多媒體會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：多媒體會(huì)議系統(tǒng)利用通信、計(jì)算機(jī)和多媒體技術(shù)，支持分布在不同地區(qū)的用戶進(jìn)行共同討論和各種形式的合作。研究了基于.net平臺(tái)下開發(fā)的多媒體會(huì)議系統(tǒng)，分析了基于軟件的多媒體會(huì)議系統(tǒng)和基于硬件的多媒體會(huì)議系統(tǒng)的不同，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)、核心模塊的實(shí)現(xiàn)，主要界面的實(shí)現(xiàn)等，最后對(duì)本系統(tǒng)做了總結(jié)，分析其使用的技術(shù)、優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。

關(guān)鍵詞：多媒體； 會(huì)議系統(tǒng)； 統(tǒng)一建模語言

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2163（2013）04-

Design and Implementation of Multimedia Conference System

ZHENG Rong， LU Lifang

（Hangzhou Vocational and Technical College， Hangzhou 310018 ， China）

Abstract： Multimedia conference system using communication， computer and multimedia technology， supports for common discussion and various forms in different regions of the user cooperation. This paper studies the multimedia conference system based on .Net platform， and analyzes the differences between based on software and hardware， and introduces the realization of system architecture design， the design of network topology structure and function module ， and the realization of the core module and the maininterface. Finally，the paper summarizes the system， analysis of their use of technology， advantages and the application scope.

Key Words：Multimedia； Conference System； UML

0 引 言

隨著多媒體通信和圖像傳輸數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，多媒體會(huì)議系統(tǒng)已經(jīng)成為一個(gè)頗受關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域。與電話會(huì)議系統(tǒng)相比，多媒體會(huì)議系統(tǒng)能夠傳輸實(shí)時(shí)圖像，使與會(huì)者具有身臨其境的感覺。其技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)商務(wù)活動(dòng)、遠(yuǎn)程教學(xué)等不同行業(yè)的多種領(lǐng)域，因而有著極為廣闊的市場(chǎng)前景。

多媒體會(huì)議系統(tǒng)是未來信息高速公路中信息服務(wù)的重要內(nèi)容[1]，能以豐富的多媒體形式，通過互聯(lián)網(wǎng)，將不同地域的人群聯(lián)合在一起，模擬真實(shí)的會(huì)議場(chǎng)景，提供廉價(jià)，便宜的會(huì)議形式，將極大地改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞剑蚨诂F(xiàn)如今的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代具有重大的商業(yè)和應(yīng)用價(jià)值，如IP TV、視頻會(huì)議、多媒體遠(yuǎn)程教育等寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用成為熱點(diǎn)。

多媒體會(huì)議領(lǐng)域可分為兩類：基于硬件的會(huì)議系統(tǒng)和基于軟件的會(huì)議系統(tǒng)[2]。基于軟件的會(huì)議系統(tǒng)的原理與視頻會(huì)議系統(tǒng)基本相同，不同之處在于該系統(tǒng)和其終端都是利用高性能的客戶機(jī)與服務(wù)器結(jié)合的軟件來實(shí)現(xiàn)。而后者隨著計(jì)算機(jī)處理效能、網(wǎng)絡(luò)帶寬及其可靠性的相應(yīng)提高，完全使用軟件來完成硬件的功能，適應(yīng)性和可擴(kuò)展性良好，且價(jià)格低廉，正成為未來多媒體會(huì)議的主流趨勢(shì)。本課題研究的多媒體會(huì)議系統(tǒng)即是基于軟件的會(huì)議系統(tǒng)。

1多媒體會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)

多媒體會(huì)議系統(tǒng)需提供三種用戶角色：秘書、主講和聽眾。其中的各類角色具備的特征是：

秘書：相當(dāng)于管理員（主持人）， 控制主講權(quán)，一次會(huì)議有且只有一個(gè)管理員；

主講：相當(dāng)于會(huì)議的發(fā)言人。除主持人外，每一時(shí)刻有且只有一個(gè)發(fā)言人，發(fā)言權(quán)是指對(duì)音頻通信信道的占有權(quán)；

