高清视频会议系统技术方案设计.docx
《高清视频会议系统技术方案设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高清视频会议系统技术方案设计.docx（64页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高清视频会议系统技术方案设计
电商园远程视频展示系统技术方案
大华电子科技XX
2015年3月12日
目录
第1章视频会议系统综述
1.1视频会议系统开展回忆
随着全球步入信息化时代，人们对了解事物、交换信息的要求已经从纸、笔、书本、话音等开展到通过声光电信号等各种方式更准确、更快捷、更丰富地表达出来。
人们的生产生活时刻与影像和声音的传递息息相关，传统的信息交流方式正在因科学技术的飞速开展而发生着巨大的变化。
视频会议是视讯传输技术的典型应用之一，一种在不同地点的用户以电视的方式举行会议，传输图像、声音和文件的通信方式。
视频会议系统可以将会议现场的视音频信号实时传输到远方的会议现场，方便地进展“面对面〞的交流。
同传统的现场会议相比，具有节省时间、缩短空间、提高效率等优点。
利用视频会议系统进展多方异地会场的实时会议，为有异地会议需求的人们节省了大量的旅行时间，同时也能节约大量的会议开支、增加更多的时效性。
视频会议是现代计算机技术、通信技术和视频技术完美结合的产物。
自上世纪八十年代起，由于通信、计算机、微电子技术的迅速开展，视频压缩编码技术与传输技术日臻完善和成熟，这不仅使视频编码通信设备的功能和使用性能大为提高，网络资源的可重复利用性通过各种协议的兼容开展也大为增加，本钱的逐步降低，使实现视频通讯传输终成为可能。
从1992年第一套完全商用的视频会议安装到现在，视频会议技术有了长足的进步，视频会议从昂贵的高端人群应用变成了普及型的即时交互手段，期间不断有大量的技术创新推动了视频会议应用的开展。
在上世纪90年代的视频会议基于独享的专用网络〔H.320〕建立，设备和运行通讯费用昂贵；随着本世纪初Internet和Intranet的开展，视频会议系统以及视频会议的应用逐渐转移到IP网络上来。
由于IP网络的普及性促成了视频会议爆发性地增长，而视频会议又使IP网络的价值得以表达；近期随着基于SIP的UC媒体通讯的开展，视频会议开展成为不可或缺的沟通和交流手段。
当然，期间伴随着大量的技术进步和开展。
到今天，已经可以实现更低带宽下高清图像和声音的交互。
回忆历史可以看到视频会议开展的历程：
●由高端人群的奢侈应用开展为群众化的普及型的沟通手段；
●基于H.320独享专网的系统转移到基于IP网络的融合通讯系统；
●音频质量由最初音质开展到高保真原声传送；
●图像质量由最初的普清CIF开展到今天的数字高清1080P；
●运动图像帧率从25帧/秒向50帧/秒超流畅过度。
●使用方式由专网专用过渡到了随时随地的即时通讯，并开场向桌面延伸，更准备与其它通讯系统（如模拟、IM等）进展融合。
；
●管理方式从单一的设备管理过渡到了集中式的批量管理
●更加注重应急备份、调度等增强稳定性及强壮性的功能
1.2中国视频会议系统应用现状
中国幅员辽阔、政府和企业机构庞大的先天条件决定了对视频会议必然需求。
如高效的政府机构需要号令一致、需要方针、精神、政策快速传达，再者伴随着经济全球化、区域化、信息网络化的开展，企业面临的竞争越来越剧烈，而降低开销、加快决策进程、强化管理和培训、提高质量和效率成为中国企业的目标。
视频会议恰恰是一个非常有效的手段。
视频会议技术进入中国地始于90年代，从一开场进入中国市场，视频会议系统就担负着变革中国传统会议的使命。
在视频会议诞生之初就在中国得到了使用。
90年代重要的部门和有实力的企业率先采用视频会议用于部交流。
2000年开场中国率先在企业部的IP网络上构建视频会议系统，而由于中国IP网络开展领先全球的现状，造就了中国在视频会议应用方面的领先。
