高清仿真远程视频会议系统的设计要点

任亚武 / 赵雨农 / 王 青

(中国建筑设计院有限公司(原中国建筑设计研究院)智能工程中心，北京 100044)

1 概述

近年来随着网络的普及和图像技术的不断发展，视频会议系统的应用越来越广。随着国家经济的不断发展，政府、军队、教育、金融、交通、能源、医疗等各类相关单位都在进行业务扩张，这也直接拓展了远程视频会议系统的应用领域。通过召开远程视频会议，可大大提高工作效率，节省与会人员的工作时间和会议费用。

目前，有些公司已经不满足于普通的远程视频会议模式，开始选择更高端的高清仿真远程视频会议系统。系统将提供影院般的高清视频，与会人员可以接收立体环绕音频和高清内容。还可以在没有任何技术障碍的条件下集中精力处理业务。

目前市场上应用较广的高清仿真远程视频会议系统有宝利通(Polycom)的极致远真TPX/RPX系统、思科(cisco)的网真系统、华为的全景智真系统、科达的至臻高清系统等。其中宝利通掌握了业界半数以上的核心技术和专利，其极致远真系统市场占有率较高，产品应用相对成熟。所以，本文也以极致远真RPX系统为基础，详细分析、阐述高清仿真远程视频会议系统的功能构造及技术要求。

2 会议功能设计要求

1)技术整体化

该系统整体融合摄像机、麦克风、扩音器、远程控制及其他技术，同时又对这些设备进行合理的隐藏设置，因而绝对不会分散与会者的注意力。

2)标准化、可操作性

该系统是一种基于标准的解决方案，允许多个与会者接听来自配备了高清以及传统标准清晰度视频会议系统的会议室电话。而通过管理性服务则可以使多点交流得以实现。

3)本地视频显示

在会议室的前端配置多个真人大小的无缝高清显示器，供视频会议的与会者使用。该系统当中的RPX HD 400系列套件具备48∶9宽幅显示器，具备较强的仿真高清视频显示功能。

4)会议室环境要求

该系统配备了所有家具、会议室照明、声音处理系统和电子设备，整体形成套件模式。由于该套件采用了模块式设计，与物理房间没有关系，所以该系统可选择不同的房间。

5)扩展性

该系统的套件可适用于多种配置，所以该系统按照标准化设备配置，构建一个适应设备和应用的会议室。为外围设备和定制设备提供了扩展灵活性。

6)远程音视频质量

设计时，要充分考虑该系统需要提供给业主方的会议室效果。可以从真人大小的显示屏的远端观察到每个细节，以及吸顶式麦克风和立体声扩音器带来的空间音频效果。

3 RPX系统技术规格要求

1)RPX系统组成

音视频设备包括：支持1080p 30fps格式或720p 60fps格式的HDXTM视频编解码器、吸顶式数字麦克风阵列、环绕立体声扬声器套件、高清DLP®投影机、3-CCD高清视频摄像机、彩色触摸屏、19″宽屏个人高分辨率内容显示器。

2)音视频技术规格如表1所示。

3)内容组件如表2所示。

4)外形尺寸如表3所示。

5)网络带宽的要求

(1)H.264 High Profile带宽要求如表4所示。

(2)H.264(非High Profile)带宽需求如表5所示。

6)RPX系列介绍

RPX 系统提供两个不同的系列型号，适合不同的会议室尺寸要求，可供设计师在设计时与业主方据此沟通协商相关设计需求，如图1所示。

(1)RPX 200系列设计要求

RPX 200系列主要包含2块显示屏、2台摄像机、2台HDX高清终端，会议室的座位可以安排4～18人。同时，系统里边还包括了会议室集中控制系统、会议室灯光系统、音响处理系统、整体的环境装修和家具系统，由多个子系统构成了一套完整的RPX 200系统。