聽眾： 會(huì)議的普通與會(huì)人員。

多媒體會(huì)議系統(tǒng)主要能實(shí)現(xiàn)圖像監(jiān)控、客戶端及服務(wù)器間互相通信、操控顯示投影大屏幕三大主要功能。

1.1系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

多媒體會(huì)議系統(tǒng)的體系架構(gòu)如圖1所示，軟件模塊可具體劃分為：

（1） 前臺(tái)表現(xiàn)層

客戶端包含：程序、消息組件、客戶端消息處理組件、圖像數(shù)據(jù)裝包與拆包組件。主要負(fù)責(zé)與會(huì)過程中的申請(qǐng)主講權(quán)、調(diào)整圖像顯示比例、正常接收會(huì)議屏幕等功能。

（2） 中間業(yè)務(wù)層

服務(wù)器端包含：主程序、消息組件、服務(wù)器端消息處理組件、遠(yuǎn)程對(duì)象組件、圖像數(shù)據(jù)裝包與拆包組件。主要負(fù)責(zé)與會(huì)過程中屏幕的截取、投影儀的控制等。

（3） 系統(tǒng)底層

系統(tǒng)底層包含：消息組件、客戶端消息處理組件、服務(wù)器端消息處理組件、遠(yuǎn)程對(duì)象組件、圖像數(shù)據(jù)裝包與拆包組件。主要負(fù)責(zé)與會(huì)過程中整體的后臺(tái)所有功能的實(shí)現(xiàn)，保證會(huì)議過程中圖像、語音數(shù)據(jù)能正常傳輸，并控制主講權(quán)等。

1.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)[3]

本系統(tǒng)在架構(gòu)上采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式。客戶機(jī)為所有參加會(huì)議的相關(guān)人員的PC機(jī)，所有的客戶機(jī)通過路由器與服務(wù)器相連，服務(wù)器為主持會(huì)議的主持人所控制，僅僅需要簡(jiǎn)單配置即可，其他需要安裝DOTNET程序框架。

系統(tǒng)的服務(wù)器為主持會(huì)議的主持人所控制，該服務(wù)器集合了系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器、ftp文件服務(wù)器以及投影屏幕矩陣切換控制臺(tái)于一體，其中應(yīng)用服務(wù)器通過一個(gè)矩陣切換器將矩陣切換輸入口與客戶端機(jī)器對(duì)應(yīng)起來，同樣也需要DOTNET程序框架的支持；會(huì)議文件管理器需要建立FTP服務(wù)器，并建立相應(yīng)的文件目錄。具體的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.3功能模塊設(shè)計(jì)[4]

這是一個(gè)基于軟件的多媒體會(huì)議系統(tǒng)，系統(tǒng)的主要功能是為在不同區(qū)域的用戶提供一個(gè)語音交流的平臺(tái)，并相應(yīng)提供一些配套管理功能。基于軟件的多媒體會(huì)議系統(tǒng)由以下功能模塊構(gòu)成：

（1）系統(tǒng)登錄：用戶以自己的名字作為用戶名登陸到系統(tǒng)服務(wù)器，用來標(biāo)志身份。

（2）文本通信：會(huì)議人員可以和已經(jīng)登錄到系統(tǒng)服務(wù)器的單個(gè)或全部客戶端進(jìn)行文本通信。

（3）申請(qǐng)主講權(quán)：聽眾可以向系統(tǒng)服務(wù)器提出要求獲取主講權(quán)的申請(qǐng)。

（4）釋放主講權(quán)：當(dāng)聽眾獲得了主講權(quán)成為主講者后，可以向系統(tǒng)服務(wù)器提出自動(dòng)放棄主講權(quán)的請(qǐng)求。

（5）屏幕圖像截取：當(dāng)聽眾提出獲取主講權(quán)的申請(qǐng)后，如得到系統(tǒng)服務(wù)器的授權(quán)后，程序會(huì)自行啟動(dòng)屏幕圖像截取線程，來實(shí)時(shí)傳送圖像數(shù)據(jù)到各客戶端。

（6）顯示主講者屏幕圖像：通過操作客戶端程序界面可以很方便地將主講者的屏幕圖像顯示在本地顯示屏上。

（7）控制投影屏幕顯示：主講和秘書可以通過程序界面操作來實(shí)現(xiàn)將自身電腦屏幕所顯示的東西呈現(xiàn)在投影大屏幕上，以完成工作分析之用。

（8）調(diào)整圖像顯示比率：聽眾可以根據(jù)自己的需要來調(diào)整所顯示圖像的顯示比率，以實(shí)現(xiàn)圖像的縮放功能。

圖3為系統(tǒng)用例圖，從用例圖中可清晰地看出整個(gè)系統(tǒng)的主角、用例以及相互之間的關(guān)系構(gòu)成。

通過對(duì)系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性、運(yùn)行可行性等的詳盡分析，決定采用.NET平臺(tái)開發(fā)，C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用模式，系統(tǒng)應(yīng)用界面要求簡(jiǎn)潔、直觀，操作方便。

