可视化网络视频会议管理系统的设计与实现

怀智博+郑禄+帖军

摘要：为了更生动、快速地进行信息交换，实现通讯的可交互性，跟上信息全球化发展的步伐。视频通信随着多媒体通信技术的进一步变革，逐渐成为人们日常社交中必不可少的方式。旨在运用当前最先进的计算机技术，结合最先进的管理理念和现在大部分中小型企业发展现状及当前视频会议的市场情况，为各企业梳理信息化会议管理方法，并开发出一套动态交互、界面友好，人性化的适合中小型企業使用的视频会议管理系统，完成视频通话和企业信息化管理。为用户营造一个更加舒心、便捷的网络会议的条件和环境。使其摆脱空间地域性，减少不必要时间损耗，节省管理成本，提升各行业效率。

关键词：计算机应用：视频会议

1概述

随着信息化技术的发展及人类精神和空间需求的提升，同时随着“互联网+”理念的提出并执行，计算机技术已经广泛应用于人们生活的各个方面。各中小型企业迫切渴望加快发展步伐，增多人与人之间的交流，各种会议越来越多，传统的会议开展及交流方式已越来越不能满足现状。规范的会议管理及超越面对面的交流已越来越重要，由此产生了对视频会议的需求。视频会议管理系统已成为现在各种企业发展的必备。

本系统开发旨在设计满足中小型企业需求、以信息化为手段、以智能化为目标的现代化视频会议管理系统。并帮助参会人员或者管理人员更高效的完成会议的管理及会议的进行，提高会议管理人员工作效率，降低工作量，促进社会的信息化。使人们从忙碌的差旅奔波中解脱出来，减少了不必要的时间损耗，提升了各行业的沟通效率，节省了管理成本及差旅费用的开支。

2功能设计与分析

视频模块主要集中在可以进行开启视频会议或者邀请成员进入视频会议，这里可以实现一对一的视频会议和多对多的视频会议同时还可以进行文字交流。功能如下：

音视频即时通讯：提供语音，视频一对一.多对多的实时通讯，支持高清视频和高质量音视频效果。

文字交流：支持多用户之间的文字交流。参与会议的成员既可以进行对所有人的公开文字交流，也可发起与指定与会者之间的点对点私密交流。

录像：支持针对个人的音视频录制，整个视频通话过程内容的合成音视频录制以及集中服务保存录制。

透明通道：提供客户端，客户端跟服务端之间的数据通讯能力

文件传输：支持客户端之间，客户端跟服务端之间的文件传输功能。在会议进行过程中，用户可以便捷地将某个文件实时传送给全体参会者或指定人；可以对本地用户上传与下载的文件进行管理；主席用户可以及时清除会议中的传输文件。

动态设置音视频参数：提供音视频参数设置的接口，可以根据需要动态设置分辨率，码率，帧率等视频参数等。

电子白板：电子白板是由所有用户共同维护的工作空间，在不改变原来的会议文档的条件下，用户在当前屏幕上显示的会议文档内容进行标注或修改操作，系统将自动保存将其标注或修改后的部分保存为图片，以便会后查阅。

3架构设计

可视化网络视频会议管理系统数据业务是非常复杂的，涉及很多专业数据处理方法，模块间的逻辑联系、数据联系也非常密切，为了降低系统的复杂性，提高软件的开发效率，节省开发时间和维护成本，系统设计时尽量保证高内聚、低耦合。将系统分为以下三层，前端展示层，服务器层，数据库层。

本系统设计架构是一套不同于传统应用开发的技术架构，可以简化且规范应用系统的开发与部署，进而提高可移植性、安全与再用价值，目前市场上使用的软件视频会议系统大多数采用的是C/S架构，需要在不同的客户端安装相对应的软件，在一定程度上增加了开发和维护的成本。项目在充分利用服务器资源的基础上设计和研发一套的视频会议系统，减少不必要的投资，避免了多版本的软件安装，降低了大量的开发和维护工作，并且扩展后的系统具备跨平台特性，可以实现浏览器和PC客户端的视频互通，也为未来的多客户端视频融合通信打下了基础。

Web端采用了分层的架构。Web端分为三个层，从高层到低层分别是Web显示界面层、数据访问层、接口层。具体分层如图2所示。

4系统实现

4.1系统基本流程

基本流程如图3所示。

4.2电子白板功能设计开发

企业在进行视频会议的时候可能需要建立各类数据的协同工作，以适应需求。所以设计开发电子白板功能，使得多用户间实时共享想法。

4.2.1白板功能设计描述

设计并实现共享白板主要由三部分：用户列表区，工具箱，白板区。用户列表展示当前在线会议的人员；工具箱为用户提供各种画笔颜色以及画线、圆、矩形等各种图形选择；白板区为用户提供一个操作空间。系统使用了WebRTC的绘图板组件一作为对实时功能上独立于文字聊天和音视频组件，作为实时聊天的辅助，主要功能包括：颜色选择，图形选择，进行撤销，并保证不同终端之间绘图信息同步。绘图组件对基本图形绘制进行了实现，并封装了绘图接口，以便根据不同需求扩展。

4.2.2共享白板逻辑及实现

系统提供参会者共享白板进行绘图，参会者可以在白板区域绘图，系统借助HTML提供的API在canvas上进行绘图，提供用户使用的基本图形有直线，矩形，圆形等基本图形。绘图信息流程图如图4。

消息流程为，用户在终端A绘制图形，浏览器得到绘图参数信息，将绘图信息封装成JSON格式数据，将绘图信息发送至服务器，服务器推送到其他业务服务器。

4.3音视频压缩涉及算法

在编解码器的选择上采用编码效率较高、使用率较广的H.264视频编码以及G.723.1语音编码。其涉及核心技术有：帧间/帧内预测，整数DCT变换，熵编码，编码流程如下：

帧间预测：在运动矢量不大的情况下，用前一帧对应位置的像素来对当前帧进行预测

1）利用相邻帧中的宏块估计当前帧中宏块的相对位置移动——运动估计

2）运动估计得到的图像与原始图像作差（即估计残差）。然后将这个差值也传送到解码端，这样就弥补了运动估计的不在——运动补偿。

3）运动估计和运动结果的编码。

运动估计思想：将图像的每一帧分割成不相连的块，然后对每一块在前后帧中根据某种算法寻找最匹配的块，即匹配块。以下列出几种块匹配算法：

变换的精髓：把一个域内看起来很大的信号变换到另一个只需少量数据就可以表达的域内。图像分为一个或几个像条（片），一个像条分为若干个（宏）块一基本处理单元4*4块无乘法整数变换编码算法，有效降低了编解码的运算量。

3结束语

为了更快捷地进行信息交换，实现通讯时的可交互性，在多媒体通信技术的发展和推动下，视频通信逐渐成为人们日常社交中必不可少的方式。视频会议系统应用已深入到各行各业，如政府、企事业、医疗、教育等领域。

本系统针对项目开发需求，分别在技术、管理、应用等方面，通过产学结合的方式，已经基本实现开发一个完整的视频会议管理系统，能够进行视频会议，改变了以前传统模式中的各种弊端，使人们从忙碌的差旅奔波中解脱出来，减少了不必要的时间耗费，提高了各行业的沟通效率，方便集中式管理，并且在管理成本及差旅费用上为企事业节省了不少的开支。