高清會議電視系統組成技術及應用

段永良，趙麗娜

(中國傳媒大學南廣學院，江蘇南京 211172)

隨著數字技術和視頻會議技術的發展及應用，人們對于視覺效果越來越重視，使用者對于視頻系統的要求也越來越高——已經由最初簡單的“看得見”發展成為現在的“看得清”。在一些專業領域，“高清”的應用是必須的，如遠程教學、遠程醫療、視頻監控、手術示教等，因此，高清將是會議電視發展的必然趨勢。

圖1 高清會議電視系統原理圖

1 高清會議電視系統組成與關鍵技術

高清會議電視系統分為中心機房、主會場、分會場等幾個部分。高清會議電視終端將輸入的攝像機、輸出的視頻、傳聲器、輸出的音頻、傳真和圖文系統、輸出的數據、控制系統、輸出的端到端命令等進行編碼復用后形成數據包，輸出到多點控制器(MCU)轉發到其他各會場［1-2］。其他會場的數據包通過高清會議電視終端解復用，分別還原成顯示系統需要的視頻、擴聲系統需要的音頻、傳真和圖文系統需要的數據、控制系統需要的端到端命令。傳輸順序按優先級排列為:音頻→視頻→端到端命令→數據。其原理圖如圖1所示。

高清會議電視系統中，一般有1個主會場和多個分會場。開會時，主會場的攝像頭進行現場拍攝，并以s-video信號的形式傳送給主會場的終端，之后，主會場的終端將攝像機傳來的信號分為2路:一路以VGA信號的形式進入主會場的VGA矩陣中，經過處理之后，又繼續以VGA信號的形式傳遞到顯示器顯示圖像;另一路通過局域網將攝像頭和傳聲器采集的視、音頻信號傳輸到中心機房的視頻服務器中，經過工作站處理并由錄播服務器錄制之后，再通過外部網絡將視、音頻信號傳遞到各個分會場。與此同時，各個分會場的音、視頻信號也會通過外部網絡傳輸到主會場，并在經過主會場終端處理之后，分別以音頻信號、視頻信號形式傳送到音箱和顯示器。主會場與分會場拓撲圖如圖2所示。

主會場相對于分會場來說，所涉及的設備要多一些，主要有攝像機、VGA矩陣、AV矩陣、視頻會議終端、管理中控機、顯示器及音頻設備等，其中，VGA矩陣、AV矩陣和管理中控機是整個系統連接中的核心設備。

高清會議電視技術涉及到很多方面，其關鍵技術主要有以下幾項:

1)多點控制技術

圖2 主會場與分會場拓撲圖

會議電視是一種多點之間雙向通信的業務，目前多點訪問會議電視信號的切換必須由專用的切換設備多點控制單元(MCU)來完成。MCU對視頻信號采用直接分配的方式，切換到它所連接的所有會場。

2)傳輸與接口技術

高清會議電視還要借助通信網絡進行數據傳輸。目前通信網絡有多種類型，高清會議電視系統必須根據不同的信道、網絡傳輸性能來選擇網絡、傳輸多媒體數據，用戶則根據不同的接口分別進行連接，常見接口一般有并行接口、串行接口、磁盤接口、SCSI接口、USB接口等。

高清會議電視系統對畫面質量要求比較高，其接入的網絡寬帶要能夠滿足呈現高清畫面的需求，目前高清互動會議電視要求的最低數據傳輸速率為1 Mbit/s。為達到更好效果，數據傳輸速率要達到2 Mbit/s以上。

3)視頻壓縮技術

高清會議電視采用數字信號進行傳輸，數字化后的多媒體數據量大，因此必須在保證一定圖像和聲音質量的前提下，尋求一種更有效的壓縮算法。高清視頻編解碼協議采用H.264。

2 系統連接與故障處理

在高清會議電視系統中，視頻終端是非常重要的設備，而高清編解碼器則是視頻終端的核心器件。本系統采用Polycom HDX 9002型視頻終端和Polycom HDX高清編解碼器。