2系統(tǒng)核心模塊實(shí)現(xiàn)[5]

多媒體系統(tǒng)的整體處理流程包括：

（1）通過Sockets數(shù)據(jù)傳輸途徑實(shí)現(xiàn)文本通信功能；

（2）獲取主講權(quán)；

（3）通過UDP數(shù)據(jù)傳輸途徑實(shí)現(xiàn)圖像同步顯示功能。

通過集成系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)主講者的屏幕信息實(shí)時(shí)、安全、可靠地傳輸?shù)较到y(tǒng)服務(wù)器，進(jìn)行有效的集中數(shù)據(jù)處理，并將已經(jīng)整合的信息及時(shí)分發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)多媒體會(huì)議功能。以下主要通過“文本通信”與“申請(qǐng)主講權(quán)”兩大核心模塊講解系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。

2.1 文本通信模塊實(shí)現(xiàn)

會(huì)議人員進(jìn)入會(huì)議室后，可以發(fā)表言論，與其他已經(jīng)登錄到系統(tǒng)服務(wù)器的單個(gè)或全部客戶端進(jìn)行文本通信，通過Sockets數(shù)據(jù)傳輸途徑實(shí)現(xiàn)文本通信功能。詳細(xì)的交互過程如下：

（1）會(huì)議人員在用戶窗口輸入要發(fā)送的消息；

（2）會(huì)議人員在用戶窗口選擇消息發(fā)送的目標(biāo)；

（3）會(huì)議人員在用戶窗口單擊“確定”按鈕；

（4）用戶窗口將消息裝包發(fā)送到消息組件包端；

（5）消息組件包端判斷客戶端是否與服務(wù)器連通；

（6）判斷連通，則將消息發(fā)送到服務(wù)器；

（7）消息組件包端將返回消息發(fā)送的情況給用戶窗口端；

（8）發(fā)送成功，則在消息框里顯示消息內(nèi)容，并反饋給會(huì)議人員。

圖4是文本通信模塊的順序圖，從時(shí)間的角度更清楚地描述了幾個(gè)對(duì)象間相互協(xié)作的先后順序。

文本通信模塊的使用實(shí)例如表1所示。

系統(tǒng)模塊：文本通信

執(zhí)行者：主講、聽眾或秘書

說明：通信者選擇要通信的一個(gè)或者多個(gè)會(huì)議對(duì)象，向系統(tǒng)發(fā)出通信信息，系統(tǒng)返回信息發(fā)送結(jié)果。

先決條件：1）、通信者要與系統(tǒng)服務(wù)器要處于連接狀態(tài) 2）、通信目標(biāo)要與系統(tǒng)服務(wù)器處于連接狀態(tài)

結(jié)果：1）、系統(tǒng)服務(wù)器向通信者返回信息發(fā)送成功與否的結(jié)果

普通過程：通信者行為

1）、對(duì)指定的一個(gè)或者多個(gè)會(huì)議對(duì)象發(fā)送通信信息

系統(tǒng)響應(yīng)：

1）、返回信息發(fā)送成功與否的結(jié)果

錯(cuò)誤：通信者行為

1）、沒有登錄到系統(tǒng)服務(wù)器

系統(tǒng)響應(yīng)：

2）、顯示信息發(fā)送錯(cuò)誤信息

圖4從時(shí)間的角度清晰地描述了各個(gè)對(duì)象在不同時(shí)段的相互合作關(guān)系，表1則對(duì)文本通信的完整過程做了描述，包括先決條件，結(jié)果，過程以及錯(cuò)誤。

2.2 申請(qǐng)主講權(quán)模塊的實(shí)現(xiàn)

