多媒體會議系統的方案設計與應用

張興龍(上海金橋信息股份有限公司，上海 200030)

多媒體會議系統的方案設計與應用

張興龍
(上海金橋信息股份有限公司，上海 200030)

隨著溝通信息量的增大、人們對會議效率要求變高，傳統的會議模式已不能及時對大量的信息進行整理、收集、存儲等工作。大多企業不僅需要解決日常辦公、業務管理、信息交流等常規協同的功能，并且在即時溝通、數據共享、移動辦公等方面提出了更進一步的需求，因此如何設計一個低成本、高性能、高整合、智能化的多媒體會議系統迫在眉睫。設計并實現了一種通過架設集中式的多媒體會議系統，實現了各多媒體會議室內音視頻信號的全集中全共享。該系統打破了不同平面和樓層的物理格局，通過AV管理中心，為用戶定制開發控制軟件，完成對本項目所有房間內核心設備的全集中全管理。

多媒體； 視頻顯示； 音箱擴聲； 集中控制

0 引言

會議室是為了解決人與人的信息交流而營運的，傳統的會議室主要靠與會者的現場交流，簡單的依靠肢體語言和神態。為了解決大型會議聲音傳遞問題，音頻技術隨之發展，同時大屏顯示技術也使信息傳遞更加便捷。隨著越來越多的電子設備被安插在會議室中，異地溝通或者現場交流都更顯得愈加便捷，也實現了多媒體會議的優越性。

多媒體會議系統將在計算機軟硬件的支持下，采用電子化、數字化和網絡化的會議設施以及形象化、多元化和多媒體化的展示手段，將各類數據和圖像等信息以聲圖并茂的視覺和聽覺效果，傳遞給每一位與會者。

多媒體系統通過視頻顯示系統、會議擴聲系統、會議討論系統、集中控制系統、攝像自動跟蹤系統、遠程視頻會議系統、表決簽到系統、無紙化辦公系統、錄播錄音系統、會務管理系統等系統的合理配置，將各系統設備設備有機地集成，以滿足現代化多功能音視頻系統的要求。

在音視頻系統中，需要充分體現電子設備的功能與整個系統的智能化，以統一的智能系統控制與管理所有的電子設備，并將所有有關的智能電子系統連接為一個完整而獨立的整體。

1 需求分析

多媒體會議系統是集視頻顯示系統、會議擴聲系統、會議討論系統、集中控制系統、攝像自動跟蹤系統、遠程視頻會議系統、表決簽到系統、無紙化辦公系統、錄播錄音系統、會務管理系統等為一體的綜合性系統，通過高度集成化、智能化的管理實現系統間資源共享，為日常會議提供便捷、高效的使用環境。多媒體會議系統具有以下特點：

1)會議系統多，管理人員少

對會議室的管理以物業管理人員為主，且多數辦公人員對會議系統的使用也不熟悉，即使經過一段時間的培訓，能真正掌握會議系統的人員也寥寥無幾，只是表面的簡單操作。因此在會議系統在開始正式投入使用之后，如何減小管理人員將會成為一個問題。

對此，除了對管理人員進行全方位的培訓以及對重要會議進行盡心盡力的保障之外，應在設計多媒體會議系統時，多采用智能化、數字化的產品，以機房的AV管理中心系統為核心并讓其有機的組合起來，以近乎“傻瓜式”的圖形化操作界面來面對最終使用人員，使整套系統的可操作性大大提高，并且更加人性化，同時整套系統的可靠性和穩定性也大大提高。

2)使用頻率高，產品消耗大

辦公樓內部的會議室使用頻率很高，投影系統、擴聲系統的使用頻率最為頻繁，不停的開關設備會對系統的造成一定的損耗，尤其是對投影機燈泡等易損耗品。質量不過關的產品也很容易在“使用疲勞”中出現問題，影響正常會議活動。

對此，應在設計時考慮配置的中控系統對投影機開關機時間進行鎖定，防止投影機燈泡未完全冷卻開啟，保證燈泡使用時間；數字音頻處理器也對所有的揚聲器進行壓限保護，防止會議活動可能出現的嘯叫對揚聲器帶來的損傷。

多媒體會議系統應具有良好的用戶界面和管理接口，采用菜單、按鈕等直觀的操作手段和面向目標的管理技術，透明軟硬件的復雜性，為用戶提供方便性和靈活性的設備管理和操作。

遵循“滿足需要，經濟合理”的原則，針對不同需求，建設多檔次不同功能的會議室。

2 功能設計

在會議系統中相對比較重要和占有重要位置的是視頻顯示系統、會議擴聲系統、會議討論系統以及中控系統。這四個系統的建設直接影響整個會議系統；下面對四個系統中關鍵部分做簡要論述。