表1 音视频技术规格表

表2 组件表

表3 外形尺寸表

表4 H.264 High Profile带宽要求表

图1 RPX HD200和RPX HD400平面示意图

表5 H.264(非High Profile)带宽要求表

在设计该系统时，需要考虑以下几方面因素：

①一般选择1间30m2～100 m2的会议室进行家具设备合理布置；

②墙壁装修采用复合吸音材料，屋顶采用矿棉板吊顶，地面建议铺设地毯，整体装修风格由业主方、设计方以及产品厂家共同协商确定；

③要求配电电源为AC 220V±5%；采用具有保护接地线的三眼插座且接地良好；电源电压要稳定，可靠，特别防止断电后立即加电，因此，最好让显示设备的电源经过相应功率的UPS供电；

④音频设备、视频显示设备和图像信号处理设备及控制PC等要求同相供电；

⑤在每个座位底下需要预留电源插座。

RPX 200有多种不同型号配置可供选择，如表6所示。

(2)RPX 400系列设计要求

RPX 400系列主要包含4块显示屏、4台摄像机、4台HDX高清终端，会议室的座位可以安排8～28人；包括了会议室集中控制系统、会议室的灯光系统、音响处理系统、整体的环境装修和家具系统，由这些子系统构成了一套完整的RPX 400系统。

在设计该系统时，需要考虑以下几方面因素：

①一般选择1间40m2～140 m2的会议室进行家具设备合理布置；

②墙壁装修采用复合吸音材料，屋顶采用矿棉板吊顶，地面建议铺设地毯，整体装修风格由业主方、设计方以及产品厂家共同协商确定；

表6 RPX HD200设备配置表

④音频设备、视频显示设备和图像信号处理设备及控制PC等要求同相供电；

⑤在每个座位下需要预留电源插座。

RPX 400系列有多种不同型号配置可供选择，如表7所示。

表7 RPX HD400设备配置表

4 高清仿真远程视频会议系统设计要点

基于以上对RPX系统的整体配置和技术了解，对设计人员在设计时起到一定的启发和帮助。设计人员可以基于以上的系统特点并结合不同项目的具体要求进行合理的高清仿真远程视频会议系统方案设计。

1)基本架构

高清仿真远程视频会议系统是根据用户需求建设的多功能远程视频会议系统，并连接中控、显示设备、音频设备、PSTN电话、多路视频源等外围设备及家具，构成远真系统。整个远真系统既可以召开点对点高清视频会议，也可以通过外置MCU召开多点远真会议，MCU同样可以把远真视频系统和目前的视频会议系统一起加入会议。

(1)IP电话保障系统

在大型视频会议中，很多问题都需要通过电话进行沟通。中心会场的会议管理人员需要和各个分会场的会议操作人员实时沟通，并且要处理会议中的紧急问题。高效便捷的会议保障音频电话系统能够极大地方便中心会场对于各个分会场的指挥管理，提高指挥沟通的效率。对于重要会议提供更加便捷可靠的指挥保障。

(2)系统备份(模拟电话接入)

4）防偏磨、防漏油可调节盘根盒在有杆泵采油中实用范围广泛，节能降耗和环保效果明显，具有很高的实用推广价值。

每套远真系统都内置RJ-11接口，具备语音桥接功能，接入普通电话时不会占用视频会议的网络资源，也不会占用终端的资源。电话接入功能可以将普通电话或手机接入会议，即使人员不能在现场列席会议，也可以通过电话加入到会议中，既可以听到会议的全部内容也可以发言。如果IP链路不通，可马上利用模拟电话与其他会场进行语音联系，通过电话，用语音的方式加入到视频会议系统。

(3)数据会议(H.239)

双流技术目前已成为H.239国际标准。通过一个呼叫带宽实现视频、音频和数据的同步传送。让与会者在观看发言人图像，听到发言人声音的同时观看到发言人计算机的活动图形。而且，可以通过视频终端的DVI输出端口，以1 024×768的高清晰分别率显示出来，在传输PC图像的同时，还可传送PC声音，方便远程教学。

