高清遠程視頻會議系統的設計

中國投影網投影資訊　2011-2-14 9:46:26　編輯：沉默者　[ 大中小 ]

　　【中國投影網資訊】現在的新建辦公樓弱電綜合信息系統一般都要包括辦公電話系統、音視頻會議系統、調度系統、保密系統、通信系統，以及為這些信息業務提供網絡支持的傳輸系統和電源系統，如圖1所示。同時，系統中要引入新技術新設備，增加、強化和完善系統功能，為辦公信息化以及生產指揮調度智能化發揮了重要的作用。

高清遠程視頻會議系統的設計
圖1 辦公樓弱電綜合信息系統構成

　　其中，音視頻會議系統是整個弱電綜合系統中最基本也是必備的系統。而隨著視頻技術和網絡技術的突飛猛進的發展，在視會會議系統中采用高清越來越多，并成為主流；另一方面，網絡技術的融合，又可以使會議系統實現遠程、多場所的功能。因此，下面僅就高清遠程視頻會議系統的設計給出具體的分析和實例。

　　1 視頻會議系統的設計思想

　　一般的視頻會議系統包括：主控設備MCU(多點控制單元)、視頻會議終端、攝像頭（帶遠程控制功能）、顯示設備和網管管理系統。主控設備MCU的作用是完成多點會議的控制。視頻會議終端的作用是完成對視頻信號的采集、壓縮、解壓縮的作用，主要結構由音視頻采集部分、編解碼、DSP處理及音視頻輸出部分組成。網管系統的作用是完成對系統的管理和會議使用的管理。

　　建設視頻會議系統，一般是依據ITU-T的兩大框架協議H.323(基于lP分組)和H．320(基于PCM電路)來進行，從而形成兩種不同的建設方案。

　　自從1996年ITU-T批準該標準以來，視頻會議的技術和市場都發生了革命性的變化。H.320是ITU-T較早期的視頻會議標準，該標準完全建立在一系列視頻會議專有的技術和標準之上，而H.323標準建立在通用的、開放的計算機網絡通信技術基礎之上，具有技術上的超前性。

　　越來越多的廠家競相投入H.323新產品的開發，越來越多的用戶采用H.323技術和產品，構建其視頻會議系統。這是通信網絡技術、計算機技術和多媒體技術飛速發展和日益融合所帶來的必然趨勢。

　　H.323系統在技術的先進性、功能的完善性、操作的方便性、系統的可擴充性及超前性等各方面，都顯示出比H．320系統具有明顯的優勢。

　　(1)主流的視頻會議系統產品具有：一般同時支持專線、lP混合接入方式；支持數據傳送功能；支持雙向信息功能；支持多種視頻源接入；高端會議終端支持內置MCU，支持內部組網；視頻壓縮算法普遍采用H．264。

　　(2)標清視頻會議系統：采用的圖像顯示標準是480P分辨率，480P是D2標準數字電視顯示模式，頻率為60

　　Hz．垂直掃描線為480條，逐行掃描模式，將480線圖像信息行合并為一幀，圖像顯示比例為4：3或16：9。標清視頻會議系統需要的網絡帶寬一般為384—2

　　048K(即2M)。

　　(3)高清視頻會議系統：采用的圖像顯示標準是：分辨率為720P，720P是D4標準數字電視顯示模式，頻率為60

　　Hz，垂直掃描線為720條，逐行掃描模式，將720線圖像信息行合并為一幀，圖像顯示比例為16：9。如果將屏幕分辨率轉換為像素，高清格式可以提供比480P格式，高出至少4倍以上的圖像信息量。高清視頻會議系統需要的網絡帶寬一般為2—8

　　M。

　　與標清視頻會議系統相比，高清視頻會議系統，對系統設備、承載網絡和外圍配套設備，有更嚴格的要求：需要更大的網絡帶寬，一般為2～8

　　Mb／s；主控單元MCU支持高清；視頻終端支持高清；采用高清攝像頭(最低720P)；采用高清顯示設備(最低720P)。

　　視頻會議系統要求具有良好的實時性、交互性、人性化，能方便地實現人機、人與人之間的信息交流，使各會場之間通過視頻會議設備能夠進行視頻、音頻等信息的互通，實現高效率的通訊傳輸，最終的目的是實現和提高企業的辦公效率和良好的使用效果。

