高清视频会议系统在高校中的应用

宋志

（福建信息职业技术学院，福州 350003）

高清视频会议系统在高校中的应用

宋志

（福建信息职业技术学院，福州 350003）

随着远程视频会议系统技术的发展，其图像质量和系统功能得到不断的完善，非常适合应用于高校的远程视频教学，从而有效地解决教学资源异地化带来的障碍。福建信息职业技术学院高清视频互动教学合作项目依托现有网络平台，采用视频硬件系统与其他高校视频系统对接，实施视频教学。在网络上，系统采用内网IP，通过NAT、Qos等技术保证系统所需的网络带宽。学院在实现两岸教学的同时，还对系统应用进行扩展，在“校企合作”、院选课等方面也得到了有效应用。

视频会议；MCU；双流；视频标准

0 引言

随着信息技术的发展及其应用的逐步深入，越来越多的高校行政和教学工作引入了网络和计算机技术。教学模式也在不断地发生变化，由传统的板书到现代化多媒体技术的运用、顶岗实习、共享课程、MOOC建设等。而远程视频系统的引入，可突破传统时空和地域的限制，实现远程交互式教学，引入大量其他高校和企业的优质资源，从而拓展教学思路，拓宽师生视野，提高教学质量。

1 远程视频会议系统的概念

1.1 系统定义

视频会议系统[1]是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过现有的各种电信通讯传输媒体，将人物的静态动态图像、语音、文字、图片等多种资料分送到各个用户的计算机上，使得在地理上分散的用户可以通过图像、声音等多种方式交流信息。

1.2 系统组成

视频会议系统按照实现方式不同，可分为软件系统和硬件系统。其中，软件系统一般用于人数不多、功能简单的小型会议；硬件系统适合大规模的会场型会议，可通过大屏幕电视和投影机显示各会场的影像和数据。对于硬件系统，一般包括终端设备、多点控制器（MCU）、传输网络、网络管理软件和相关附件。

1.3 系统关键技术

1.3.1 视频标准[2]及协议

国际电信联盟ITU规范了音视频通讯及其兼容性技术，制定了一些基本协议，规定了语音、视频、数字信号的编码格式，用户控制模式等。ITU-T制定的适用于视频会议的标准有：H.320协议、H. 323协议、H.324、SIP协议和H.264协议。其中H. 323协议为目前的主流协议标准，SIP协议是今后的发展趋势，而H.264协议具有的低码率、高质量图像、高容错能力、强网络适应性使其成为目前最先进的网络音视频编解码技术。

1.3.2 帧数、制式、分辨率

帧数就是在1秒钟时间里传输的图片的张数，用fps表示。在实际压缩时，会采取各种算法减少数据的容量，其中I帧、P帧、B帧是最常见的。制式主要包括NTSC（正交平衡调幅制）和PAL（逐行倒像正交平衡调幅制），前者主要在美国、加拿大以及中国台湾、韩国、菲律宾等国家使用，后者主要在中国、香港、中东地区和欧洲一带使用。分辨率可分为图像分辨率和物理分辨率，分辨率还可分为CIF、SIF和HDTV。其中CIF又可细分为QCIF，2CIF，4CIF（D1）；SIF又可细分为QSIF，2SIF，4SIF；HDTV也可分i和p两种实现方式。

2 福建信息职业技术学院系统需求

福建信息职业技术学院高清视频互动教学合作项目主要是闽台两校依托高清视频教学系统开展两岸师生远程面对面交流、师资共享、公共教学资源共享、科技项目咨询与合作开发，通过高清视频教学系统，点对点实现跨跃海峡两岸的异地远程视频互动教学。该项目是福建信息职业技术学院与台湾技职院校、企业开展多层次、多形式合作，建立稳定的校企合作关系的重要举措，对推动海峡两岸教育的发展，开展课堂教学研究活动，拓展与台资企业的合作等有着重要的意义。

2.1 功能需求

本项目建设遵循先进性、实用性、集成性、可扩展性、灵活性、安全性、可靠性和经济性原则[3]。通过项目建设，视频系统应能实现清晰的图像效果和逼真的声音效果，给所有与会人员营造一个良好的现场教学氛围，提高教学效率，降低各项成本，推进教学信息化水平的提高。以下是各项具体要求。

（1）视频。学院高清视频系统需达到720PPAL制25帧/秒（NTSC制30帧/秒）、720PPAL制50帧/秒（NTSC制60帧/秒）和1080PPAL制25帧/秒（NTSC制30帧/秒）。

（2）音频。音频作为视频会议系统的最基础要求，必须达到现场环境高清（20kHz以上）立体环绕声效果，增强教学感受，进而提高教学质量。

（3）双流。作为视频教学的重要应用，双流成为视频教学系统必不可少的会议功能。学院高清视频远程教育系统双流必须支持XGA或以上分辨率，以清晰显示双流内容。最好实现拥有将讲师和讲义内容进行合成，呈现给对端的效果。

（4）兼容性。由于本项目对接的其他高校现有主要产品为宝利通和腾博产品，所以本项目采购的高清视频远程教育系统必须能同时与宝利通和腾博产品无缝兼容进行远程教学。同时考虑到部分企业没有购置视频系统，所以本系统必须提供软件客户端，通过安装软件客户端可以与系统直接连接使用。

2.2 网络需求

视频系统运行最好能使用独立线路，如若合用校园网网络线路，可能需要考虑网络出口设备设置是否支持、网络带宽是否够用、网络带宽如何保证等因素。另外，涉及到与台湾高校的网络连接，不同的IPS的提供商提供的网络线路性能也不尽相同。

