CN105122791A - 用于优化大规模视频会议的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本文描述的实施例公开了用于优化大规模视频会议的***和方法。

Description

用于优化大规模视频会议的方法和设备

技术领域

本文描述的实施例涉及优化包含多点控制单元(MCU)的大视频会议。

背景技术

视频会议正在日益地用于方便位于不同位置的各方之间的通信。当前的视频会议技术允许在各种视频网络端点处捕捉的视频和音频信息在视频会议参与者之间被选择性地共享。视频会议的益处不仅包括增强了音频和视频通信，而且还包括消除了旅行的时间和花费。然而，随着视频会议中参与者的数目增加，大量困难会限制与所有参与者共享视频会议信息的效率。具体地说，随着特定视频会议内包含的视频会议端点的数目增加，传输视频会议必需的带宽常常令人望而却步。

MCU是通常用于桥接视频会议连接的设备，并且可以被更一般地称为视频会议桥。MCU可以连接至局域网(LAN)，并且为三个或更多个终端和网关提供参与多点会议的能力。MCU具有一个端口以及根据H.264/MPEG-4AVC标准和类似标准为每一个参与者提供视频通信的编解码器(编码器/解码器)，该一个端口具有全范围带宽。MPEG是运动图像专家组的缩写而AVC是高级视频编码的缩写。H.264/MPEG-4AVC标准是用于视频压缩的标准。

在某些应用中，视频会议参与者可以被大致划分为两组：积极参与者和消极参与者。积极参与者可以被归类为积极发言的那些视频会议参与者；另一方面，消极参与者可以被归类为主要是观察或观看视频会议的那些参与者。例如，小组讨论可以包括若干个积极参与者，他们可以位于或者可以不位于不同的地理位置处。小组讨论也会具有感兴趣的观众，该感兴趣的观众由位于各个位置处的多个消极参与者构成。在传统的视频会议设置中，将这一视频会议广播给所有参与者将要求视频会议到所有位置的传统广播。因此，如果总的积极和消极参与者位于多个不同的物理位置中，这一广播将要求显著量的带宽和电信资源。然而，由于消极参与者并未充分利用可用的资源，因此这不是资源的有效使用。

在上述情况下，太多的冗余资源用于保持消极参与者连接至会议。与此有关的一个特定问题是如下事实：当一个参与者经历分组丢失时，根据H.264/MPEG-4AVC标准以及类似SIP(会话初始化协议)和H.323(被称为标准)的其他类似标准，将要求MCU针对连接至该MCU的所有参与者创建I-帧(内帧)。这对于会议中的所有参与者将出现“闪烁”效果，即，屏幕短暂变黑，紧接着是以新的I-帧开始的图像。

因此，需要宽带优化以及当视频会议中的消极参与者遭遇分组丢失时防止“闪烁”的方式。

发明内容

本文描述的实施例公开了一种用于管理多点视频会议的方法和编排器单元，其中，所述多点视频会议包括具有多个端口的视频会议桥，所述多个端口能够连接至在所述多点视频会议中的参与者之间交换媒体数据的媒体通道；连接至所述视频会议桥或者集成在所述视频会议桥中的集中式服务器；以及每一个与各自的家庭域/网络相关联的一个或多个分布式服务器，其中，所述方法包括以下步骤：接收并且处理来自发出请求的参与者的呼叫建立，将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者，如果主单元不存在，则指示所述集中式服务器创建并且存储关于主单元的信息，并且在所述视频会议桥与所述主单元之间建立以下中的至少一个：第一媒体通道和/或第二媒体通道集合，如果在所述发出请求的参与者所位于的所述分布式服务器的相关联的家庭域/网络中不存在从单元，则指示所述分布式服务器创建并且存储关于从单元的信息，并且指示所述主单元复制所述第二媒体通道集合并且将所复制的第二媒体通道集合路由至所述从单元，如果所述发出请求的参与者是消极参与者，则指示所述从单元将所复制的第二媒体通道集合中的所选择的一个媒体通道复制并且路由至所述消极参与者，如果所述发出请求的参与者是积极参与者，则指示所述主单元将所述第一媒体通道路由至所述从单元并且指示所述从单元将所述第一媒体通道路由至所述发出请求的参与者。

在一些实施例中，将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者的步骤还包括：如果参与者包括在预定义的积极参与者的列表中，则将所述参与者定义为积极参与者，并且如果所述参与者未包括在所述预定义的积极参与者的列表中，则将所述参与者定义为消极参与者。

在一些实施例中，将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者的步骤还包括：提示参与者输入会议代码并且如果所输入的代码是预定义的积极参与者会议代码，则将所述参与者定义为积极参与者。

