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  • WebRTC是什么

    2018-02-03 18:01:06
    WebRTC(Web Real-Time Communication) Google于2010你那以$6829万从 Global IP Solutions 公司购买,并于2011年将其开源,旨在建立一个互联网浏览器间的实时通信的平台,让 WebRTC技术成为 H5标准之一。...
        

    WebRTC(Web Real-Time Communication)是 Google于2010你那以$6829万从 Global IP Solutions 公司购买,并于2011年将其开源,旨在建立一个互联网浏览器间的实时通信的平台,让 WebRTC技术成为 H5标准之一。

    • 基于浏览器的 WebRTC应用开发
    • C 层面的移植和开发,可将其集成到多种平台的应用中,实现语音通话功能。

    WebRTC集成了多种 audio codec,例如 ISAC、ILBC、G711、G722...

    • ISAC(Internet Speech Audio Codec)是一种宽带和超宽带音频编解码器,是 WebRTC音频引擎的默认编解码器。

    • ILBC(Internet Low Bitrate Codec)是一种窄带语音编解码器,可保证低带宽条件下较好的音质,采样频率为8kHZ,20ms 每帧时比特率为15.2kbps,30ms 每帧比特率为13.33kbps。

    • NetEQ 实现自适应抖动控制算法以及语音包丢失隐藏算法,用于适应不断变化的网络环境,确保音质有没且缓冲延迟最小。

    • AEC(Acoustic Echo Cancelling) 将回声估计值从话筒的输入信号中减去,从而达到消除回声的目的。

    • NS(Noise Suppression) 探测出背景固定频率的杂音并消除背景噪音。

    • VAD(Voice Activity Detection) 检测到当前为静音,将只编码生成数量小的静音包,可大大节省编码时间和带宽。

    • AGC(Automatic Gain Control) 自动调麦克风的收音量,避免声音忽大忽小。

    • RTP/RTCP(WebRTC Voice Engine) 成熟的 RTP 协议来传输实时音频数据。

    • 混音 WebRTC 支持接收多人得语音数据并混音后播放的功能。

    WebRTC Voice 模块

    • AudioDeviceModule 负责采集和播放音频数据
    • AudioProcessModule 用于处理编码前和解码后的数据
    • AudioCodingModule 用于编码或解码音频数据
    • AudioConferenceMixer 当有多路音频时完成混音工作
    • RtpRtcpModule 编码数据通过 RTP 协议传输
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    WebRTC Voice 业务流程

    WebRTC音频通话链路

    WebRTC将每个音频通话抽象为一个 channel,若开启多个 channel 则播放时会将这几个 channel 的音频数据混音后再播放。
    对一个 channel 而言,处理这个 channel 的数据将包含三个线程:采集线程、接收线程、播放线程。

    • 采集线程用于采集编码数据
    • 接收线程用于接收RTP数据并解码
    • 播放线程用于播放音频数据
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  • WebRTC是什么

    2018-06-28 11:38:56
    一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术谷歌2010年以6820万美元收购Global IP Solutions公司而获得的一项技术。2011年5月开放了工程的源代码,在行业内得到了广泛的支持和应用,成为下一代视频...

    webrtc全名为网页实时通信(Web Real-Time Communication)的缩写是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术,是谷歌2010年以6820万美元收购Global IP Solutions公司而获得的一项技术。2011年5月开放了工程的源代码,在行业内得到了广泛的支持和应用,成为下一代视频通话的标准。

    特点

    编辑
    WebRTC实现了基于网页的视频会议,标准是WHATWG 协议,目的是通过浏览器提供简单的javascript就可以达到实时通讯(Real-Time Communications (RTC))能力。
    WebRTC(Web Real-Time Communication)项目的最终目的主要是让Web开发者能够基于浏览器(Chrome\FireFox\...)轻易快捷开发出丰富的实时多媒体应用,而无需下载安装任何插件,Web开发者也无需关注多媒体的数字信号处理过程,只需编写简单的Javascript程序即可实现,W3C等组织正在制定Javascript 标准API,目前是WebRTC 1.0版本,Draft状态;另外WebRTC还希望能够建立一个多互联网浏览器间健壮的实时通信的平台,形成开发者与浏览器厂商良好的生态环境。同时,Google也希望和致力于让WebRTC的技术成为HTML5标准之一,可见Google布局之深远。
    WebRTC提供了视频会议的核心技术,包括音视频的采集、编解码、网络传输、显示等功能,并且还支持跨平台:windows,linux,mac,android。

