面向科技項(xiàng)目管理的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審答辯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/佘協(xié)元 葉曉藝 葉小青

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面向科技項(xiàng)目管理的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審答辯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文/佘協(xié)元 葉曉藝 葉小青

0　引言

近年來(lái)，視頻會(huì)議已廣泛應(yīng)用于電子商務(wù)政務(wù)、教育、醫(yī)療、辦公等不同領(lǐng)域，它的功能主要為會(huì)議安排及錄制、即時(shí)通信、共享文檔、會(huì)議廣播等。廣東省科技廳現(xiàn)有會(huì)議室的數(shù)量無(wú)法滿足大量的科技項(xiàng)目評(píng)審答辯，急需建設(shè)符合廣東片區(qū)科技項(xiàng)目評(píng)審答辯及工作會(huì)議需要，并滿足系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)要求的專業(yè)的、高性能、高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)視頻答辯系統(tǒng)。從視頻會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)展歷程來(lái)看，傳統(tǒng)的專線硬件視頻會(huì)議系這種技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求很高、造價(jià)高、應(yīng)用范圍有限，而近期互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展，可以輕松在互聯(lián)網(wǎng)上組建音頻、視頻和數(shù)據(jù)融合在一起的多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)，極大地減低會(huì)議成本。本文所述系統(tǒng)基于成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用軟件和硬件結(jié)合的視頻會(huì)議模式，可靠地實(shí)現(xiàn)面向科技項(xiàng)目管理的實(shí)時(shí)高清視頻評(píng)審答辯會(huì)議。

1　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和組成

1.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

如圖1所示，多個(gè)視頻評(píng)審和答辯室和綜合管理控制中心系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審答辯系統(tǒng)的主體部分。綜合管理控制中心系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行控制管理，這包括管理所有的評(píng)審工作（如：提供相關(guān)的錄像和點(diǎn)播等服務(wù)），對(duì)系統(tǒng)提供的所有VPN通信的服務(wù)端、數(shù)字證書和各個(gè)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。對(duì)于視頻評(píng)審室與視頻答辯室，它們?cè)谥行南到y(tǒng)的管理控制下，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相互進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻與音頻通信，通信的方式可以是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或多方會(huì)話的方式。

圖1　系統(tǒng)組成示意圖

1.2視頻評(píng)審室與視頻答辯室組成

由于視頻評(píng)審室和視頻答辯室的基本功能一致，因此它們只需采用同樣的方案即可。該方案示意圖如圖2所示，其由音視頻I/O設(shè)備、視頻終端、錄制設(shè)備、專家評(píng)分系統(tǒng)以及會(huì)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施等組成。其中，音視頻I/O設(shè)備含有麥克風(fēng)和擴(kuò)聲系統(tǒng)、攝像和顯示設(shè)備等。

對(duì)于會(huì)場(chǎng)場(chǎng)所的選址，我們對(duì)目標(biāo)建設(shè)地點(diǎn)的面積、應(yīng)用條件、聲場(chǎng)布局、網(wǎng)絡(luò)接入條件、能源供應(yīng)條件與服務(wù)配套設(shè)施進(jìn)行綜合分析，并引入了專業(yè)評(píng)估專家進(jìn)行條件評(píng)估、條件測(cè)試，使得目標(biāo)場(chǎng)所符合改造基礎(chǔ)條件、達(dá)到網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審與答辯系統(tǒng)的技術(shù)要求。

圖2　視頻評(píng)審室和視頻答辯室組成

2　系統(tǒng)各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

視頻系統(tǒng)是本方案會(huì)議系統(tǒng)的核心，是視頻會(huì)議能否實(shí)時(shí)播放的關(guān)鍵，決定著會(huì)議的效率。本系統(tǒng)使用12倍以上光學(xué)變焦的高清攝像機(jī)，支持水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)；在25幀/秒的幀頻下，傳輸速率為512kbps的分辨率達(dá)到720P，傳輸速率為1Mbps的分辨率為1080P；切換視頻源時(shí)，圖像建立時(shí)間小于1秒。

