視頻會議系統關鍵技術及應用探究

摘要：近年來，視頻會議在各個行業和領域得到了廣泛應用，它是異地會務活動中非常重要的手段，在組織進行視頻會議時，對系統設備、網絡通信和音視頻傳輸技術提出了很高的要求。為充分滿足商務活動的需求，應當深入研究分析視頻會議系統關鍵技術，推動視頻會議系統朝著高清化、智能化的方向邁進。文章基于視頻會議系統的特征，探討了該系統的關鍵技術和實際應用，并對視頻會議系統未來發展趨勢展開了論述。

關鍵詞：視頻會議系統；關鍵技術；應用

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.05.006

中圖分類號：TP 3" " " " " " " "文獻標示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）05-00-04

Abstract： In recent years， video conferencing has been widely used in various industries and fields， and it is a very important means in off-site conference activities. When organizing video conferencing， high requirements are placed on system equipment， network communication， and audio and video transmission technology. In order to fully meet the needs of business activities， it is necessary to deeply study and analyze the key technologies of video conferencing systems， and promote the development of video conferencing systems towards high definition and intelligence. Based on the characteristics of video conferencing systems， this article discusses the key technologies and practical applications of the system， and discusses the future development trend of video conferencing systems.

Key words： video conference system; technology; apply

0" 引言

視頻會議系統屬于時代發展和科技進步的必然產物，借助視頻會議系統人們可有效擺脫會務活動時間與空間的束縛，在很大程度上促進了各行業各領域的發展。深入分析研究視頻會議系統的關鍵技術，對其組網應用予以持續優化，可讓視頻會議系統得以不斷完善，更好地為廣大用戶服務。

1" 視頻會議系統的特征分析

（1）安全性。視頻會議系統通常為一些重要的高層會務活動提供服務，會議具體內容必須要做到嚴格保密，因此數據信息記錄傳輸的安全性至關重要，對于通信鏈路來說，視頻會議系統往往選擇冗余設計，以確保系統實際運行的穩定性和安全性，即使其中通信單點發生故障也不會對整個系統的運行帶來影響，同時借助MCU自身強大的控制能力，能夠為音視頻信號的傳輸帶來更大保障，對外部入侵予以有效防護，確保會議信息不會泄漏丟失[1]。

（2）規范性。視頻會議系統在實際應用中，對于會議相關數據信息的傳輸嚴格按照相關通信協議標準和行業規范執行，常見的包括H.264標準、H.323協議等。

（3）便捷性。近年來現代信息技術逐漸朝著更加智能化和數字化的方向邁進，視頻會議系統也開始應用各種智能控制技術。針對視頻會議系統的組網運用無須像過去一樣設置較為復雜的控制方式，當前該系統可以實現自動控制，不但促進了音視頻傳輸效率的提升，也可以對會議過程實施全面監控并自動生成會議記錄。基于視頻會議系統便捷性的優勢讓其在諸多行業和領域得到普及運用。

（4）開放性。視頻會議系統所表現出的開放性特征讓其可以為更多用戶帶來服務，在視頻終端非常便捷地獲取會議信息。近年來，互聯網通信技術的更新與發展，使視頻會議系統相關技術得以逐步優化，系統所包含的功能也更加多樣化，也更具備實用性。通過對傳統視頻會議系統的更新，可以讓其提供多組視頻會議功能，相互之間互不干擾、獨立運行，在很大程度上提升了服務效率，充分滿足不同用戶的實際需求。

2" 視頻會議系統關鍵技術

2.1 圖像標準技術

隨著現代科學技術的發展，用戶對于遠程視頻會議的圖像質量提出了新的要求，過去的標清視頻會議系統能夠提供的畫質不是非常清晰，也沒有明確的標準規定，而現階段推廣應用的高清視頻會議系統主要采用1080P或1080i等標準，而對于一些機密性、重要性會務活動來說，所運用的視頻會議系統可以提供2K甚至4K的清晰度。現階段大多數政府部門或者大型集團公司都使用1080P作為視頻會議系統的基礎圖像標準，這里的1080即垂直方向存在1080條水平掃描線，P即利用逐行掃描技術對圖像進行掃碼，從而為用戶帶來更高質量的圖像和更佳的視覺體驗，也能夠創設出更為真實的會議情境。

