高清遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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【中國(guó)投影網(wǎng)資訊】現(xiàn)在的新建辦公樓弱電綜合信息系統(tǒng)一般都要包括辦公電話系統(tǒng)、音視頻會(huì)議系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、保密系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，以及為這些信息業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)支持的傳輸系統(tǒng)和電源系統(tǒng)，如圖1所示。同時(shí)，系統(tǒng)中要引入新技術(shù)新設(shè)備，增加、強(qiáng)化和完善系統(tǒng)功能，為辦公信息化以及生產(chǎn)指揮調(diào)度智能化發(fā)揮了重要的作用。
圖1 辦公樓弱電綜合信息系統(tǒng)構(gòu)成
其中，音視頻會(huì)議系統(tǒng)是整個(gè)弱電綜合系統(tǒng)中最基本也是必備的系統(tǒng)。而隨著視頻技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在視會(huì)會(huì)議系統(tǒng)中采用高清越來(lái)越多，并成為主流；另一方面，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，又可以使會(huì)議系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、多場(chǎng)所的功能。因此，下面僅就高清遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給出具體的分析和實(shí)例。
1 視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想
一般的視頻會(huì)議系統(tǒng)包括：主控設(shè)備MCU(多點(diǎn)控制單元)、視頻會(huì)議終端、攝像頭（帶遠(yuǎn)程控制功能）、顯示設(shè)備和網(wǎng)管管理系統(tǒng)。主控設(shè)備MCU的作用是完成多點(diǎn)會(huì)議的控制。視頻會(huì)議終端的作用是完成對(duì)視頻信號(hào)的采集、壓縮、解壓縮的作用，主要結(jié)構(gòu)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(wǎng)管系統(tǒng)的作用是完成對(duì)系統(tǒng)的管理和會(huì)議使用的管理。
建設(shè)視頻會(huì)議系統(tǒng)，一般是依據(jù)ITU-T的兩大框架協(xié)議H.323(基于lP分組)和H．320(基于PCM電路)來(lái)進(jìn)行，從而形成兩種不同的建設(shè)方案。
自從1996年ITU-T批準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，視頻會(huì)議的技術(shù)和市場(chǎng)都發(fā)生了革命性的變化。H.320是ITU-T較早期的視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)完全建立在一系列視頻會(huì)議專有的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)之上，而H.323標(biāo)準(zhǔn)建立在通用的、開放的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)之上，具有技術(shù)上的超前性。
越來(lái)越多的廠家競(jìng)相投入H.323新產(chǎn)品的開發(fā)，越來(lái)越多的用戶采用H.323技術(shù)和產(chǎn)品，構(gòu)建其視頻會(huì)議系統(tǒng)。這是通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)飛速發(fā)展和日益融合所帶來(lái)的必然趨勢(shì)。
H.323系統(tǒng)在技術(shù)的先進(jìn)性、功能的完善性、操作的方便性、系統(tǒng)的可擴(kuò)充性及超前性等各方面，都顯示出比H．320系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
(1)主流的視頻會(huì)議系統(tǒng)產(chǎn)品具有：一般同時(shí)支持專線、lP混合接入方式；支持?jǐn)?shù)據(jù)傳送功能；支持雙向信息功能；支持多種視頻源接入；高端會(huì)議終端支持內(nèi)置MCU，支持內(nèi)部組網(wǎng)；視頻壓縮算法普遍采用H．264。
