高清晰视频会议系统设计以及实现

冯仲杰

摘 要：视频会议能够给人们直观、真实的交流效果，提高人们的工作效率，其应用正成为当今的一个技术热点。本文深入论述了一种高清晰视频会议系统的设计以及实现，验证结果表明，该系统是可行及有效的，能够有效提升企业的视频会议质量。

关键词：视频系统;视频会议;系统布局;通信协议

视频会议是用电视和电话在两个或多个地点的用户之间举行会议，实时传送声音、图像的通信方式，能够在一定程度上提升企业的信息化水平，同时可以减少现场会议引发的时间成本的浪费，已受到越来越多的企业和研究机构的重视。同时，随着科技的发展人们对视频会议提出了更高的要求，它的设计需要满足用户对视频系统的基本需求，同时视频系统需要先进、便利和灵活。

引言

本文以提升视频会议质量为前提，采用多点控制单元（MCU）的级联模式和高清视频会议终端设备对原有会议室系统进行改造，采用一键式的中控管理模式来区分本地会议和远程会议，对会场内的视频、音频、窗帘、投影、视频会议主图像和双流图像显示的输入输出进行统一控制，从而达到操作便利和灵活性的目的.

1.总体设计

1.1系统布局

高清视频会议系统（HDVideo Conference System）是建立在集团广域网内部的应用，所以本部在建设系统时遵循的是“MB17-2006”和“MB20-2007”的安全保密防护标准.

高清视频会议时的逻辑结构如下：集团公司总部、各试验基地、各专业公司及直属单位会场的视频终端直接呼入集团公司的一级MCU进行互通;各院的二级MCU呼入集团公司的一级MCU进行互通;各厂所的视频终端呼入其所属院的二级MCU进行互通.最终所有节点形成2级MCU级联的树形结构的逻辑互联关系.

1.2系统架构

由于新的视频会议主机要和部分的老旧设备进行设备对接，考虑到整个视频会议过程中音、视频传输的稳定性，所以需要对原有的视频会议架构进行重构，因此对视频源、视频矩阵和显示部分进行了调整.

1.3实现方案

1.3.1会议室布局

改造后的整体布局采用长方桌的会议形式，在正前方中央安装120寸电动投影幕.投影幕一侧安装高清液晶显示器.可保证在满足视频会议摄像对灯光要求的前提下，仍能清晰地显示数据和视频图像信号.开视频会议时，分别用来显示本地信号和远端会场信号.举行报告和演讲时，液晶显示器用来显示主讲人特写画面，电动投影幕用来显示计算机文档.

1.3.2音、视频部分

（1）音频扩声

为了防止外接的手機电磁信号对麦克风的干扰，新系统音频部分采用的是具备回声抑制的音频处理器，保证远端会场的声音不会出现回声的现象，除去原有的调音台，避免出现误操作而导致的啸叫问题.

（2）高清双流

在保持原有网络带宽占用条件不变的前提下，需要在原有网络条件下同时传送两路视频信号，发送音视频信号同时传送一路笔记本信号到其他会场，考虑到双流图像格式的自动转换和适配问题，本系统采用高清终端来实现信号输出.

1.3.3输入、输出控制

（1）视频控制

视频源的输入端支持VGA和HDMI两种输入模式，通过数字混合矩阵将视频源输出至显示器和投影仪等设备.

（2）音频控制

通过数字音频处理器的内置噪声滤波器来过滤现场环境的背景噪声，对数字信号进行通道回声消除，背景降噪，增益控制操作，保持通对话声调的连贯，维持听感上的舒适性，在视频会议时保证远端和近端的话音易于听清楚.

2.会议系统的实现

2.1整体实现

2.1.1会议通信协议

（1）H.323

H.323是ITU-T组织提出的H.323协议多媒体通信系列标准H.32X的一部分，是分组网络上进行多媒体通讯的标准.该协议能提供设备与设备、应用与应用、供应商与供应商之间的互操作能力，因此，该协议能够保证所有基于H.323的设备之间能够相互兼容地进行通信.

