音視頻系統可視化綜合管理控制平臺

謝飛

摘要：隨著網絡信息技術和音視頻技術的不斷發展，音視頻行業日新月異，各類音視頻設備的技術和功能在不斷優化升級，而音視頻系統的應用解決方案也由傳統的單一性向多樣性不斷轉變，指揮中心、會議室等場景的應用也越來越高度集成化，呈現出多系統多設備多用戶的特點。音視頻系統的統一管理和集中控制。微服務架構設計的云平臺。音視頻數據的互聯互通。解決了系統需要將大量的信號進行匯總、處理、顯示和控制，直觀、清晰、準確、靈活地展示來自各方面的信息。

關鍵詞：信息共享；平臺互聯；實時瀏覽；云臺遠控

一、前言

結合目前音視頻顯控系統解決方案和實際應用而言，系統不僅復雜多樣、而且彼此相互孤立，對于用戶而言，操作控制不僅繁瑣，而且運維成本很高，從系統層面來講，信息不僅無法有效共享，而且難以協同高效運作，那么能否由一個系統完成對所有音視頻系統的統一管控，成為能否成功建設現代化指揮中心的關鍵。音視頻系統可視化綜合管理控制平臺，憑借其云架構的特點和功能豐富性、延展性，可以為各行各業的信息化業務提供解決方案[1-2]。

二、設計理念

（一）統一管理、集中控制

可視化綜合管理控制平臺對所有接入設備進行統一管理和集中控制。所有信號源的圖像及大屏信息均能夠在PC客戶端和移動客戶端界面上實時顯示，并進行管理。同時，通過平臺可以將視頻會議、業務融合、音頻管理、錄播管理等功能進行集中的控制[3]。

（二）資源匯聚、自由調度

隨著信息化項目接入的系統越來越復雜，需要對接不同的平臺或者系統，面對各種類型的資源，比如流媒體、音頻、視頻、文本、數據、圖片等資源，用戶希望能夠通過云平臺將以上資源池化，只需一鍵就可實現所有不同類型資源的調度處理。

（三）分級分權、精細權限

平臺能夠對所屬的機構、角色、權限進行統一管理，即可以針對用戶進行某一功能權限的授權，可精細到最基礎的業務功能；又可以針對信號源、屏幕等系統資源進行精細授權。

（四）高清轉碼、任意轉發

面對海量流媒體資源，用戶希望能夠將不同格式的流媒體轉碼成統一格式，在此過程中要求可以實現高清信號的流媒體編碼協議和格式的轉換，并且可以支持并發多路。

（五）信息共享、平臺互聯

平臺能夠具備平臺級的信息共享能力，即可以將本平臺的資源共享給其他平臺使用，也可以接受外部平臺的資源匯聚到本平臺的資源池。

（六）實時瀏覽、云臺遠控

通過客戶端選擇關心的信號源進行在線實時瀏覽觀看，也可以實時將畫面一鍵投送至大屏供多人同時瀏覽，還可以實現云臺的遠程控制。

（七）整屏錄像、復盤推演

將整個大屏調度的過程實時錄制下來，方便后期進行復盤推演，就重要業務場景進行集體學習總結。

（八）屏幕互聯、實時分享

上下級指揮場景中，從A屏組到B屏組，或者A用戶到B用戶，有信號源互聯互控的應用場景。通過PC客戶端或者移動端直接將信號源推送至大屏進行顯示，同時也可以將A屏組的窗口直接推送到B屏組進行顯示，實現用戶能夠進行異地之間屏組、信號源的互聯互控。

（九）運管一體、智能環控

環境監測與控制進行結合，同時可以借助一定智能化手段或者自動業務策略進行自動化的智能環控。

（十）業務融合、反向控制

面對不同的業務系統、信號源，通過統一的入口實現對系統的控制與操作，避免在不同系統之間來回切換造成時間浪費和誤操作。

（十一）預監回顯、可視應用

操作人員對顯示在大屏幕上的內容提前進行預覽。選擇正確的視頻信號快速、準確地顯示在大屏上，避免誤操作的發生。同時也對大屏幕顯示的整體內容和效果進行實時回顯，方便指揮人員實時對大屏顯示內容進行查看。