聽眾在會(huì)議過程中可以向系統(tǒng)服務(wù)器提出要求獲取主講權(quán)的申請(qǐng)，詳細(xì)交互過程如下：

（1）聽眾在用戶界面點(diǎn)擊獲取主講權(quán)選擇項(xiàng)；

（2）用戶界面發(fā)送獲取主講權(quán)命令給消息組件包；

（3）消息組件包端判斷客戶端是否與服務(wù)器連接；

（4）判斷連通，則向服務(wù)器發(fā)送命令；

（5）消息組件包端將命令發(fā)送情況報(bào)告給用戶界面端；

（6）用戶界面端將命令發(fā)送返回結(jié)果反饋給聽眾。

圖5為具體的順序圖。

系統(tǒng)模塊：申請(qǐng)主講權(quán)

執(zhí)行者：聽眾

說明：聽眾向系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送要求獲取主講權(quán)的請(qǐng)求，經(jīng)由系統(tǒng)服務(wù)器處理將主講權(quán)授予申請(qǐng)人，并返回獲取主講權(quán)成功信息。

先決條件：1）、申請(qǐng)人須與系統(tǒng)服務(wù)器處于連接狀態(tài) 2）、申請(qǐng)人必須是聽眾

申請(qǐng)結(jié)果：1）、申請(qǐng)人獲得主講人的權(quán)限

普通過程： 申請(qǐng)人行為

1）、向系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)送申請(qǐng)請(qǐng)求

系統(tǒng)響應(yīng)

1）、釋放已處于主講地位的主講者的權(quán)限，將主講權(quán)限移交給新的申請(qǐng)者

1）、向申請(qǐng)人發(fā)送獲取主講權(quán)成功的消息

錯(cuò)誤： 申請(qǐng)人行為

1、 申請(qǐng)人與系統(tǒng)服務(wù)器處于斷開狀態(tài)

系統(tǒng)響應(yīng)

1、 返回獲取主講權(quán)失敗的消息

圖5從時(shí)間的角度清晰地描述了聽眾在不同時(shí)段申請(qǐng)主講權(quán)后系統(tǒng)的響應(yīng)情況，表2則對(duì)申請(qǐng)主講權(quán)的完整過程做了描述，包括先決條件、結(jié)果、過程以及錯(cuò)誤。

3 系統(tǒng)主要界面的實(shí)現(xiàn)

多媒體會(huì)議系統(tǒng)整體UI采用微軟Winform技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要包括三大區(qū)域：屏幕圖像展示區(qū)域、文本通信信息展示區(qū)域及操作控制區(qū)域，在系統(tǒng)主控制界面中，與會(huì)人員可以選擇“所有人員”通過“發(fā)送”完成會(huì)議進(jìn)程中的對(duì)話，還可以通過點(diǎn)擊“申請(qǐng)主講”，向服務(wù)器提交要求擁有主講權(quán)的請(qǐng)求，如服務(wù)器同意，則該按鈕會(huì)轉(zhuǎn)變成“釋放主講”狀態(tài)，反之亦然；點(diǎn)擊 “顯示圖像”，如果成功按鈕會(huì)轉(zhuǎn)變成“關(guān)閉圖像”，此時(shí)如果系統(tǒng)中已經(jīng)擁有主講者，則主控界面中將顯示主講者的桌面信息；點(diǎn)擊“投影屏幕”即向服務(wù)器提交了要求將該桌面信息投影請(qǐng)求；點(diǎn)擊“會(huì)議文件”即可發(fā)送本地文件給與會(huì)者。具體的主控制界面如圖6所示。

4結(jié)束語

本系統(tǒng)整體是基于微軟的.NET技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并綜合運(yùn)用socket通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)文本信息的同步；運(yùn)用UDP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖像同步；并運(yùn)用多種設(shè)計(jì)模式進(jìn)行模塊化開發(fā)，使系統(tǒng)具有高度的可擴(kuò)展新和可維護(hù)性。在功能設(shè)計(jì)上充分考慮為有著開設(shè)多媒體會(huì)議需求的用戶提供一個(gè)操作簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)勁、安全性及穩(wěn)定性均屬良好的優(yōu)秀系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)商務(wù)活動(dòng)、遠(yuǎn)程教學(xué)等不同行業(yè)的多種領(lǐng)域，因而有著極為廣闊的市場(chǎng)前景。

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基金項(xiàng)目：杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院2012年度科研課題（科研編號(hào)：ky201234）

作者簡(jiǎn)介：鄭 蓉（1978-），女，浙江麗水人，碩士，講師，主要研究方向：多媒體、網(wǎng)頁界面設(shè)計(jì)；

陸麗芳（1980-），女，浙江東陽人，碩士，講師，主要研究方向：多媒體、三維效果。