在一些实施例中，在所述第二媒体通道集合中的每一个媒体通道被分配预定义的带宽。

在一些实施例中，所复制的第二媒体通道集合中的所选择的一个媒体通道是具有紧邻且低于所述消极参与者的带宽能力的带宽的一个媒体通道。

在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：执行所述发出请求的参与者的IP地址的互联网协议IP地址映射查找以确定所述发出请求的参与者连接至分布式服务器中的哪一个的相关联的家庭域/网络。

在一些实施例中，所述视频会议桥是多点控制单元MCU，并且所述发出请求的参与者是视频会议端点或者终端。

在一些实施例中，所述一个或多个分布式服务器是存在点POP服务器。

本文描述的实施例还公开一种编排器单元，其被存储在计算机设备上用于管理多点视频会议，所述多点视频会议包括具有可以连接至在所述多点视频会议中的参与者之间交换媒体数据的媒体通道的多个端口的视频会议桥，其中，所述多点视频会议还包括连接至所述视频会议桥或者集成在所述视频会议桥中的集中式服务器，以及每一个与各自的家庭域/网络相关联的一个或多个分布式服务器，所述编排器单元还包括：接收和处理模块，用于接收并且处理来自发出请求的参与者的呼叫建立；定义模块，用于将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者；第一确定模块，用于确定主单元是否不存在；第一控制模块，用于在所述第一确定模块确定主单元不存在时，指示所述集中式服务器创建并且存储关于主单元的信息，并且在所述视频会议桥与所述主单元之间建立以下中的至少一个：第一媒体通道和/或第二媒体通道集合；第二确定模块，用于确定在所述发出请求的参与者所位于的分布式服务器的相关联的家庭域/网络中是否不存在从单元；第二控制模块，用于在所述第二确定模块确定从单元不存在时，指示所述分布式服务器创建并且存储关于从单元的信息，并且指示所述主单元复制所述第二媒体通道集合；第三确定模块，用于确定所述发出请求的参与者是否是消极参与者；第三控制模块，用于在所述第三确定模块确定所述发出请求的参与者是消极参与者时，指示所述从单元将所复制的第二媒体通道集合中的所选择的一个媒体通道复制并且路由至所述消极参与者；第四确定模块，用于确定所述发出请求的参与者是否是积极参与者；以及第四控制模块，用于在所述第四确定模块确定所述发出请求的参与者是积极参与者时，指示所述主单元将所述第一媒体通道路由至所述从单元并且指示所述从单元将所述第一媒体通道路由至所述发出请求的参与者。

在一些实施例中，所述定义模块适于：如果参与者包括在预定义的积极参与者的列表中，则将所述参与者定义为积极参与者，并且如果所述参与者未包括在所述预定义的积极参与者的列表中，则将所述参与者定义为消极参与者。

在一些实施例中，所述定义模块适于将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者，还包括：提示参与者输入会议代码并且如果所输入的代码是预定义的积极参与者会议代码，则将所述参与者定义为积极参与者。

在一些实施例中，所述编排器单元还包括执行模块，所述执行模块用于执行所述发出请求的参与者的IP地址的互联网协议IP地址映射查找以确定所述发出请求的参与者连接至所述分布式服务器中的哪一个的相关联的家庭域/网络。

附图说明

图1是根据本文描述的实施例的架构的说明。

具体实施方式

下面将讨论本文描述的实施例，并且通过参照附图来描述示例实施例。

图1示出了根据本文描述的实施例在活动的多方视频会议期间架构的整体示例。在该架构的顶部上，存在桥接视频会议的MCU。MCU具有根据标准连接至常规媒体通道的多个端口。媒体通道是虚拟的通信通道，在该媒体通道中，诸如视频、音频和/或演示/协同数据的媒体数据在双方之间交换，例如在相应的子媒体通道中交换。MCU还具有专用数目的端口，这些端口具有不同的质量/带宽但是仍然根据标准。在图1的示例中，存在具有三个相应的质量/带宽的三个专用端口。

根据本文描述的实施例的视频会议中的参与者按照他们被预期在视频会议中扮演积极角色还是消极收听者单元而被分类为汇报者单元和收听者单元。汇报者单元和收听者单元处于被称为人类参与者的活动水平的上下文中，但是在下文中，汇报者单元和收听者单元主要指的是适于根据标准进行通信的他们的相关联的端点或终端。

