智能會議系統中傳輸穩定性研究

王宇峰 張春武

1.江蘇省專用通信局常州分局；2.江蘇省專用通信局無錫分局

0 引言

隨著我國的經濟高速發展，人們對會議質量和效率的要求越來越高，純粹的會議擴聲系統早已不能滿足辦公的要求。傳統會議系統被綜合了超清視頻、高幀率音頻、低延遲計算機網絡的智能化多媒體會議系統取代是會議系統發展的必然趨勢。

大數據技術、物聯網技術和人工智能技術為依托的智能化技術發展，以及第三代全數字技術會議系統的迭代，使智能化水平更高的智能會議系統出現了。

智能會議系統與普通會議系統的根本區別在于計算機技術集成性，前者能夠真正實現設計模塊化、通信即時化、功能體系化、系統平臺化，真正實現了按需定制、個性化設計。智能會議系統可以直接以服務器作為核心中控模塊，再將桌面端及移動端會議平臺、其他業務板塊平臺、控制平臺通過接口協議實現實時鏈接，并共享數據庫。系統功能更加強大、模塊的適應面更加廣泛、設備配置更加靈活，同時由于可以自定義網絡通信協議，較之傳統的數字化會議系統也更加安全可靠。

1 智能會議系統常見問題

1.1 集中控制系統缺乏應急處理機制

智能會議系統主要以控制設備MCU（多點控制單元）以及由其集中控制的各視頻終端設備組成，如果主會場的MCU或分會場的視頻終端出現掉電或宕機等突發情況，系統無法迅速恢復，影響極大，直接影響整個會議的正常運行。系統由于缺少自我恢復能力和故障預警能力，所以使會議存在中斷風險；當發生故障后，由于它的應急響應速度慢，需要使用人力才能逐步執行應急操作，所以存在較大安全隱患。

1.2 通信網絡傳輸故障處理困難

智能會議平臺就像人的大腦，結合的信息越多，實現的功能也就越多。通信網絡就像人的神經系統，當通信網絡出現問題的時候，整個系統將無法正常運轉。而在常見的視頻會議系統使用環境當中，參與視頻會議通常是以獨立的會場為細胞，對參會的及時性和準確性要求較高，中間不允許出現影響會議正常進行的故障。所以，整個系統的網絡傳輸是否可靠穩定，是極端重要的性能參數。如果通信網絡傳輸出現故障，那么整個會議系統也將癱瘓，所以這對會議保障人員的素質和業務技能提出了較高的要求，傳統的技術和協調手段已經遠遠不能夠處置現場突發情況。

1.3 場地限制導致部署低效

目前智能會議系統受制于配套設備較多，無法通過智能手機、平板電腦等移動端實現快速部署，快速布設。

1.4 控制器人機功效不高

目前智能會議系統設備多、操作步驟較為復雜，且會議操作系統智能化程度不高，人機功效差，會議保障仍然是傳統的人力保障為主，信息不能直接傳遞至會議系統，各項指令仍然是通過專職操作員手工輸入，辦公效率不高。

2 智能會議系統的改進措施

2.1 提高控制系統的自我恢復能力、故障預警能力

智能控制的子系統就是整個控制系統的核心，它的作用是負責將語音識別結果轉換成會議系統本身可識別的一種指令。為達到目標，需要考慮會議系統中每一種設備不一樣的模式。一般來說，會議系統設備的控制模式可分成兩類：基于服務器的遠程訪問控制模式和基于設備的串口控制模式。

因為音視頻信號是視頻會議里面比較關鍵的一個“組件”，所以子系統要尤其對其予以重視，要時時對其進行檢測，分析和故障處理。子系統主要包括了信號檢測和處理模塊，智能控制模塊和故障預警模塊。

視頻檢測為了確保視頻信號不被中斷，需要實時監測多路視頻輸入信號的狀態，實現主動輸入故障時自動切換到待機輸入。音頻檢測在環境監測和語音感應技術的基礎上，為了保證音頻信號不被中斷，要實現多個通道輸入信號的無縫切換。為避免增益過大，在音視頻處理時要引入多路音頻信號增益共享機制。