    架构

    编辑

    颜色标识说明

    (1)紫色部分是Web开发者API层;
    (2)蓝色实线部分是面向浏览器厂商的API层
    (3)蓝色虚线部分浏览器厂商可以自定义实现

    架构组件介绍

    (1) Your Web App
    Web开发者开发的程序,Web开发者可以基于集成WebRTC的浏览器提供的web API开发基于视频、音频的实时通信应用。[1] 
    (2)Web API
    面向第三方开发者的WebRTC标准API(Javascript),使开发者能够容易地开发出类似于网络视频聊天的web应用,最新的标准化进程可以查看这里。 [2] 
    这些API可分成Network Stream API、 RTCPeerConnection、Peer-to-peer Data API三类,详细的API说明可以看这里。
    Network Stream API
    MediaStream:MediaStream用来表示一个媒体数据流。
    MediaStreamTrack在浏览器中表示一个媒体源。
    RTCPeerConnection
    RTCPeerConnection: 一个RTCPeerConnection对象允许用户在两个浏览器之间直接通讯。
    RTCIceCandidate :表示一个ICE协议的候选者。
    RTCIceServer:表示一个ICE Server。
    Peer-to-peer Data API
    DataChannel:数据通道( DataChannel)接口表示一个在两个节点之间的双向的数据通道 。
    (3)WebRTC Native C++ API
    本地C++ API层,使浏览器厂商容易实现WebRTC标准的Web API,抽象地对数字信号过程进行处理。
    (4)Transport / Session
    传输/会话层
    会话层组件采用了libjingle库的部分组件实现,无须使用xmpp/jingle协议
    a. RTP Stack协议栈
    Real Time Protocol
    b. STUN/ICE
    可以通过STUN和ICE组件来建立不同类型网络间的呼叫连接。
    c. Session Management
    一个抽象的会话层,提供会话建立和管理功能。该层协议留给应用开发者自定义实现。
    (5)VoiceEngine
    音频引擎是包含一系列音频多媒体处理的框架,包括从视频采集卡到网络传输端等整个解决方案。
    PS:VoiceEngine是WebRTC极具价值的技术之一,是Google收购GIPS公司后开源的。在VoIP上,技术业界领先,后面的文章会详细了解
    a. iSAC
    Internet Speech Audio Codec
    针对VoIP和音频流的宽带和超宽带音频编解码器,是WebRTC音频引擎的默认的编解码器
    采样频率:16khz,24khz,32khz;(默认为16khz)
    自适应速率为10kbit/s ~ 52kbit/s;
    自适应包大小:30~60ms;
    算法延时:frame + 3ms
    b.iLBC
    Internet Low Bitrate Codec
    VoIP音频流的窄带语音编解码器
    采样频率:8khz;
    20ms帧比特率为15.2kbps
    30ms帧比特率为13.33kbps
    标准由IETF RFC3951和RFC3952定义
    c.NetEQ for Voice
    针对音频软件实现的语音信号处理元件
    NetEQ算法:自适应抖动控制算法以及语音包丢失隐藏算法。使其能够快速且高解析度地适应不断变化的网络环境,确保音质优美且缓冲延迟最小。
    是GIPS公司独步天下的技术,能够有效的处理由于网络抖动和语音包丢失时候对语音质量产生的影响。
    PS:NetEQ 也是WebRTC中一个极具价值的技术,对于提高VoIP质量有明显效果,加以AEC\NR\AGC等模块集成使用,效果更好。
    d.Acoustic Echo Canceler (AEC)
    回声消除器是一个基于软件的信号处理元件,能实时的去除mic采集到的回声。
    e.Noise Reduction (NR)
    噪声抑制也是一个基于软件的信号处理元件,用于消除与相关VoIP的某些类型的背景噪声(嘶嘶声,风扇噪音等等… …)
    (6)VideoEngine
    WebRTC视频处理引擎
    VideoEngine是包含一系列视频处理的整体框架,从摄像头采集视频到视频信息网络传输再到视频显示整个完整过程的解决方案。
    a. VP8
    视频图像编解码器,是WebRTC视频引擎的默认的编解码器
    VP8适合实时通信应用场景,因为它主要是针对低延时而设计的编解码器。
    PS:VPx编解码器是Google收购ON2公司后开源的,VPx现在是WebM项目的一部分,而WebM项目是Google致力于推动的HTML5标准之一
    b. Video Jitter Buffer
    视频抖动缓冲器,可以降低由于视频抖动和视频信息包丢失带来的不良影响。
    c. Image enhancements
    图像质量增强模块
    对网络摄像头采集到的图像进行处理,包括明暗度检测、颜色增强、降噪处理等功能,用来提升视频质量