SARS〔非典〕的爆发使视频会议在中国以前所未有的速度快速得到开展。
目前国视频会议在部署规模、功能和技术水平方面具有全球领先的地位。
据不完全统计，截至2006年底80%的级政府机构和大型国有企业均已建立了基于自己单位部专网的视频会议系统。
这些大型视频会议系统常常具有二级构造，接入会场多达五、六百点，在单位部沟通交流方面起到了不可或缺的作用。
比方党政视频专网、发改委、工商银行、中国石油、众多电力企业等具有大规模的视频会议应用。
到目前为止绝大局部的全国性政府机构和央企均在自己的网络上构建了自己的视频会议系统。
2007年在业界称为高清元年，2007年的国际高清趋势让国的视频会议领域也有了质的飞跃——因为高清在短短一年时间，成为了国际、国主流厂商产品的走势。
随着高清显示设备价格的下降和IP网络应用的推广，高清会议体验将颠覆传统的会议模式，给与会者带来更高质量的会议体验。
2008年随着高清技术和解决方案的成熟，大量早期的视频会议系统更新换代和新系统都选择了高清的技术标准。
仅2008年覆盖全国的高清视频会议系统就有14套之多，中国石油、XX、中国远洋、中交集团、中国人寿以及多数央属企业都采用了高清视频会议系统。
此外，难以计数的省级单位、二级单位也采用了高清的技术标准和设备。
进入2009年高清视频会议系统特别是1080P成为系统的首选，高清视频会议系统进入了一个普及阶段。
总体来看高清视频会议系统的本钱价格已经在逐渐接近传统的视频会议设备，高清视频会议系统的普及已经成为必然。
对于中国市场来说，良好的网络先决条件，传统的高标准需求决定了中国用户现在对高清视频会议系统的要求远远高于国际视频的标准。
作为一个拥有着13亿人口的大国，各类企业数以百万计，中国如此庞大的市场用户对于视频会议的技术要求已经走在世界前列。
中国式的高清视频会议系统在图像效果上要：
高清晰并超流畅，根据国的网络带宽现状，在带宽高于1M的情况下列图像要求具有最高分辨率〔1920x1080P25帧〕的效果，在网络情况较差832k或以下带宽时系统应实现超级流畅的图像效果即：
1280x720P50帧/秒；中国的高清视频会议系统在容传送上也在原有的H.239的双流功能之上又提出了更高的超级双流的功能要求，即不仅仅是人物加容的双路传送，还要求人物与图像的叠加传送〔这是一项影视抠图技术在视频会议系统中的应用〕；在中国，专家式的效劳被用户尤为看重，这其中就包括视频会议厂商要能够提供符合中国国情的产品和效劳，要求产品具有更多的中国元素，更好的将整套系统融进中国的各行各业中。
第2章系统组网方案描述
2.1概述
本方案中推荐的高清视频会议系统是一个高稳定、高标准、高品质的系统，具备世界一流、国领先的技术前瞻性，涵盖了双向视频会议、录制点播子系统、应急备份及调度子系统等子系统。
2.1.1视频网络拓扑图
整个系统包括1个主会场、8个分会场以及为高清视频会议系统提供接入、控制和效劳的控制中心。
视频会议的所有终端都要和被划分的多点控制单元MCU建立连接，通过MCU进展高清视频图像的交换，高清语音的混合播放。
2.1.2高清视频会议系统配置描述
2.1.2.1高清视频会议系统控制中心配置
视频会议系统的控制中心独立于会场，实现各会场的接入，并提供各会场语音混合、转发，图像的拼接、转发，甚至各种视音频的编码转换以及各种会议功能。
控制中心一般设置在网络汇接的核心点，例如：
信息中心、网络中心等便于连接、有足够带宽的位置。
为整个高清视频会议系统提供管理、效劳的系统，例如网管系统等，也应当配置在控制中心。
根据要求为视频会议中心点做如下配置：
●POLYCMA4000应用管理效劳器〔含硬件效劳器及软件〕一台；
POLYCMA4000是一套设备综合管理系统，实现对全网的设备的集中管理，集成了POLYGMS集中网管系统，Pathnavigator管理和呼叫控制系统〔网闸〕，Webmander会议调度管理系统以及个人高清桌面企业系统的全部功能，实现了单一平台全面的管理。