　　2 應用實例

　　現以某單位辦公樓會議系統為例，制定一個高清遠程會議系統的設計方案。

　　該高清遠程會議系統，基于H.323標準，MCU對各視頻終端的連接速率設定為2M，采用IP光纖傳輸；支持雙流(H.239)，即雙視頻的支持能力，同時傳送兩路視頻信號，主路一般為人物圖像，輔路一般為圖文，可同時顯示演講人和演示內容。在保持原有網絡帶寬占用條件不變(2

　　M)的前提下，終端能夠自動發送和接收兩路視頻信息，并且保證兩路主控設備MCU具有簡化配置、即插即用熱插拔技術，具備狀態顯示功能；采用模塊化結構，可擴展至多個媒體處理板和網絡接口板，方便網絡擴容；支持多組會議同時召開。視頻終端設備具有內置多點功能(4—6路)，便于系統擴展；具備多臺攝像機接人能力，便于任意切換配置分體式攝像機及云臺，攝像機具備遠程控制能力。鏡頭位置水平轉動角度：±1000，上下轉動角度：+900，-300。

　　2.1高清視頻圖像效果的提升

　　一般的視頻會議多采用CIF(分辨率352×288)或4

　　CIF(分辨率704×576)格式，受點陣數量的限制，在數字及線條等精細顯示方面不盡如人意，遠遠不能滿足現在高標準的要求。采用高清的圖像（最低標準1280×720

　　P）至少可以提供10

　　CIF的解像度，可以滿足各種高標準視頻會議要求。經簡單的對比測試，普通的視頻在光線、焦距等最佳效果時只能看清普通紡織品的顏色和條紋的大致走向，而高清可以清晰辨認每一路條紋的紋路和層次。

　　在選擇視頻播放設備時，選擇16：9高清的數字顯示器和投影機。數字顯示設備按圖像清晰度分類，包括數字高清晰度(HD)、數字標清(SD)和數字普清(LD)三種。HD的圖像水平清晰度800線左右，圖像質量達到或接近35

　　mm寬銀幕電影的水平；SD的圖像水平清晰度500線左右(4CIF相當)，主要是對應現有普通電視的分辨率一級，其圖像質量為演播室水平；LD的圖像水平清晰度為200—300線(CIF相當)，主要是對應VCD的分辨率量級。普通的視頻會議系統多是4:3的（長邊與短邊的比例）。16：9在目前的電影和DVD影片中十分常見，最適合人眼的觀看比例，因此該高清視頻會議系統采用16：9的顯示比例標準。

　　該高清視頻會議系統具備了以下優點：明顯提高會議圖像畫質，減少視覺疲勞；保持注意力，更加關注會議內容；更好的運動效果處理；色彩更銳利更逼真。尤其在實時遠程實況教學、醫療診斷、X光片分析和各種精細產品（如：紡織品）挑選等應用非常明顯。

　　2.2 遠程會議系統的功能

　　1)終端點對點會議

　　該高清遠程視頻會議系統中的任何一臺終端都可以直接呼叫系統中的另一臺終端，建立雙向連接，進行會議和交流。當采用256

　　Kb/s帶寬時就可以實現4 CIF的動態圖像，當會議速率達到1

　　Mb/s時就實現了30幀／秒的1280×720動態高清圖像。會議的音頻協議更采用目前視頻會議領域頂級的Siren22立體聲音頻算法，音頻質量超越CD水平。

　　2)多點會}義和多組會議功能

　　新建設的一體化多媒體會議平臺功能非常強大，可適應多種網絡環境，各種會議功能為集團公司提供了豐富的會議手段。不但支持多點的遠程會議，并且可同時召開多組會議，這樣可以同時滿足系統內同時產生的多個的遠程視頻會議的要求。