(2)標(biāo)清視頻會(huì)議系統(tǒng)：采用的圖像顯示標(biāo)準(zhǔn)是480P分辨率，480P是D2標(biāo)準(zhǔn)數(shù)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(biāo)清視頻會(huì)議系統(tǒng)需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬一般為384—2
048K(即2M)。
(3)高清視頻會(huì)議系統(tǒng)：采用的圖像顯示標(biāo)準(zhǔn)是：分辨率為720P，720P是D4標(biāo)準(zhǔn)數(shù)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(zhuǎn)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(huì)議系統(tǒng)需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬一般為2—8
M。
與標(biāo)清視頻會(huì)議系統(tǒng)相比，高清視頻會(huì)議系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備、承載網(wǎng)絡(luò)和外圍配套設(shè)備，有更嚴(yán)格的要求：需要更大的網(wǎng)絡(luò)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(shè)備(最低720P)。
視頻會(huì)議系統(tǒng)要求具有良好的實(shí)時(shí)性、交互性、人性化，能方便地實(shí)現(xiàn)人機(jī)、人與人之間的信息交流，使各會(huì)場(chǎng)之間通過(guò)視頻會(huì)議設(shè)備能夠進(jìn)行視頻、音頻等信息的互通，實(shí)現(xiàn)高效率的通訊傳輸，最終的目的是實(shí)現(xiàn)和提高企業(yè)的辦公效率和良好的使用效果。
2 應(yīng)用實(shí)例
現(xiàn)以某單位辦公樓會(huì)議系統(tǒng)為例，制定一個(gè)高清遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
該高清遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)，基于H.323標(biāo)準(zhǔn)，MCU對(duì)各視頻終端的連接速率設(shè)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(shí)傳送兩路視頻信號(hào)，主路一般為人物圖像，輔路一般為圖文，可同時(shí)顯示演講人和演示內(nèi)容。在保持原有網(wǎng)絡(luò)帶寬占用條件不變(2
M)的前提下，終端能夠自動(dòng)發(fā)送和接收兩路視頻信息，并且保證兩路主控設(shè)備MCU具有簡(jiǎn)化配置、即插即用熱插拔技術(shù)，具備狀態(tài)顯示功能；采用模塊化結(jié)構(gòu)，可擴(kuò)展至多個(gè)媒體處理板和網(wǎng)絡(luò)接口板，方便網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容；支持多組會(huì)議同時(shí)召開。視頻終端設(shè)備具有內(nèi)置多點(diǎn)功能(4—6路)，便于系統(tǒng)擴(kuò)展；具備多臺(tái)攝像機(jī)接人能力，便于任意切換配置分體式攝像機(jī)及云臺(tái)，攝像機(jī)具備遠(yuǎn)程控制能力。鏡頭位置水平轉(zhuǎn)動(dòng)角度：±1000，上下轉(zhuǎn)動(dòng)角度：+900，-300。
2.1高清視頻圖像效果的提升
一般的視頻會(huì)議多采用CIF(分辨率352×288)或4
CIF(分辨率704×576)格式，受點(diǎn)陣數(shù)量的限制，在數(shù)字及線條等精細(xì)顯示方面不盡如人意，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在高標(biāo)準(zhǔn)的要求。采用高清的圖像（最低標(biāo)準(zhǔn)1280×720
P）至少可以提供10
CIF的解像度，可以滿足各種高標(biāo)準(zhǔn)視頻會(huì)議要求。經(jīng)簡(jiǎn)單的對(duì)比測(cè)試，普通的視頻在光線、焦距等最佳效果時(shí)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(rèn)每一路條紋的紋路和層次。
在選擇視頻播放設(shè)備時(shí)，選擇16：9高清的數(shù)字顯示器和投影機(jī)。數(shù)字顯示設(shè)備按圖像清晰度分類，包括數(shù)字高清晰度(HD)、數(shù)字標(biāo)清(SD)和數(shù)字普清(LD)三種。HD的圖像水平清晰度800線左右，圖像質(zhì)量達(dá)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(dāng))，主要是對(duì)應(yīng)現(xiàn)有普通電視的分辨率一級(jí)，其圖像質(zhì)量為演播室水平；LD的圖像水平清晰度為200—300線(CIF相當(dāng))，主要是對(duì)應(yīng)VCD的分辨率量級(jí)。普通的視頻會(huì)議系統(tǒng)多是4:3的（長(zhǎng)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(huì)議系統(tǒng)采用16：9的顯示比例標(biāo)準(zhǔn)。
