基于JAVA的視頻會議系統開發與設計

于志楠 尹偉靜

(沈陽師范大學 科信軟件學院，遼寧 沈陽110034)

0 引言

隨著人們對音頻和視頻信息需求，視頻會議系統廣泛應用于現代企業中。視頻會議系統[1]的可以適應現代社會的快捷、高效，使視頻會議系統的使用正在向各行各業滲透。本文總結和借鑒其他視頻會議軟件系統的基礎，結合JAVA跨平臺[2-3]等優點，提出一種基于JAVA簡單應用于局域網視頻會議系統的設計與實現方案。

1 視頻會議基本原理

視頻會議系統的示意圖如圖1所示。

圖1 視頻會議系統的示意圖

從圖看出，視頻會議系統主要有三個部分組成，即通信網絡、會議終端和多點控制單元。會議終端是將視頻、音頻、數據、信令等各種數字信號送上信道進行傳輸；多點控制單元是視頻會議系統用于多點視聽信息的傳輸與切換部分；通信網絡是一系列的設備、機構和進程，附著在網絡上的終端用戶設備能夠進行有意義的信息交換。涉及網絡傳輸協議、網絡編程接口等內容。

2 系統總體設計

2.1 系統硬件平臺

網絡視頻會議系統硬件主要：有網卡、聲卡的電腦，攝像頭，帶麥克風的耳機其組成結構。

2.2 系統軟件平臺

在軟件結構上，由于整個系統是基于純軟件開發，設計上類似于TCP/IP模型，我們依然采用分層思想，降低復雜度，使程序更容易修改，軟件開發速度更快，每層利用緊鄰的下層服務，更容易記住各層功能，并有許多可選部分完成類似的任務。在體系結構上分為四個層次：IO層、處理層、傳輸層、網絡層。

3 系統實現

3.1 音視頻的捕獲

安裝JMF后，利用它進行音視頻的捕獲。在JMF中，Capture Device Manager也是一個manager類，它提供給了一個列表，這個列表顯示當前系統被使用的設備。同時Capture Device Manager通過查詢的方法對設備進行定位并返回設備的配置信息對象Capture Devicelnfo，它也通過注冊的方法向列表加入一個新的設備信息，以便為JMF使用。設備可通過Capture Device Manager的get Device0方法直接獲得設備控制權，設備的控制權一旦得到，就以此設備作為一個Media Locator,通過Capture Devicelnfo的get Locator0方法得到。在JMF中，Capture Device Manager也是一個manager類，它提供給了一個列表，這個列表顯示當前系統可以被使用的設備。同時Capture Device Manager通過查詢的方法對設備進行定位并返回設備的配置信息對象Capture Devicelnfo，它也通過注冊的方法向列表加入一個新的設備信息，以便為JMF使用。設備通過Capture Device Manager的get Device0方法直接獲得設備控制權，設備控制權一旦得到，以此設備作為一個Media Locator,通過Capture Devicelnfo的get Locator0方法得到。

3.2 音視頻的處理和傳輸

采集到的數據源是不適合直接傳輸的，經過處理，使其適合為RTP傳輸格式并產生新的數據源再進行傳輸，處理過程為：

用前面獲得的數據源構造處理器對象，以便得到采集到的數據；

processor=javax.media.Manager.create Processor(datasource)；

然后將數據源處理為適合RTP傳輸的格式；

然后調用處理器對象的get Track Control0方法，得到通道的Track Control對象；

媒體流中每一個磁道得到一個控制器；接下來調用Track Control對象的set Format()方法設置每個軌道的編碼格式；

最后，調用處理器對象的get Data Output0方法產生數據源，以便數據傳輸時使用；RTP會話是由RTP Manager完成的，每個軌道都需要有一個管理器，管理器對象采用RTP Manager.new lnstance()方法來獲得。建立會話時，需創建Session Address對象描述發送端與接收端的地址信息，再加入RTP管理器。會話建立后，由管理器創建流將數據通過網絡發送。

3.3 音視頻的接收和播放

接收媒體流也同樣建立RTP會話，過程與發送流時建立會話的過程類似，不同的是每個RTP管理器需要加上監聽器來監聽相應地址與端口，包括會話請求、數據流到達等。系統實現Session Listener和Receive Stream Listener兩個接口，前者用于監聽RTP會話請求，后者用于監聽是否有數據流到達。當創建一個新的數據流后，Session Manager會發出一個New Receive Stream Event。注冊了Receive Stream Listener接收數據流監聽器，會收到事件。為每一個新接收數據流創建Player。從接收數據流中獲取Data Source，并作為參數傳遞給Manager來創建Player。發送端和接收端播放多媒體信息過程是相同的，由Session Manager到Data Source到Player,直接將播放的數據源交由播放器；創建并初始化RTP Session，創建一個Session Manager(會話管理器)，并調用add Receive Stream Listener方法為RTP Manager對象添加RTP時間監聽器，監聽New Receive Stream Event事件，然后調用RTP Manager對象的initialize方法初始化RTP會話，設置本地和目的地地址和端口；Receive Stream Listener update方法，監視New Receive Stream Event事件，它會指示新數據流被檢測到。當一個New Receive Stream Evem事件被檢測到時，以New Receive Stream Event事件調用get Receive Stream方法，以取得Receive Stream數據流對象，然后通過調用輸入數據流對象get Data Source獲取RTP數據源對象；把數據源對象作為參數傳遞到Manager的create Player方法中來創建Player。直接將播放數據源交由播放器，播放器界面分為播放界面和控制界面兩部分，分別用get Visual Component和get Control Panel Component方法來得到。

Player P=javax.media.Manager.create Player(ds)；

P.add Controller Listener(this)；P.realize()；

Component VC，cc；VC=player.get Visual Component0；

CC=player.get Control Panel Component0；

3.4 多播的設計

通過SUN公司提供IP多播類實現多播技術分發媒體流，在具體實現時可通過.Multicast Socket類創建一個所獲得的指定端口號的多播套接字，然后調用join Group方法加入到該多播組，接收端程序加入多播組后，便可以從該多播地址和端口號處接收媒體流。

4 實驗結果

系統采用JAVAGUI編程，運用SWING組件來編寫，通過連接服務器取得連接后進行視頻連接，連接后視頻在屏幕顯示其界面如圖2。

5 結論

本文總結和借鑒其他視頻會議軟件系統的基礎，結合JAVA提出一種基于JAVA的應用于局域網的視頻會議系統的設計方案。

［1］黃永峰,等.IP 網絡多媒體通信技術[M].北京：人民郵電出版社,2003.

［2］[美]Chad Darby,John Griffin,Pascal de Haan,等.Java 網絡編程指南[M].邱仲潘,等,譯.北京：電子工業出版社,2002.

［3］孫衛秦.Java 程序設計[M].電子工業出版社,2006.

［4］孫奎,殷兆麟.基于JMF的多人視頻聊天軟件的設計與實現[J].計算機工程與設計,2007,28(9)：2196-2198.

［5］閏改珍,師衛.基于RTP的音頻流多播系統的JMF實現[J].科技情報開發與經濟,2007,17(5)：240-242.