2.1 視頻顯示系統

多媒體顯示系統發展到今天，對顯示的效果已從清晰變為高清的要求，而對一個系統來說要實現終端顯示的高清效果，單單的要求終端設備的優良是遠遠不夠的。而應從多媒體顯示系統的源頭到矩陣切換到中間傳輸，再到終端顯示都要進行苛刻的要求。因此會議系統的多媒體顯示系統中需采用高解析度的數碼影碟機和電腦信號作為視頻源設備，通過專用信號處理設備進行切換、均衡和放大處理后，通過高規格投影機等視頻顯示設備進行現場顯示。在每個環節均對多媒體顯示予以充分點還原。下面對多媒體顯示系統設計中的幾點關鍵數據進行分析：

1)視頻信號的帶寬

在傳輸信號嚴重扭曲或損失時，頻率總范圍，如圖1所示。常用單位是KHz或MHz。

圖1 信號嚴重扭曲或損失傳輸頻率總范圍

模擬音頻信號的頻響范圍20 Hz～20 KHz，通過計算可以得出模擬音頻信號的帶寬至少是19.98 KHz。但是在音響行業一般會以“頻率響應范圍”來描述，比如說某某功放的頻率響應范圍是20 Hz～20 KHz@±1 dB。而作為視頻設計中對帶寬的計算則依據使用場合可能使用的信號格式的最大帶寬的信號來設計。

列出舉例500 m2演示及學術報告廳使用或可能使用的視頻格式的帶寬作為依據，如表1所示。

表1 500 m2演示及學術報告廳使用的信號——帶寬對應表

2)選擇合適的帶寬范圍

根據廣電行業長期使用的經驗，選擇矩陣或其他的視頻處理器材(如接口、掃描器等)的帶寬最好是信號源帶寬的2～3倍，同時，還應該注意所選擇的器材帶寬是否是在“滿負載”的狀態測試。視頻系統中任何一個環節的周邊設備(如電腦接口、選擇切換器、信號處理器、矩陣切換器、分配放大器、傳輸線纜等)帶寬不夠，都會引起畫面的模糊不清。

3)低頻響應的重要性

電腦視頻的低頻段指0～10 MHz范圍，低頻段響應不良會造成畫面出現拖影，這也是解釋為什么傳輸線纜過長、阻抗匹配不良也會出現畫面拖影的原因(直流成分衰減過多)。低頻點0～10 MHz允許-1 dB的衰減以及+1 dB的增益范圍。

4)系統的-3 dB衰減點

視頻信號在理想效果內的傳輸帶寬范圍或傳輸距離稱為-3 dB點，也稱為1/2功率衰減點。在-3 dB點范圍內，信號不會在處理或傳輸的過程中產生嚴重損失，任何有信號輸入輸出的器材都會存在帶寬的限制。

如圖2所示。

圖2 視頻信號與傳輸頻率范圍關系圖

100 MHz測試信號在某個視頻器材傳輸過程中，平坦的頻率范圍在-3 dB點之前。如果信號傳輸的電平超過了-3 dB點(100 MHz外)，可能會出現以下的問題：

a)由于信號電平的衰減造成了顯示畫面的亮度下降；

b)由于信號峰值的衰減造成了畫面銳度和清晰度的下降；

c)由于同步信號相應的衰減對顯示畫面的穩定度也會造成影響。

2.2 會議擴聲系統

本系統將擴聲系統必須與建筑聲學設計緊密結合，從而保證聲音良好的還原和再現。為保證系統整體的先進性、優越性，其擴聲系統的設計思想，設備要采用技術含量高的新科技產品。設計方案如下：

1)采用網絡數字音頻處理技術進行音頻控制及處理，多功能集成化，計算機調試，可以預存各種使用模式(如各種視頻放映模式、報告會模式、會議模式等)，數字處理化、多功能集成化、精度高、性能好、可靠性高并大大的降低了系統的故障率，避免了各離散設備的噪聲疊加，可以節約資金，調用方便，操作簡單，避免誤操作；

