論基于多媒體終端的在線會議系統的實現

耿森

摘要：文章以多媒體在線會議的發展現狀為切入點，詳細研究了在線會議系統中的SIP協議、RTP協議等關鍵技術，并對基于多媒體終端的在線會議系統進行了設計與實現。

關鍵詞：SIP協議；RTP協議；在線會議系統；實現

0 引言

在信息時代，各種新技術不斷出現并應用在日常生活和商務交流中，如遠程監控系統、遠程視頻會議系統等，這些技術的出現，極大地縮短TAG人之間的距離，方便、快捷地解決了人們的問題，提高了工作效率。在會議系統中，傳統的會議模式已經不能滿足人們工作和生活的需要，流動性的會議越來越受到人們的關注，多媒體終端的普及為在線會議系統的發展指明了新的方向。

1 多媒體在線會議的發展現狀

自20世紀70年代開始，國外就展開了對視頻會議系統的研究，近些年來，視頻會議在國內也取得了迅速的發展。隨著用戶的需求多樣化，多媒體視頻會議的發展也呈現多樣化趨勢，廣泛應用于企業、監控、教學、運營等各個領域。但視頻會議仍存在美中不足之處，一是專業的視頻會議系統造價高，二是一般的會議系統不能滿足人們對于會議系統隨時隨地使用的要求。

最初的視頻會議均采用專業的硬件設備，成本較高，無法在社會上進行普及。但隨著PC和手機3G業務的不斷發展，人們開始期待能夠依靠多媒體終端進行視頻會議。所以，在智能手機上開展隨時隨地的在線視頻會議成為研發者研究的方向，促進了基于多媒體終端的在線會議系統成為現實。

2 關鍵技術的研究

2.1 SIP協議的基本原理及工作流程

SIP（Session Initiation Protocol）是信令協議中的一種，它可以實現對多媒體對話和會議進行創建、改變和結束的操作，被廣泛應用于工作在IP網絡之上的多媒體通信的控制過程，包括視頻會議系統中。SIP協議可以同時在TCP協議和UDP協議之上進行工作。

SIP協議是屬于文本類型的一種協議，借鑒了HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本傳輸協議）和SMTP（Simple Mail TransferProtocol，簡單郵件轉發協議）協議的格式。SIP包含請求和應答兩種消息，具體實現如下：當一方發送請求消息時，另一方以狀態碼的形式對請求方作出響應，經雙方協商可進行語音、視頻等通信，等會話結束后再使用SIP進行處理。

2.2 RTP協議及RTCP協議

實時傳輸協議RTP（Real time Transport Protocol）用于在IP網絡上傳輸標準的音頻和視頻數據包，它被廣泛應用于包括流媒體在內的數據通信與娛樂系統中，當然，在線會議系統中也需要用到RTP協議。

RTP應結合RTP控制協議RTCP（RTP Control Protocol）來使用。RTP攜帶的是媒體流，被用于傳輸多媒體數據；RTCP則用于監控數據信息，并通過監控發送的QoS參數保證服務質量。RTP主要通過用戶數據報協iXuDP（User DatagramProtocol）實現其功能，且被認為是IP網絡中音視頻傳輸的主要標準。

2.3 VOIP的基本原理

VOIP（Voice over IP）將聲音這種模擬信號轉換為數字信號，并將數字信號組裝成數據包的形式在IP網絡上進行實時傳輸。相對于傳統網絡電話的服務，VoIP的服務更優質，因為VOIP利用了Internet全球化的優勢。VOIP可以在IP網絡上傳送語音和視頻等數據，比如視頻會議，而且成本比傳統業務低。其基本原理是：設備實時采集音頻數據，先編碼后進行壓縮，隨之將壓縮的語音封裝成數據包，通過IP網絡把數據包傳送到目的地，經解壓縮與解碼還原音頻信號，實現由IP網絡傳送語音的目的。

2.4 其它相關技術

Ffmpeg是一個極其快速的視頻和音頻轉換器，可以跨平臺實現音視頻的錄制、轉換與播放等功能。它的優勢還在于可以從直播中獲取音視頻來源，并且實現任意采樣率與任意大小視頻之間的相互轉換。Ffmpeg對于多輸入文件的處理流程如下：首先根據輸入流的最低時間戳將文件同步，然后將編碼后的數據包傳遞給解碼器，解碼器產生未壓縮的幀并進行處理過濾，再次傳送到編碼器進行編碼，隨后編碼的數據包傳遞給復用器，寫入到輸出文件中。