2.2 通信網絡發生緊急狀況處理困難

由于單鏈路傳輸網絡在發送故障后，不易通過人工方式恢復正常，所以可以通過視頻信號的主備雙鏈路由方式來提高視頻系統的可靠性。備份設計理念實現了從源頭和路徑的全自動備份。當故障發生時，系統會自行進行主備切換，使參會人員感覺不到故障產生。

2.2.1 信號源部分

此部分對接收到音視頻信號進行分析，在源頭上智能選擇信號的輸出，分別傳遞。過程非透明，但是系統保證了收發兩端的正常。

（1）信號發出處置

視頻終端設備（編碼器）：隨著MCU控制開發和推廣，會場需設計一套用來備用的視頻會議終端。

本地信號的接入：本地會場采用多攝像設備，滿足整體畫面和細節畫面的全方位錄取和轉換。

（2）信號接收處置

視頻終端設備（解碼器）：與信號輸入源頭一樣，本地在發送信號時，也有兩套設備系統，保障了整個路由的安全。

本地畫面：一般采用多畫面顯示，確保顯示無誤。

2.2.2 系統設計

自動化備份的設計思路為，經過至少2條路由線路向下一個端點或節點。在信號發送端，不僅設計了多個信號外，還保證了每個信號都同時發送雙路由；將智能切換設備加入到輸出端，至少設計出兩套顯示設備，當系統中有一個鏈路出現了故障，信號還可以從另一條通過。這兩條鏈路互為備份，不分主輔。

2.2.3 矩陣備份

因為視頻信號的切換一般通過切換矩陣來完成，需避免人工切換造成的時間差，所以矩陣的同步很重要。如果使用支持多面板控制系統的矩陣，就可以實現以一面板控制為主，另一為備用，或者是利用其他統一控制統一發送命令，使得兩個面板同時切換，間隔不超過10毫秒。

2.2.4 視頻信號智能切換器

多路信號源通過不同的路徑同時匯入信號發送端，具備了視頻內容的發出和攝入等。輸出端不僅要能智能切換到正常信號，還要定位到路由上的故障屏蔽，及時中斷信號和通道上的信號。多通道智能視頻切換器可以主動判斷信號丟失和實現自動快速切換，此設計邏輯如下：

（1）對主備用信號進行實時對比和檢驗。當主用信號丟失，同時主場黑屏等待的信號正常，初步判定是主用信號出現故障，50毫秒后就能智能切換到待機信號一側，以避免造成不必要的損失。

（2）當黑場和主信號正常的時候，備用信號丟失了，可以判斷出備用信號出現了故障，同上時間切換到主信號端。

（3）一般情況下，為了避免來回切換減掉不必要的麻煩，如果備用信號正常的話，即使主信號正常，也不會切換回主信號。

（4）切換設備若是在斷電的情況，會恢復到主用線路上，視頻信號連通正常，確保設備的穩定運行。

視頻通信網絡傳輸系統如圖1所示：

圖1 基于備份設計基礎的會議系統原理示意圖

2.3 開發基于智能移動終端的會議系統應用

智能移動終端可以記錄參會人員簽到信息，參會人員也可以查閱會議資料，會議結束后還可以下載有關會議內容。期間智能移動終端的會議系統應用可以快速地統計會議時發起投票的結果。

為了方便瀏覽，界面可以自動在大小不同設備里面改變大小與排列布局，易于操作，讓所有用戶愛上這款新產品。

系統架構采用客戶機/服務器結構。軟件開發語言主要有VStudio2019；C、CSS3、Java網頁風格語言等組成。數據庫系統主要采用MySQL數據庫；網絡基礎協議必須支持TCP/IP協議；系統應用兼容Android、iOS等平臺。

2.3.1 系統運行原理

移動智能終端會議的服務器，在無線網絡方面，采用無線AP設備和路由器的形式，同時參與者都是同一網絡入會。會議組織人員創建會議后，上傳有關資料，設置投票環節，所有的數據都會自動儲存在此服務器內，參會人員在登錄會議后，隨時可以查閱有關會議資料。極大地方便了各參會人員，避免了繁瑣的操作。省去場合地點一切以用戶便捷為主。系統工作原理如圖2所示。

