高校多場景的視頻會議和直播系統(tǒng)應(yīng)用研究

魯學(xué)亮 謝雨辰

摘要：2020年以來，視頻會議、視頻直播系統(tǒng)成了學(xué)校辦公、教學(xué)必備的溝通交流工具，為學(xué)校的在線教學(xué)、辦公會議、人才招聘提供了重要支撐。同時也為同城、異地多校區(qū)的高校校區(qū)間會議、課程等在線交流提供了條件保障。文章以北京師范大學(xué)視頻會議和直播系統(tǒng)建設(shè)為例，介紹如何通過視頻會議系統(tǒng)支持學(xué)校多場景的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：信息化;視頻會議;視頻直播;多校區(qū);疫情

中圖分類號：TP311? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）14-0005-04

2019年北京師范大學(xué)珠海校區(qū)開始轉(zhuǎn)型建設(shè)，北京師范大學(xué)形成了“一體兩翼”的辦學(xué)格局，包括北京校區(qū)（北太平莊校園、昌平校園）和珠海校區(qū)。為提高校區(qū)間工作效率，節(jié)約溝通成本，通過信息化手段，建設(shè)視頻會議和直播系統(tǒng)解決工作會議溝通的需求成為實現(xiàn)兩校區(qū)高質(zhì)量交流的重要支撐條件，2019年底學(xué)校建設(shè)成了支持多場景應(yīng)用的視頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)在2020年“新冠”疫情以來也發(fā)揮了重要的作用。

1 視頻會議和直播系統(tǒng)需要分析

視頻會議是兩個或兩個以上不同區(qū)域的人通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)音視頻、圖像、文字等實時交互。視頻會議系統(tǒng)作為目前最先進(jìn)的通信技術(shù)，只需借助互聯(lián)網(wǎng)，即可實現(xiàn)高效高清的遠(yuǎn)程會議、辦公，在持續(xù)提升用戶溝通效率、縮減高校差旅費用成本、提高管理成效等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢[1-5]。我校視頻會議和直播系統(tǒng)建設(shè)中重點解決以下四個問題：

1）滿足學(xué)校內(nèi)、校區(qū)間的師生各類交流需求。

2）滿足校內(nèi)單位對國內(nèi)外人才招聘在線面試的需求。

3）滿足校內(nèi)單位與國內(nèi)外機(jī)構(gòu)各類交流的需求。

4）滿足校區(qū)間互動教學(xué)和重要活動直播。

北京師范大學(xué)珠海校區(qū)和北京昌平校園分別在2018年和2019年投入使用，校區(qū)間人員交流越來越頻繁，為了提高工作效率，減少溝通成本，學(xué)校建設(shè)了三地互聯(lián)的遠(yuǎn)程視頻會議系統(tǒng)。北京校區(qū)與珠海校區(qū)有500M網(wǎng)絡(luò)虛擬專線，北京校區(qū)與昌平校園有雙萬兆裸光纖直連，確保了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。在視頻會議系統(tǒng)建設(shè)中，對于校區(qū)間的視頻會議均采用點到點直連或MCU組會方式，通過校區(qū)專線互聯(lián)。對于學(xué)校與校外人員或機(jī)構(gòu)的視頻會議采用sip協(xié)議或第三方視頻會議平臺的方式，如圖1所示。目前我校已經(jīng)建成了12間具備視頻會議功能的會議室。

2 視頻會議系統(tǒng)應(yīng)用介紹

根據(jù)不同應(yīng)用場景和會議需求有不同的組會模式，軟終端會議模式，即參會方使用電腦或移動端各自登錄軟件客戶端，由會議主持人組會，該種方式不受空間和設(shè)備限制，只要有網(wǎng)絡(luò)即可，靈活方便。硬終端會議模式，即參會方分別在具備了視頻會議設(shè)備（會議硬件終端、攝像頭等）的會議室，音視頻由會場的視頻會議設(shè)備采集輸入和輸出，這種會議方式適合傳統(tǒng)正式會議，對現(xiàn)場環(huán)境要求較高。軟硬混合會議模式，即參會方既有使用軟終端也有硬終端，這種會議模式對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和MCU性能要求較高，但形式靈活。下面分別介紹三種組會模式在我校的應(yīng)用場景。