(4)一键式管理控制

中控系统可以使用液晶控制面板，对会议室内的众多电器、环境设备，如远程视频会议设备、背头拼接屏幕、扩声设备等进行控制。而且可以根据多种不同模式的会议，如本地会议、远程视频会议等进行快速切换。

2)系统布局

图2 Mini摄像系统

会场设备包含：背投无缝拼接大屏、扩声音箱、桌面信息接口、高清摄像机、高清实物展台、高清编解码器、桌面翻转屏、吊顶全向麦克风、会议桌、会议椅、电视墙、Logo背景墙、三基色灯、吊顶支架、中控设备、地毯。

会场显示设备由2、4、8块65″屏幕拼接而成，后台配合高亮度投影机，会场桌面采用先进的桌面翻转液晶显示系统，用于显示远程会商的双流图像、电子白板等多种辅助视频信息。

会场内采用4台高清摄像机拍摄远程会商的人物图像，摄像机摆放在会场主屏中间，隐藏在屏幕后方，4台摄像机成一定的角度，分别拍摄不同的人物，通过4台摄像机和4块屏幕配合就可以实现远程的1：1等比例人物显示。会场还配置1台高清实物展台，用于拾取实物信息。

演播室会场灯光采用三基色灯光，设计满足相关国家标准，人物面部照度达到800lx,色温达到3 200K。

会场音响按照扩声一级指标设计，采用数字化音频处理设备及专业功放、专业扩声音箱。

会场内的设备均采用中控进行集中化控制，中控可以根据实际的会议设备使用情况进行场景的设置，进行不同会议时调用之前设定好的不同模式就可以立即进行会议。

系统具备多个高清输入接口，可连接其他高清视频信号，或经过认证的第三方高清摄像机。

3)系统组成设备介绍

(1)视频采集设备

①摄像机

系统采用高清镜头，分辨率为1 920×1 080P；提供极致高清图片；隐藏在屏幕中间后方，可以达到真正的目光对视效果，如图2所示。

②实物展台

系统具有一台高清实物展台，可对一些图纸等实物文件进行展示，并可通过双流的方式，传送至异地远端的会议室。

(2)视频显示设备

远程图像显示主要由4台高清投影机和4块65″背投大屏幕组成，屏幕嵌入安装，4屏可同时显示对方远真会场画面，也可以分别显示不同的4个会场。配合内藏式高清摄像机，可以显示出1∶1比例原始尺寸，如图3所示。

图3 视频显示设备

(3)音频采集设备

拾音设备采用数字音频处理技术，全部使用数字处理，防止音频失真，智能识别并除去固定的背景噪音，有效避免回音和啸叫的产生。采用吊顶式全向数字双麦克风，真正的360°拾音，如图4所示。

图4 音频采集设备

(4)扩声设备

高保真地还原远程视频会议的音频、本地扩声、碟片音频等。

设计标准：根据声学环境、节目类型及音源动态要求，扩声系统的设计指标要达到《厅堂扩声系统设计规范》(GB 50371-2006)的语言兼音乐扩声一级指标以上，如表8所示。

表8 扩声系统指标

系统中采用了两只隐藏式专业语言音箱和一台扩声功放。音箱壁挂安装于远真屏幕两侧。系统采用全数字化的音频操控设备，这样既可以使用于会议室内管理，实现无人值守式工作，也增强了系统的稳定性和安装全。

(5)辅助显示设备

内嵌液晶屏幕，显示双流内容，双人共享一台显示器，共配备14台显示器，如图5所示。

图5 辅助显示设备

(6)电话接入功能

系统配置的编解码器具备电话接入功能，内置RJ-11接口，除具备远程视频会议功能外，还具备远程电话会议功能，未能出席的人员可以在召开视频会议的同时通过手机语音加入会议。