（十二）一鍵預案、自動輪巡

在不同的應用場景下，用戶對屏幕顯示的內容和窗口布局要求多樣化。有時可能需要同時顯示大量的監控畫面；有時可能只需要中間位置顯示重要信號源，兩側位置顯示重點監控畫面。各種不同信號源在大屏幕上的顯示位置多種多樣，日常使用時，用戶不可能每次都對大屏窗口的布局進行調整。需要提前將經常使用的顯示場景保存為預案存儲在設備內部。當用戶需要顯示相應的應用場景時，可以一鍵調取預案，快速切換，并且根據實際需要可設置預案場景自動輪巡。

（十三）拼接顯示、實時圖像

在大屏幕上需要對各種信息進行實時的顯示，“有理、有據、直觀”的進行決策。從業務分析角度講，系統需要整合全部的圖像資源，實現圖像資源在大屏幕上的任意開窗、拼接、漫游、疊加、跨屏、縮放等功能。從性能分析角度講，對前端圖像資源訪問速度盡量快，發出控制指令到圖像按指令執行的總體延遲盡量小。

三、方案設計

（一）音視頻綜合服務云平臺作為集中控制系統的核心，采用“云+邊+端”的架構模式，依托云計算、5G、AI、大數據分析等先進技術加持，著眼于公安、氣象、能源、交通、應急、政府等行業的跨域互聯、信息資源融合、業務共享與協作等需求，以泛網絡聯接為基底，建立以音視頻處理、管控與擴展應用為核心的多媒體融合共享與智能管控云平臺，通過異構資源池調度管理、遠程系統訪問、業務融合、會議融合、音視頻基礎設施管理等功能，為用戶帶來行政級的云端體驗，幫助政企業務實現數字化、可視化、資源化、智能化轉型，打造貼合用戶實際業務應用的綜合服務云平臺[4]。

音視頻綜合服務云平臺，將多個獨立的音視頻系統集成化，實現對系統所有信號節點和設備節點的統一接入、統一管理和統一控制。平臺還支持跨區域的集群部署以及多用戶異地互控，實現高效的協同指揮和控制。

平臺集成視頻點播、錄像存儲、屏幕管理、預監回顯、音頻管理、中控管理、設備管理、用戶權限管理、視頻轉碼管理、智能可視化控制等多項功能應用，同時還可以實現人臉識別和智能語音等特色功能應用，具備技術先進、性能穩定、兼容性強、操作便捷等特點。

（二）技術架構

平臺系統整體采用分布式技術，支持異地跨網的集群部署和多用戶的協同控制。資源接入層匯聚由視頻處理器、分布式節點、會議終端、音頻處理器等視音頻信號源。云端服務層通過微服務架構設計，將不同功能模塊具象為功能服務負責信號和設備的統一接入、管理、轉發和轉碼等，通過負載均衡服務能夠根據各服務的實時運行狀態以及資源占用率，進行自適應調配，保證各服務之間的系統工作，實現整個系統的高效運行和安全穩定。云端應用層支持C/S、B/S客戶端及移動端登錄訪問，集成實時瀏覽、顯示控制、復盤推演、反向控制、大屏條幅等應用。

（三）系統拓撲

音視頻綜合服務云平臺，對各種不同類型的輸入信號進行采集，將音頻、視頻、文本、數據、圖片等數據信息匯聚成資源池，既可以同時顯示在多組不同的大屏幕上，又可以在不同PC/PAD端進行實時調取瀏覽。整套系統實現了多信號的統一顯示和集中管控的功能，將硬件拼接、多屏圖像處理、信號切換、智能環境控制等技術完美整合，從而為復雜的實際現場應用制訂出了一套完美的綜合顯示控制系統解決方案。

