多媒体会议系统的方案设计与应用

张兴龙(上海金桥信息股份有限公司，上海 200030)

多媒体会议系统的方案设计与应用

张兴龙
(上海金桥信息股份有限公司，上海 200030)

随着沟通信息量的增大、人们对会议效率要求变高，传统的会议模式已不能及时对大量的信息进行整理、收集、存储等工作。大多企业不仅需要解决日常办公、业务管理、信息交流等常规协同的功能，并且在即时沟通、数据共享、移动办公等方面提出了更进一步的需求，因此如何设计一个低成本、高性能、高整合、智能化的多媒体会议系统迫在眉睫。设计并实现了一种通过架设集中式的多媒体会议系统，实现了各多媒体会议室内音视频信号的全集中全共享。该系统打破了不同平面和楼层的物理格局，通过AV管理中心，为用户定制开发控制软件，完成对本项目所有房间内核心设备的全集中全管理。

多媒体； 视频显示； 音箱扩声； 集中控制

0 引言

会议室是为了解决人与人的信息交流而营运的，传统的会议室主要靠与会者的现场交流，简单的依靠肢体语言和神态。为了解决大型会议声音传递问题，音频技术随之发展，同时大屏显示技术也使信息传递更加便捷。随着越来越多的电子设备被安插在会议室中，异地沟通或者现场交流都更显得愈加便捷，也实现了多媒体会议的优越性。

多媒体会议系统将在计算机软硬件的支持下，采用电子化、数字化和网络化的会议设施以及形象化、多元化和多媒体化的展示手段，将各类数据和图像等信息以声图并茂的视觉和听觉效果，传递给每一位与会者。

多媒体系统通过视频显示系统、会议扩声系统、会议讨论系统、集中控制系统、摄像自动跟踪系统、远程视频会议系统、表决签到系统、无纸化办公系统、录播录音系统、会务管理系统等系统的合理配置，将各系统设备设备有机地集成，以满足现代化多功能音视频系统的要求。

在音视频系统中，需要充分体现电子设备的功能与整个系统的智能化，以统一的智能系统控制与管理所有的电子设备，并将所有有关的智能电子系统连接为一个完整而独立的整体。

1 需求分析

多媒体会议系统是集视频显示系统、会议扩声系统、会议讨论系统、集中控制系统、摄像自动跟踪系统、远程视频会议系统、表决签到系统、无纸化办公系统、录播录音系统、会务管理系统等为一体的综合性系统，通过高度集成化、智能化的管理实现系统间资源共享，为日常会议提供便捷、高效的使用环境。多媒体会议系统具有以下特点：

1)会议系统多，管理人员少

对会议室的管理以物业管理人员为主，且多数办公人员对会议系统的使用也不熟悉，即使经过一段时间的培训，能真正掌握会议系统的人员也寥寥无几，只是表面的简单操作。因此在会议系统在开始正式投入使用之后，如何减小管理人员将会成为一个问题。

对此，除了对管理人员进行全方位的培训以及对重要会议进行尽心尽力的保障之外，应在设计多媒体会议系统时，多采用智能化、数字化的产品，以机房的AV管理中心系统为核心并让其有机的组合起来，以近乎“傻瓜式”的图形化操作界面来面对最终使用人员，使整套系统的可操作性大大提高，并且更加人性化，同时整套系统的可靠性和稳定性也大大提高。

2)使用频率高，产品消耗大

办公楼内部的会议室使用频率很高，投影系统、扩声系统的使用频率最为频繁，不停的开关设备会对系统的造成一定的损耗，尤其是对投影机灯泡等易损耗品。质量不过关的产品也很容易在“使用疲劳”中出现问题，影响正常会议活动。

对此，应在设计时考虑配置的中控系统对投影机开关机时间进行锁定，防止投影机灯泡未完全冷却开启，保证灯泡使用时间；数字音频处理器也对所有的扬声器进行压限保护，防止会议活动可能出现的啸叫对扬声器带来的损伤。