2)采用能有力地抑制聲反饋，提高傳聲增益；

3)為方便一些臨時性的調整，配置部分傳統模擬處理器材；

4)采用EASE 4.2軟件進行計算機輔助聲學設計，可以較為準確地計算出系統安裝完畢后的擴聲效果，使系統具有很高的可實施性，避免盲目設計；

2.3 發言擴聲系統

對于多媒體會議系統應考慮其自身的使用要求和特點，設計方案如下：

1)所配設備考慮采用實力雄厚的先進廠商的較為成熟的主流設備，具備較長的平均無故障時間(MBTF)。

2)整體功能設計和具體設備選型以滿足基本使用需求為出發點，不片面追求新奇特。

3)在滿足現有需求的基礎上，具備一定的先進性，但設備先進性以不犧牲可靠性為前提。

4)整個系統首先避免使用非工業標準格式，同時能夠兼容目前已有的所有視音頻格式，還必須具備對未來可能采用到的各類視音頻格式的支持能力。高靈活性：整個系統從信號的轉換、切換、傳輸到系統設備的集中控制均具備足夠的靈活性，可實現各類信號從任意一點到其它點的自由傳送，同時還具備在任意位置控制其它任意位置設備的能力。系統結構在需要的時候可以以最少的設備更新為代價進行調整。

5)考慮到當前應用的不確定性和未來可能出現的各類無法預測的其它應用方式，整個系統必須充分考慮系統的擴展能力，以適應未來潛在的應用需求。

6)會議系統的所有主要設備均能夠在單一平臺上進行集中控制，集控軟件完全根據用戶需求進行度身定制，控制系統具備友好的人機界面，通過預置模式等手段降低對操作人員的技術要求，提高設備的使用效率。

2.4 集中控制系統

需要達到擴聲管理、視頻顯示管理、信號源控制、燈光控制、攝像控制等各種功能，設計方案如下：

1)采用先進成熟的影音、控制、會議、信息編輯發布的技術滿足演示及學術報告廳以及多媒體會議室舉辦中、大規模會議，座談會及工作交流需求，兼顧其它相關的管理需求，盡可能采用先進的技術以適應更高的語音、視頻及音頻的傳輸及良好效果的需要，使整個系統在相當一段時期內保持技術的先進性，以適應未來高服務質量及良好效果的需要。

2)為保證各項業務應用，影音、控制、會議、信息編輯發布系統及設備必須具有高可靠性，盡量避免系統及設備的故障。要對視頻設備、音頻設備、控制設備、會議設備、信息編輯發布設備及會議指引系統設備各個方面進行高可靠性的選擇及建設。在采用硬件備份、冗余等可靠性技術的基礎上，采用相關的中央控制系統技術提供較強的管理機制、控制手段與事故監控等技術措施提高整個系統的安全可靠性。

3)影音、控制、會議、信息編輯發布系統及設備的技術是一個不斷發展的技術，所以它必須具有良好的靈活性和可擴展性，能夠根據使用者不同需要，方便擴展影音、控制、會議、信息編輯發布系統、兼容不斷更新設備及技術的功能。

4)具備與多種影音、控制、會議系統、設備及計算機系統互連互通的特性，確保影音、控制、會議、信息編輯發布系統的設施及設備的作用可以充分的發揮。

5)充分考慮各種約束(包括用戶單位的投資、經費、基建、通信、原有計算機的可利用性、管理水平與人員素質等方面的限制)，以較少的投資實現盡可能多的功能。

6)應以較高的性能價格比構建影音、控制、會議、信息編輯發布及會議指引系統，使資金的產出投入比達到最大值。能以較低的成本、較少的人員投入來維持系統運轉，提供高效能與高效益。

7)由于影音、控制、會議、信息編輯發布及會議指引系統本身具有一定復雜性，隨著業務的不斷發展，系統及設備管理的任務必定會日益繁重。所以在影音、控制、會議、信息編輯發布及會議指引系統設計中，已建立一套全面的系統管理解決方案。影音、控制、會議、信息編輯發布及會議指引系統設備必須采用智能化，可管理的設備，同時采用先進的中央控制系統管理軟件，實現先進的分布式管理。最終能夠實現監控、監測整個系統的運行情況，可以迅速確定系統故障等。通過先進的管理策略、管理工具提高系統的運行性能、可靠性，簡化系統的維修工作，從而為辦公、管理提供最有力的保障。

8)采用建設方和使用方相結合的維護原則，實現建設和技術的雙重作用，用戶是最終的使用和維護者，為使用戶真正的使用好中央控制系統，就有必要對用戶進行技術培訓，盡全力保證整個系統的可維護性。