該高清視頻會(huì)議系統(tǒng)具備了以下優(yōu)點(diǎn)：明顯提高會(huì)議圖像畫質(zhì)，減少視覺疲勞；保持注意力，更加關(guān)注會(huì)議內(nèi)容；更好的運(yùn)動(dòng)效果處理；色彩更銳利更逼真。尤其在實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程實(shí)況教學(xué)、醫(yī)療診斷、X光片分析和各種精細(xì)產(chǎn)品（如：紡織品）挑選等應(yīng)用非常明顯。
2.2 遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)的功能
1)終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)會(huì)議
該高清遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)中的任何一臺(tái)終端都可以直接呼叫系統(tǒng)中的另一臺(tái)終端，建立雙向連接，進(jìn)行會(huì)議和交流。當(dāng)采用256
Kb/s帶寬時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)4 CIF的動(dòng)態(tài)圖像，當(dāng)會(huì)議速率達(dá)到1
Mb/s時(shí)就實(shí)現(xiàn)了30幀／秒的1280×720動(dòng)態(tài)高清圖像。會(huì)議的音頻協(xié)議更采用目前視頻會(huì)議領(lǐng)域頂級(jí)的Siren22立體聲音頻算法，音頻質(zhì)量超越CD水平。
2)多點(diǎn)會(huì)}義和多組會(huì)議功能
新建設(shè)的一體化多媒體會(huì)議平臺(tái)功能非常強(qiáng)大，可適應(yīng)多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，各種會(huì)議功能為集團(tuán)公司提供了豐富的會(huì)議手段。不但支持多點(diǎn)的遠(yuǎn)程會(huì)議，并且可同時(shí)召開多組會(huì)議，這樣可以同時(shí)滿足系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生的多個(gè)的遠(yuǎn)程視頻會(huì)議的要求。
3）雙流會(huì)議功能
新改建視頻終端通過(guò)H．239雙流技術(shù)，可支持720 P(1
280×720)傳送人物(People)，XGA(1
024×768)傳送內(nèi)容(Content)，幫助集團(tuán)公司實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)會(huì)議功能。用戶直接將筆記本電腦或PC機(jī)連接在終端上，發(fā)送雙流時(shí)只需要輕點(diǎn)遙控器上的播放按鈕，終端將自動(dòng)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(yuǎn)端。遠(yuǎn)端通過(guò)2臺(tái)顯示設(shè)備分別顯示會(huì)場(chǎng)的圖像和高清晰的PC內(nèi)容。H.239雙流技術(shù)是可以通過(guò)多級(jí)MCU級(jí)連的，并且支持所有網(wǎng)絡(luò)類型。在MCU的支持下，可以召開全網(wǎng)H.239雙流會(huì)議，所有節(jié)點(diǎn)的設(shè)備均可以接收兩路視頻圖像。
4)會(huì)議召開方式
召開全網(wǎng)大會(huì)需要嚴(yán)格定義與會(huì)者。在會(huì)議開始前確定參加會(huì)議的會(huì)場(chǎng)，非定義的與會(huì)者不允許加入會(huì)議，會(huì)議召開時(shí)可以呼入或呼出連接與會(huì)者，可以禁止任意終端加入會(huì)議，充分保證了會(huì)議的安全。并可通過(guò)日常管理經(jīng)驗(yàn)建立會(huì)議模板，從會(huì)議模板啟動(dòng)會(huì)議。
5)會(huì)議控制的多種模式
新改建系統(tǒng)具備豐富的會(huì)議控制手段，可以根據(jù)不同會(huì)議的需要，選擇最適應(yīng)的控制方式。
導(dǎo)演控制方式，由管理員進(jìn)行視頻的切換，可以完成如下視頻任務(wù)：
廣播主席，使各分會(huì)場(chǎng)觀看主席的圖像；
廣播任意一個(gè)會(huì)場(chǎng)，使所有的點(diǎn)觀看其圖像；
主席輪流觀看各個(gè)分會(huì)場(chǎng)的圖像；
開啟、關(guān)閉各個(gè)終端的聲音；
開啟、關(guān)閉各個(gè)終端的視頻圖像；
