高清晰視頻會議系統設計以及實現

馮仲杰

摘 要：視頻會議能夠給人們直觀、真實的交流效果，提高人們的工作效率，其應用正成為當今的一個技術熱點。本文深入論述了一種高清晰視頻會議系統的設計以及實現，驗證結果表明，該系統是可行及有效的，能夠有效提升企業的視頻會議質量。

關鍵詞：視頻系統;視頻會議;系統布局;通信協議

視頻會議是用電視和電話在兩個或多個地點的用戶之間舉行會議，實時傳送聲音、圖像的通信方式，能夠在一定程度上提升企業的信息化水平，同時可以減少現場會議引發的時間成本的浪費，已受到越來越多的企業和研究機構的重視。同時，隨著科技的發展人們對視頻會議提出了更高的要求，它的設計需要滿足用戶對視頻系統的基本需求，同時視頻系統需要先進、便利和靈活。

引言

本文以提升視頻會議質量為前提，采用多點控制單元（MCU）的級聯模式和高清視頻會議終端設備對原有會議室系統進行改造，采用一鍵式的中控管理模式來區分本地會議和遠程會議，對會場內的視頻、音頻、窗簾、投影、視頻會議主圖像和雙流圖像顯示的輸入輸出進行統一控制，從而達到操作便利和靈活性的目的.

1.總體設計

1.1系統布局

高清視頻會議系統（HDVideo Conference System）是建立在集團廣域網內部的應用，所以本部在建設系統時遵循的是“MB17-2006”和“MB20-2007”的安全保密防護標準.

高清視頻會議時的邏輯結構如下：集團公司總部、各試驗基地、各專業公司及直屬單位會場的視頻終端直接呼入集團公司的一級MCU進行互通;各院的二級MCU呼入集團公司的一級MCU進行互通;各廠所的視頻終端呼入其所屬院的二級MCU進行互通.最終所有節點形成2級MCU級聯的樹形結構的邏輯互聯關系.

1.2系統架構

由于新的視頻會議主機要和部分的老舊設備進行設備對接，考慮到整個視頻會議過程中音、視頻傳輸的穩定性，所以需要對原有的視頻會議架構進行重構，因此對視頻源、視頻矩陣和顯示部分進行了調整.

1.3實現方案

1.3.1會議室布局

改造后的整體布局采用長方桌的會議形式，在正前方中央安裝120寸電動投影幕.投影幕一側安裝高清液晶顯示器.可保證在滿足視頻會議攝像對燈光要求的前提下，仍能清晰地顯示數據和視頻圖像信號.開視頻會議時，分別用來顯示本地信號和遠端會場信號.舉行報告和演講時，液晶顯示器用來顯示主講人特寫畫面，電動投影幕用來顯示計算機文檔.

1.3.2音、視頻部分

（1）音頻擴聲

為了防止外接的手機電磁信號對麥克風的干擾，新系統音頻部分采用的是具備回聲抑制的音頻處理器，保證遠端會場的聲音不會出現回聲的現象，除去原有的調音臺，避免出現誤操作而導致的嘯叫問題.

（2）高清雙流

在保持原有網絡帶寬占用條件不變的前提下，需要在原有網絡條件下同時傳送兩路視頻信號，發送音視頻信號同時傳送一路筆記本信號到其他會場，考慮到雙流圖像格式的自動轉換和適配問題，本系統采用高清終端來實現信號輸出.

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，通過數字混合矩陣將視頻源輸出至顯示器和投影儀等設備.

（2）音頻控制

通過數字音頻處理器的內置噪聲濾波器來過濾現場環境的背景噪聲，對數字信號進行通道回聲消除，背景降噪，增益控制操作，保持通對話聲調的連貫，維持聽感上的舒適性，在視頻會議時保證遠端和近端的話音易于聽清楚.

2.會議系統的實現

2.1整體實現

2.1.1會議通信協議

（1）H.323

H.323是ITU-T組織提出的H.323協議多媒體通信系列標準H.32X的一部分，是分組網絡上進行多媒體通訊的標準.該協議能提供設備與設備、應用與應用、供應商與供應商之間的互操作能力，因此，該協議能夠保證所有基于H.323的設備之間能夠相互兼容地進行通信.