2.2 視頻編碼技術

現階段大部分視頻會議系統都會使用H.264標準，它屬于高度壓縮數字視頻編碼解碼器標準，可以帶來質量更好的圖像，進一步增加視頻圖像壓縮率，在進行編碼時主要涉及如下幾個步驟：一是對視頻幀間數據差值進行計算；二是對計算獲取的數據進行量化以及整數變換，對視頻幀間數據差值予以補充；三是對補充完成后的圖像進行編碼及輸出。H.264標準的應用能夠讓視頻編碼壓縮效率得以有效提升，比如說在圖像質量相同的情況下，H.264標準相對于其他標準而言壓縮效率可以最高達到三倍，另外該標準也具有更強的容錯性，能夠第一時間對數據傳輸環節容易出現的延遲以及丟包問題進行處理，可以提供非常高效的持續性壓縮功能，對各種異常狀況進行及時處理，即使網絡通信因為外部因素受到干擾或者視頻會議過程處在低速網絡環境下，也能夠保障會議順利進行，提升系統運行的穩定性。

2.3 音頻編解碼技術

傳統的視頻會議系統在設置音頻編碼和解碼模塊時常常應用G.711/G.722這類ITU標準，但是這種單聲道傳輸已經無法滿足當前廣大用戶的多樣化需求，因此近年來視頻會議系統逐漸開始選擇MPEG提出的AAC-LD協議。另外，部分存在特殊需求的用戶也會應用多聲道語音編解碼技術，有效滿足多聲道高清會議的需要。同時，為了賦予視頻會議系統更為高效的通信能力，在全雙工音頻技術的應用過程中還融合了自適應回聲抵消和自動降噪等諸多先進技術，可以在很大程度上促進音頻傳輸效率提升，讓參會人員相互之間可以進行更加清晰的通話。

2.4 網絡通信協議

網絡通信協議是現代視頻會議系統中非常關鍵的一項技術標準，一般來說主要是SIP和H.323協議。SIP是IEIF提出的協議，常常采用文本編碼方式，根據實時多媒體通信標準，常常應用到IP分組交換網絡之內，從本質上來說可以對各方通信媒體予以靈活調整，進而使用戶之間實現有效通信。而H.323協議由國際電信聯盟所提出，是較為常見的音頻通信協議，以IP分組交換網絡為載體，可以確保會議過程中的音視頻數據實現同步通信，一般來說需要媒體通信傳輸模塊、信號命令控制模塊以及數據會議模塊協同工作[2]。

3" 視頻會議系統的應用

3.1 組網原則

首先是穩定性原則，盡可能使用較為先進的終端設備，特別是視頻會議系統中的關鍵性模塊，在進行設計組網的過程中要采取冗余設計，確保終端設備能夠處于更加穩定地運行狀態，為視頻會議的順利進行提供充分保障。其次是先進性原則，視頻會議系統應當提供更加豐富、先進的功能，應用更加先進的協議標準，充分滿足不同用戶的實際需求。最后是安全性原則，視頻會議系統中要內置安全管理模塊，可以提供實時監控與故障診斷等相關功能，及時發現并排除系統運行過程中可能存在的各種異常問題，有效減少系統運行故障概率。

3.2 組網架構

過去的通信網絡涉及到諸多設備，若其中某個設備出現問題，很容易影響整個系統，出現嚴重的網絡丟包或者延時，為避免發生上述問題，可以把E1和IP網絡與視頻會議系統相結合，目前IP網絡得到了更為普遍的運用。IP網絡的雙視頻從本質上來說屬于雙通道及雙路由組網架構，當發信人把數據信息傳輸到收信人時，發信人能夠獲取到信息反饋，實現有效的信息溝通，不但讓整個網絡層級得以有效精簡，同時能夠在很大程度上促進視頻會議系統運行穩定性的提高。運用IP網絡時要充分考慮相關文件材料和音視頻數據傳輸的問題，1080P視頻會議系統應當至少具備10 Mbps以上的帶寬支持，在組網的過程中要結合用戶實際需求，對音視頻數據量、網絡負荷等予以充分考慮，確保能夠符合雙視頻流傳輸要求[3]。

3.3 組網方式

首先是微控制單元。對于目前廣泛應用的視頻會議系統來說，MCU屬于其核心組成部分，其實際功能和網絡交換機較為相似，能夠對音視頻數據以及其他相關信息進行有效處理，促進數據交換效率不斷提升。對于音頻信號的采集和處理來說通常存在一人發言與多人發言的問題，對于一人發言來說，微控制單元能夠及時把音視頻信號傳輸到其他參會人員終端設備中，而對于多人發言來說，微控制單元自動判定信號強度，優先對更強的信號進行傳輸和畫面切換。其次是點對點模式。系統終端組成點對點系統，其包含的各種通信線路接口能夠充分滿足不同用戶在各個通信線路中組建視頻會議的要求，比如說IP廣域網、綜合業務數字網、E1以及DDN專線等。