語(yǔ)音激勵(lì)控制方式，在一個(gè)多點(diǎn)會(huì)議中，當(dāng)同時(shí)有多個(gè)會(huì)場(chǎng)要求發(fā)言時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)多點(diǎn)輸入的語(yǔ)音電平進(jìn)行比較，選擇音量最強(qiáng)的發(fā)言者的圖像、聲音信號(hào)傳送到其他會(huì)場(chǎng)。
演講者控制方式，可以使所有分會(huì)場(chǎng)觀看主會(huì)場(chǎng)（演講者）畫面，而主會(huì)場(chǎng)可指定觀看任一分會(huì)場(chǎng)畫面，或自動(dòng)輪循觀看各分會(huì)場(chǎng)畫面，或觀看通過(guò)語(yǔ)音激勵(lì)切換的任一分會(huì)場(chǎng)畫面。
6)電話加入會(huì)議
系統(tǒng)終端內(nèi)置RJ-11接口，具備電話接入能力，具備語(yǔ)音橋接功能，接入普通電話時(shí)不會(huì)占用視頻會(huì)議的網(wǎng)絡(luò)資源，也不會(huì)占用終端的資源。電話接入功能可將普通電話或GSM/CDMA手機(jī)接人會(huì)議，即使某位領(lǐng)導(dǎo)不能在現(xiàn)場(chǎng)列席會(huì)議，也可以通過(guò)電話加入到會(huì)議中，他既可以聽到會(huì)議的全部?jī)?nèi)容也可以發(fā)言。
7)加密會(huì)議
由于網(wǎng)絡(luò)存在像病毒和黑客攻擊的眾多安全風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)絡(luò)管理員不希望危及企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的完整性，不愿配置基于IP的音視頻應(yīng)用是可以理解的。新改建的視頻會(huì)議系統(tǒng)完全考慮到了實(shí)際的安全需要，選用的POLYCOM視頻會(huì)議產(chǎn)品率先支持AES(AdvancedEncryption
Standard)加密算法，通過(guò)將安全服務(wù)認(rèn)證和通話隱私合并的方法，提供了改進(jìn)措施：如安全文檔（簡(jiǎn)單密碼和復(fù)雜數(shù)字簽名）、新的安全對(duì)策和逆向服務(wù)支持等。
8)會(huì)議存儲(chǔ)
由于很多會(huì)議都非常重要，新改建的系統(tǒng)可以將這些會(huì)議存儲(chǔ)在錄播服務(wù)器。錄播服務(wù)器的使用不僅可存放會(huì)議內(nèi)容，還可供用戶點(diǎn)播回放。錄播服務(wù)器可將會(huì)場(chǎng)視頻會(huì)議的現(xiàn)場(chǎng)音視頻信號(hào)同步廣播至集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的普通PC機(jī)上，同時(shí)廣播的節(jié)目能保存下來(lái)供以后隨時(shí)點(diǎn)播調(diào)用。
9)雙顯仿真
雙顯仿真是在一個(gè)顯示設(shè)備的兩個(gè)不同視窗中同時(shí)顯示遠(yuǎn)端會(huì)場(chǎng)圖像和本地會(huì)場(chǎng)圖像，非常適合在只有一個(gè)顯示設(shè)備的會(huì)場(chǎng)中使用。當(dāng)召開雙流會(huì)議時(shí)，屏幕白動(dòng)變?yōu)槿齻�(gè)視窗，分別顯示高清晰PC信號(hào)、遠(yuǎn)會(huì)場(chǎng)圖像、本地會(huì)場(chǎng)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(shè)備和寬屏顯示設(shè)備的要求，方便用戶根據(jù)會(huì)場(chǎng)情況選擇信號(hào)的輸出方式。
總之，該高清遠(yuǎn)程視頻系統(tǒng)是一個(gè)完全符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，基于TCP/IP協(xié)議的開放的視頻會(huì)議系統(tǒng)。它綜合了各種視頻會(huì)議的先進(jìn)技術(shù)于一身，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上開展多媒體應(yīng)用，適合視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程討論交流、遠(yuǎn)程培訓(xùn)等會(huì)議應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了多網(wǎng)合一。同時(shí)，本系統(tǒng)充分考慮了網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性，以適應(yīng)本網(wǎng)的中長(zhǎng)期發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)性能等各個(gè)方面均能適應(yīng)未來(lái)多媒體應(yīng)用的發(fā)展，最大限度地滿足了用戶的需求。
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