高清視頻會議系統(tǒng)技術及組網運用

孫瑞超

（大慶油田行政事務服務中心，黑龍江 大慶 163000）

近年來，在各種會議日漸增多的過程中，傳統(tǒng)的會議形式日漸被新的形式所取代，特別是在現(xiàn)代信息技術的支持下，高清視頻會議表現(xiàn)出了卓越的優(yōu)勢，可借助于現(xiàn)代化的視頻、網絡技術，保障會議的規(guī)范、高效開展。但為保障高清視頻會議的安全性、便捷性，在這一類會議的開展中，需重視技術和組網工作，確保技術的先進性，從根本上保障會議的順利開展。高清視頻會議是現(xiàn)代技術下所衍生出來的新型會議形式，這類會議日漸增多的過程中，未來的高清視頻會議方面，應加大技術創(chuàng)新。

1 高清視頻會議系統(tǒng)的組成結構

對于高清視頻會議來說，在這類會議的實施中，遵循的是H.323通信協(xié)議，系統(tǒng)構成相對復雜，包含了多個構成部分，如MCU多點控制單元、視頻會議終端系統(tǒng)等，只有保障了各個構成部分的效果，才可保障高清視頻會議系統(tǒng)的功能。

1．1 MCU多點控制單元

高清視頻會議系統(tǒng)中，MCU多點控制單元是重點的構成部分，結合其在高清視頻會議中的作用，與網絡交換機的功能類似，在會議系統(tǒng)中，可實現(xiàn)對視頻、音頻和數(shù)據(jù)等各類信號和信息的處理，提高數(shù)據(jù)交換的便捷性。通常情況下，MCU多點控制單元的工作速率保持在64kbps～8Mbps范圍內，在整個高清視頻會議系統(tǒng)中，兼具視頻和音頻信號的采集與處理功能。在會議系統(tǒng)內，當一個人處于主講的條件下，MCU可自動進行信息的采集，在采集到了對應的信息以后，可自動開展信號轉換與處理，與此同時切換到其他人的設備終端，其他人的參會情況，也可在信號廣播下傳輸?shù)街髦v人頁面，互相之間可共享會議信息。針對音頻信號的處理，包含有一人發(fā)言和多人發(fā)言的情況，在處于一人發(fā)言的情況下時，MCU控制器可自動將視頻、音頻傳輸于其他的用戶終端，在多人講話的情況下，MCU會以音頻信號強弱為基準，選擇電平較高的音頻信號，切換畫面。

1．2 視頻會議終端

（1）硬件終端。硬件終端實際上就是硬件系統(tǒng)，包含音頻和視頻編碼器、視頻顯示終端、音箱，可在會議進行中進行信號解析、顯示。（2）軟件終端。軟件終端是在硬件系統(tǒng)內所安裝的各種軟件，不同的軟件具有各自的功能，可以在視頻會議中發(fā)揮其應有的作用，如視頻、音頻采集卡、攝像頭。（3）網關。網關起著連接作用，在高清視頻會議系統(tǒng)內配備有各種的設備，不同設備需可靠連接起來，才可在高清視頻會議中發(fā)揮各自的作用。而網關的配備，恰好可保障不同設備之間的連接，確保處于網絡環(huán)境中的各個設備之間可高效、安全傳輸信息。（4）網閘。一些高清視頻會議中，內容具有保密性，這就要求在會議過程中，需確保安全性，而網閘的配備，可提高會議系統(tǒng)的安全性，兼具網絡地址轉換、通信與帶寬控制等多重功能。

2 高清視頻會議系統(tǒng)主要特點

2．1 安全性

高清視頻會議系統(tǒng)的建立，是為了滿足線上會議的要求，在一些重大會議中，常常因為各種因素的限制而無法開展線下會議，而線上會議的實施，就需要有高清視頻會議系統(tǒng)的保障，這類型會議中，必須要保障保密性與安全性，以保障會議信息的安全高效傳輸。因此，安全性是高清視頻會議系統(tǒng)的基本特點，為達到這一要求，在通信鏈路中一般采用的是冗余設計，在這種設計思路下，系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和可靠性更有保障，即使在系統(tǒng)的運行過程中某一通信單點發(fā)生了異常，其他部分也不會受到干擾，依舊能夠在相對安全的條件下展開會議。此外，MCU運動具備極高的控制能力，可也可為視頻或者音頻的傳輸提供安全支持。

2．2 規(guī)范性

利用高清視頻會議系統(tǒng)所開展的會議，會議形式比較特殊，為發(fā)揮這一系統(tǒng)在會議開展中的重要作用，在系統(tǒng)設計的過程中，需遵守相應的標準，各種標準的執(zhí)行使得高清視頻會議系統(tǒng)具有很強的規(guī)范性，如需遵循特定的通信協(xié)議標準、行業(yè)規(guī)范。