（2）H.264

H.264是由JVT制定的新一代视频标准，具有出色的编码效率和压缩性能，其基本框架主要用于“视频会议系统”应用.H.264码流结构含视频编码层：负责高效的视频内容表示，网络适配层提供视频编码与外部设备的接口，以网络所要求的适当方式对数据进行打包盒传送，更灵活的将编码数据组合到网络中.在同等网络条件下，提高视频图像质量，节省带宽，从而提高了同时支持的客户端数量.

2.1.2多点视频会议的实现

根据会议召开的实际情况，系统采用的是基于H.323的网络协议体系，使用层级组网的方式进行构建，由二级单位（各院）通过集团公司广域网核心路由器进行互联，本部作为某二级单位下属的三级单位，通过二级单位的核心路由器进行互联，将MCU和视频终端设备接入本单位的网络，最终形成与二级单位级联的逻辑互联关系.

2.2视频、音频实现

2.2.1视频设计

（1）显示设计

会场主席台位置配置了1台发言席电脑主机和会议桌插器，配合高清混合切换矩阵，实现向会场内各显示设备的信号发送.

（2）矩阵输入输出

下面对整个输入输出逻辑设计做简要说明：

①主席台电脑和4个桌插接入高清矩阵的5个输入端;

②视频会议的会场画面接入矩阵的第5路输入端;

③视频会议的双流画面接入矩阵的第6路输入端;

④音频处理器接入矩阵的第1路输出端;

⑤会场的两个高清摄像头通过第3、第4路输出端接到录播服务器;

⑥两个12口的分配器接入矩阵的第5、第6输出端;

⑦会场投影仪接入矩阵第9路输出端，通过580R接受器接受高清信号;

⑧电视机接入矩阵第10路输出端，通过580R接受器接受高清信号.

2.2.2音频设计

（1）话筒布局

会场使用手拉手话筒的布局模式，可以设置同时发言的席数，发言模式，系统具备自由发言、申请发言、轮候发言多种发言模式.

（2）会场扩声

由于会议系统的应用场景是点对点以及多对多的模式，考虑到声音传输的稳定性，在原有的6台吸顶音响的基础上增加了4台壁挂音响和3台功率放大器.

①第1台功率放大器控制两个北壁挂音响，接入数字音频处理器的第1路输出信号;

②第2台功率放大器控制两个南壁挂音响和两个南吸顶音响，接入数字音频处理器第2路输出信号;

③第3台功率放大器控制两个中边的吸顶音响和两个北边的吸顶音响，接入数字音频处理器的第3路输出信号;

④会场话筒接入数字音频处理器第1路输入信号;

⑤视频会议主机的左、右声道分别接入数字音频处理器第2、3路输入信号;

⑥DVD主机的左、右声道接入数字音频处理器的第4、5路輸入信号;

⑦混合矩阵的桌插接入数字音频处理器第7、8路输入信号.

音频传输采用的是Siren音频算法，这种算法对带宽和码率要求相对较低，配合数字音频处理器，进一步避免了调音台误操作带来的声音失真的问题.

2.3中控系统实现

2.3.1中控系统架构

会议室的中控系统采用嵌入式的组合方式，主要由4部分组成：输入输出控制、时序电源管理、会议模式管理和会议界面管理.

（1）输入输出控制主要负责对应矩阵的输入输出端，实现信号的切换;

（2）时序电源管理主要负责控制所有会议室设备的启动逻辑;

（3）会议模式管理主要负责对本地会议和视频会议两种不同的业务场景分别进行控制;

（4）会议界面管理主要实现了中控系统的界面布局设计.

2.3.2会议控制的实现

中控系统主要实现了对系统设备统一控制，可以控制电动窗帘、音视频设备的开、关，各种视频信号的切换及控制会场音量的大小、静音等.整个实现逻辑首先由触摸屏这里发送一个信号到中控板卡，中控板卡接收指令后，执行对应代码将结果输出.

参考文献：

[1]董昕. 高清晰视频会议系统的研究与设计[D]. 北京邮电大学， 2012.

[2]张玲. 软件视频会议系统的设计与实现[D]. 电子科技大学， 2011.