2.1 HDX高清編解碼器接口

Polycom HDX高清編解碼器是編解碼器中功能比較齊全的一款設備，背部有豐富的端口接口。其中，包含3個視頻輸出接口、4個視頻輸入接口、4個音頻輸入接口、2個音頻輸出接口，這些接口根據其功能進行劃分，可以分為主視頻接口、主音頻接口、輔助音視頻接口、網絡接口和控制接口。

主視頻接口主要是由BNC、DVI和DCI接口組成，各接口在終端的選單中又都可以選擇多種信號格式，如HDMI，DVI，YpbPr，RGBHV，RCA，S-Video，因此，設備實際的接入能力更強。

主音頻接口主要由鳳凰接口和專用傳聲器接口組成，方便與各類音響設備的連接。鳳凰接口可以無損耗地轉接成RCA(蓮花)音頻接口或者鏡像饋電XLR(卡農)傳聲器接口。

輔助音視頻接口主要是由DVI視頻接口、BNC視頻接口和鳳凰音頻接口組成。各個接口在終端選單中都可以選擇多種信號格式，如 DVI，VGA，YpbPr，RGBHV，RCA，S-Video。

網絡接口主要由RJ-21模擬電話接口、RJ-45網絡接口和專用擴展網絡接口構成。它使設備具有了模擬電話接入功能，同時，還可以連接IP網絡或者擴展的ISDN BRI，ISDN PRI，E1/T1，V.35 網絡。

控制接口主要由專用紅外接口和DB9控制接口構成。紅外擴展接口可以連接輔助紅外接收設備，從而使紅外接收范圍擴大。此外，DB9接口也可以連接多種輔助控制設備，能夠實現多種控制。

2.2 HDX高清編解碼器連接

1)主視頻接口連接

HDX終端尺寸為標準的19 in(1 in=2.54 cm)，可以直接將其安裝到標準的機柜內。HDX高清編解碼器可以連接多種設備，如攝像機、顯示器等。當HDX高清編解碼器與顯示器連接時，可以通過一根同軸電纜進行連接，BNC電纜的一端有5個連接頭，分別用于接收紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號，它要插在顯示器上，而同軸電纜的另一端則只有一個DVI接頭，是用來輸出視頻信號的，它將插在HDX高清編解碼器的DVI接口上。當連接攝像頭時，采用專用的視頻線進行連接，一端插在HDX高清編解碼器背部的DCI接口上，而另一端則與攝像機進行連接。HDX高清編解碼器的背部還有一個RJ-45的標準接口，它將與網線連接。其主視頻連接圖如圖3所示。

圖3 主視頻連接圖

2)主音頻接口連接

在高清視頻會議系統中，有很多音頻設備，如傳聲器、功放等，這些設備也都要連接到HDX高清編解碼設備上［3-4］。當連接全向傳聲器時，采用專用傳聲器線纜，一端連接全向傳聲器，另一端則連接在HDX高清編解碼器的數字傳聲器接口上。當連接鵝頸傳聲器時，與連接全向傳聲器時有所不同，先將傳聲器連接在傳聲器主機上，再將傳聲器主機與HDX高清編解碼器進行連接，傳聲器主機的一條線纜連接HDX高清編解碼器的音頻輸入端口，另一根線纜則連接音頻的輸出端口，而且音頻的輸出端口還要與功放、音響等設備進行連接，這樣才能使聲音播放出來。至于輔助控制設備的連接，則是用DB9串行線纜進行連接。其主音頻連接圖如圖4所示。

圖4 主音頻連接圖

3)輔助音視頻接口連接

輔助音視頻接口可以與很多設備進行連接，當DVD或者VCR作為輸出設備連接時，有2條連接線纜，一條線纜與HDX高清編解碼器2-BNC端口相連，另一條線纜則與音頻的輸出端口相連;當DVD或者VCR作為輸入設備連接時，也有兩條連接線纜，一條線纜與HDX高清編解碼器音頻的輸入端口相連，而另一條線纜則與HDX高清編解碼器音頻的輸出端口相連。輔助音頻接口還可以與筆記本和管理主機連接，當它與筆記本相連接時，筆記本則通過線纜與HDX高清編解碼器的DVI端口連接;當管理主機與HDX高清編解碼器連接時，管理主機則通過一根線纜與IO接口相連。另外，輔助控制設備的連接則是DB9串行線纜，其輔助音頻接口如圖5所示。