多媒体会议系统应具有良好的用户界面和管理接口，采用菜单、按钮等直观的操作手段和面向目标的管理技术，透明软硬件的复杂性，为用户提供方便性和灵活性的设备管理和操作。

遵循“满足需要，经济合理”的原则，针对不同需求，建设多档次不同功能的会议室。

2 功能设计

在会议系统中相对比较重要和占有重要位置的是视频显示系统、会议扩声系统、会议讨论系统以及中控系统。这四个系统的建设直接影响整个会议系统；下面对四个系统中关键部分做简要论述。

2.1 视频显示系统

多媒体显示系统发展到今天，对显示的效果已从清晰变为高清的要求，而对一个系统来说要实现终端显示的高清效果，单单的要求终端设备的优良是远远不够的。而应从多媒体显示系统的源头到矩阵切换到中间传输，再到终端显示都要进行苛刻的要求。因此会议系统的多媒体显示系统中需采用高解析度的数码影碟机和电脑信号作为视频源设备，通过专用信号处理设备进行切换、均衡和放大处理后，通过高规格投影机等视频显示设备进行现场显示。在每个环节均对多媒体显示予以充分点还原。下面对多媒体显示系统设计中的几点关键数据进行分析：

1)视频信号的带宽

在传输信号严重扭曲或损失时，频率总范围，如图1所示。常用单位是KHz或MHz。

图1 信号严重扭曲或损失传输频率总范围

模拟音频信号的频响范围20 Hz～20 KHz，通过计算可以得出模拟音频信号的带宽至少是19.98 KHz。但是在音响行业一般会以“频率响应范围”来描述，比如说某某功放的频率响应范围是20 Hz～20 KHz@±1 dB。而作为视频设计中对带宽的计算则依据使用场合可能使用的信号格式的最大带宽的信号来设计。

列出举例500 m2演示及学术报告厅使用或可能使用的视频格式的带宽作为依据，如表1所示。

表1 500 m2演示及学术报告厅使用的信号——带宽对应表

2)选择合适的带宽范围

根据广电行业长期使用的经验，选择矩阵或其他的视频处理器材(如接口、扫描器等)的带宽最好是信号源带宽的2～3倍，同时，还应该注意所选择的器材带宽是否是在“满负载”的状态测试。视频系统中任何一个环节的周边设备(如电脑接口、选择切换器、信号处理器、矩阵切换器、分配放大器、传输线缆等)带宽不够，都会引起画面的模糊不清。

3)低频响应的重要性

电脑视频的低频段指0～10 MHz范围，低频段响应不良会造成画面出现拖影，这也是解释为什么传输线缆过长、阻抗匹配不良也会出现画面拖影的原因(直流成分衰减过多)。低频点0～10 MHz允许-1 dB的衰减以及+1 dB的增益范围。

4)系统的-3 dB衰减点

视频信号在理想效果内的传输带宽范围或传输距离称为-3 dB点，也称为1/2功率衰减点。在-3 dB点范围内，信号不会在处理或传输的过程中产生严重损失，任何有信号输入输出的器材都会存在带宽的限制。

如图2所示。

图2 视频信号与传输频率范围关系图

100 MHz测试信号在某个视频器材传输过程中，平坦的频率范围在-3 dB点之前。如果信号传输的电平超过了-3 dB点(100 MHz外)，可能会出现以下的问题：

a)由于信号电平的衰减造成了显示画面的亮度下降；

b)由于信号峰值的衰减造成了画面锐度和清晰度的下降；

c)由于同步信号相应的衰减对显示画面的稳定度也会造成影响。

2.2 会议扩声系统

本系统将扩声系统必须与建筑声学设计紧密结合，从而保证声音良好的还原和再现。为保证系统整体的先进性、优越性，其扩声系统的设计思想，设备要采用技术含量高的新科技产品。设计方案如下：