2．3 便捷性

在進入了互聯(lián)網時代后，網絡通信表現(xiàn)出了智能化、數(shù)字化的發(fā)展方向，正是在這些現(xiàn)代化通信和網絡技術的支持下，高清視頻會議系統(tǒng)具備了更強的功能，通過與智能化技術的結合，使得系統(tǒng)表現(xiàn)出了更高的便捷性，如在控制方面，控制流程簡單，很多都為自動控制的方式。

2．4 開放性

高清視頻會議系統(tǒng)也具備極強的開放性特征，這一特征決定了在系統(tǒng)應用的過程中，應給予用戶提供多方面的服務，如在視頻終端，用戶應該可以接受和下載對應的會議信息。在現(xiàn)階段網絡通信技術發(fā)展的今天，高清視頻會議系統(tǒng)的空間、應用都表現(xiàn)出了極強的開放性特征，可在具體的系統(tǒng)應用中，結合用戶的切實需求進行相應的性能拓展、產品更新，滿足實際的使用需求。

3 高清視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術

3．1 圖像標準技術

在高清視頻會議系統(tǒng)中，圖像標準技術是核心技術，高清視頻會議與標清視頻會議相比較，對于圖像處理的要求更高。常規(guī)的標清視頻會議系統(tǒng)中，受限于技術條件，圖像的質量相對差一些，而在高清視頻會議系統(tǒng)中，強調的是圖形的清晰度，因此，在圖像處理時有著更高的技術要求?，F(xiàn)階段的技術條件下，國內外關于高清視頻會議系統(tǒng)的視頻圖像，在清晰度方面有以下三個標準：720p、1080p、1080i，在我國后兩種相對常見，1080指的是垂直方向上有1080條水平掃描線，而p表示的是在圖像的掃碼方面，需利用逐行掃面的方式，通過圖像標準技術的規(guī)范應用，可在會議過程中，保障圖片的清晰度與質量。

3．2 視頻編碼技術

在高清視頻會議系統(tǒng)中涉及到視頻的傳輸，為保障視頻在不同子系統(tǒng)、不同用戶之間的傳輸，確保終端顯示效果，在系統(tǒng)中也需用到視頻編碼技術。在當下的技術條件下，關于高清視頻會議系統(tǒng)中的視頻編碼技術，統(tǒng)一遵照的是H.264標準，在此標準下，視頻圖像的清晰度更有保障。在利用此技術開展編碼處理時，包含了以下流程：（1）對視頻的幀間預測和幀內預測開展計算，獲得幀間數(shù)據(jù)差異、殘差；（2）對前期所得到的殘差數(shù)據(jù)量加以量化與整數(shù)變換，補間數(shù)據(jù)殘差；（3）編碼與輸出。H.264標準的視頻編碼壓縮優(yōu)勢十分突出，在同等的圖像質量前提下，其壓縮效率非常高，基本是普通視頻編碼技術的3倍甚至更高。此外，與一般的視頻編碼技術相比，H.264標準的容錯性也比較好，正是因為這一方面的優(yōu)勢，在應用此技術時，即使出現(xiàn)了網絡延遲或者丟包的現(xiàn)象，系統(tǒng)也可快速針對這些問題來進行優(yōu)化，恢復視頻傳輸。

3．3 網絡通信協(xié)議

高清視頻會議系統(tǒng)在建立和應用時，必須要嚴格遵守相應的網絡通信協(xié)議，就現(xiàn)階段的情況來看，主要遵循的是SIP協(xié)議和H.323協(xié)議，前者為互聯(lián)網工程任務組所提出的，而后者是國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織所提出的。對于H.323協(xié)議來說，此協(xié)議為音頻協(xié)議，以IP分組交換網絡為基準，可保持會議數(shù)據(jù)與語音視頻數(shù)據(jù)的同步性，在此協(xié)議中，媒體通信傳輸模塊、信息控制模塊、數(shù)據(jù)會議模塊是關鍵的構成部分。SIP協(xié)議下，為文本編碼，在具體的工作中，需嚴格執(zhí)行實時多媒體通信標準，如果在IP分組交換網絡中采用的是這一協(xié)議，可建立符合要求的通信過程，形成對應的通信程序，使各方在參與會議的過程中，可迅速建立通信條件。SIP協(xié)議不僅可快速建立通信條件，也可終止不同的通信連接，在該協(xié)議下，用戶代理、代理器服務、注冊服務器、重寫服務器為其中的關鍵構成。