●POLYRMX500C〔16点高清接入〕两台
POLYRMX500C放置在中心点，是实现多点高清视频会议的核心汇接设备，以连接所有视频会议点，并支持所属围的视频会议点，并提供分屏功能，同时还承当着会场切换等会议管理功能，另外，通过对这两台RMX500C启用双机热备机制，保证了视频会议核心局部万无一失的稳定运行。
●POLYRSS4000录播效劳器一台
RSS4000录播效劳器同样放置在中心点，承当着会议的录制与转播功能，并在网络上提供视频的点播和组播工作。
2.1.2.2高清视频会议系统主会场的配置
主会场设备配置如下：
主会场因为是整个视频会议的中心，显示设备可能具备多个，可能需要做分开显示，所以终端需要具备连接多个显示设备的能力；另外，大局部会议都由此会场发起，并需要将主会场的视频、声音、电脑图像同时下传至其它各分会场，要求终端必须具备电脑图像声音演示功能，所以做设备配置如下：
●POLYHDX8000〔1080P〕视频会议高清终端设备两台；
●SoundPointIP650桌面IP（含一个扩展模块）一台；
2.1.2.3高清视频会议系统分会场的配置
8个分会场设备配置如下：
各分会场除了需要与其它会场进展交互式交流之外，在一般情况下还需要能接收主会场发送的电脑演示图像；有时各分会场还需要向上发送电脑演示图像，所以做设备配置如下：
●POLYHDX7000〔1080P〕视频会议高清终端设备各一台，共八台；
●SoundPointIP550桌面IP各一台，共八台
设备清单如下：
安装地点
设备名称
设备型号
数量
单位
主会场
视频会议终端
POLYHDX8000-1080P
2
台
多点控制单元MCU
POLYRMX500C〔16路高清接入〕
2
台
录播效劳器
POLY
RSS4000
1
台
管理效劳器
POLY
CMA4000
1
台
IP
POLY
IP650〔带1扩展模块〕
1
台
分会场
视频会议终端
POLYHDX7000-1080P
8
台
IP
POLY
IP550
8
台
第3章系统会议功能
3.1各种整体会议场景
该高清视频会议系统可实现以下多种整体会议场景。
3.1.1任意两会场的视频会议
――以及工作汇报容的共享观看
此种会议模式中，任意两个会场之间可以互相连接，呼叫后相互间立即建立点对点连接，进展交互式交流。
会议中，会场高清终端可同时连接两台高清电视机，通过视频会议系统可以呈现清晰的对方图像和本地图像，到达1080p25帧高清清晰度和分辨率，只要高清电视机尺寸够大，甚至可以做到人物以1：
1的方式进展呈现，防止以往视频会议中的不清晰图像给人造成的视觉疲劳，防止会议效率的降低。
需要时还可以配合高清摄像机的12倍变焦能力对人物或物件进展细节呈现，如会场汇报人的面部特写，工作中的各种照片、图纸或素材等。
同样的，仅有高清晰度的图像仍然不够，会议中更多的信息是通过双方的声音进展交流的。
此高清视频会议系统还可逼真表现对方的高保真立体声音质。
麦克风拾取的声音为超越CD音质的声音，通过视频会议系统可复原出“剧场级〞的音质，远端会场汇报人员的声音就像在本地发出一样。
另外，立体声技术可呈现出声音的空间感。
如分会场有多人呈并排就座并依次汇报工作，当左边人员汇报时，主会场的人员可以听到声音从左方传来，注意力自然集中在屏幕左方的汇报人员之上；之后分会场右边人员汇报工作，主会场又能感觉到声音从右方传来。
汇报人员不必围拥在麦克风周围，也不必凑近麦克风讲话，该视频会议系统中数字式麦克风的拾音半径最高可达9米，并具备声音增益和噪声抑制功能，分会场人只需在原座位上以平常的语速和语调发言即可，就像在本地开会一样，这样能防止传统会议中给人带来的听觉疲劳，提升会议效果。
这种能从图像和声音两方面真实复原对方场景的技术是此高清视频会议系统的独有特性，目的就是拉近两地之间的距离，让远在异地的双方就像在同一会议室开会一样。