2.1 軟件終端會議模式

我校在2017年開始使用中移動云視訊視頻會議軟件提供校內(nèi)單位使用，該軟件提供的移動視頻會議產(chǎn)品，以智能手機(jī)、平板電腦、個人PC等便攜式設(shè)備為載體，提供方便快捷的移動式多方視頻會議功能，支持文檔、桌面、白板多重共享、會議聊天等，支持與高清硬件視頻會議融合互通，滿足隨時隨地的溝通需求。軟終端組會方式簡單易用，不受空間限制，可支持300方視頻會議，支持3000方研討會模式。我校在疫情期間使用軟終端組會方式實現(xiàn)了研究生招生復(fù)試培訓(xùn)會（1248人參會）、教師培訓(xùn)會、機(jī)關(guān)招聘會在線考試、研究生復(fù)試、單位辦公會等各種會議1200余場。

遠(yuǎn)程考試是疫情環(huán)境下我校使用軟件終端組會的一種典型應(yīng)用場景，遠(yuǎn)程面試是一種多對一的交互，即多位專家在同一會場同時面對一個云端的面試者。遠(yuǎn)程考試則是多名監(jiān)考同時面對多名參加考試的考生，這對場景的設(shè)計提出了更高的要求。監(jiān)考端要求：監(jiān)考老師至少需要三人在同一會場，準(zhǔn)備兩臺電腦，分別登錄視頻會議軟件終端，監(jiān)考1負(fù)責(zé)通過視頻會議1在考試開始前驗證學(xué)生身份（身份證、準(zhǔn)考證等）、監(jiān)考2負(fù)責(zé)視頻會議2在考試開始時共享考試試卷。考生端要求：考生需要準(zhǔn)備一部手機(jī)和一臺電腦分別登錄視頻會議1和視頻會議2，手機(jī)放置考生座位后方，確保視頻能拍到考生和電腦。電腦放置考生面前用于觀看監(jiān)考老師共享的試卷，同時確保電腦視頻會拍到考生正面。軟件視頻會議很好地支撐了遠(yuǎn)程考試場景的應(yīng)用，解決了疫情環(huán)境下考生無法現(xiàn)場集中參加考試的問題。

2.2 硬終端會議模式

硬終端視頻會議可實現(xiàn)高質(zhì)量的高清視頻會議，我校在北京、珠海兩地三校園各配置4套華為TE40視頻會議終端及配套設(shè)施。同時北京校區(qū)已經(jīng)與珠海校區(qū)實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)專線互聯(lián)，能更好地保障兩校區(qū)視頻會議的質(zhì)量。為實現(xiàn)多方會議組會配置了私有CU控制器，實現(xiàn)安全、穩(wěn)定的多方組會，如下圖所示。

我校北京校區(qū)配置一臺MCU、一臺SMC業(yè)務(wù)管理服務(wù)器、一臺錄播服務(wù)器，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、集中控制的功能。提供靈活完備的第三方接口，豐富多樣的會議調(diào)度方式，通過SMC提供成熟的視頻通信業(yè)務(wù)管理環(huán)境，決策者、系統(tǒng)管理員、用戶都能進(jìn)行高效地協(xié)作交流，從而提高我校內(nèi)部溝通和決策的效率，有效降低溝通成本。高清視頻會議終端可以提供高信噪比的高清圖像效果，支持1080P高清圖像效果，并可以支持外置無線和有線麥克風(fēng)。所有設(shè)備通過H323或者SIP協(xié)議注冊到MCU控制器上。