（2）H.264

H.264是由JVT制定的新一代視頻標準，具有出色的編碼效率和壓縮性能，其基本框架主要用于“視頻會議系統”應用.H.264碼流結構含視頻編碼層：負責高效的視頻內容表示，網絡適配層提供視頻編碼與外部設備的接口，以網絡所要求的適當方式對數據進行打包盒傳送，更靈活的將編碼數據組合到網絡中.在同等網絡條件下，提高視頻圖像質量，節省帶寬，從而提高了同時支持的客戶端數量.

2.1.2多點視頻會議的實現

根據會議召開的實際情況，系統采用的是基于H.323的網絡協議體系，使用層級組網的方式進行構建，由二級單位（各院）通過集團公司廣域網核心路由器進行互聯，本部作為某二級單位下屬的三級單位，通過二級單位的核心路由器進行互聯，將MCU和視頻終端設備接入本單位的網絡，最終形成與二級單位級聯的邏輯互聯關系.

2.2視頻、音頻實現

2.2.1視頻設計

（1）顯示設計

會場主席臺位置配置了1臺發言席電腦主機和會議桌插器，配合高清混合切換矩陣，實現向會場內各顯示設備的信號發送.

（2）矩陣輸入輸出

下面對整個輸入輸出邏輯設計做簡要說明：

①主席臺電腦和4個桌插接入高清矩陣的5個輸入端;

②視頻會議的會場畫面接入矩陣的第5路輸入端;

③視頻會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會場的兩個高清攝像頭通過第3、第4路輸出端接到錄播服務器;

⑥兩個12口的分配器接入矩陣的第5、第6輸出端;

⑦會場投影儀接入矩陣第9路輸出端，通過580R接受器接受高清信號;

⑧電視機接入矩陣第10路輸出端，通過580R接受器接受高清信號.

2.2.2音頻設計

（1）話筒布局

會場使用手拉手話筒的布局模式，可以設置同時發言的席數，發言模式，系統具備自由發言、申請發言、輪候發言多種發言模式.

（2）會場擴聲

由于會議系統的應用場景是點對點以及多對多的模式，考慮到聲音傳輸的穩定性，在原有的6臺吸頂音響的基礎上增加了4臺壁掛音響和3臺功率放大器.

①第1臺功率放大器控制兩個北壁掛音響，接入數字音頻處理器的第1路輸出信號;

②第2臺功率放大器控制兩個南壁掛音響和兩個南吸頂音響，接入數字音頻處理器第2路輸出信號;

③第3臺功率放大器控制兩個中邊的吸頂音響和兩個北邊的吸頂音響，接入數字音頻處理器的第3路輸出信號;

④會場話筒接入數字音頻處理器第1路輸入信號;

⑤視頻會議主機的左、右聲道分別接入數字音頻處理器第2、3路輸入信號;

⑥DVD主機的左、右聲道接入數字音頻處理器的第4、5路輸入信號;

⑦混合矩陣的桌插接入數字音頻處理器第7、8路輸入信號.

音頻傳輸采用的是Siren音頻算法，這種算法對帶寬和碼率要求相對較低，配合數字音頻處理器，進一步避免了調音臺誤操作帶來的聲音失真的問題.

2.3中控系統實現

2.3.1中控系統架構

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

（1）輸入輸出控制主要負責對應矩陣的輸入輸出端，實現信號的切換;

（2）時序電源管理主要負責控制所有會議室設備的啟動邏輯;

（3）會議模式管理主要負責對本地會議和視頻會議兩種不同的業務場景分別進行控制;

（4）會議界面管理主要實現了中控系統的界面布局設計.

2.3.2會議控制的實現

中控系統主要實現了對系統設備統一控制，可以控制電動窗簾、音視頻設備的開、關，各種視頻信號的切換及控制會場音量的大小、靜音等.整個實現邏輯首先由觸摸屏這里發送一個信號到中控板卡，中控板卡接收指令后，執行對應代碼將結果輸出.

參考文獻：

[1]董昕. 高清晰視頻會議系統的研究與設計[D]. 北京郵電大學， 2012.

[2]張玲. 軟件視頻會議系統的設計與實現[D]. 電子科技大學， 2011.