假设会议中的图像和声音交流缺乏以表现一些容，双方中的任意一方可立即通过该系统将电脑桌面图像发送至对方，双方可共同观看电脑上的工作汇报容，并且到达高清分辨率。
会议呼叫的方式可以通过终端的地址簿快速呼叫其中定义的任何会议终。
会议召开的方式可以是终端即时发起的会议，也可以利用终端的预约会议功能定时召开。
3.1.2基于MCURMX500C的预约多组多点会议
中心点MCURMX500C是一个非常强大的一体化多媒体会议平台，其各种功能提供了丰富的会议手段。
RMX500C可以与会场各终端配合协调工作，由管理软件控制RMX500C同时呼叫主会场终端和各分会场终端，快速建立起以其为中心的多点高清视频会议，进展视频、音频的多方交流，允许一方终端的视频和音频被其它终端可见可听，或经由管理软件的控制，实现视频、音频的切换、屏蔽、关闭等会议功能。
在会议的数量上，RMX500C还可以同时召开多组会议，方便各方的会议需求，让视频会议系统使用效率更高效。
在会议的安排上，RMX500C还可将会议安排为预约方式，如周一上午的例会可在前一周就在MCU中设定好，并将召开时间定为下周一上午9点，那么MCU会按时召开会议并呼叫各参会终端，方便了管理人员的操作。
3.1.3各级领导决策指示传达
在某些情况下，经常有决策或指示需从上往下传达。
在以前，通常是以文件的形式通过办公网络的电子系统一级级向下传送，或者较为紧急的事通过，但这两种方法都比较费时，效率不高。
并且下属部门众多，文字理解可能会有出入，有时还需另发进展补充说明。
而现在，以高清视频会议为根底的指示传达将完全解决上述问题。
由管理员召开一个会议，指挥MCU连接主会场和各分会场，形成一个全网大会，各级人员在本地会议室就可看到主会场各级领导形象，听到相关的指示。
必要时，主会场可将指示文件利用视频会议的双流发送下去，全网所有会场同时可看到。
在各级领导发言完毕后，可将会议模式转为手动轮询方式，主会场可解答每个分会场提出的疑问。
此时，上下级的交互式问答语音可传到达全网，有助于所有人员的理解。
3.1.4讲座及各种培训
传统的培训方式因为受到地域、时间等多方面的限制而无法有效地进展，而播送式的教学只能单向讲授且培训课件也不能传送到远处，无法进展交互式的讨论沟通。
而现在以高清视频会议为根底，完全可以解决以上问题，它不仅仅能够实现将讲解人的图象传送到远处会场，还可以利用双流培训功能将各类课件、演讲稿或操作流程实时的发布到远处会场，同时还可以把培训容通过录播效劳器录制下来。
如果由于某种原因不能及时的参加培训或者想复习培训容的人员，都可以通过视频会议终端或者电脑来点播录播效劳器上的培训容来进展学习。
实现过程：
参加培训人员到达就近的视频会议室，讲解人到达指定的培训会场。
由MCU呼叫各个会场的终端，各地的参训人员在各自的会议室中参加培训。
各地的培训人员能够看到培训讲解人的高清图像，听到声音，还可以进展交互式交流。
其间可以通过电脑发送准备好的课件到各个视频会议会议室中的显示器上，从而使得远程培训就如同面对面的培训，身临其境如一室。
另外，在培训过程中可以通过录播效劳器对整个的培训过程进展录制或者组播。
3.1.5指定会场参加的例会
视频会议的使用可让每周例会指定在每周固定时间召开，上级领导可以及时听到下属的汇报，同时观察下属的报表。
实现过程：
由主会场发起，通过MCU将各分会场参加会议，形成一个全网大会，通过视频会议将分会场的画面与数据报表传到达主会场，各级领导那么在主会场承受下属部门的汇报。
3.1.6分组会议
当相互间的交流基于视频会议时，参会者交流是灵活多样的。
因为有了MCU的参与，使得多组交流成为可能，并互不干扰。
充分利用MCU的资源，可开多组会议，任何会场均可凭密码参加相应的会议。
3.2承载网络可行性分析及要求
3.2.1对网络质量及带宽的要求
⏹网络的带宽需求
视频会议对网络的带宽需求为：
视频带宽+IP开销
常用的计算方法为：