硬終端組會模式更多的在校區(qū)間或校內(nèi)多間會議室組會使用，會議室配置硬件視頻會議系統(tǒng)，視頻會議系統(tǒng)有兩路視頻輸入，分別為會場的投影設(shè)備和單獨配置的視頻顯示屏，音頻由會場音頻采集設(shè)備作為視頻會議系統(tǒng)輸入源。投影設(shè)備提供現(xiàn)場PPT演示，同時可以共享給分會場觀看，另一塊顯示屏作為顯示分會場畫面。2020以來學(xué)校的黨委常委會、跨校區(qū)的工作會、教師培訓(xùn)會等都通過這種組會方式，已經(jīng)召開各類會議380余場。90F6AA26-219C-4467-A8F8-715C6B3DFC79

2.3 軟硬混合會議模式

疫情期間對于會場人數(shù)有嚴(yán)格限制，因此需要非會場人員通過軟終端參會，這種硬終端加軟終端的組會模式能很好地解決諸如學(xué)校工作會、招聘會等應(yīng)用場景，如部分領(lǐng)導(dǎo)在會場，會場配置了視頻追蹤、投影，實現(xiàn)更好的會議展示效果。

遠(yuǎn)程面試場景一般采用軟硬混合組會模式，即學(xué)校招聘單位組織評審專家在具備硬件視頻會議設(shè)備的會議室，面試人在非校內(nèi)的其他場所通過電腦或手機(jī)使用軟終端參會，面試者在視頻會議軟件中共享自己的面試材料，主會場視頻會議系統(tǒng)將共享視頻流通過會場的投影設(shè)備輸出，同時將面試者的視頻畫面通過會場另一塊視頻顯示屏輸出。面試者通過共享材料向現(xiàn)場專家介紹自己的情況，專家在面試者介紹完成后進(jìn)行質(zhì)詢和交流。我校已經(jīng)實現(xiàn)了海外人才招聘、輔導(dǎo)員招聘、干部招聘等場景的應(yīng)用，減少了人員流動和溝通成本。下圖為我校定期組織的遠(yuǎn)程招聘面試會。

3 視頻直播系統(tǒng)

視頻直播系統(tǒng)為直播活動提供現(xiàn)場所需要的拍攝以及便攜視頻編碼以及固定場合的視頻切換編碼類設(shè)備，實現(xiàn)各種活動直播。滿足小型會議直播、大型活動直播、移動式活動現(xiàn)場直播三種建設(shè)場景。同時配套網(wǎng)絡(luò)綜合直播平臺，實現(xiàn)與北京校區(qū)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)綜合平臺實現(xiàn)平臺級聯(lián)，實現(xiàn)跨校區(qū)同步直播功能。

1）根據(jù)不同使用場所配置不同直播終端，整體終端全部采用嵌入式架構(gòu)、Linux系統(tǒng)并支持B/S遠(yuǎn)程管理，方便使用。

2）其中便攜直播終端采用有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò) 、4G手機(jī)多網(wǎng)聚合的方式進(jìn)行直播編碼，滿足各種應(yīng)用場景下的多種直播方式。

3）無線便攜錄播采用，采用嵌入式架構(gòu)，更加穩(wěn)定，觸摸式控制屏，操作更加簡潔，在通過無線接收3臺攝像頭視頻信號的同時，并可控制攝像頭的推拉搖移功能，并將視頻錄制的同時，進(jìn)行推流直播。

4）所有直播終端通過RTMP/RTSP等多種推流協(xié)議推送到本地私有化直播平臺并支持同時推送到第三方云直播平臺。

5）直播平臺支持主動式平臺級聯(lián)，可在沙河校區(qū)、珠海校區(qū)分別布置平臺后，可實現(xiàn)校區(qū)平臺級聯(lián)、校內(nèi)局域網(wǎng)直播，減輕直播壓力。具體參考拓?fù)鋱D如下：