1)采用网络数字音频处理技术进行音频控制及处理，多功能集成化，计算机调试，可以预存各种使用模式(如各种视频放映模式、报告会模式、会议模式等)，数字处理化、多功能集成化、精度高、性能好、可靠性高并大大的降低了系统的故障率，避免了各离散设备的噪声叠加，可以节约资金，调用方便，操作简单，避免误操作；

2)采用能有力地抑制声反馈，提高传声增益；

3)为方便一些临时性的调整，配置部分传统模拟处理器材；

4)采用EASE 4.2软件进行计算机辅助声学设计，可以较为准确地计算出系统安装完毕后的扩声效果，使系统具有很高的可实施性，避免盲目设计；

2.3 发言扩声系统

对于多媒体会议系统应考虑其自身的使用要求和特点，设计方案如下：

1)所配设备考虑采用实力雄厚的先进厂商的较为成熟的主流设备，具备较长的平均无故障时间(MBTF)。

2)整体功能设计和具体设备选型以满足基本使用需求为出发点，不片面追求新奇特。

3)在满足现有需求的基础上，具备一定的先进性，但设备先进性以不牺牲可靠性为前提。

4)整个系统首先避免使用非工业标准格式，同时能够兼容目前已有的所有视音频格式，还必须具备对未来可能采用到的各类视音频格式的支持能力。高灵活性：整个系统从信号的转换、切换、传输到系统设备的集中控制均具备足够的灵活性，可实现各类信号从任意一点到其它点的自由传送，同时还具备在任意位置控制其它任意位置设备的能力。系统结构在需要的时候可以以最少的设备更新为代价进行调整。

5)考虑到当前应用的不确定性和未来可能出现的各类无法预测的其它应用方式，整个系统必须充分考虑系统的扩展能力，以适应未来潜在的应用需求。

6)会议系统的所有主要设备均能够在单一平台上进行集中控制，集控软件完全根据用户需求进行度身定制，控制系统具备友好的人机界面，通过预置模式等手段降低对操作人员的技术要求，提高设备的使用效率。

2.4 集中控制系统

需要达到扩声管理、视频显示管理、信号源控制、灯光控制、摄像控制等各种功能，设计方案如下：

1)采用先进成熟的影音、控制、会议、信息编辑发布的技术满足演示及学术报告厅以及多媒体会议室举办中、大规模会议，座谈会及工作交流需求，兼顾其它相关的管理需求，尽可能采用先进的技术以适应更高的语音、视频及音频的传输及良好效果的需要，使整个系统在相当一段时期内保持技术的先进性，以适应未来高服务质量及良好效果的需要。

2)为保证各项业务应用，影音、控制、会议、信息编辑发布系统及设备必须具有高可靠性，尽量避免系统及设备的故障。要对视频设备、音频设备、控制设备、会议设备、信息编辑发布设备及会议指引系统设备各个方面进行高可靠性的选择及建设。在采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的中央控制系统技术提供较强的管理机制、控制手段与事故监控等技术措施提高整个系统的安全可靠性。

3)影音、控制、会议、信息编辑发布系统及设备的技术是一个不断发展的技术，所以它必须具有良好的灵活性和可扩展性，能够根据使用者不同需要，方便扩展影音、控制、会议、信息编辑发布系统、兼容不断更新设备及技术的功能。

4)具备与多种影音、控制、会议系统、设备及计算机系统互连互通的特性，确保影音、控制、会议、信息编辑发布系统的设施及设备的作用可以充分的发挥。

5)充分考虑各种约束(包括用户单位的投资、经费、基建、通信、原有计算机的可利用性、管理水平与人员素质等方面的限制)，以较少的投资实现尽可能多的功能。

6)应以较高的性能价格比构建影音、控制、会议、信息编辑发布及会议指引系统，使资金的产出投入比达到最大值。能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运转，提供高效能与高效益。