3 項目實施

根據上文的功能設計，在實際生產應用中，設計并實現了審委會會議室系統，審委會會議室設備布置如圖3所示。

省委會會議室：16.6 m×8.3 m，面積約138 m2，可容納26人，定位為法院最高級別會議室：

1)顯示系統：高清背投投影×2；

2)擴聲系統：主擴揚聲器2只，天花揚聲器6只；

3)發言系統：桌面嵌入式發言系統(每席一套)；

4)高清攝像及自動跟蹤系統：4臺會議高清會議攝像機，攝像自動跟蹤主機；

5)桌面無紙化觸控系統：每席一套桌面無紙化觸控系統；

6)信號處理和集中控制系統：信號切換、通過墻裝IPAD實現燈光、窗簾環控以及會議設備的操控；

7)會議錄制系統：2路高清錄制信號，AV管理中心統一存儲、編輯。

3.1 顯示系統

大屏幕背后有一間設備間，深度在2 m左右。根據工程經驗，投影背投的畫面顯示效果以及與裝飾的配合效果大大優于正投。因此可將次設備間改造成投影背投間(兼具設備間功能)。

會場的層高僅為2.8米，屏幕的離地高度要達到1.2米，所以背投幕的高度為1.6米。如果按照單臺投影機做背投，按照常規16：10的投影機寬高比光路來設計的話，屏幕的寬度就=1.6×16/10=2.56米，最后得出單臺投影的屏幕尺寸為2.56 m×1.6 m。而VIP會議室寬度為10米，縱深為15.9米。整個房間面積接近160平米，2.56 m×1.6 m的屏幕尺寸顯然是不夠的，而會議室的層高又限死了屏幕的高度，因此本系統只能考慮屏幕尺寸的橫向發展，也就是采用2臺投影機做背投無縫拼接邊緣融合。不僅打破了會場層高對投影尺寸的限制，還可以實現多畫面任意漫游的多功能應用，尤其貼合視頻會議時要求顯示雙流畫面的功能要求。

采用無縫拼接邊緣融合技術后，實現2臺投影機分兩組、1×2背投融合方式的大屏投影顯示系統，顯示在一體無縫背投硬幕上，融合率為30%，精度達到每像素點寬1.35 mm，高1.6 mm。投影總顯示面積為5米×1.6米，顯示總分辨率達到3 264×1 080。

3.2 高清攝像及自動跟蹤系統

攝像自動跟蹤是一種新型的設計思路，它可以接收發言者話筒的電平，并追蹤、鎖定發言者，對目標圖像變焦放大。最后將發言者圖像信息自動顯示到相應的屏幕上。這些動作全部由系統自動完成。

本系統設計的自動跟蹤控制器一端通過串口連接數字會議主機，另一端通過網絡連接至中央控制單元(如Crestron或AMX等)。擴展性得到了可觀提升，可以同時使多個攝像機同時融入自動跟蹤系統中，每個攝像機可以獨立分管一片區域，當然也可以讓兩個攝像機從不同角度同時拍攝當前發言者，而另一個則負責拍攝會場全景，如圖4所示。

圖4 自動跟蹤控制器掛載示意圖

3.3 桌面無紙化觸控系統

隨著綠色無紙化辦公需求的推出，為了體現當前最前沿技術、最新產品和解決方案的展示窗口與體驗平臺——桌面無紙化觸控系統取代了傳統的桌面升降屏系統，不僅可以自由模式的閱讀各種報刊、電子化會議文稿，還能像iPAD操控界面那樣選擇觀看各種企業宣傳片、相冊和多路實時的流媒體視頻，甚至可以選擇各種會間服務，如倒水、咖啡、遞毛巾等。

3.4 數字信號處理系統

通過Crestron DM平臺完成了視頻的2D、3D以及音頻的多元化、立體化的綜合傳輸平臺，完成了目前所有ITAV行業的主流音視頻信號的傳輸，完成多會議室信號的全集中全共享。DM平臺中支持及傳輸的視頻信號有以下各類常見模擬與數字信號。

系統的傳輸介質通過單根CRESTRON原廠電纜及單根多模光纖均可，布線較傳統方式簡單方便許多。傳輸距離根據信號源像素時鐘或帶寬加以控制。(距離問題需項目工程師充分考慮，系統搭建完成之后對用戶而言將一勞永逸，不必像擔心搭建傳統信號處理系統時因為考慮不到將來需要增加什么樣的信號源而不知道布什么樣線纜而煩惱，DM平臺的傳輸介質不管是光纖還是銅纜都能滿足以上介紹的信號格式的傳輸。)