提供主单元，该主单元从MCU接收媒体通道，具有不同的质量/带宽的汇报者媒体通道和收听者媒体通道二者。汇报者媒体通道在图1中以粗线示出而收听者媒体通道在图1中以细线示出。图1中的虚线表示多个。在图1中还存在以黑色箭头示出的连接在MCU与主单元之间的应用控制信号。主单元可以是服务器或计算机单元，或者被实现在通用服务器或计算机单元上，或者被实现在MCU中。

还提供有多个从单元，汇报者媒体通道以及收听者媒体通道的相应集合经过IP网络路由至所述多个从单元，该IP网络可以是互联网或者专用媒体网络。本文所指的从单元可以是在其上实现处理/算法的单元，或者简单地是子会议。从单元可以是服务器或计算机单元，或者被实现在通用服务器或计算机单元上，或者被实现在MCU中，并且在等级上处于比主单元低的级别处。

收听者媒体通道的每一个集合可以包括与连接在主单元与MCU之间的具有不同的质量/带宽的专用端口的数目相同的、具有相同的相应的质量/带宽的通道。在图1的示例中，该集合包括具有三个不同的质量/带宽的三个收听者媒体通道，其在图1中以三个细线示出。每一个从单元接收多达分别连接的汇报者单元的数目的汇报者媒体通道，但是仅接收收听者媒体通道的一个集合。在图1中以白色箭头示出的分布控制信号通道提供在主单元与从单元之间。每一个从单元通常覆盖各自的家庭域，并且可以在覆盖预定义的地理区域或者诸如公司网络或服务提供商网络的独立网络的服务器中建立。这可以是在视频网络中使用的任意种类的局域网或独立网络服务器，但是在这一示例中，将使用POP(存在点)服务器。

主单元被调整为提供若干功能。视频会议可以由主单元根据汇报者单元和收听者单元的数目、他们的身份以及参与者的带宽容量来控制。主单元也可以由编排器单元支持(在附图中未示出)，该编排器单元至少能够接收并且响应于根据标准发出信号的视频呼叫建立，并且至少在呼叫建立期间根据会议架构的设置、访问控制以及当前状态来指导参与者。

为了公开本文描述的实施例的目的，讨论了根据示例实施例建立和执行视频会议的场景。为了说明本文描述的实施例，在讨论期间，也将涉及多个替代实施例。

在视频会议之前，编排器单元已经接收了针对该会议的设置集合，其可以例如由管理员经过网页或管理套件(suit)进行***。所述设置至少包括收听者媒体通道的带宽替代物。这通常可以是针对多个会议的缺省设置。其也可以包括汇报者单元和收听者单元的身份。后者可以被特别地称为自组织，因为汇报者单元提供有一个访问代码而收听者单元提供有不同的访问代码。

在本文描述的实施例的一个方面中，当参与者呼入参与会议时，其被引导至编排器单元。如果是第一参与者，则编排器单元指示为该会议创建主单元，分配必要的处理器和存储资源。可以将指示引导至专用于该目的的服务器，或者引导至将要在该会议中使用的MCU。在任一情况下，编排器单元或者通过预定义的汇报者单元和收听者单元的列表，或者通过在参与者被提示输入用于加入会议的访问代码时识别汇报者单元或收听者单元访问代码，来将参与者识别为汇报者单元或者收听者单元。组合的解决方案可以是预定义的列表仅包括汇报者单元并且进入会议的没有被列为汇报者单元的所有参与者可以被定义为收听者单元。

应该注意，通过其他的验证方案而不是使用访问代码，参与者也可以被识别、被授权访问该会议，或者被识别为收听者单元或汇报者单元。

在任一情况下，编排器单元应该说明新的参与者的家庭域，例如通过使用IP地址***将参与者的IP地址观察为地理IP位置或IP地址映射查找，这对于定位IP实体是公知的方法。如果在覆盖这一域的本地POP服务器中未创建从单元，则编排器单元指示本地POP服务器在与该会议相关联的POP服务器中创建从单元，分配必要的处理器和存储资源。

在汇报者单元呼入参与会议的情况下，编排器单元指示主单元在其自身与MCU之间添加汇报者媒体通道。汇报者媒体通道进一步经过在覆盖参与者的家庭域的POP服务器中创建的从单元而被路由至参与者。

