в которых используется Интернет-телефония. В высших эшелонах власти, бизнеса и торговли технология телеприсутствия, передовая форма видеоконференцсвязи, помогла снизить потребность в поездках.
В мае 2005 года появился первый системы видеоконференцсвязи высокого разрешения, произведенные LifeSize Communications, были представлены на выставке Interop в Лас-Вегасе, Невада, способный передавать видео с частотой 30 кадров в секунду с разрешением экрана 1280 на 720 . Компания Polycom представила на рынке свою первую систему видеоконференцсвязи высокого разрешения в 2006 году. разрешение высокой четкости для видеоконференцсвязи стало популярной функцией, которую предлагают большинство крупных поставщиков на рынке видеоконференцсвязи.
Технологические разработки разработчиков видеоконференцсвязи в 2010-х годах расширили возможности систем видеоконференцсвязи за пределы зала заседаний для использования с портативными мобильными устройствами, которые сочетают в себе использование видео, аудио и на- возможности рисования экрана, транслируемые в реальном времени по защищенным сетям, независимо от местоположения. Мобильные системы для совместной работы теперь позволяют людям, находящимся в ранее недоступных местах, например рабочим на морской нефтяной вышке, просматривать и обсуждать проблемы с коллегами, находящимися за тысячи километров. Производители традиционных систем видеоконференцсвязи также начали предоставлять мобильные приложения, такие как те, которые обеспечивают потоковую передачу изображений в реальном времени и неподвижных изображений.
Самый высокий видеозвонок (кроме звонков с самолетов и космических кораблей) состоялся 19 мая. 2013 год, когда британский искатель приключений Дэниел Хьюз использовал смартфон со спутниковым модемом BGAN для видеозвонка на BBC с вершины горы Эверест на высоте 8848 метров (29029 футов) над уровнем моря.
Пандемия COVID-19 привела к значительному увеличению использования видеоконференцсвязи. Berstein Research обнаружила, что Zoom только за первые два месяца 2020 года увеличил количество подписчиков, чем за весь 2019 год. По данным LogMeIn, GoToMeeting увеличил количество пользователей на 20%.. Британская компания StarLeaf сообщила о 600-процентном увеличении объема звонков по стране. Во время пандемии видеоконференцсвязь стала настолько распространенной, что термин «усталость от масштабирования» стал широко использоваться, имея в виду обременительную природу длительных периодов времени на видеозвонки.
Видеотелефонную связь можно разделить на категории по ее функциональным возможностям, то есть по назначению, а также по способу передачи.
Видеофоны были самой ранней формой видеотелефонии, восходящей к первоначальным испытаниям в 1927 году компанией ATT. В конце 1930-х годов почтовые отделения нескольких европейских правительств создали общедоступные службы видеотелефонной связи для связи между людьми с использованием технологии телефонной передачи по двухкабельной схеме. В настоящее время автономные видеофоны и UMTS с поддержкой видео мобильные телефоны обычно используются на индивидуальной основе.
Видеоконференцсвязь впервые использовалась в службе Picturephone ATT в начале 1970-х годов. Передача была аналоговой на короткие расстояния, но преобразована в цифровую форму для более длинных разговоров, опять же с использованием технологии телефонной передачи. Популярные корпоративные системы видеоконференцсвязи в настоящее время практически полностью перешли на цифровые режимы передачи ISDN и IP из-за необходимости передавать очень большие объемы данных, генерируемых их камерами и микрофоны. Эти системы часто предназначены для использования в режиме конференции, то есть многими людьми в нескольких разных местах, и все они могут быть просмотрены каждым участником в каждом месте.
Системы телеприсутствия - это новое, более совершенное подмножество систем видеоконференцсвязи, предназначенное для обеспечения более высокой степени точности видео и звука. Такие высокопроизводительные системы обычно развертываются в корпоративных условиях.
Мобильные системы совместной работы - еще одна недавняя разработка, сочетающая в себе использование видео, аудио и возможностей рисования на экране с использованием портативных электронных устройств новейшего поколения, транслирующих по защищенным сетям, что позволяет конференц-связь в режиме реального времени, независимо от местоположения.
Новейшей технологией, реализующей эти функции, являются ТВ-камеры. Телевизионные камеры позволяют людям совершать видеозвонки по «телефону» с помощью сервисов видеозвонков, таких как Skype на телевизоре, без подключения к ПК. Телевизионные камеры - это специально разработанные видеокамеры, которые передают изображения в реальном времени на другую телекамеру или другие совместимые вычислительные устройства, такие как смартфоны, планшеты и компьютеры.
Веб-камеры - популярные, относительно недорогие устройства, которые могут передавать видео и аудиопотоки в реальном времени через персональные компьютеры и могут использоваться со многими программными клиентами как для видеозвонков. и видеоконференцсвязь.
Каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки, включая качество видео, капитальные затраты, степень сложности, передачу требования к емкости и стоимость использования.
От наименее до самых дорогих систем:
Компьютерная безопасность Эксперты показали, что плохо сконфигурированная или недостаточно контролируемая видеоконференцсвязь компьютерные хакеры и преступники могут легко «виртуально» проникнуть в помещения компании и залы зданий корпораций через свои собственные системы видеоконференцсвязи.