3 系统设计

本系统的建设包含三套视频设备，分别分布在学院的三个校区。其中两套为分会场配置，所有设备固定安装在多媒体教室，网络线路单独通过光纤直连各校区核心交换机，设备结构如图1所示。另外一套为主会场配置，采用移动安装模式，所有设备能方便地移动到不同位置，供校区各个教室或者会议室使用。通过该系统的建设，可满足点对点会议及多点连接的教学活动和会议需求。

本系统设备包含：高清视频会议终端（内置MCU）、高清视频会议终端、高清录播服务器、高清摄像机、全向数字麦克风、视频会议专用移动推车（含专用音响）、软件视频终端系统、视频教学管理系统软件、高清投影机、高清电视机等，可实现视频的录制及播放、直播等功能。

在网络设计上，本系统既需要在学院三个校区内网之间运行，也需要通过网络与台湾高校进行互联教学，还需要与省内企业进行互动，所以本系统设备使用学院内网IP进行架设。通过学院架设的深信服负载均衡设备设置端口映射，将内网IP映射到互联网IP进行连接使用。同时，在网络核心设备上采用Qos技术[4]保证视频会议系统所需的带宽。

4 系统应用

福建信息职业技术学院在校内网络平台上通过该系统多次实现了与企业、台湾高校的视频会议和视频教学活动，同时还实现了跨校区的院选课程开设。

4.1 为“闽台班”两岸异地教学提供平台，开创两岸教学新模式

2008年，福建省陆续推出“校企”闽台高校联合培养人才项目。通过视频会议系统的建立，福建信息职业技术学院实现了两岸同步教学，两岸师生可以随时随地开展正常教学活动，既扩大了师生教学交流的参与面，也避免了两岸师生频繁奔波的辛苦，同时也节约了合作双方的办学费用。通过本系统，台湾圣约翰大学教授为福建信息职业技术学院学生开设了一门商务英语远程视频课程，教学效果良好，课堂现场如图2所示。借助本系统，福建信息职业技术学院也多次与台湾高校进行视频会议交流，图3为学院与建国科技大学的视频会议现场。

图1 分校区终端设备结构图

图2 圣约翰大学教师远程视频授课现场

图3 福建信息职业技术学院与建国科大视频会议现场

4.2 拓宽“校企合作”交流渠道，促进学校与企业的有效沟通

当前，福建信息职业技术学院正在大力开展各种“校企合作”，如引企入校、工学交替、校企互动、“订单”式合作等。通过高清视频教学系统，教师、学生、企业人员三方可以突破地域和时空的限制，快速有效地开展各种交流活动，在很大程度上推进了“校企合作”的发展。

4.3 为跨校区开设选修课提供可能，提高学院选修课的授课效率

通过视频系统的应用，福建信息职业技术学院实现了院选课的跨校区开设，教师在一个校区授课，其他两个校区的学生可以实时参与课堂，实现了一门课程针对全院学生开放选择，提高了教学资源的利用率。

当然，本系统在应用过程中也存在一些问题，如网络有时不够稳定、系统操作步骤繁杂、应用推广程度不够等，这些都需要在未来的使用过程中逐步进行调整和改善，以最大限度地发挥系统的功能。

5 结束语

高清视频教学系统的建成，既可实现福建信息职业技术学院“闽台班”跨越海峡两岸异地远程视频互动教学，又可搭建校企之间信息化交流平台，实现学校与企业之间生产过程、工作流程等信息实时传输的视频教学，还可用于教师对在企业实习的学生远程授课等，满足了当前高职教学中新的需求，给教学改革带来新的突破。通过本项目的实施，既为学院“闽台合作”办学提供了坚实的基础，也为“校企合作”的开展搭建了信息化的平台。

［1］刘卫宇.视频会议系统关键技术及应用［J］.电源技术应用，2014（2）：413.

［2］朱继鸣.视频会议系统在政府行业中的应用［J］.网络安全技术与应用，2014（2）：37-38.

［3］周庆岭，渠国霞.高清视频会议系统技术及组网应用［J］.数据通信，2013（6）：1-5.

［4］李昭春.海南省气象信息网络IPQoS的实现［D］.北京.北京邮电大学，2011.

Application of High-definition VideoCon ference Systemin College

SONG Zhi
（Fujian Polytechnic of Information Technology，Fuzhou 350003，China）

Remote videoconferencing systemtechnology has matured，and the image quality and systemfunction are constantly improving，soit is very suitable for remote videoteaching of college，soastoeffectively eliminatethe obstacles derived fromteaching resources allopatry.Fujian Polytechnic of Information Technology builds HD remote videosystem，the professor in Taiwan canteachthe students of FPIT facetoface，which make pointtopoint remote videointeractiveteaching acrossthe Strait cometrue.The project relies onthe existing network platform，jointing videohardware systems with videosystemof Taiwan universitiestorealize videoteaching.Inthe network，the systemuses internal network IP，by NAT，Qos and othertechnologytoensurethe required network bandwidth.Achieving cross-straitteaching，meanwhile，the college alsoextends systemapplications，and makes it useful inthe"school-enterprise cooperation"，elective courses and other aspects.

video conference;MCU;double current;video standard

TN919.8

A

1673-2022（2014）04-0051-03

2014－08－25

宋志（1979-），男，江西丰城人，讲师，硕士，研究方向为计算机网络。