在收听者单元的情况下，并且如果收听者媒体通道在主单元与MCU之间还未被创建，则编排器单元指示主单元根据在上述设置中说明的带宽替代物的数目，在其自身与MCU之间添加收听者媒体通道。如果在MCU与主单元之间已经存在收听者媒体通道，则在它们之间不建立新的媒体通道。进而，当来自由POP服务器覆盖的本地域的第一收听者单元进入会议时，在主单元与位于该POP服务器中的从单元之间建立与位于MCU和主单元之间的收听者媒体通道相对应的收听者媒体通道集合。结果，当将新的从单元添加至会议时，建立了从主单元至相应的新的从单元的新的收听者媒体通道集合。如图1中所示的，从主单元起将有多达如所存在的从单元一样多的收听者媒体通道集合，但是同时，在主单元与MCU之间仅存在相应的一个收听者媒体通道集合。替代如汇报者媒体通道的情况一样地执行从MCU至主单元的媒体通道的常规路由，主单元创建位于MCU与主单元之间的收听者媒体通道的副本以创建从单元所要求的收听者媒体通道集合。具体地说，主单元复制来自MCU的不同收听者媒体通道的数据分组，并且将复本路由至相应的从单元。

当来自由其中已经创建从单元的POP服务器覆盖的本地域的收听者单元进入会议时，编排器单元指示从单元在该从单元与收听者单元之间添加收听者媒体通道。

将在不同的从单元中执行与主单元相关地描述的相同的复制过程。每一个从单元将从主单元仅接收一个收听者媒体通道集合，但是可以存在连接至一个从单元的若干个收听者单元。区别在于收听者单元仅需要一个收听者媒体通道。要求媒体通道集合中的哪一个媒体通道取决于其带宽能力。在一些实施例中，选择具有紧邻且低于收听者单元的带宽能力的带宽的收听者媒体通道。带宽能力在视频会议中的呼叫建立期间根据标准进行传输。

结果，与提供给汇报者单元的全双工的媒体通信相反，这将实现从MCU至收听者单元的单工媒体通信，或者与有限的上行链路传输组合的全下行链路传输，从而实现传输类似具有用于“画中画”的低分辨率的收听者单元的小画面的小量数据，以及可能用于简短评论和问题的音频。

如由以上描述显见的，取决于在呼叫到达时架构的状态来处理呼叫参与会议的方式。因此，编排器单元必须在任意时刻访问当前架构的更新状态。关于当前架构的信息因此通过代表架构的不同元件的数据条目以及条目之间的连接的方式而在编排器单元处进行存储和更新。作为示例，主单元和MCU被存储为两个相应的条目，并且当新的汇报者单元到来时(这反过来会发起新的从单元的创建)，除了所要求的新的媒体通道以外，汇报者单元和从单元也作为新的数据条目被添加在架构中。

根据本文描述的实施例的一个方面，从由从单元接收的、被分配给与该从单元相关联的收听者单元的收听者媒体通道集合中选择收听者媒体通道可以在会议期间改变。特别是当在收听者单元与其从单元之间发生增加的分组丢失时，收听者单元的真实带宽能力被减小，并且接收自从单元的媒体通道的带宽应该改变以实现经过媒体通道传输的媒体的更好的人类感知。所测量的高于特定水平的分组丢失因此会触发由从单元提供的低于当前带宽的下一级别的媒体通道带宽。这可以通过根据标准使用在收听者单元与从单元之间的常规减速(downspeed)方案来执行。重新创建原始带宽的企图可以在不存在分组丢失的一段时间之后发起的随后阶段处实现。减速的替代方案是将接收自主单元的媒体通道之一的媒体转码为更加适应于收听者单元的当前带宽能力的比特率。换码传统上意味着对于编码的媒体数据的后续解码和编码以改变大小、编码标准、媒体格式、比特率，或者在相同的数据流中混合媒体。在这种情况下，换码的目的将是降低编码的视频流的视频分辨率，以便由此减小编码的数据的比特率。从单元则必须配备有解码器和编码器资源以便能够实现换码。

根据本文描述的实施例的另一方面，会议参与者的汇报者单元和收听者单元状态在会议期间也应该可以改变。作为示例，例如出于答复其他汇报者单元的评论之一的目的，当前作为收听者单元的参与者需要升级到汇报者单元状态以实现对于MCU而言自始至终的双工媒体通信，以便能够将媒体发送至所有参与者。这将通过向编排器单元发送对于升级的请求来完成。作为对于该请求的响应，编排器单元指示主单元在其自身与MCU之间添加另一汇报者媒体通道，并且将该汇报者媒体通道进一步路由至发出请求的参与者与其相关联的从单元。编排器单元还指示从单元将该汇报者媒体通道向下路由至发出请求的参与者，并且终止位于从单元与发出请求的参与者之间的收听者媒体通道。

本文描述的实施例的优点之一是在积极参与者的数目与消极参与者的数目之间存在不均衡的视频会议中带宽、MCU资源和路由的优化。此外，即使消极参与者之一的带宽在会议期间降低，其他参与者将不会通过不得不使媒体传输减速而受此影响，使媒体传输减速将要求传输新的I-帧，这会导致“闪烁”效果以及对于所有参与者的视频质量的后续降级，对于包含MCU的常规视频会议将是这种情况。