3．4 視頻壓縮技術

視頻壓縮技術在高清視頻會議系統(tǒng)中的應用，是為了實現(xiàn)視頻信息的處理，在此技術應用中，可采取多種的處理方式：

（1）單芯片處理，為完成視頻處理，達到圖像處理要求，需配備高性能處理芯片，由此芯片完成對圖像的編碼和解碼，在利用此技術開展圖像處理時，可在較短的時間內完成處理，且在處理的過程中，也不存在較大的功耗，得到的圖像質量相對理想。

（2）多芯片堆疊，此技術下要配備標清DSP芯片，在具體的圖像處理中，需采用堆疊技術，在此技術支持下，可對圖像實施切割和合并，雖然此技術在圖像處理方面相對有限，但存在一定的功耗，且穩(wěn)定性較差。

（3）軟處理，這一技術下的圖像處理，需實現(xiàn)PC平臺和視頻采集卡的結合，通過CPU完成對視頻的解碼與編碼。

4 高清視頻會議采用的組網方案

4．1 設計組網原則

關于高清視頻會議系統(tǒng)的應用，也需重視組網工作，在組網過程中需滿足系統(tǒng)實際要求，組網應遵循以下幾個原則：（1）穩(wěn)定性，為符合這一原則，要借助終端設備，將在高清視頻會議系統(tǒng)中的關鍵設備作為重點模塊，引入冗余設計的方法，確保每一設備都具有較高的穩(wěn)定性；（2）安全性，高清視頻會議系統(tǒng)組網時，安全性是不可忽視的方面，只有堅持了安全性，才可為通信提供安全保障，為達到安全性要求，需引入各種現(xiàn)代化的診斷方式，實施遠程監(jiān)控與故障診斷，減少系統(tǒng)運行中的安全威脅；（3）先進性，只有組網符合了這一要求，才可在高清視頻會議系統(tǒng)的應用中保障正常的通信，形成良好的會議條件；（4）互通性，在這一原則下，要求相關人員在開展系統(tǒng)設計時，需接受H.323/SIP協(xié)議的約束，保障與不同終端的高度兼容性與互通性，以提高系統(tǒng)運行水平。

4．2 組網架構

高清視頻會議系統(tǒng)的正常使用需在特定的通信網絡條件下，一旦通信網絡難以達到相應的標準，此系統(tǒng)將無法正常使用。因此，在高清視頻會議系統(tǒng)下，通信網絡的架構、網絡帶寬分配、網絡安全等，均會對會議中的通信和視頻產生直接的干擾。在傳統(tǒng)的通信網絡中，包含的設備眾多，一旦其中有設備出現(xiàn)了問題，設備節(jié)點將無法正常使用，而在這一條件下，其他的設備會通過此節(jié)點排隊，網絡延遲難以避免。在高清視頻會議系統(tǒng)中，為有效避免這一方面的問題，在開展系統(tǒng)設計的過程中，一般采用的是雙視頻流網絡結構，在這種特殊的結構下，組網為雙路由、雙通道方式，在系統(tǒng)運行的過程中，發(fā)信人在向用戶傳輸信息時，該信息也將同步反饋到發(fā)信人設備中，在會議中保持雙向的互動，這種設計下，不僅減少了網絡延遲或者丟包情況的出現(xiàn)，更可提高通信挽留過可靠性。如果要滿足高清視頻會議系統(tǒng)的網絡帶寬要求，在開展設計的過程中，需考慮會議中需傳輸視頻、音頻或者文件的情況，針對傳輸信息的類型，采取有針對性的設計方法。如以1080p高清視頻會議為研究對象，在此會議系統(tǒng)中，網絡帶寬保持在2～8Mbps之間，為保障組網設計可滿足相應的規(guī)定，設計人員在具體的設計中，需加強對網絡負荷、突發(fā)流量、音頻和視頻傳輸?shù)目紤]，以提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)男逝c安全。組網安全設計中，為達到安全目標，不僅要保障所配備軟件的自身安全性，在必要的條件下還需實施信息加密。

4．3 組網案例分析

以某高清視頻會議系統(tǒng)為例，此會議中有1個主會場，6個分會場，在中心機房內配備有會議管理平臺、MCU設備、高清終端，分會場中配備有高清終端設備、攝像機和麥克風，這些設備的相互配合，可支持不同格式的視頻傳輸。在主會場的設計中，應確保主會場能夠與分會場之間保持可靠連接，具體來說，中心主會場MCU利用主會場的IP網絡、分會場的MCU和終端來完成，在會議管理服務器內，需配備視頻會議管理軟件。

5 結語

隨著現(xiàn)代會議在市場上越來越受人們的歡迎，為保障現(xiàn)代會議的順利開展，需注意高清視頻會議系統(tǒng)的設計，由于此系統(tǒng)的設計難度較大，在具體的設計過程中，不僅需重視關鍵技術的應用，更需結合實際需求進行組網設計，以達到最佳的系統(tǒng)效果，確保系統(tǒng)性能和功能。