视频带宽×1.2为网络带宽的根本需求
如能满足视频带宽×1.3那么能更好的从网络上保证视频效果
一般CIF分辨率的视频会议建议需要384kps×1.2=460kbps的带宽
而高清视频会议系统那么至少需要1024kbps×1.2=1.2Mbps的带宽用于实现720P25帧的效果。
而系统核心设备所在网络的带宽要求为所有点带宽的总和。
⏹端到端的时延
高清视频会议的通用时延建议为小于100ms〔数据包长度至少为1500〕
⏹时延抖动
由于音频/视频的传输为实时的交互，因此网络的时延抖动更为至关重要，我们的建议时延抖动〔最大时延和最小时延之差〕围为小于20ms。
⏹丟包率
网络上的丟包率不应该高于1%
从以上数据可以看出，高清视频会议是对实时性要求较高的网络应用。
这就要求作为其根底的承载网络有较高的带宽和对网络中的业务流量有较高的控制能力。
视频会议在最初制定整体框架协议时就定义了视频会议是为了解决在窄带的条件下实现远程的视音频交互。
视频会议系统本身也可以在低带宽〔64Kbps以上〕的环境中使用，但是由于为了满足流畅的高清视音频效果，就要求带宽至少在1.2Mbps以上。
3.3系统特点
在此方案中，我们所提出的解决方案已经不再是单纯的远程图象和声音的互动，而是完整的视频、语音、数据、培训、远程协助的解决方案，并且全系统支持720P25帧高清效果，并为未来余留了升级的空间。
本方案设计具备与其他相关设备的协作能力，能与基于SIP网络的设备互连扩展使用。
系统已经能同时支持H.323、SIP协议，和众多其他采用H.323协议和SIP协议的厂商设备都可以互联互通。
保证了系统的先进性和良好的系统可扩展性。
3.3.1高清视频会议
在POLY远程呈现平台涵盖了标准高清视频会议系统的所有功能，本方案的高清视频会议系统以业界领先的实时多媒体处理平台RMX500C为核心,以高清视频会议系统HDX8000/HDX7000为视音频采集和高清编解码设备,构建二级高清视频会议体系.
在中心机房配置录播效劳器，可以录制正在进展的高清会议进展点播或直播回放；
配置RMX500C实时多媒体处理平台，提供多点视音频交互；
在会场配置HDX构建720P的高清视频会议系统，既可以支持点到点的高清视音频会议和容共享，也可以支持覆盖全网的多点或多组多点高清视频会议。
在召开视频会议的时候有多种视频显示模式可供选择，既可以用分屏的方式显示所有分会场，也可以使用定制轮询或语音鼓励等方式来轮流显示各分会场。
3.3.2超高清能力
MCU及高清视频会议终端在1Mbps带宽可实现双向720P，视频帧率到达25帧,以上能力在H.264下实现。
3.3.3高清多分屏能力
MCU支持标准的720P高清多分屏，最高可达16分屏。
可在会议进展中任意选择和更改分屏显示模式，分屏中每个窗口的图像可以是指定的，也可以是自动语音鼓励切换，并且高清分屏时不降低MCU的会议接入点容量。
高清分屏会议效果示意图如下列图所示，可以实现2、4、5＋1、7＋1、9、16等共24种分屏方式，并均支持4：
3和16：
9图像的收发。
分屏控制设置如下列图所示：
整个系统可在1Mbps下实现720p25帧的高清效果，将大量节省用户的带宽。
3.3.4混网混速混协议
该系统可混合不同的速率、协议、分辨率及网络类型的视频系统，支持多个编解码格式、不同速率的会议同时召开，而不会相互影响和制约。
全网会议〔所有MCU及视频系统参会〕与点对点会议具有同样音视效果。
支持多种不同的分辨率，如720p、4CIF、CIF等同时参加会议，高清视频系统观看高清图像，标清视频系统观看标清图像。
支持多种不同的速率〔如4M、2M、768K、384K〕，各视频系统分别以不同的速率同时参加到同一会议中。
支持多种不同的视频协议〔如H.264、H.263、H.261〕同时参加会议。
会议中的效果与点对点会议效果一样。
3.3.5高清数据双流
――可用于会议中的资源共享
