高清晰視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)

馮仲杰

摘 要：視頻會(huì)議能夠給人們直觀、真實(shí)的交流效果，提高人們的工作效率，其應(yīng)用正成為當(dāng)今的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)。本文深入論述了一種高清晰視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)，驗(yàn)證結(jié)果表明，該系統(tǒng)是可行及有效的，能夠有效提升企業(yè)的視頻會(huì)議質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：視頻系統(tǒng);視頻會(huì)議;系統(tǒng)布局;通信協(xié)議

視頻會(huì)議是用電視和電話在兩個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)的用戶之間舉行會(huì)議，實(shí)時(shí)傳送聲音、圖像的通信方式，能夠在一定程度上提升企業(yè)的信息化水平，同時(shí)可以減少現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議引發(fā)的時(shí)間成本的浪費(fèi)，已受到越來(lái)越多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的重視。同時(shí)，隨著科技的發(fā)展人們對(duì)視頻會(huì)議提出了更高的要求，它的設(shè)計(jì)需要滿足用戶對(duì)視頻系統(tǒng)的基本需求，同時(shí)視頻系統(tǒng)需要先進(jìn)、便利和靈活。

引言

本文以提升視頻會(huì)議質(zhì)量為前提，采用多點(diǎn)控制單元（MCU）的級(jí)聯(lián)模式和高清視頻會(huì)議終端設(shè)備對(duì)原有會(huì)議室系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用一鍵式的中控管理模式來(lái)區(qū)分本地會(huì)議和遠(yuǎn)程會(huì)議，對(duì)會(huì)場(chǎng)內(nèi)的視頻、音頻、窗簾、投影、視頻會(huì)議主圖像和雙流圖像顯示的輸入輸出進(jìn)行統(tǒng)一控制，從而達(dá)到操作便利和靈活性的目的.

1.總體設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)布局

高清視頻會(huì)議系統(tǒng)（HDVideo Conference System）是建立在集團(tuán)廣域網(wǎng)內(nèi)部的應(yīng)用，所以本部在建設(shè)系統(tǒng)時(shí)遵循的是“MB17-2006”和“MB20-2007”的安全保密防護(hù)標(biāo)準(zhǔn).

高清視頻會(huì)議時(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)如下：集團(tuán)公司總部、各試驗(yàn)基地、各專業(yè)公司及直屬單位會(huì)場(chǎng)的視頻終端直接呼入集團(tuán)公司的一級(jí)MCU進(jìn)行互通;各院的二級(jí)MCU呼入集團(tuán)公司的一級(jí)MCU進(jìn)行互通;各廠所的視頻終端呼入其所屬院的二級(jí)MCU進(jìn)行互通.最終所有節(jié)點(diǎn)形成2級(jí)MCU級(jí)聯(lián)的樹形結(jié)構(gòu)的邏輯互聯(lián)關(guān)系.

1.2系統(tǒng)架構(gòu)

由于新的視頻會(huì)議主機(jī)要和部分的老舊設(shè)備進(jìn)行設(shè)備對(duì)接，考慮到整個(gè)視頻會(huì)議過(guò)程中音、視頻傳輸?shù)姆€(wěn)定性，所以需要對(duì)原有的視頻會(huì)議架構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，因此對(duì)視頻源、視頻矩陣和顯示部分進(jìn)行了調(diào)整.

1.3實(shí)現(xiàn)方案

1.3.1會(huì)議室布局

改造后的整體布局采用長(zhǎng)方桌的會(huì)議形式，在正前方中央安裝120寸電動(dòng)投影幕.投影幕一側(cè)安裝高清液晶顯示器.可保證在滿足視頻會(huì)議攝像對(duì)燈光要求的前提下，仍能清晰地顯示數(shù)據(jù)和視頻圖像信號(hào).開視頻會(huì)議時(shí)，分別用來(lái)顯示本地信號(hào)和遠(yuǎn)端會(huì)場(chǎng)信號(hào).舉行報(bào)告和演講時(shí)，液晶顯示器用來(lái)顯示主講人特寫畫面，電動(dòng)投影幕用來(lái)顯示計(jì)算機(jī)文檔.