    相关说明

    编辑
    谷歌2011年6月3日宣布向开发人员开放WebRTC架构的源代码。这个源代码将根据没有专利费的BSD(伯克利软件发布)式的许可证向用户提供。 [3]  开发人员可访问并获取WebRTC的源代码、规格说明和工具等。 [4] 

    分析

    编辑

    视频

    WebRTC的视频部分,包含采集、编解码(I420/VP8)、加密、媒体文件、图像处理、显示、网络传输与流控(RTP/RTCP)等功能。
    视频采集---video_capture
    源代码在webrtc\modules\video_capture\main目录下,包含接口和各个平台的源代码。
    在windows平台上,WebRTC采用的是dshow技术,来实现枚举视频的设备信息和视频数据的采集,这意味着可以支持大多数的视频采集设备;对那些需要单独驱动程序的视频采集卡(比如海康高清卡)就无能为力了。
    视频采集支持多种媒体类型,比如I420、YUY2、RGB、UYUY等,并可以进行帧大小和帧率控制。
    视频编解码---video_coding
    源代码在webrtc\modules\video_coding目录下。
    WebRTC采用I420/VP8编解码技术。VP8是google收购ON2后的开源实现,并且也用在WebM项目中。VP8能以更少的数据提供更高质量的视频,特别适合视频会议这样的需求。
    视频加密--video_engine_encryption
    视频加密是WebRTC的video_engine一部分,相当于视频应用层面的功能,给点对点的视频双方提供了数据上的安全保证,可以防止在Web上视频数据的泄漏。
    视频加密在发送端和接收端进行加解密视频数据,密钥由视频双方协商,代价是会影响视频数据处理的性能;也可以不使用视频加密功能,这样在性能上会好些。
    视频加密的数据源可能是原始的数据流,也可能是编码后的数据流。估计是编码后的数据流,这样加密代价会小一些,需要进一步研究。
    视频媒体文件--media_file
    源代码在webrtc\modules\media_file目录下。
    该功能是可以用本地文件作为视频源,有点类似虚拟摄像头的功能;支持的格式有Avi
    另外,WebRTC还可以录制音视频到本地文件,比较实用的功能。
    视频图像处理--video_processing
    源代码在webrtc\modules\video_processing目录下。
    视频图像处理针对每一帧的图像进行处理,包括明暗度检测、颜色增强、降噪处理等功能,用来提升视频质量。
    视频显示--video_render
    源代码在webrtc\modules\video_render目录下。
    在windows平台,WebRTC采用direct3d9和directdraw的方式来显示视频,只能这样,必须这样。
    网络传输与流控
    对于网络视频来讲,数据的传输与控制是核心价值。WebRTC采用的是成熟的RTP/RTCP技术。

    音频

    WebRTC的音频部分,包含设备、编解码(iLIBC/iSAC/G722/PCM16/RED/AVT、NetEQ)、加密、声音文件、声音处理、声音输出、音量控制、音视频同步、网络传输与流控(RTP/RTCP)等功能。
    音频设备---audio_device
    源代码在webrtc\modules\audio_device\main目录下,包含接口和各个平台的源代码。
    在windows平台上,WebRTC采用的是Windows Core Audio和Windows Wave技术来管理音频设备,还提供了一个混音管理器。
    利用音频设备,可以实现声音输出,音量控制等功能。
    音频编解码---audio_coding
    源代码在webrtc\modules\audio_coding目录下。
    WebRTC采用iLIBC/iSAC/G722/PCM16/RED/AVT编解码技术。
    WebRTC还提供NetEQ功能---抖动缓冲器及丢包补偿模块,能够提高音质,并把延迟减至最小。
    另外一个核心功能是基于语音会议的混音处理。
    声音加密--voice_engine_encryption
    和视频一样,WebRTC也提供声音加密功能。
    声音文件
    该功能是可以用本地文件作为音频源,支持的格式有Pcm和Wav。
    同样,WebRTC也可以录制音频到本地文件。
    声音处理--audio_processing
    源代码在webrtc\modules\audio_processing目录下。
    声音处理针对音频数据进行处理,包括回声消除(AEC)、AECM(AEC Mobile)、自动增益(AGC)、降噪(NS)、静音检测(VAD)处理等功能,用来提升声音质量。
    网络传输与流控
    和视频一样,WebRTC采用的是成熟的RTP/RTCP技术。