3.4 組網案例

實際組網過程中會涉及如下終端設備：①硬件終端，主要有音視頻編解碼器、圖像顯示器、音箱等，能夠對視頻會議過程中產生的數據信號予以實時解析、傳輸。②軟件終端，即在上述硬件設備中內置的軟件，可以讓硬件設備發揮出各自不同的功能，確保視頻會議順利進行。③網關，其具有連接功能，主要是實現視頻會議系統所包含的相關設備的相互連接，保證數據信息有效傳輸，讓整個視頻會議系統能夠穩定運行。④網閘，對于部分重要會議或者保密會議來說，應當保障會議內容不被泄露，應增強視頻會議系統的安全性，通過設置網閘能夠提供網絡地址轉換、帶寬控制等相關功能，確保數據信息的安全傳輸[4]。針對不同級別的視頻會議需求應結合實際進行組網，省級、地市級、縣級視頻會議系統架構如圖1所示。

例如，某公司組織召開遠程線上會議時配備了1個主會場和5個分會場，通過視頻會議系統，在機房中設置會議管理平臺、微控制單元以及高清終端，分會場設置了攝像機與麥克風等設備，通過使各種設備的有效連接，為音視頻數據傳輸帶來充分保障。一般來說，中心主會場微控制單元依托IP網絡、分會場微控制單元以及終端來完成，在會議管理服務器中設置相應的管理軟件。

4" 視頻會議系統發展趨勢

4.1 云計算技術的應用

隨著現代科學技術的發展，云計算技術目前已經得到較為廣泛的應用，也在很大程度上促進了云會議的發展，云計算的主要優勢在于用戶只需要進行更加便捷的操作即可快速進入會議，與其他參會者進行實時交流。現階段云會議的主要架構模式為H.264AVC和H.264SVC兩種，同時能夠根據公有云或者私有云等各種云端形式進行有針對性的部署，進一步完善了系統功能，對動態負載進行自動化平衡。實踐應用時，一般會采取SaaS的公有云部署模式，對企業或個人存在的云會議需求可以提供有針對性地租借服務[5]。

4.2 AI技術的應用合

人工智能技術的發展和應用為廣大用戶帶來了更為智能化、科學化、便捷化的視頻會議服務，能夠為參會人員帶來更加高質量的參會體驗，同時也有助于企業降低視頻會議系統組建成本。相信在不久的將來，視頻會議系統能夠和人工智能技術充分融合，讓整個系統運行更加智能化，也讓系統功能變得更加個性化。

4.3 5G技術的應用

在視頻會議系統實際應用過程中必須要對會議產生的各種音視頻信號進行高效穩定傳輸，這對通信網絡提出了更高的要求。隨著5G時代的來臨，大帶寬、低延時的網絡服務能夠有效促進視頻會議系統的更新與發展，更高速率的網絡可以給參會人員帶來更加高質量的通信服務，對各類軟硬件設備的要求也將進一步降低。

4.4 VR技術的應用

現階段VR技術往往運用在娛樂或者游戲等方面，對于教育、醫療以及企業的推廣應用還需要不斷推進。若可以把視頻會議系統和VR技術結合起來，可以有效打破硬件制約，VR技術+云視頻會議也能夠得以普及，表現出非常廣闊的發展前景。

5" 結束語

總而言之，近年來通信技術和網絡技術不斷更新，視頻會議系統功能也更加完善。視頻會議系統為各行業各領域的會務活動提供了一個非常便捷高效的溝通平臺，打破了傳統線下會議模式，在很大程度上節約了線下會議所消耗的資源，降低了會議成本。我們應對視頻會議系統的關鍵技術和應用實踐展開深入研究，在實踐中積極開發運用更多現代技術，對視頻會議系統予以不斷完善，為參會人員提供更好的會議體驗，實現辦公效率持續提升。

參考文獻

[1] 侯振堂，鄭志輝，趙娜 等．視頻會議系統在集團型企業中的應用研究[J]．中國管理信息化，2019，22（22）：71-72.

[2] 張洪，劉虹．SIP多方視頻會議應用服務器設計與實現[J]．科技與創新，2019，141（21）：94+97.

[3] 石芮，成洪豪，孫立民．基于WebRTC的視頻會議系統開發[J]．智能計算機與應用，2019，9（06）：132-137.

[4] 宋昕陽．高清視頻會議系統與關鍵技術[J]．科技創新與應用，2018，229（09）：67-68.

[5] 陳瑩．視頻會議技術的挑戰及解決方法分析[J]．現代信息科技，2018，2（03）：90-91.