Android操作系統基于Linux內核的自由及開源，多用于智能手機、平板電腦等便攜設備中。Android系統采用了分層架構的思想，主要有系統內核層、系統運行庫層、應用程序框架層和應用程序層，這種內核和應用分開的設計，符合Linux系統的設計風格。Android平臺具有開放性和開發者不受任何限制的優勢。

3 基于多媒體終端的在線會議系統的設計與實現

3.1 在線會議系統的需求及功能

根據用戶需求，我們需要為無法到場的與會人員建立一個可以通過PC或者智能手機加入到會議中的平臺。從用戶的角度來講，一般的接入用戶只需要會操作PC和手機就能正常使用會議終端的各種功能，而作為主持會議的用戶則對在線會議系統有更多的要求，需要控制會議的發起、進行和結束以及人員的安排等。從功能上來看，會議系統需要向各個會場提供音頻和視頻服務，保證信息的完整性。從系統結構上講，系統的拓撲結構應盡量簡單，以減少系統冗余資源和不必要的錯誤。會議的傳輸網絡以LAN、WLAN網絡為主，智能手機端由WLAN接入，通過對網絡優化和系統優化的方法，保證傳輸的實時性。

多媒體終端會議系統應具備以下功能：人員安排與分配、會議控制（包括會議發起、查詢、結束及會議日志報告等）、媒體處理、多終端接入等。

3.2 在線會議系統的設計方案

視頻會議系統的設計必須滿足基本的會議功能要求，同時盡量使系統結構模塊化，便于模塊的改進和升級。該系統不需要專門的設備，只要為用戶提供多媒體終端的可視化會議，滿足大多數人在線會議的需要即可。

在線會議系統的拓撲結構可以從控制拓撲和媒體拓撲兩種結構中選擇。控制拓撲中的集中式控制方式采用一個集中控制單元，可實現對整個會議系統的發起與調度功能，該集中控制單元與每個與會者都有端對端的連接，保證與會者都參與到會議中。媒體拓撲中的集中式拓撲結構主要是通過媒體處理實體和與會人員進行數據交互，該媒體處理實體負責數據的接收、編碼、發送、解碼等功能。從物理結構上看，在線會議系統由服務器、主會場和分會場三部分組成。從邏輯上看，會議系統包括注冊服務器、代理服務器、會議控制器、媒體處理器和用戶終端等。在線會議系統中可采用Speex作為音頻解碼器，H.263作為視頻解碼器。

3.3 在線會議系統的實現

3.3.1 注冊服務器的實現

在SIP信令協議中，用戶代理要想發起和接受呼叫，都必須先在注冊服務器進行信息注冊。注冊流程如下：注冊服務器首先對發送來的消息進行分析，如果是注冊消息，則進行用戶信息解析，同時判斷是注冊命令還是注銷命令；若為注冊命令，則在該用戶不存在的情況下將用戶加入到用戶庫中；若為注銷命令，則在用戶庫中將用戶信息刪除。

在注冊服務器注冊的實質是指綁定注冊用戶的用戶名和物理地址的映射關系，代理服務器可以根據用戶名查找到對應的位置并進行命令操作。

3.3.2 會議控制器的實現

會議控制器是包括會議控制、代理服務器和媒體處理器三個模塊的統稱，是整個會議的核心控制系統。會議控制器的工作流程如下：會議主持人通過會議控制器中的會議控制模塊進行會議發起和相關多媒體功能的使用；隨后代理服務器分析命令，進行SIP消息的組裝，將消息發送到各個終端；媒體處理器進行媒體數據的處理，負責主會場與各終端音視頻數據的接收和發送等。

3.3.3 多媒體終端的實現

普通用戶要想參與會議需使用多媒體終端，終端系統主要包含會議注冊、接受邀請、加入會議以及退出會議等多種功能。多媒體終端作為用戶與會議交互的媒介，不僅需要向用戶提供會議服務，也需要將終端用戶的數據提供給服務器方。

多媒體終端最核心的功能是獲取流媒體數據的處理，因為終端系統需要捕獲用戶的圖像和聲音，并將這些信息進行編碼后發給服務器，服務器進行解碼還原到為圖像和聲音，在揚聲器和顯示屏上進行顯示，最終保證會議的順利進行。

4 結語

隨著技術的發展和進步，在線會議系統的研究和應用也不斷取得新的進展，滿足了人們隨時隨地進行溝通和交流的需要，但仍然存在一些需要解決的問題。目前，隨著網絡技術以及多媒體技術的發展，在線會議系統已成為通信領域研究的熱點，尤其是基于多媒體終端的在線會議系統。相信隨著科技的進一步發展，基于多媒體終端的在線會議系統會越來越完善，逐漸滿足人們對于會議的更高要求。