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  • 什么是WebRTCWebRTC,即Web Real-Time Communication(网页即时通信)。它一个开源项目,旨在创建简单、标准化的流程通过Web提供实时通信(RTC)。WebRTC最初为了在网页浏览器中进行实时通信而建立的。你可以...

    什么是WebRTC?

    WebRTC,即Web Real-Time Communication(网页即时通信)。它是一个开源项目,旨在创建简单、标准化的流程通过Web提供实时通信(RTC)。

    WebRTC最初是为了在网页浏览器中进行实时通信而建立的。你可以理解为,它是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的API。

    发展由来

    Google Chrome发布后不久,其团队注意到,在进行实时通信时,网页基础设施不足。在当时,浏览器都没有默认提供人与人之间直接进行数据传输的功能,更不用说让所有浏览器都实现标准化操作。

    因此Google开始着手创建Web实时通信的标准化规范,以便在通用平台上顺利进行数据传输,从而消除对第三方应用程序或插件的需求。在随后的几年里,Mozilla、Microsoft、Opera和Apple都加入了该项目。

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    WebRTC技术的诞生,有一个很重要的原因在于,在浏览器实现实时音视频通话,需要依赖相关插件或程序,而插件安全漏洞问题则更为关键。浏览器开发人员无法控制这些插件以及更新,因此插件带来的安全风险也相对较大。

    例如,Adobe Flash一直以来以安全性问题闹了不少负面新闻,以至于史蒂夫·乔布斯写了一封公开信,详细说明了为何iOS从2010年就禁止了该插件。所以,Adobe于2015年停用了Flash,并宣布2020年终止服务。

    WebRTC的特点

    1. 开源、免费,开发者不需要承担高昂的专利费用

    2. 基于浏览器,不需要安装插件,只要调用就可以实现音视频互动

    3. 被纳入了HTML5标准,主流浏览器全面支持WebRTC

    WebRTC的行业应用场景

    如今WebRTC已经不仅仅局限于PC端的网页浏览器,很多Android、iOS应用都已经采用了该技术。这也是为什么近几年课程直播、企业培训、社交娱乐等等领域,视频业务发展迅速。

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    物联网

    AI、物联网已经是未来趋势,到2030年,全球预计将有5,000亿台移动互联网设备。我们需要一种快捷便利、低延迟的解决方案来实现实时音视频的传输和处理。

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    例如智能家居设备:智能音箱、智能门铃、智能摄像头等等。想象一下,当所有的这些设备都可以做的比连接更多时,当它们可以在标准化平台上进行无缝通信时,世界将会是什么样。

    企业商务

    企业云办公、视频远程会议、视频培训等等商务场景中,实时视频通话发挥的作用也越来越明显。尤其是在今年的疫情中,视频会议及办公软件一时间下载量暴增。

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    在线教育

    借助WebRTC技术,在线课堂等互联网教育模式的蓬勃发展,打破了线下传统教育受时间和空间的限制。视频赋予了在线教育更加碎片化的学习的创新模式,同时也促进了优质师资力量资源共享最大化。

    在线医疗

    WebRTC技术带来的实时音视频通信,打破传统医疗资源在地域上的限制。通过实时视频,实现远程的多方医生视频会诊,极大降低会诊时间和成本。而虚拟现实和远程机器人的发展,将为在线医疗提供更大的便利及发展空间。

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    社交娱乐

    社交娱乐以及娱乐应用愈来愈花样繁多,在这些应用中增加视频聊天功能,可以满足人们的社交互动需求。

    电商广告

    借助WebRTC技术,用户点击广告就能立即与公司建立联系,而不是通过在网页寻找电话号码,再拿起手机拨打进行沟通。WebRTC改变了人们与广告及其背后公司的互动方式。