各個前端信號源通過便攜直播端設(shè)備進(jìn)行采集、編碼處理或者是錄播系統(tǒng)以及電視臺推流信號，通過千兆校園網(wǎng)絡(luò)推送到核心機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)資源綜合制播平臺對應(yīng)的頻道，通過綜合制播平臺將各個信號源流媒體轉(zhuǎn)發(fā)至所有自動接收終端以及PC、PAD、手機(jī)等終端、實現(xiàn)信號源實時網(wǎng)絡(luò)直播;同時學(xué)校老師可遠(yuǎn)程上傳課件等資料，通過審核后，可發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)綜合直播平臺，供學(xué)生、老師點播、觀看，實現(xiàn)資源共享，建立學(xué)校統(tǒng)一的對外發(fā)布直播平臺。

4 同步課堂

同步課堂系統(tǒng)解決多校區(qū)辦學(xué)模式下優(yōu)質(zhì)課程資源共享，實現(xiàn)多校區(qū)間同上一堂課。

主要實現(xiàn)功能：

1）實現(xiàn)異地雙向音視頻互動，滿足共上一堂課需求。

2）實現(xiàn)課堂實況錄制、形成課堂視頻，供學(xué)生在課后進(jìn)行點播回放觀看。

3）實現(xiàn)課堂實況直播功能，在場地有限的情況下實現(xiàn)校內(nèi)及跨校區(qū)課堂同步直播。

系統(tǒng)主要組成：

1）攝像頭：負(fù)責(zé)視頻拍攝、跟蹤。

2）教師無線領(lǐng)夾話筒、學(xué)生無線手持話筒：用于拾取音頻。

3）交互直播終端：實現(xiàn)主教室、從教室的音視頻自動切換、錄制、直播、雙向音視頻互動。

該系統(tǒng)實現(xiàn)了教師、學(xué)生四個景別以及PPT信號的自動跟蹤、自動切換，在系統(tǒng)建設(shè)過程中重點解決了語音跟蹤與傳輸問題。語音激勵跟蹤主流分為三種方式如下表所示。學(xué)校目前授課形式、教室環(huán)境，多為無吸音處理的普通教室，混響嚴(yán)重。授課方式多為討論型，相對比較靈活，非常規(guī)的排排坐方式。師生互動，學(xué)生回答問題，不起立情況較多。最終采用語音激勵跟蹤方式三，有利于準(zhǔn)確定位，大面積教室改造。

5 結(jié)束語

2020年以來我校視頻會議系統(tǒng)支持了學(xué)校黨委常委會、學(xué)校中層干部、學(xué)校部門工作會、人才招聘會、干部招聘會、防疫小組工作會、珠海園區(qū)工作會、培訓(xùn)會等各類會議視頻會議383場，如圖7所示。支持各類場景的會議形式和會議軟硬件，如圖8所示。有效提高了線上遠(yuǎn)程辦公效率，為減少人員接觸，防止疫情擴(kuò)散發(fā)揮了重要作用。

在疫情常態(tài)化防控狀態(tài)下，視頻會議和直播系統(tǒng)為減少人員流動，降低溝通成本將發(fā)揮更大的作用。同時隨著我校多校區(qū)建設(shè)的快速推進(jìn)視頻會議和直播系統(tǒng)也必將成為多校區(qū)辦學(xué)的重要基礎(chǔ)設(shè)施和條件保障，將成為教學(xué)信息化中的重要組成部分，進(jìn)一步推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共建共享。

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收稿日期：2022-01-06

基金項目：教育部-中國移動科研基金項目“教育系統(tǒng)網(wǎng)站發(fā)展指引研究”（MCM20180613）資助

作者簡介：魯學(xué)亮（1984—），男，河北人，碩士，工程師，主要研究方向為數(shù)字校園建設(shè)。90F6AA26-219C-4467-A8F8-715C6B3DFC79