（四）系統功能介紹

1.資源共享

平臺支持將信號源資源與其他平臺進行信息共享，既可以將本平臺的資源共享給外部平臺，也可以接受外部平臺的資源匯聚到本平臺的資源池。

當前平臺支持信息共享的方式主要有國標共享和對等共享兩種方式：

國標共享：支持與GB28181標準進行資源共享，常用于與安防平臺之間做IPC信號資源的共享，云平臺可以作為上級或者下級平臺參與共享，并支持同時與多方平臺進行共享。

平臺互聯：支持在多個云平臺之間進行資源共享，常用于上下級之間或者平行單位之間進行信息共享，管理員可隨時分配資源的可見權限與功能使用權限，并支持同時與多個云平臺進行共享。

2.實時瀏覽

資源池匯聚了海量的音視頻信號，不僅可以通過資源樹列表的管理方式進行可視化預覽、推送上屏，還可以實現海量信號源快速、精準調取。系統不僅支持對有云平臺控制功能的IPC進行遠程控制，而且支持選擇不同窗口風格進行多畫面同步瀏覽，同時將信號源錄制在本地，還可以支持將信號源實時投屏到其他屏幕。

3.云端直播

系統管理端支持配置推流和直播地址，基于云平臺超強的流媒體轉碼和并發處理能力，用戶在客戶端可將資源池中任一信號源推送至直播地址，其他用戶可觀看實時視頻的直播。該功能可以廣泛應用在在線培訓、指揮調度、遠程會診等應用場景

4.信號源輪巡

用戶實時瀏覽過程中希望能夠針對不同信號源能夠在某一窗口進行重復觀看，平臺支持用戶設置信號源輪巡預案。用戶可選擇不同窗口風格，設置輪巡模式與時間后，選擇某一窗口中對應信號源保存成輪巡組，即可完成信號源輪巡設置，用戶可隨意循環瀏覽任意IP信號源畫面。如圖1所示。

5.電子地圖

可以基于GIS底圖實時查看信號源具體位置，在地圖上進行信號源點播、投屏等操作，用戶還可以對地圖進行放大、縮小、移動、框選等操作。

6.中控管理

云平臺支持中控管理功能，通過對接中控主機，可以實現音頻、環境和攝像機的可視化控制。用戶可根據實際控制需求配置多個頁面，并通過點擊按鈕進行切換，在單個頁面下，可通過點擊對應按鈕實現相應功能。

7.人臉登錄

云平臺客戶端支持通過人臉識別自動登錄系統，用戶只需提前將人臉信息錄入人臉庫即可。

8.業務融合

云平臺客戶端，實現與第三方系統進行控制的需求場景，支持添加信號源組件、Web組件和客戶端組件。如圖2所示。

信號源：支持添加云平臺中信號源，可實現在業務融合模塊的信號源的反向控制功能。

Web：支持添加BS架構的業務系統的地址，添加完成后即可通過業務融合模塊的入口進入該業務系統首頁。

應用程序：支持添加CS客戶端應用程序，添加完成后用戶只需點擊對應入口即可跳轉到該程序的界面。

四、結語

一套專業的可視化綜合管理控制平臺軟件對整個系統進行統一的調度和管理，以滿足操作人員便捷可視化操作的需求。在此需求基礎上上海狄衛科技有限公司自主研發了一套可視化中心管理系統，軟件界面友好，操作簡單。云平臺憑借強大的資源調配和轉碼分發能力，匯聚視頻會議、視頻監控、融合通信的音視頻信號資源，建立跨平臺、跨系統的異構資源池，幫助用戶實現更高效的資源利用和統一調度，提升綜合管理水平。H

參考文獻

[1]王磊.多路數字音頻監測與接入控制系統[D].西安電子科技大學，2011.

[2]繆小軍，吳小鋒.中控系統在視頻會議系統中的設計與應用[J].科技創新導報，2015，12（17）：29-31.

[3]楊牧川，呂曉丹，蔣朝惠.云計算環境下的可修分布式系統可靠性分析方法[J].計算機與現代化，2020（06）：28-33+51.

[4]趙鶴群.分布式可視化坐席系統在指揮中心的應用探究[J].科技創新與應用，2020（36）：154-155.