    视频客服

    仅依靠文字或者语音,有时客服无法更好地理解和解决客户的问题,例如大型家电厂商的技术支持人员,视频客服则可以通过实时视频,指导用户操作,解决问题。

    EasyRTC视频会议云服务

    EasyRTC是TSINGSEE青犀视频团队在音视频领域多年的技术积累而研发的一款产品。它是覆盖全球的实时音频开发平台,支持一对一、一对多等视频通话。

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    EasyRTC拥有MCU和SFU两种架构,无需安装客户端与插件,纯H5在线视频会议系统,支持微信小程序、H5页面、APP、PC客户端等接入方式,极大满足语音视频社交、在线教育和培训、视频会议和远程医疗等场景需求。

    结语:随着移动互联网的高速发展,AI、5G等等新兴技术的到来,结合WebRTC技术,也将衍生出更多的应用场景,改变人类的衣、食、住、行等生活方式。

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  • 什么是WebRTC

    2020-05-29 09:31:03
    什么是WebRTCWebRTC,名称源自网页实时通信(Web Real-Time Communication)的缩写,一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术谷歌2010年以6820万美元收购Global IP Solutions公司而获得的一项...

    什么是WebRTC?

    WebRTC,名称源自网页实时通信(Web Real-Time Communication)的缩写,是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术,是谷歌2010年以6820万美元收购Global IP Solutions公司而获得的一项技术。这项技术的一大特点就是无需任何插件。得力与Google将其开源(当然也有Google自己的市场战略意义),如今WebRTC已经不仅仅局限于PC的网页浏览器,Android,iOS平台上很多应用都已经采用了这样技术 虽然其名为WebRTC,但是实际上它不光支持Web之间的音视频通讯,还支持Android以及IOS端,此外由于该项目是开源的,我们也可以通过编译C++代码,从而达到全平台的互通。

    房间服务器

    房间服务器是用来创建和管理通话会话的状态维护,是双方通话还是多方通话,加入与离开房间等等,暂时沿用Google部署在GAE平台上的AppRTC这个房间服务器实现,该GAE App的源码可以在github.com上获取.该实现是一个基于Python的GAE应用,我们需要下载Google GAE的离线开发包到我们自己的Linux服务器上来运行该项目,搭建大陆互联网环境下的房间服务器。

    所谓房间(Room),就是把同时参与视频通话的各方圈在一起的一个东西。比如双人通话中,通话中的两个人 A 和 B 就可以认为在一个房间中。再比如在多人通话中,通话中的五个人(A B C D E)也可以认为是在一个房间里。有了房间的概念,那我们就可以对刚才说的状态协同用两个简单的动作描述一下:如果有一个人加入了视频通话,那么就可以理解为他/她已经进房(EnterRoom)了;如果有一个退出了视频通话,那么就可以理解为他/她已经离开房间(LeaveRoom)了。而房间的门板上始终写着:“目前在房间里有哪几个人”

    信令服务器

    ​ 信令就是协调通讯的过程,为了建立一个webRTC的通讯过程,客户端需要交换如下信息

    1. 会话控制信息,用来开始和结束通话,即开始视频、结束视频这些操作指令。
    2. 发生错误时用来相互通告的消息
    3. 元数据,如各自的音视频解码方式、带宽。
    4. 网络数据,对方的公网IP、端口、内网IP及端口。
    

    内网穿透服务器

    元数据是通过信令服务器中转发给另一个客户端,但是对于流媒体数据,一旦会话建立,首先尝试使用点对点连接。每个客户端都有一个唯一的地址,他能用来和其他客户端进行通讯和数据交换。
    一般情况下,连接互联网时都处于防火墙后面或者配置私有子网的家庭路由器后面,导致我们的计算机的IP地址不是广域网IP地址,故而不能相互之间直接通讯。让两个同处于私有网络里的计算机能够通讯起来,这种技术通常称为NAT穿透。WebRTC 可以使用ICE框架去克服真实世界的复杂网络。

    1、STUN (Simple Traversal of UDP Through NAT),是一个完整的NAT穿透解决方案,即简单的用UDP穿透NAT。
    2、TURN (Traversal Using Relay NAT), 与STUN一样为了完成穿透效果,但是TURN是通过转	发的方式来实现穿透。
    3、ICE (Interactive Connectivity Establishment), 综合以上2种协议的综合性NAT穿越解决方案
    

    理解

    1、客户端a 绑定NAT 通过线令进入房间
    2、客服端b 绑定NAT 通过线令进入房间
    3、房间内交流通信

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  • WebRTC技术什么突然崛起了?

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