Claims (9)

1.一种用于管理多点视频会议的方法，其中，所述多点视频会议包括具有多个端口的视频会议桥，所述多个端口能够连接至在所述多点视频会议中的参与者之间交换媒体数据的媒体通道；连接至所述视频会议桥或者集成在所述视频会议桥中的集中式服务器；以及每一个都与各自的家庭域/网络相关联的一个或多个分布式服务器，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

接收并且处理来自发出请求的参与者的呼叫建立，

将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者，

如果主单元不存在，则

指示所述集中式服务器创建并且存储关于主单元的信息，并且在所述视频会议桥与所述主单元之间建立以下中的至少一个：第一媒体通道和/或第二媒体通道集合，

如果在所述发出请求的参与者所位于的所述分布式服务器的相关联的家庭域/网络中不存在从单元，则

指示所述分布式服务器创建并且存储关于从单元的信息，并且指示所述主单元复制所述第二媒体通道集合并且将复制的第二媒体通道集合路由至所述从单元，

如果所述发出请求的参与者是消极参与者，则指示所述从单元将所述复制的第二媒体通道集合的媒体通道中的选择的一个媒体通道复制并且路由至所述消极参与者，

如果所述发出请求的参与者是积极参与者，则指示所述主单元将所述第一媒体通道路由至所述从单元并且指示所述从单元将所述第一媒体通道路由至所述发出请求的参与者。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者的步骤还包括：如果参与者包括在预定义的积极参与者的列表中，则将所述参与者定义为积极参与者，并且如果所述参与者未包括在所述预定义的积极参与者的列表中，则将所述参与者定义为消极参与者。

3.根据权利要求1-2中的任意一项所述的方法，其特征在于，将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者的步骤还包括：提示参与者输入会议代码并且如果输入的代码是预定义的积极参与者会议代码，则将所述参与者定义为积极参与者。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的方法，其特征在于，在所述第二媒体通道集合中的每一个媒体通道被分配预定义的带宽。

5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述复制的第二媒体通道集合的媒体通道中的所述选择的一个媒体通道是具有紧邻且低于所述消极参与者的带宽能力的带宽的一个媒体通道。

6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

执行所述发出请求的参与者的互联网协议IP地址的IP地址映射查找以确定所述发出请求的参与者连接至所述分布式服务器中的哪一个的相关联的家庭域/网络。

7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述视频会议桥是多点控制单元MCU，并且所述发出请求的参与者是视频会议端点或者终端。

8.根据权利要求1-7中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述一个或多个分布式服务器是存在点POP服务器。

9.一种编排器单元，其存储在计算机设备上用于管理多点视频会议，所述多点视频会议包括具有连接至在所述多点视频会议中的参与者之间交换媒体数据的媒体通道的多个端口的视频会议桥，其中，所述多点视频会议还包括连接至所述视频会议桥或者集成在所述视频会议桥中的集中式服务器以及每一个与各自的家庭域/网络相关联的一个或多个分布式服务器，

其特征在于，所述编排器单元包括：

接收与处理模块，用于接收并且处理来自发出请求的参与者的呼叫建立，

定义模块，用于将所述发出请求的参与者定义为积极参与者或者消极参与者，

第一确定模块，用于确定主单元是否不存在，

第一控制模块，用于在所述第一确定模块确定主单元不存在时，指示所述集中式服务器创建并且存储关于主单元的信息，并且在所述视频会议桥与所述主单元之间建立以下中的至少一个：第一媒体通道和/或第二媒体通道集合，

第二确定模块，用于确定在所述发出请求的参与者所连接到的所述分布式服务器的相关联的家庭域/网络中是否不存在从单元，

第二控制模块，用于在所述第二确定模块确定从单元不存在时，指示所述分布式服务器创建并且存储关于所述从单元的信息，并且指示所述主单元复制所述第二媒体通道集合，

第三确定模块，用于确定所述发出请求的参与者是否是消极参与者，

第三控制模块，用于在所述第三确定模块确定所述发出请求的参与者是消极参与者时，指示所述从单元将复制的第二媒体通道集合的媒体通道中的选择的一个媒体通道复制并且路由至所述消极参与者，

第四确定模块，用于确定所述发出请求的参与者是否是积极参与者，

第四控制模块，用于在所述第四确定模块确定所述发出请求的参与者是积极参与者时，指示所述主单元将所述第一媒体通道路由至所述从单元并且指示所述从单元将所述第一媒体通道路由至所述发出请求的参与者。