高清会议电视系统组成技术及应用

段永良，赵丽娜

(中国传媒大学南广学院，江苏南京 211172)

随着数字技术和视频会议技术的发展及应用，人们对于视觉效果越来越重视，使用者对于视频系统的要求也越来越高——已经由最初简单的“看得见”发展成为现在的“看得清”。在一些专业领域，“高清”的应用是必须的，如远程教学、远程医疗、视频监控、手术示教等，因此，高清将是会议电视发展的必然趋势。

图1 高清会议电视系统原理图

1 高清会议电视系统组成与关键技术

高清会议电视系统分为中心机房、主会场、分会场等几个部分。高清会议电视终端将输入的摄像机、输出的视频、传声器、输出的音频、传真和图文系统、输出的数据、控制系统、输出的端到端命令等进行编码复用后形成数据包，输出到多点控制器(MCU)转发到其他各会场［1-2］。其他会场的数据包通过高清会议电视终端解复用，分别还原成显示系统需要的视频、扩声系统需要的音频、传真和图文系统需要的数据、控制系统需要的端到端命令。传输顺序按优先级排列为:音频→视频→端到端命令→数据。其原理图如图1所示。

高清会议电视系统中，一般有1个主会场和多个分会场。开会时，主会场的摄像头进行现场拍摄，并以s-video信号的形式传送给主会场的终端，之后，主会场的终端将摄像机传来的信号分为2路:一路以VGA信号的形式进入主会场的VGA矩阵中，经过处理之后，又继续以VGA信号的形式传递到显示器显示图像;另一路通过局域网将摄像头和传声器采集的视、音频信号传输到中心机房的视频服务器中，经过工作站处理并由录播服务器录制之后，再通过外部网络将视、音频信号传递到各个分会场。与此同时，各个分会场的音、视频信号也会通过外部网络传输到主会场，并在经过主会场终端处理之后，分别以音频信号、视频信号形式传送到音箱和显示器。主会场与分会场拓扑图如图2所示。

主会场相对于分会场来说，所涉及的设备要多一些，主要有摄像机、VGA矩阵、AV矩阵、视频会议终端、管理中控机、显示器及音频设备等，其中，VGA矩阵、AV矩阵和管理中控机是整个系统连接中的核心设备。

高清会议电视技术涉及到很多方面，其关键技术主要有以下几项:

1)多点控制技术

图2 主会场与分会场拓扑图

会议电视是一种多点之间双向通信的业务，目前多点访问会议电视信号的切换必须由专用的切换设备多点控制单元(MCU)来完成。MCU对视频信号采用直接分配的方式，切换到它所连接的所有会场。

2)传输与接口技术

高清会议电视还要借助通信网络进行数据传输。目前通信网络有多种类型，高清会议电视系统必须根据不同的信道、网络传输性能来选择网络、传输多媒体数据，用户则根据不同的接口分别进行连接，常见接口一般有并行接口、串行接口、磁盘接口、SCSI接口、USB接口等。

高清会议电视系统对画面质量要求比较高，其接入的网络宽带要能够满足呈现高清画面的需求，目前高清互动会议电视要求的最低数据传输速率为1 Mbit/s。为达到更好效果，数据传输速率要达到2 Mbit/s以上。

3)视频压缩技术

高清会议电视采用数字信号进行传输，数字化后的多媒体数据量大，因此必须在保证一定图像和声音质量的前提下，寻求一种更有效的压缩算法。高清视频编解码协议采用H.264。

2 系统连接与故障处理

在高清会议电视系统中，视频终端是非常重要的设备，而高清编解码器则是视频终端的核心器件。本系统采用Polycom HDX 9002型视频终端和Polycom HDX高清编解码器。

2.1 HDX高清编解码器接口

Polycom HDX高清编解码器是编解码器中功能比较齐全的一款设备，背部有丰富的端口接口。其中，包含3个视频输出接口、4个视频输入接口、4个音频输入接口、2个音频输出接口，这些接口根据其功能进行划分，可以分为主视频接口、主音频接口、辅助音视频接口、网络接口和控制接口。

主视频接口主要是由BNC、DVI和DCI接口组成，各接口在终端的选单中又都可以选择多种信号格式，如HDMI，DVI，YpbPr，RGBHV，RCA，S-Video，因此，设备实际的接入能力更强。

主音频接口主要由凤凰接口和专用传声器接口组成，方便与各类音响设备的连接。凤凰接口可以无损耗地转接成RCA(莲花)音频接口或者镜像馈电XLR(卡农)传声器接口。

辅助音视频接口主要是由DVI视频接口、BNC视频接口和凤凰音频接口组成。各个接口在终端选单中都可以选择多种信号格式，如 DVI，VGA，YpbPr，RGBHV，RCA，S-Video。

网络接口主要由RJ-21模拟电话接口、RJ-45网络接口和专用扩展网络接口构成。它使设备具有了模拟电话接入功能，同时，还可以连接IP网络或者扩展的ISDN BRI，ISDN PRI，E1/T1，V.35 网络。

控制接口主要由专用红外接口和DB9控制接口构成。红外扩展接口可以连接辅助红外接收设备，从而使红外接收范围扩大。此外，DB9接口也可以连接多种辅助控制设备，能够实现多种控制。

2.2 HDX高清编解码器连接

1)主视频接口连接

HDX终端尺寸为标准的19 in(1 in=2.54 cm)，可以直接将其安装到标准的机柜内。HDX高清编解码器可以连接多种设备，如摄像机、显示器等。当HDX高清编解码器与显示器连接时，可以通过一根同轴电缆进行连接，BNC电缆的一端有5个连接头，分别用于接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号，它要插在显示器上，而同轴电缆的另一端则只有一个DVI接头，是用来输出视频信号的，它将插在HDX高清编解码器的DVI接口上。当连接摄像头时，采用专用的视频线进行连接，一端插在HDX高清编解码器背部的DCI接口上，而另一端则与摄像机进行连接。HDX高清编解码器的背部还有一个RJ-45的标准接口，它将与网线连接。其主视频连接图如图3所示。

