高清遠程視頻會(huì )議系統方案設計

　　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(huà)系統、音視頻會(huì )議系統、調度系統、保密系統、通信系統，以及為這些信息業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò )支持的傳輸系統和電源系統，如圖1所示。同時(shí)，系統中要引入新技術(shù)新設備，增加、強化和完善系統功能，為辦公信息化以及生產(chǎn)指揮調度智能化發(fā)揮了重要的作用。

　　圖1 辦公樓弱電綜合信息系統構成

　　其中，音視頻會(huì )議系統是整個(gè)弱電綜合系統中最基本也是必備的系統。而隨著(zhù)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 )議系統實(shí)現遠程、多場(chǎng)所的功能。因此，下面僅就高清遠程視頻會(huì )議系統的設計給出具體的分析和實(shí)例。

　　1 視頻會(huì )議系統的設計思想

　　一般的視頻會(huì )議系統包括：主控設備MCU(多點(diǎn)控制單元)、視頻會(huì )議終端、攝像頭(帶遠程控制功能)、顯示設備和網(wǎng)管管理系統。主控設備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(wǎng)管系統的作用是完成對系統的管理和會(huì )議使用的管理。

　　建設視頻會(huì )議系統，一般是依據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方案。

　　自從1996年ITU-T批準該標準以來(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 )議標準，該標準完全建立在一系列視頻會(huì )議專(zhuān)有的技術(shù)和標準之上，而H.323標準建立在通用的、開(kāi)放的計算機網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)基礎之上，具有技術(shù)上的超前性。

　　越來(lái)越多的廠(chǎng)家競相投入H.323新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，越來(lái)越多的用戶(hù)采用H.323技術(shù)和產(chǎn)品，構建其視頻會(huì )議系統。這是通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、計算機技術(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。

　　H.323系統在技術(shù)的先進(jìn)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(yōu)勢。

　　(1)主流的視頻會(huì )議系統產(chǎn)品具有：一般同時(shí)支持專(zhuān)線(xiàn)、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(huì )議終端支持內置MCU，支持內部組網(wǎng);視頻壓縮算法普遍采用H.264。

　　(2)標清視頻會(huì )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(xiàn)為480條，逐行掃描模式，將480線(xiàn)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(huì )議系統需要的網(wǎng)絡(luò )帶寬一般為384—2 048K(即2M)。

　　(3)高清視頻會(huì )議系統：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(xiàn)為720條，逐行掃描模式，將720線(xiàn)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(huì )議系統需要的網(wǎng)絡(luò )帶寬一般為2—8 M。

　　與標清視頻會(huì )議系統相比，高清視頻會(huì )議系統，對系統設備、承載網(wǎng)絡(luò )和外圍配套設備，有更嚴格的要求：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);采用高清顯示設備(最低720P)。

　　視頻會(huì )議系統要求具有良好的實(shí)時(shí)性、交互性、人性化，能方便地實(shí)現人機、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 )議設備能夠進(jìn)行視頻、音頻等信息的互通，實(shí)現高效率的通訊傳輸，最終的目的是實(shí)現和提高企業(yè)的辦公效率和良好的使用效果。

　　2 應用實(shí)例

　　現以某單位辦公樓會(huì )議系統為例，制定一個(gè)高清遠程會(huì )議系統的設計方案。

　　該高清遠程會(huì )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(shí)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(shí)顯示演講人和演示內容。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;采用模塊化結構，可擴展至多個(gè)媒體處理板和網(wǎng)絡(luò )接口板，方便網(wǎng)絡(luò )擴容;支持多組會(huì )議同時(shí)召開(kāi)。視頻終端設備具有內置多點(diǎn)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(dòng)角度：±1000，上下轉動(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)陣數量的限制，在數字及線(xiàn)條等精細顯示方面不盡如人意，遠遠不能滿(mǎn)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(mǎn)足各種高標準視頻會(huì )議要求。經(jīng)簡(jiǎn)單的對比測試，普通的視頻在光線(xiàn)、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每一路條紋的紋路和層次。

　　在選擇視頻播放設備時(shí)，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(lèi)，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(xiàn)左右，圖像質(zhì)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(xiàn)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(zhì)量為演播室水平;LD的圖像水平清晰度為200—300線(xiàn)(CIF相當)，主要是對應VCD的分辨率量級。普通的視頻會(huì )議系統多是4:3的(長(cháng)邊與短邊的比例)。16：9在目前的電影和DVD影片中十分常見(jiàn)，最適合人眼的觀(guān)看比例，因此該高清視頻會(huì )議系統采用16：9的顯示比例標準。

　　該高清視頻會(huì )議系統具備了以下優(yōu)點(diǎn)：明顯提高會(huì )議圖像畫(huà)質(zhì)，減少視覺(jué)疲勞;保持注意力，更加關(guān)注會(huì )議內容;更好的運動(dòng)效果處理;色彩更銳利更逼真。尤其在實(shí)時(shí)遠程實(shí)況教學(xué)、醫療診斷、X光片分析和各種精細產(chǎn)品(如：紡織品)挑選等應用非常明顯。

　　2.2 遠程會(huì )議系統的功能

　　1)終端點(diǎn)對點(diǎn)會(huì )議

　　該高清遠程視頻會(huì )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(jìn)行會(huì )議和交流。當采用256 Kb/s帶寬時(shí)就可以實(shí)現4 CIF的動(dòng)態(tài)圖像，當會(huì )議速率達到1 Mb/s時(shí)就實(shí)現了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