1.3.2音、視頻部分

（1）音頻擴(kuò)聲

為了防止外接的手機(jī)電磁信號(hào)對(duì)麥克風(fēng)的干擾，新系統(tǒng)音頻部分采用的是具備回聲抑制的音頻處理器，保證遠(yuǎn)端會(huì)場(chǎng)的聲音不會(huì)出現(xiàn)回聲的現(xiàn)象，除去原有的調(diào)音臺(tái)，避免出現(xiàn)誤操作而導(dǎo)致的嘯叫問(wèn)題.

（2）高清雙流

在保持原有網(wǎng)絡(luò)帶寬占用條件不變的前提下，需要在原有網(wǎng)絡(luò)條件下同時(shí)傳送兩路視頻信號(hào)，發(fā)送音視頻信號(hào)同時(shí)傳送一路筆記本信號(hào)到其他會(huì)場(chǎng)，考慮到雙流圖像格式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換和適配問(wèn)題，本系統(tǒng)采用高清終端來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出.

1.3.3輸入、輸出控制

（1）視頻控制

視頻源的輸入端支持VGA和HDMI兩種輸入模式，通過(guò)數(shù)字混合矩陣將視頻源輸出至顯示器和投影儀等設(shè)備.

（2）音頻控制

通過(guò)數(shù)字音頻處理器的內(nèi)置噪聲濾波器來(lái)過(guò)濾現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的背景噪聲，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通道回聲消除，背景降噪，增益控制操作，保持通對(duì)話聲調(diào)的連貫，維持聽感上的舒適性，在視頻會(huì)議時(shí)保證遠(yuǎn)端和近端的話音易于聽清楚.

2.會(huì)議系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1整體實(shí)現(xiàn)

2.1.1會(huì)議通信協(xié)議

（1）H.323

H.323是ITU-T組織提出的H.323協(xié)議多媒體通信系列標(biāo)準(zhǔn)H.32X的一部分，是分組網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通訊的標(biāo)準(zhǔn).該協(xié)議能提供設(shè)備與設(shè)備、應(yīng)用與應(yīng)用、供應(yīng)商與供應(yīng)商之間的互操作能力，因此，該協(xié)議能夠保證所有基于H.323的設(shè)備之間能夠相互兼容地進(jìn)行通信.

（2）H.264

H.264是由JVT制定的新一代視頻標(biāo)準(zhǔn)，具有出色的編碼效率和壓縮性能，其基本框架主要用于“視頻會(huì)議系統(tǒng)”應(yīng)用.H.264碼流結(jié)構(gòu)含視頻編碼層：負(fù)責(zé)高效的視頻內(nèi)容表示，網(wǎng)絡(luò)適配層提供視頻編碼與外部設(shè)備的接口，以網(wǎng)絡(luò)所要求的適當(dāng)方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包盒傳送，更靈活的將編碼數(shù)據(jù)組合到網(wǎng)絡(luò)中.在同等網(wǎng)絡(luò)條件下，提高視頻圖像質(zhì)量，節(jié)省帶寬，從而提高了同時(shí)支持的客戶端數(shù)量.

2.1.2多點(diǎn)視頻會(huì)議的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)會(huì)議召開的實(shí)際情況，系統(tǒng)采用的是基于H.323的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系，使用層級(jí)組網(wǎng)的方式進(jìn)行構(gòu)建，由二級(jí)單位（各院）通過(guò)集團(tuán)公司廣域網(wǎng)核心路由器進(jìn)行互聯(lián)，本部作為某二級(jí)單位下屬的三級(jí)單位，通過(guò)二級(jí)單位的核心路由器進(jìn)行互聯(lián)，將MCU和視頻終端設(shè)備接入本單位的網(wǎng)絡(luò)，最終形成與二級(jí)單位級(jí)聯(lián)的邏輯互聯(lián)關(guān)系.

2.2視頻、音頻實(shí)現(xiàn)

2.2.1視頻設(shè)計(jì)

（1）顯示設(shè)計(jì)

會(huì)場(chǎng)主席臺(tái)位置配置了1臺(tái)發(fā)言席電腦主機(jī)和會(huì)議桌插器，配合高清混合切換矩陣，實(shí)現(xiàn)向會(huì)場(chǎng)內(nèi)各顯示設(shè)備的信號(hào)發(fā)送.