圖2 基于智能移動終端的會議系統原理示意圖

2.3.2 功能模塊部分

會議系統是由會議管理模塊和系統管理模塊組成。其中會議管理模塊分成三個部分：歷史會議，創建會議，當前會議。系統功能模塊按照它的用途將用戶分成三個角色，分別是會議里的輔助，主持者，與會者。系統功能的差異取決于對應角色的不同。結構如圖3所示。

圖3 基于移動智能終端的會議系統模塊整合

2.4 開發運用語音識別系統設備實現會場語音的智能識別

為了加快會議點名率，可選擇將語音辨別體系和視頻系統進行連通，完成切換畫面的智能化。經過優化調整，會議系統的控制部分得到了改善，滿足了召開會議時點名的應答及時性，便捷了網絡維護人員的操作，提升了會議的質量和效率。

2.4.1 功能簡介

（1）語音采集功能：當不同的人在說話時會對其造成一定的影響，這個時候就要進行噪聲消除。可以通過在會議設備上的語音攝入，利用端到端的在線校驗，信號放大和過濾手段。語音信號在經過處理后，其在本質的特性就被有效輸出。

（2）實時語音識別功能：采取自我學習算法計算，因為每個人語音都有自己的特性，所以對其進行一定的辨別后處理。

（3）關鍵詞查詢：對各個不同的語音進行甄別、放大、過濾，并篩選出需要的關鍵字和關鍵詞。

（4）達到視頻會議系統交互的目的：處理每個角色的發言語音的時候，將其有關關鍵詞篩選出，按照不一樣的關鍵詞進行相關交互動作的設計。

2.4.2 技術方案

業務流程：預處置，主要流程為提取相關特征，匹配關聯模式，語音辨別，語音處置等內容。下面內容是流程的主要環節：

（1）預處置。預處置就是在進行處理之前要做的第一個步驟，在所有等待識別的初始語音信號中，這里需要一個預處理，一般會實施預加重和分幀等處理。

（2）特征提取。在這個過程中提取到預處理里面的語音信號之后，從這些信號里面可以得到一些數據特征，然后利用得到的這些信息，計算獲取相應特征參數，這些參數表示了這個語音信號的實質性的狀態與情況。

（3）語音識別模型訓練。將語音樣本的數據庫中的每條樣本語音特征參數提取出，將它們進行優化，并且不斷地進行優化，利用學習算法，根據得到的樣本語音特征參數去形成較為完整的語音辨別模型。

（4）關聯模式匹配。將等待辨別的語音中的特性、參數與已備份的系統庫中的參照內容進行匹配，這樣就能獲取上佳的匹配效果。

（5）后語音處理。要達到提升語音識別系統性能的目的，就要讓識別結果更為準確，要有語言和機器學兩大方面的相關技術與經驗知識，進而利用語法和語義層面去分析和識別結果。

將交互設計增加在本系統在原有的流程上，詳細的操作流程如下：

（1）對于整個語音的接入，采取的是在原來的會議系統調音臺上將其中一路音頻分出接入到語音識別交互系統之中。

（2）對該音頻進行數據采樣與特征提取，要在原始的會議系統上對歷史的語音數據和實時語音數據進行模擬訓練。

（3）在現場接收到的語音數據與識別到的交互系統互相聯系后，就可以對語音進行識別和判斷，然后再根據其屬于哪個會議里的信息進行分門別類。

（4）就像在QQ上對別人進行遠程控制桌面一樣，先向別人發出請求，同意后就可以對其電腦上的信息進行分析與交互，這個道理也是如此，向原來的會議系統發送請求，并且針對實時更新的語音會議分析出相應結果，智能交還原先會議和接口數據，如切換圖像。

（5）用戶也可以采用手動模式，采取模塊式特點，結合了點和面的控制，獲得點名等操作和會議控制的高效率。

3 結束語

綜上所述，智能會議系統集成了傳統的電氣自動化技術、現代網絡通信技術、人工智能技術等技術，隨著AI技術的深入學習和推廣，未來必將出現更加智能便捷的會議系統來幫助人們更好地提高工作和生產效率。