视频会议系统多画面软件设计与分析

YUV主要的采样格式有YCbCr4：2：O、YCbCr4：2：2、YCbCr4：1：1和YCbCr4：4．：4。其中YCbCr4：1：1比较常用，其含义是每个点保存一个8 bit的亮度值(也就是Y值)，每2x2个点保存一个Cr和Cb值，这样，图像在人的视觉中不会起太大的变化。RGB (R，G，B都是8 bit unsigned)模型的4个点需要8×3=24 bits，而现在仅需要8+(8／4)+(8／4)=12 bits，平均每个点占12 bits。这样就把图像的数据压缩至一半。YUV411为每个像素都提取Y分量，UV分量在水平方向上每4个像素采样一次。YUV420并非V分量采样为0，而只是跟YUV411相比，在水平方向上提高了一倍的色差采样频率，并在垂直方向上以U／V间隔的方式减小了一半色差采样。

经过解码即可得到YUV格式的数据流，H.263-CIF的图像格式亮度取样像素个数、亮度取样行数为352x288，图像是由许多像素点组成的，即一幅H.263-CIF图像占有352×288个像素点，经过解码。这些值将不变化，即YUV格式的亮度取样像素个数、亮度取样行数也为352×288、也占有352×288个像素点。现在假设视频数据是YUV420格式．它的采样格式为4：2：0。在对YUV420格式的视频数据进行存储时，可按照图3所示的存储格式，先存储所有的Y，之后存储U，再存储V，并且每个像素点占用一个Y，平均四个像素点占用一个U和V。每个像素点占用一个字节，则一幅图像所占用的字节数将是352×288×(1+1，4+1／4)。

下面以四画面为例来介绍该软件的多画面合成过程。当捕获到的四个视频数据流经过解码后。每幅图像的所有数据都是连续地保存在存储单元中。这里用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ来表示这四幅图像，它们在存储单元中的存储状态如图4所示。每一副图像都是单独存储的。实际需要得到的四合一图像如图5所示。

图像在显示时，所有像素点均有序排列，例如一幅352×288的图像，它在存储像素点时，首先存Y信号第l行的352个象素点，其次是第2行……直至第288行存完Y信号，然后存储U信号第l～288行的所有像素点，最后再存储V信号的所有像素点。但四幅图像合成之后，其图像大小就会变为一副图像的两倍即704×576，因此，需要改变其存储格式。即重新调整这四幅图像的像素存储顺序，其具体过程如下：

(1)存储第1幅图像Y信号的第1行共352个像素点，再存储第Ⅱ幅图像Y信号的第l行共352个像素点，这样就组成了新图像Y信号的第1行共704个像素点：

(2)依此次序存储新图像Y信号的第2～288行；

(3)新图像的第289行由第Ⅲ幅图像Y信号的第1行其352个像素点加第Ⅳ幅图像Y信号的第1行的352个像素点组成；

(4)新图像的第290～576行Y信号也依此次序存储，直到多画面合成图像所有的Y信号存储完毕；

(5)重新从步骤(1)至步骤(4)以完成U、V信号的存储。

经过上述5个步骤之后，新的多画面图像即按照设计的格式存储起来，该多画面的显示可借助微软公司的DirectShow来实现，这样即可完成视频会议的多画面软件系统设计。

4结束语

在视频会议系统多画面软件的分析与设计过程中，可先捕获视频数据流，并在经过解码后用于多画面合成。多画面合成是视频会议系统中的关键部分，捕获数据及解码是为这一过程作铺垫，本文以四画面合成为例，对多画面合成过程进行了介绍。

在视频会议中，运用多画面软件可以更好地进行实时性对话，提高会议效率。本文介绍的多画面软件不仅能应用于视频会议，还可以广泛地应用于其他场合。例如，在画面合成时，应用该软件对数据的存储格式稍做改变，即可得到电视画面的画中画效果；在常见的监视系统中运用多画面合成技术，可以使多个监视器捕获到的图像同时在一个屏幕上显示。视频会议多画面软件不仅可以广泛运用于会议，还可在军事、交通、治安等复杂的指挥和控制场合发挥积极作用。
 
作者：张文丽1，郭勇1，聂学方1.2　1成都理工大学，四川 成都  610059，2江西农业大学，江西 南昌  330045