此外，本視頻系統(tǒng)使用ITU-TH.239雙流標(biāo)準(zhǔn)，輔路可傳送分辨率在1024x768以上的PC圖像，并將對(duì)應(yīng)的音頻進(jìn)行同步傳送，可將人物畫面與PC演示內(nèi)容疊加，合并變?yōu)?路高清視頻流進(jìn)行傳遞共享。支持3路以上視頻輸入接口和3路以上視頻輸出接口，其中分別具有2路高清視頻輸入和輸出，在不增加任何設(shè)備情況下可支持50米以上傳輸距離；同時(shí)分別具有1路S-video視頻輸入和輸出，支持DVD/VCR等播放設(shè)備的接入、支持VGA和HDMI等視頻格式輸出。

2.2音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的音頻系統(tǒng)中，采用數(shù)字麥克風(fēng)進(jìn)行360度全向立體聲拾音；具有較強(qiáng)的抗手機(jī)信號(hào)干擾能力；并支持多個(gè)麥克風(fēng)的數(shù)字串接級(jí)聯(lián)，以適應(yīng)會(huì)場(chǎng)的大小。

音頻編解碼則支持ITU-T的G.711、G.722、G. 728、G.722.1標(biāo)準(zhǔn)，并提供20kHz以上寬帶音頻。信道同步時(shí)能自動(dòng)恢復(fù)，具有抵消回音、抑制噪聲等功能。同時(shí)，終端支持通過(guò)手機(jī)、電話的方式接入評(píng)審中，進(jìn)行語(yǔ)音的雙向通訊，接入過(guò)程中不影響現(xiàn)場(chǎng)評(píng)審的正常召開(kāi)。

擴(kuò)聲系統(tǒng)方面，已達(dá)到GB50371-2006《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》會(huì)議類擴(kuò)聲系統(tǒng)二級(jí)以上的指標(biāo)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試音質(zhì)清晰、語(yǔ)音表現(xiàn)良好。

2.3網(wǎng)絡(luò)傳輸及網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

按照網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審答辯系統(tǒng)的帶寬要求，每個(gè)視頻室的上、下行帶寬分別在1Mbps（獨(dú)占帶寬）以上，該答辯地點(diǎn)的總帶寬為各個(gè)視頻答辯室的網(wǎng)絡(luò)帶寬之和。一個(gè)視頻答辯室需提供5個(gè)公網(wǎng)IP地址，用于視頻終端設(shè)備及相關(guān)擴(kuò)展應(yīng)用。此外，科技答辯評(píng)審具有公正、公平性，需要會(huì)議的視音頻具有較高的保密性，為此我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)安全上采用了以下幾種安全技術(shù)：

（1）視頻終端與其他應(yīng)用處在不同子網(wǎng)中，根據(jù)數(shù)據(jù)類別對(duì)網(wǎng)段進(jìn)行分離。而視頻終端具有以下的安全特性：視頻終端通過(guò)用戶名及密碼遠(yuǎn)程訪問(wèn)參與視頻會(huì)議；每臺(tái)視頻終端設(shè)備應(yīng)設(shè)置有不同密鑰進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)，防止惡意攻擊；支持H.235協(xié)議，實(shí)現(xiàn)傳輸加密；支持64-458Bit加密。

（2）系統(tǒng)中還使用數(shù)字證書對(duì)每個(gè)視頻會(huì)議室中的視頻終端進(jìn)行注冊(cè)、認(rèn)證，如圖3所示。每個(gè)視頻會(huì)議室必須獲得并安裝由控制管理中心簽發(fā)的數(shù)字證書，視頻終端需憑數(shù)字證書向認(rèn)證服務(wù)器申請(qǐng)認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后才能接入系統(tǒng)。