（2）矩陣輸入輸出

下面對(duì)整個(gè)輸入輸出邏輯設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)要說(shuō)明：

①主席臺(tái)電腦和4個(gè)桌插接入高清矩陣的5個(gè)輸入端;

②視頻會(huì)議的會(huì)場(chǎng)畫面接入矩陣的第5路輸入端;

③視頻會(huì)議的雙流畫面接入矩陣的第6路輸入端;

④音頻處理器接入矩陣的第1路輸出端;

⑤會(huì)場(chǎng)的兩個(gè)高清攝像頭通過(guò)第3、第4路輸出端接到錄播服務(wù)器;

⑥兩個(gè)12口的分配器接入矩陣的第5、第6輸出端;

⑦會(huì)場(chǎng)投影儀接入矩陣第9路輸出端，通過(guò)580R接受器接受高清信號(hào);

⑧電視機(jī)接入矩陣第10路輸出端，通過(guò)580R接受器接受高清信號(hào).

2.2.2音頻設(shè)計(jì)

（1）話筒布局

會(huì)場(chǎng)使用手拉手話筒的布局模式，可以設(shè)置同時(shí)發(fā)言的席數(shù)，發(fā)言模式，系統(tǒng)具備自由發(fā)言、申請(qǐng)發(fā)言、輪候發(fā)言多種發(fā)言模式.

（2）會(huì)場(chǎng)擴(kuò)聲

由于會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及多對(duì)多的模式，考慮到聲音傳輸?shù)姆€(wěn)定性，在原有的6臺(tái)吸頂音響的基礎(chǔ)上增加了4臺(tái)壁掛音響和3臺(tái)功率放大器.

①第1臺(tái)功率放大器控制兩個(gè)北壁掛音響，接入數(shù)字音頻處理器的第1路輸出信號(hào);

②第2臺(tái)功率放大器控制兩個(gè)南壁掛音響和兩個(gè)南吸頂音響，接入數(shù)字音頻處理器第2路輸出信號(hào);

③第3臺(tái)功率放大器控制兩個(gè)中邊的吸頂音響和兩個(gè)北邊的吸頂音響，接入數(shù)字音頻處理器的第3路輸出信號(hào);

④會(huì)場(chǎng)話筒接入數(shù)字音頻處理器第1路輸入信號(hào);

⑤視頻會(huì)議主機(jī)的左、右聲道分別接入數(shù)字音頻處理器第2、3路輸入信號(hào);

⑥D(zhuǎn)VD主機(jī)的左、右聲道接入數(shù)字音頻處理器的第4、5路輸入信號(hào);

⑦混合矩陣的桌插接入數(shù)字音頻處理器第7、8路輸入信號(hào).

音頻傳輸采用的是Siren音頻算法，這種算法對(duì)帶寬和碼率要求相對(duì)較低，配合數(shù)字音頻處理器，進(jìn)一步避免了調(diào)音臺(tái)誤操作帶來(lái)的聲音失真的問(wèn)題.

2.3中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.3.1中控系統(tǒng)架構(gòu)

會(huì)議室的中控系統(tǒng)采用嵌入式的組合方式，主要由4部分組成：輸入輸出控制、時(shí)序電源管理、會(huì)議模式管理和會(huì)議界面管理.

（1）輸入輸出控制主要負(fù)責(zé)對(duì)應(yīng)矩陣的輸入輸出端，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的切換;

（2）時(shí)序電源管理主要負(fù)責(zé)控制所有會(huì)議室設(shè)備的啟動(dòng)邏輯;

（3）會(huì)議模式管理主要負(fù)責(zé)對(duì)本地會(huì)議和視頻會(huì)議兩種不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景分別進(jìn)行控制;

（4）會(huì)議界面管理主要實(shí)現(xiàn)了中控系統(tǒng)的界面布局設(shè)計(jì).

2.3.2會(huì)議控制的實(shí)現(xiàn)

中控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)設(shè)備統(tǒng)一控制，可以控制電動(dòng)窗簾、音視頻設(shè)備的開、關(guān)，各種視頻信號(hào)的切換及控制會(huì)場(chǎng)音量的大小、靜音等.整個(gè)實(shí)現(xiàn)邏輯首先由觸摸屏這里發(fā)送一個(gè)信號(hào)到中控板卡，中控板卡接收指令后，執(zhí)行對(duì)應(yīng)代碼將結(jié)果輸出.

參考文獻(xiàn)：

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