　　新建設的一體化多媒體會(huì )議平臺功能非常強大，可適應多種網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，各種會(huì )議功能為集團公司提供了豐富的會(huì )議手段。不但支持多點(diǎn)的遠程會(huì )議，并且可同時(shí)召開(kāi)多組會(huì )議，這樣可以同時(shí)滿(mǎn)足系統內同時(shí)產(chǎn)生的多個(gè)的遠程視頻會(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)傳送內容(Content)，幫助集團公司實(shí)現數據會(huì )議功能。用戶(hù)直接將筆記本電腦或PC機連接在終端上，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(huà)面，然后在不犧牲分辨率的情況下將這些畫(huà)面送到遠端。遠端通過(guò)2臺顯示設備分別顯示會(huì )場(chǎng)的圖像和高清晰的PC內容。H.239雙流技術(shù)是可以通過(guò)多級MCU級連的，并且支持所有網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型。在MCU的支持下，可以召開(kāi)全網(wǎng)H.239雙流會(huì )議，所有節點(diǎn)的設備均可以接收兩路視頻圖像。

　　4)會(huì )議召開(kāi)方式

　　召開(kāi)全網(wǎng)大會(huì )需要嚴格定義與會(huì )者。在會(huì )議開(kāi)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(kāi)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

　　新改建系統具備豐富的會(huì )議控制手段，可以根據不同會(huì )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(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(guān)看主席的圖像;

　　廣播任意一個(gè)會(huì )場(chǎng)，使所有的點(diǎn)觀(guān)看其圖像;

　　主席輪流觀(guān)看各個(gè)分會(huì )場(chǎng)的圖像;

　　開(kāi)啟、關(guān)閉各個(gè)終端的聲音;

　　開(kāi)啟、關(guān)閉各個(gè)終端的視頻圖像;

　　語(yǔ)音激勵控制方式，在一個(gè)多點(diǎn)會(huì )議中，當同時(shí)有多個(gè)會(huì )場(chǎng)要求發(fā)言時(shí)，系統實(shí)時(shí)對多點(diǎn)輸入的語(yǔ)音電平進(jìn)行比較，選擇音量最強的發(fā)言者的圖像、聲音信號傳送到其他會(huì )場(chǎng)。

　　演講者控制方式，可以使所有分會(huì )場(chǎng)觀(guān)看主會(huì )場(chǎng)(演講者)畫(huà)面，而主會(huì )場(chǎng)可指定觀(guān)看任一分會(huì )場(chǎng)畫(huà)面，或自動(dòng)輪循觀(guān)看各分會(huì )場(chǎng)畫(huà)面，或觀(guān)看通過(guò)語(yǔ)音激勵切換的任一分會(huì )場(chǎng)畫(huà)面。

　　6)電話(huà)加入會(huì )議

　　系統終端內置RJ-11接口，具備電話(huà)接入能力，具備語(yǔ)音橋接功能，接入普通電話(huà)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(huà)接入功能可將普通電話(huà)或GSM/CDMA手機接人會(huì )議，即使某位領(lǐng)導不能在現場(chǎng)列席會(huì )議，也可以通過(guò)電話(huà)加入到會(huì )議中，他既可以聽(tīng)到會(huì )議的全部?jì)热菀部梢园l(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，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的音視頻應用是可以理解的。新改建的視頻會(huì )議系統完全考慮到了實(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)認證和通話(huà)隱私合并的方法，提供了改進(jìn)措施：如安全文檔(簡(jiǎn)單密碼和復雜數字簽名)、新的安全對策和逆向服務(wù)支持等。

　　8)會(huì )議存儲

　　由于很多會(huì )議都非常重要，新改建的系統可以將這些會(huì )議存儲在錄播服務(wù)器。錄播服務(wù)器的使用不僅可存放會(huì )議內容，還可供用戶(hù)點(diǎn)播回放。錄播服務(wù)器可將會(huì )場(chǎng)視頻會(huì )議的現場(chǎng)音視頻信號同步廣播至集團公司網(wǎng)絡(luò )內的普通PC機上，同時(shí)廣播的節目能保存下來(lái)供以后隨時(shí)點(diǎn)播調用。

　　9)雙顯仿真

　　雙顯仿真是在一個(gè)顯示設備的兩個(gè)不同視窗中同時(shí)顯示遠端會(huì )場(chǎng)圖像和本地會(huì )場(chǎng)圖像，非常適合在只有一個(gè)顯示設備的會(huì )場(chǎng)中使用。當召開(kāi)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、遠會(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(mǎn)足普通顯示設備和寬屏顯示設備的要求，方便用戶(hù)根據會(huì )場(chǎng)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(gè)完全符合國際標準，基于TCP/IP協(xié)議的開(kāi)放的視頻會(huì )議系統。它綜合了各種視頻會(huì )議的先進(jìn)技術(shù)于一身，在現有的網(wǎng)絡(luò )上開(kāi)展多媒體應用，適合視頻會(huì )議、遠程討論交流、遠程培訓等會(huì )議應用，真正實(shí)現了多網(wǎng)合一。同時(shí)，本系統充分考慮了網(wǎng)絡(luò )的擴展性，以適應本網(wǎng)的中長(cháng)期發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò )結構、網(wǎng)絡(luò )應用、網(wǎng)絡(luò )管理、系統性能等各個(gè)方面均能適應未來(lái)多媒體應用的發(fā)展，最大限度地滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求。