圖3　基于數(shù)字證書的視頻終端認(rèn)證

（3）視頻室的視頻終端通過(guò)VPN網(wǎng)絡(luò)與科技部網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審系統(tǒng)綜合管理控制中心連接，視頻終端統(tǒng)一使用VPN服務(wù)端為其分配的IP地址同MCU等設(shè)備進(jìn)行通信。VPN設(shè)備具備相關(guān)能力如下：能保證數(shù)據(jù)收發(fā)的完整性，具有防篡改的數(shù)據(jù)保護(hù)能力；通過(guò)加密手段使得VPN通道的機(jī)密性得到保證，保證通道數(shù)據(jù)不被攔截破解；提供動(dòng)態(tài)的密鑰交換和集中安全管理服務(wù)；支持IPSec協(xié)議；支持NAT穿越；支持動(dòng)態(tài)域名解析（DDNS）；支持遠(yuǎn)程管理。

3　系統(tǒng)特色和創(chuàng)新之處

采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議技術(shù)，提供高清的影視與語(yǔ)音體驗(yàn)。使用標(biāo)準(zhǔn)H.264視頻編解碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)靈活、具有成本效益的高清通訊，全高清、標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化的語(yǔ)音視頻通話讓用戶能在任何地方的會(huì)議室內(nèi)的各位置均能享受高保真體驗(yàn)，為科技項(xiàng)目申報(bào)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目答辯提供優(yōu)質(zhì)的會(huì)議環(huán)境。

通過(guò)對(duì)《科技部網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審及答辯系統(tǒng)技術(shù)要求》的詳細(xì)研究和廣泛市場(chǎng)調(diào)研，以及目標(biāo)產(chǎn)品測(cè)試、試用比較等大量基礎(chǔ)研究，確保本項(xiàng)目建設(shè)高度符合科技部入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，保證了后期聯(lián)網(wǎng)實(shí)際使用的高可用性、可靠性及可維護(hù)性。同時(shí)為建設(shè)廣東省內(nèi)的科技項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審答辯系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)視頻答辯室建設(shè)完成并投入使用后，可有效減少我省申報(bào)國(guó)家課題科研相關(guān)單位、人員出差前往北京答辯人數(shù)，預(yù)計(jì)可每年減少出差超過(guò)200人次，按每人出差北京差旅費(fèi)5000元/人計(jì)算，共可節(jié)約差旅費(fèi)用超過(guò)100萬(wàn)元/年，可提高辦事效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳。

本系統(tǒng)將推進(jìn)我省科研項(xiàng)目管理領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審的普及，有效改善傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議的交流方式，有效減少政府部門、高校、企業(yè)之間的溝通交流阻隔，大大節(jié)省相關(guān)人員的時(shí)間和精力，加快整體效率、提高效益。

4　結(jié)語(yǔ)

視頻會(huì)議已經(jīng)是當(dāng)今實(shí)現(xiàn)高效會(huì)議的方式之一，而建設(shè)面向科技項(xiàng)目管理的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審答辯系統(tǒng)可大大加快科技項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)科技廳的高效辦公、節(jié)約辦公、優(yōu)質(zhì)辦公，有助于提高社會(huì)效益，有助于提高科技項(xiàng)目申報(bào)的成功率，有助于提升科技創(chuàng)新能力。本遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻評(píng)審答辯系統(tǒng)充分利用了當(dāng)前先進(jìn)的高清技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)、寬帶高速傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，使得系統(tǒng)具有高清視音頻通訊、多方接入、安全可靠、維護(hù)便利等特點(diǎn)。

作者簡(jiǎn)介：佘協(xié)元（1974-），男，公共管理碩士在讀，任職于廣東科學(xué)中心，研究方向?yàn)榭茖W(xué)普及、科學(xué)傳播、特種影視研究；葉曉藝（1986-），女，助理研究員，學(xué)士，任職于廣東科學(xué)中心，研究方向?yàn)榭破胀茝V；葉小青（1986-），女，助理研究員，學(xué)士，任職于廣東科學(xué)中心，研究方向?yàn)榭破胀茝V與科普信息管理。