Более века, футуристы предвидели будущее, в котором телефонные разговоры будут происходить как фактические личные встречи с видео, а также аудио. Иногда просто невозможно практически невозможно проводить личные встречи с двумя более людьми. Иногда бывает достаточно телефонного разговора или конференц-связи. В других случаях достаточно обмена электронной почтой. Видеоконференцсвязь еще одну возможную альтернативу, и ее можно рассмотреть, когда:
Билл Гейтс сказал в 2001 году, что он использовал видеоконференцсвязь "три или четыре раза в год", потому что цифровое планирование было трудным, и «если накладные расходы сверхвысокие, таким же успехом можно просто встретиться лицом к лицу». Наблюдатели утверждают, что три нерешенных проблемы не позволяют видеоконференцсвязи стать широко распространенной формой общения, несмотря на повсеместное распространение, поддерживающих видеоконференцсвязь.
Это некоторые из причин, по которым часто используются только для внутреннего корпоративного использования, поскольку они с меньшей вероятностью приведут к потере продаж. Альтернативой компаниям, не имеющим специальных помещений, является аренда конференц-залов с оборудованием для видеоконференцсвязи в городах по всему миру. Клиенты могут использовать коммерческие предложения и явиться на встречу, при этом все технические аспекты будут заранее согласованы, а поддержка будет предоставлена при необходимости. Проблема зального контакта может быть решена с помощью новейших технологий, включая смартфоны, которые экран и камера находятся практически в одном месте. Повсеместное распространение смартфонов, планшетных компьютеров и компьютеров со встроенным аудио и веб-камерами в развитых странах избавляет от необходимости покупать дорогое оборудование.
Основная технология, используемая в системе видеотелефонии, - цифровая сжатие аудио и видео потоков в реальном времени. Аппаратное обеспечение или программное обеспечение, нарушение режима работы, называется кодеком (кодер / декодер). Может быть достигнута степень сжатия до 1: 500. Результирующий цифровой поток и нулей делится на помеченные пакеты, которые передаются через цифровую сеть какого-либо типа (обычно ISDN или IP ).
Другие компоненты, необходимые для системы видеоконференцсвязи, включая:
В основном существуют два типа систем видеоконференцсвязи и видеофонов:
Системы видеоконференцсвязи используют два метода, чтобы определить, какой видеопоток или каналы отображать.
Непрерывное присутствие просто отображает всех участников одновременно, обычно за исключением того, что зритель либо не видит их собственный канал, либо видит собственный канал в миниатюре.
Переключатель, активируемый голосом, выборочно выбирает канал для отображения на каждой конечной точке с целью показать человека, который в данный момент говорит. Это делается путем выбора канала (кроме средства просмотра) с самым громким аудиовходом (возможно, с некоторой фильтрацией, чтобы избежать переключения на очень кратковременные скачки громкости). Часто, если в данный момент не разговаривают никакие удаленные абоненты, на экране остается лента с последним выступающим.
Подавление акустического эха (AEC) - это алгоритм обработки , который использует информацию об аудиовыходе для контроля аудиовхода и фильтрации из него шумов, которые отражаются обратно после некоторая задержка по времени. Если оставить это без присмотра, эти эхо-сигналы могут многократно усиливаться, что приводит к следующим проблемам:
Подавление эха - это задача, требующая интенсивного использования процессора, которая обычно работает в узком диапазоне задержек звука.
Видеофоны исторически использовали различные полосы частот передачи и приема, которые можно понимать как скорости передачи данных. Чем ниже ширина полосы передачи / приема, тем ниже скорость передачи данных, что приводит к прогрессивному ограничению и ухудшению качества изображения (то есть более низкому разрешению и / или частоте кадров). Скорость передачи данных и качество видеоизображения в реальном времени взаимосвязаны, но также зависят от других факторов, таких как методы сжатия данных. Некоторые ранние видеофоны использовали очень низкие скорости передачи данных, что приводило к плохому качеству видео.
Широкополосную полосу пропускания часто называют «высокоскоростной», потому что она обычно имеет высокую скорость передачи данных. В общем, любое соединение со скоростью 256 кбит / с (0,256 Мбит / с) или выше более кратко рассматривается как широкополосный Интернет. В рекомендации Сектора стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (ITU-T) широкополосная связь определяется как пропускная способность от 1,5 до 2 Мбит / с. Согласно определению Федеральной комиссии по связи (США) широкополосная связь составляет 25 Мбит / с.
В настоящее время адекватное видео для некоторых целей становится возможным при более низких скоростях передачи данных, чем определение широкополосной связи ITU-T, со скоростями 768 кбит / с и 384 кбит / с, используемыми для некоторых приложений видеоконференцсвязи, и скоростями до 100 кбит / с, используемыми для видеофонов, использующих протоколы сжатия H.264 / MPEG-4 AVC. Более новый формат MPEG-4 видео и сжатие аудио может обеспечивать высококачественное видео со скоростью 2 Мбит / с, что находится на нижнем уровне . кабельный модем и ADSL, широкополосная производительность.
Международный союз электросвязи (ITU) имеет три зоны стандартов для видеоконференцсвязи:
Искать видеотелефон в Викисловаре, бесплатный словарь. |
Викискладе есть медиафайлы, связанные с видеотелефонией. |
Викискладе есть медиафайлы, связанные с системами видеоконференцсвязи и компоненты. |