3.5 數字發言擴聲系統

該子系統為會議室會議發言構建多席位、高保真的發言設備網絡，提供有效的話筒管理手段，保證會議室的發言秩序。發言系統是會議室的基本功能之一，而使用傳統的模擬話筒抗干擾能力較弱。同時，對于會議室靈活變動的要求，模擬話筒使用起來也比較麻煩(每個話筒都要一個單獨的線路)。 而數字話筒在這些方面做的就比較完善。在數字發言系統中，會議主席可以利用主席機上面的話筒優先鍵使所有正在發言的代表話筒暫時或永久靜音，使主席能掌握控制會議的權利。而且所有的話筒采用手拉手的方式連接，只要從控制室引一路線到會議室就可以讓整個發言系統運行起來，安裝拆卸都特別方別方便，大大提高了會議的靈活性，滿足會議室靈活變動的特性。

數字話筒采用簡單的網絡系統處理和傳送數字信號，大幅度改進了音質，在傳輸過程中，音頻信號的質量和幅度都不會衰減，因此，每一個與會代表都可以聽到穩定、純正的聲音。DCN從根本上消除了一般會議系統的缺陷如干擾、失真、串音等。

同時，在整套數字發言系統中還有一臺起到集中控制作用的中央控制器。它在會議室舉行較小會議的時候無須使用機務員，可以自動運行方式進行工作。

3.6 集中控制系統

控制管理系統是建立一個可對所有系統設備進行集中操作、控制的網絡管理系統。簡化設備的操作，提高工作效率。可以實現一些分散子系統無法實現或難以實現的功能。

該部分的后臺設備是控制主機以及針對各種受控設備設計的相當完備的網絡設備，在系統功能確定、控制點到位后，該部分完全固定，不再需要控制人員進行任何手動操作系統每個設備。本項目中3F、4F會議室共享一套控制管理系統平臺。

3.7 會議錄制系統

采用模塊化設計，支持多會議室錄制管理，多路可視信號的任意組合錄制、直播和點播。可以實現對復合視頻等標清視頻信號、VGA、以及色差、DVI、HDMI、HD-SDI等高清視頻信號和1路音頻信號的任意組合的錄制、直播、點播、多流模式存儲、本地預覽、本地回放。

4 總結

對于多媒體會議系統，并不需要選用當今最先進的技術與設備，造成盲目浪費，而是要面對項目自身的功能需求、定位及將來技術及用戶管理發展趨勢等加以全面考慮，構架實用的、穩定的、性價比高的、可擴展的系統。設備選型和系統設計要在確保用戶需求、系統集成要求的前提下具有良好的經濟性，特別是考慮到不同區域和樓層在使用功能上的區別，重點充分考慮對關鍵性和非關鍵性產品的差異化設計，在實用性和經濟性中找好平衡點。避免盲目性和隨意性；選擇技術先進、具有一定代表水平并且成熟的產品來建設信息系統。本文通過架設集中式的音視頻信號處理平臺，實現各多媒體會議室內音視頻信號的全集中全共享。打破了不同平面和樓層的物理格局，對于一個現代化的小型會議中心而言，設計、建設時需要考慮的的不僅僅是一間間的會議室，本系統站在整體的、全局角度的去規劃和建設。通過AV管理中心，為用戶定制開發控制軟件，完成對本項目所有房間內核心設備的全集中全管理。

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DesignandApplicationofMultimediaConferenceSystem

Zhang Xinglong
(Shanghai Golden Bridge Info Tech Co., Ltd. Shanghai 200030)

With the increase of the communication information and the high efficiency of the meeting, the traditional conference mode has not been able to organize, collect and store the information in a timely manner. Most enterprises not only need to solve the routine office, business management, information exchange and other conventional collaborative functions, and in the instant communication, data sharing, mobile office, etc. Therefore, how to design a low cost, high performance, high integration, and intelligent multimedia conference system is imminent. In the analysis of the enterprise for multimedia conference system demand, this paper designs and implements a multimedia conference system set up by the centralized, shared the multimedia conference room audio and video signals. The system breaks the physical structure of the different plane and floor, through the AV management center, for the user to customize the development of control software, the completion of the project in all rooms of the core equipment of the whole management.

Multimedia; Video display; Sound amplifying; Centralized control

張興龍(1980-)，男，本科，工程師，研究方向：AV系統。

1007-757X(2017)11-0051-05

TP311

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2000.00.00)