当IP线路出现故障，无法进行视频通讯时，也可以用电话功能拨通远端远真会议室电话号码，语音与对方沟通。

(7)灯光设备

采用Studio Lighting 模块，嵌装于天花板内。全部采用三基色灯，还原出最自然的会议效果，达到广播电视级。可通过中控及触摸屏实现对灯光的控制。

所有照明系统的灯栅采用导向式设计，灯关导向至与会者的位置，与会者区域的照度符合专业演播室的要求，与会者能够清晰地显示在会场屏幕上。

(8)信息接口

会议室桌面使用若干套桌面信息接口，为会议提供VGA、电源、网络、电脑音频等多种输入输出接口，从而使会议室更加整洁，使会议更加高效。

(9)中控设备

系统主要包括6″无线彩色触摸屏、系统主机、串口扩展模块、继电器扩展模块及相关辅助设备，通过红外IR、继电器RELAY、串口RS232/485、逻辑控制口I/O对各类受控设备进行调控。通过触摸屏可实现一键式操作，例如可通过一个按键召集其他会场进行多点的视频会议，也可以呼叫任意一点召开一对一式远程会议等。

(10)装修及家具

为了达到高品质的会议效果，在会场内防止颜色对人物摄像产生的“夺光”及“反光”效应，背景墙应具有均匀的浅颜色，通常多采用蓝色或灰色。而房间的其他三面墙壁、地板、天花板均忌用黑或鲜艳色彩的饱和色，通常采用米黄、浅蓝色、浅灰色等。各墙面不宜采用复杂的装饰图案，以免摄像机移动或变焦时图象产生模糊现象。会场布置应庄重、朴素、大方。

应尽量采用舒适的真皮座椅，以及加厚椅垫，避免与会人员因经常调整坐姿而在镜头内造成不必要的动作，同时加厚的椅垫吸音系数较高，可以缩短混响时间。椅子上不要装小脚轮，限制移动，以防止离开镜头。为了减少脸部的阴影，要求采用浅色桌椅，使光线能通过桌子反射到人的脸上，或在桌上铺浅色桌布，建议采用浅驼色或浅青蓝色。

(11)室内吸声处理

为了保证绝缘及良好的语言清晰度，地板上应铺地毯，地毯的吸音系数高，可以缩短混响时间减少回声；天花板应装消音板，并且做凹凸设计，增加室内声音的漫反射，使整个会场声音的立体感和空间感更强；四周墙壁尽量不要选择玻璃类装饰，因为玻璃的吸音系数低，会增加不必要的多次反射声，提高产生啸叫的机率，建议装隔音毯；窗户安装双层玻璃；桌子辅上桌布。以上建议不仅能够保证良好的隔音效果，而且根据建筑声学原理为语言的高清晰度打下了很好的基础，房间中混响系数通常应在0.35ms～0.55ms。

(12)语音保障系统

视频会议的电话保障系统利用现有的IP视频会议网络，为每个会场分配一个专用的IP地址，每个会场的控制室设置一部电话，在电话上设置另一个会场话机的地址，并对应于相应的液晶屏幕显示和快速呼叫功能键。中心会场的管理人员只需按下电话上对应于另一个分会场的快捷按键，即可连接至另一个分会场。

6 结束语

随着数字网络技术的发展以及会议电视需求的日益提高，特别是数字电视技术的发展为图象显示带来的革命性变革，高清仿真视频会议系统已经逐渐成为新一代会议电视系统的标志。所以结合各方面因素，对于该系统的设计、施工、调试等业务也随之应运而生。由于越来越多的智能化设计、施工企业开始深入其中，相关从业人员需要不断更新、提高自身的专业技术水平，才能够为市场提供更加合理、细致、完整的优选方案。

[1] 宝利通极致远真TPX/RPX系统技术手册.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.厅堂扩声系统设计规范(GB 50371-2006)[S].北京:中国标准出版社，2006.

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部.会议电视会场系统工程设计规范(GB 50635-2010)[S].北京:中国计划出版社，2011.