圖5 輔助音視頻連接圖

4)網絡接口連接

HDX高清編解碼器有一個RJ-21接口，它可以與普通電話網絡連接。另外，HDX高清編解碼器有很強的擴展性，可以擴展 ISDN BRI，ISDN PRI，E1/T1，V.35 等網絡接口。其網絡接口連接如圖6所示。

圖6 網絡接口連接圖

5)控制接口連接

HDX高清編解碼器有2個控制端口，這2個端口的連接一般采用DB9串行線纜與輔助控制設備連接。如筆記本可以通過DB9串行線纜與IO口進行連接，而紅外線控制的設備亦可以通過DB9串行線纜與HDX高清編解碼器連接。其控制端口連接如圖7所示。

2.3 使用注意事項

在會議電視系統使用過程中，有很多需要注意的細節。

1)開會前，合理選擇攝像機和傳聲器位置，傳聲器要遠離噪聲源，攝像機鏡頭要避開逆光。

圖7 控制端口連接圖

2)開會時，鏡頭前不能有人遮擋，鏡頭要相對穩定。發言人能夠正對傳聲器、不必手持傳聲器，距傳聲器距離0.5 m為最佳。

3)會議電視的設備應放置在固定位置，要注意保護鏡頭，不能用手轉動鏡頭，用完攝像機要蓋上攝像機鏡頭蓋。除此之外，系統的設備不要隨意拆卸，并且嚴禁暴曬設備。

2.4 常見問題分析

高清會議電視系統在使用過程中會遇見很多問題，需要工作人員根據各種故障現象細心地分析原因、檢查設備、發現故障部位并解決故障。

1)攝像機顯示畫面無彩色

這是由于攝像機沒有正確選擇視頻信號類型引起的，需要進入攝像機選單更改輸入類型。

2)攝像機鏡頭無法轉動

這是由于攝像機沒有選擇近端或者攝像機鏡頭沒有連接線纜或連接電纜不正確引起的，一是要點擊遙控器近端按鈕，二是要檢查鏡頭連接線纜。

3)攝像機畫面很亮

這是由于打開了逆光補償或鏡頭處于逆光位置引起的，需要關閉逆光補償或轉動鏡頭避開逆光位置。

4)顯示器出現藍屏

這是由于顯示系統沒有正確選擇信號源引起的，需要重新選擇信號源或更改顯示設備顯示類型。

5)顯視器顯示畫面無彩色

這是由于顯視器沒有正確選擇視頻信號類型引起的，需要進入顯視器選單更改輸入類型。

6)顯視器看不到PC畫面

這是由于沒有正確選擇圖像顯示位置引起的，需要設置成雙顯仿真方式并進入監視器選單選擇圖形顯示位置。

7)本地聽到自己的聲音

這是由于本地音頻輸出線纜連接錯誤引起的，需要將音頻線纜改接到主音頻輸出。

8)分會場聽不到聲音

這是由于音頻設置不正確或沒有打開傳聲器引起的，需要進入音頻設置進行正確選擇或打開傳聲器，確認傳聲器指示燈亮起。

3 結論

會議電視系統不僅可以實現隨時隨地點對多點、多點對多點的在線視頻會議，還可以在線提供各種培訓，提高培訓人員的專業素質和業務水平;對企業來說，也能讓外地客商通過會議電視系統直觀地了解企業實況和最新產品，把企業面貌和產品信息第一時間清晰地傳達給客戶。在節省企業費用支出的同時，也有利于企業業務的開展。要發揮好會議電視系統的優勢，一是要保證系統安裝調試的工程質量，二是要做好系統日常技術維護工作。

:

［1］李棟，李媛敏，張秋華，等.1080p高清視頻會議系統設計應用案例［J］.電視技術，2010，34(10):110-113.

［2］張常亮，馬渝勇，劉一謙，等.基于MCU級聯的省-市-縣三級高清視頻會議系統設計與實現［J］.電視技術，2012，36(9):137-141.

［3］何定海.視頻會議系統的新型音視頻組網方式探討［J］.電聲技術，2008，32(11):72.

［4］彭妙顏.基于數字網絡的會議系統技術［J］.電聲技術，2007，31(10):11-13.