图3 主视频连接图

2)主音频接口连接

在高清视频会议系统中，有很多音频设备，如传声器、功放等，这些设备也都要连接到HDX高清编解码设备上［3-4］。当连接全向传声器时，采用专用传声器线缆，一端连接全向传声器，另一端则连接在HDX高清编解码器的数字传声器接口上。当连接鹅颈传声器时，与连接全向传声器时有所不同，先将传声器连接在传声器主机上，再将传声器主机与HDX高清编解码器进行连接，传声器主机的一条线缆连接HDX高清编解码器的音频输入端口，另一根线缆则连接音频的输出端口，而且音频的输出端口还要与功放、音响等设备进行连接，这样才能使声音播放出来。至于辅助控制设备的连接，则是用DB9串行线缆进行连接。其主音频连接图如图4所示。

图4 主音频连接图

3)辅助音视频接口连接

辅助音视频接口可以与很多设备进行连接，当DVD或者VCR作为输出设备连接时，有2条连接线缆，一条线缆与HDX高清编解码器2-BNC端口相连，另一条线缆则与音频的输出端口相连;当DVD或者VCR作为输入设备连接时，也有两条连接线缆，一条线缆与HDX高清编解码器音频的输入端口相连，而另一条线缆则与HDX高清编解码器音频的输出端口相连。辅助音频接口还可以与笔记本和管理主机连接，当它与笔记本相连接时，笔记本则通过线缆与HDX高清编解码器的DVI端口连接;当管理主机与HDX高清编解码器连接时，管理主机则通过一根线缆与IO接口相连。另外，辅助控制设备的连接则是DB9串行线缆，其辅助音频接口如图5所示。

图5 辅助音视频连接图

4)网络接口连接

HDX高清编解码器有一个RJ-21接口，它可以与普通电话网络连接。另外，HDX高清编解码器有很强的扩展性，可以扩展 ISDN BRI，ISDN PRI，E1/T1，V.35 等网络接口。其网络接口连接如图6所示。

图6 网络接口连接图

5)控制接口连接

HDX高清编解码器有2个控制端口，这2个端口的连接一般采用DB9串行线缆与辅助控制设备连接。如笔记本可以通过DB9串行线缆与IO口进行连接，而红外线控制的设备亦可以通过DB9串行线缆与HDX高清编解码器连接。其控制端口连接如图7所示。

2.3 使用注意事项

在会议电视系统使用过程中，有很多需要注意的细节。

1)开会前，合理选择摄像机和传声器位置，传声器要远离噪声源，摄像机镜头要避开逆光。

图7 控制端口连接图

2)开会时，镜头前不能有人遮挡，镜头要相对稳定。发言人能够正对传声器、不必手持传声器，距传声器距离0.5 m为最佳。

3)会议电视的设备应放置在固定位置，要注意保护镜头，不能用手转动镜头，用完摄像机要盖上摄像机镜头盖。除此之外，系统的设备不要随意拆卸，并且严禁暴晒设备。

2.4 常见问题分析

高清会议电视系统在使用过程中会遇见很多问题，需要工作人员根据各种故障现象细心地分析原因、检查设备、发现故障部位并解决故障。

1)摄像机显示画面无彩色

这是由于摄像机没有正确选择视频信号类型引起的，需要进入摄像机选单更改输入类型。

2)摄像机镜头无法转动

这是由于摄像机没有选择近端或者摄像机镜头没有连接线缆或连接电缆不正确引起的，一是要点击遥控器近端按钮，二是要检查镜头连接线缆。

3)摄像机画面很亮

这是由于打开了逆光补偿或镜头处于逆光位置引起的，需要关闭逆光补偿或转动镜头避开逆光位置。

4)显示器出现蓝屏

这是由于显示系统没有正确选择信号源引起的，需要重新选择信号源或更改显示设备显示类型。

5)显视器显示画面无彩色

这是由于显视器没有正确选择视频信号类型引起的，需要进入显视器选单更改输入类型。

6)显视器看不到PC画面

这是由于没有正确选择图像显示位置引起的，需要设置成双显仿真方式并进入监视器选单选择图形显示位置。

7)本地听到自己的声音

这是由于本地音频输出线缆连接错误引起的，需要将音频线缆改接到主音频输出。

8)分会场听不到声音

这是由于音频设置不正确或没有打开传声器引起的，需要进入音频设置进行正确选择或打开传声器，确认传声器指示灯亮起。

3 结论

会议电视系统不仅可以实现随时随地点对多点、多点对多点的在线视频会议，还可以在线提供各种培训，提高培训人员的专业素质和业务水平;对企业来说，也能让外地客商通过会议电视系统直观地了解企业实况和最新产品，把企业面貌和产品信息第一时间清晰地传达给客户。在节省企业费用支出的同时，也有利于企业业务的开展。要发挥好会议电视系统的优势，一是要保证系统安装调试的工程质量，二是要做好系统日常技术维护工作。

:

［1］李栋，李媛敏，张秋华，等.1080p高清视频会议系统设计应用案例［J］.电视技术，2010，34(10):110-113.

［2］张常亮，马渝勇，刘一谦，等.基于MCU级联的省-市-县三级高清视频会议系统设计与实现［J］.电视技术，2012，36(9):137-141.

［3］何定海.视频会议系统的新型音视频组网方式探讨［J］.电声技术，2008，32(11):72.

［4］彭妙颜.基于数字网络的会议系统技术［J］.电声技术，2007，31(10):11-13.