　　3）雙流會議功能

　　新改建視頻終端通過H．239雙流技術，可支持720 P(1

　　280×720)傳送人物(People)，XGA(1

　　024×768)傳送內容(Content)，幫助集團公司實現數據會議功能。用戶直接將筆記本電腦或PC機連接在終端上，發送雙流時只需要輕點遙控器上的播放按鈕，終端將自動獲取PC上的圖像畫面，然后在不犧牲分辨率的情況下將這些畫面送到遠端。遠端通過2臺顯示設備分別顯示會場的圖像和高清晰的PC內容。H.239雙流技術是可以通過多級MCU級連的，并且支持所有網絡類型。在MCU的支持下，可以召開全網H.239雙流會議，所有節點的設備均可以接收兩路視頻圖像。

　　4)會議召開方式

　　召開全網大會需要嚴格定義與會者。在會議開始前確定參加會議的會場，非定義的與會者不允許加入會議，會議召開時可以呼入或呼出連接與會者，可以禁止任意終端加入會議，充分保證了會議的安全。并可通過日常管理經驗建立會議模板，從會議模板啟動會議。

　　5)會議控制的多種模式

　　新改建系統具備豐富的會議控制手段，可以根據不同會議的需要，選擇最適應的控制方式。

　　導演控制方式，由管理員進行視頻的切換，可以完成如下視頻任務：

　　廣播主席，使各分會場觀看主席的圖像；

　　廣播任意一個會場，使所有的點觀看其圖像；

　　主席輪流觀看各個分會場的圖像；

　　開啟、關閉各個終端的聲音；

　　開啟、關閉各個終端的視頻圖像；

　　語音激勵控制方式，在一個多點會議中，當同時有多個會場要求發言時，系統實時對多點輸入的語音電平進行比較，選擇音量最強的發言者的圖像、聲音信號傳送到其他會場。

　　演講者控制方式，可以使所有分會場觀看主會場（演講者）畫面，而主會場可指定觀看任一分會場畫面，或自動輪循觀看各分會場畫面，或觀看通過語音激勵切換的任一分會場畫面。

　　6)電話加入會議

　　系統終端內置RJ-11接口，具備電話接入能力，具備語音橋接功能，接入普通電話時不會占用視頻會議的網絡資源，也不會占用終端的資源。電話接入功能可將普通電話或GSM/CDMA手機接人會議，即使某位領導不能在現場列席會議，也可以通過電話加入到會議中，他既可以聽到會議的全部內容也可以發言。

　　7)加密會議

　　由于網絡存在像病毒和黑客攻擊的眾多安全風險，網絡管理員不希望危及企業網絡的完整性，不愿配置基于IP的音視頻應用是可以理解的。新改建的視頻會議系統完全考慮到了實際的安全需要，選用的POLYCOM視頻會議產品率先支持AES(AdvancedEncryption

　　Standard)加密算法，通過將安全服務認證和通話隱私合并的方法，提供了改進措施：如安全文檔（簡單密碼和復雜數字簽名）、新的安全對策和逆向服務支持等。

　　8)會議存儲

　　由于很多會議都非常重要，新改建的系統可以將這些會議存儲在錄播服務器。錄播服務器的使用不僅可存放會議內容，還可供用戶點播回放。錄播服務器可將會場視頻會議的現場音視頻信號同步廣播至集團公司網絡內的普通PC機上，同時廣播的節目能保存下來供以后隨時點播調用。

　　9)雙顯仿真

　　雙顯仿真是在一個顯示設備的兩個不同視窗中同時顯示遠端會場圖像和本地會場圖像，非常適合在只有一個顯示設備的會場中使用。當召開雙流會議時，屏幕白動變為三個視窗，分別顯示高清晰PC信號、遠會場圖像、本地會場圖像。模擬雙顯支持4:3和16：9兩種顯示方式，滿足普通顯示設備和寬屏顯示設備的要求，方便用戶根據會場情況選擇信號的輸出方式。

　　總之，該高清遠程視頻系統是一個完全符合國際標準，基于TCP/IP協議的開放的視頻會議系統。它綜合了各種視頻會議的先進技術于一身，在現有的網絡上開展多媒體應用，適合視頻會議、遠程討論交流、遠程培訓等會議應用，真正實現了多網合一。同時，本系統充分考慮了網絡的擴展性，以適應本網的中長期發展。在網絡結構、網絡應用、網絡管理、系統性能等各個方面均能適應未來多媒體應用的發展，最大限度地滿足了用戶的需求。

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文章來源：中國投影網

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