H.239协议为带双流协议，在不额外占用网络带宽的情况下，可以自动分配网络带宽，根据ITU－TH.239的标准定义双流需要占用三分之一的呼叫带宽，当自动分配带宽时，当发送双流时，系统会自动翻开容的连接通道，无需任何视频系统挂断或退出。
当双流完毕后，会自动释放掉占用的带宽，H.239的优点就是仅需要发出一次呼叫，不需要占用额外的通讯带宽，双流完毕后会自动释放掉占用的带宽；同时我们也可以手动选择分配双流使用的带宽，可以手动定义系统中双流带宽分配的比例，双流占用的带宽可以在10％、50％、90％之间选择，以满足不同的会议应用对双流中数据流的不同质量的需求。
会议中可以使用双流功能播放计算机的显示的容〔包括声音〕，实现对话人和讲解容的双流传输。
接收方将同时收到对方主讲人的画面声音和对方的演讲稿件容。
支持标准H.239双流，支持静态双流和动态双流，各终端可以相互发送双流。
1Mbps带宽保持主视频流720P或以上、512Kbps带宽保持主视频流4CIF或以上，辅流支持1024x768分辨率,全网可随时召开双流会议。
H.239双流技术是可以通过多级MCU级联的，并且支持所有网络类型。
在MCU的支持下，可以召开全网H.239双流会议，所有节点的设备均可以接收两路视频图像，简便实现双流会议操作；在进展双流会议时，只需要本级发送双流信号即可，无需本级终端进展挂断、退出等操作，充分考虑了视频会议系统今后扩容的需求。
双流不影响MCU点数和视频系统图像质量，所有视频系统均具备双显示屏输出功能，可指定双流图像、对方人物图像、本方人物图像在双屏上的显示方式。
3.3.6会议加密
为了保障视频会议的平安性、可靠性，本视频会议系统完全考虑到了实际的平安需要，选用的POLY视频会议产品率先支持AES〔AdvancedEncryptionStandard〕加密算法，通过将平安效劳认证和通话隐私合并的方法，提供了改良措施：
如平安文档（简单密码和复杂数字签名）、新的平安对策和逆向效劳支持等，为提供切实的平安保障解决方案。
POLY视频会议产品的AES加密会议不会影响MCU端口资源，对系统容量没有任何影响。
3.3.7远程摄像头控制
会议进展当中，一般是由各个分会场自己安排摄像头位置，以便将自己会场的图像传送给其他会场收看，但这种方式往往不能满足主会场想要调整观看目标的需求。
例如，当某分会场发言时，主会场有时需要观看该会场全景，有时需要观看某个发言人，如果该发言会场的发言人在不断改换，还需要改变观看对象等。
在这种情况下，如果主会场不能按自己的愿望调整该会场摄像头拍摄的对象，会议的进展效果将是难以想象的。
根据这一需求，POLY在业界首家推出了支持FECC（FARENDPOINTCAMERACONTROL）功能的MCU，使得通过MCU召开的多点会议中可以轻松实现远程摄像头控制。
这样，当主会场需要观看发言会场的任何位置和人员时便可以轻松进展调整。
3.3.8会场申请发言
在高清视频会议和远程培训中，为了保证会议的秩序，通常事先就将非发言会场进展了静音，POLYMCU支持分会场在被静音的情况下通过遥控器进展发言申请。
POLYMCU的自动授权发言功能，将自己切换成为发言者，再发送双路视频，从而实现轻松讨论，使会议的进展简便、高效。
在会议进展中，POLY申请发言功能的逻辑是：
具有会议主席权限的会场〔一般是主会场〕可以对其正在观看的会场的摄像头进展控制。
当会议中非主席会场进展远程摄像头控制的操作时，我们把这种操作定义为是这个会场在向会议的主席申请发言。
这样，在不影响会议秩序的情况下，会议管理员在控制台界面可以看到某个分会场在申请发言的标识，并根据会议进展的实际情况做出判断是否允许这个会场进展发言。
同时MCU还设计了对这种发言请求的自动授权功能，该自动授权默认为不使用，根据会议情况可以选择使用自动授权发言。
这样，当某个分会场进展发言申请时便可以自动成为发言者。
3.3.9中文会场名、字幕和横幅
在有多个分会场同时参
升级会员 