7)由于影音、控制、会议、信息编辑发布及会议指引系统本身具有一定复杂性，随着业务的不断发展，系统及设备管理的任务必定会日益繁重。所以在影音、控制、会议、信息编辑发布及会议指引系统设计中，已建立一套全面的系统管理解决方案。影音、控制、会议、信息编辑发布及会议指引系统设备必须采用智能化，可管理的设备，同时采用先进的中央控制系统管理软件，实现先进的分布式管理。最终能够实现监控、监测整个系统的运行情况，可以迅速确定系统故障等。通过先进的管理策略、管理工具提高系统的运行性能、可靠性，简化系统的维修工作，从而为办公、管理提供最有力的保障。

8)采用建设方和使用方相结合的维护原则，实现建设和技术的双重作用，用户是最终的使用和维护者，为使用户真正的使用好中央控制系统，就有必要对用户进行技术培训，尽全力保证整个系统的可维护性。

3 项目实施

根据上文的功能设计，在实际生产应用中，设计并实现了审委会会议室系统，审委会会议室设备布置如图3所示。

省委会会议室：16.6 m×8.3 m，面积约138 m2，可容纳26人，定位为法院最高级别会议室：

1)显示系统：高清背投投影×2；

2)扩声系统：主扩扬声器2只，天花扬声器6只；

3)发言系统：桌面嵌入式发言系统(每席一套)；

4)高清摄像及自动跟踪系统：4台会议高清会议摄像机，摄像自动跟踪主机；

5)桌面无纸化触控系统：每席一套桌面无纸化触控系统；

6)信号处理和集中控制系统：信号切换、通过墙装IPAD实现灯光、窗帘环控以及会议设备的操控；

7)会议录制系统：2路高清录制信号，AV管理中心统一存储、编辑。

3.1 显示系统

大屏幕背后有一间设备间，深度在2 m左右。根据工程经验，投影背投的画面显示效果以及与装饰的配合效果大大优于正投。因此可将次设备间改造成投影背投间(兼具设备间功能)。

会场的层高仅为2.8米，屏幕的离地高度要达到1.2米，所以背投幕的高度为1.6米。如果按照单台投影机做背投，按照常规16：10的投影机宽高比光路来设计的话，屏幕的宽度就=1.6×16/10=2.56米，最后得出单台投影的屏幕尺寸为2.56 m×1.6 m。而VIP会议室宽度为10米，纵深为15.9米。整个房间面积接近160平米，2.56 m×1.6 m的屏幕尺寸显然是不够的，而会议室的层高又限死了屏幕的高度，因此本系统只能考虑屏幕尺寸的横向发展，也就是采用2台投影机做背投无缝拼接边缘融合。不仅打破了会场层高对投影尺寸的限制，还可以实现多画面任意漫游的多功能应用，尤其贴合视频会议时要求显示双流画面的功能要求。

采用无缝拼接边缘融合技术后，实现2台投影机分两组、1×2背投融合方式的大屏投影显示系统，显示在一体无缝背投硬幕上，融合率为30%，精度达到每像素点宽1.35 mm，高1.6 mm。投影总显示面积为5米×1.6米，显示总分辨率达到3 264×1 080。

3.2 高清摄像及自动跟踪系统

摄像自动跟踪是一种新型的设计思路，它可以接收发言者话筒的电平，并追踪、锁定发言者，对目标图像变焦放大。最后将发言者图像信息自动显示到相应的屏幕上。这些动作全部由系统自动完成。

本系统设计的自动跟踪控制器一端通过串口连接数字会议主机，另一端通过网络连接至中央控制单元(如Crestron或AMX等)。扩展性得到了可观提升，可以同时使多个摄像机同时融入自动跟踪系统中，每个摄像机可以独立分管一片区域，当然也可以让两个摄像机从不同角度同时拍摄当前发言者，而另一个则负责拍摄会场全景，如图4所示。

图4 自动跟踪控制器挂载示意图

3.3 桌面无纸化触控系统

随着绿色无纸化办公需求的推出，为了体现当前最前沿技术、最新产品和解决方案的展示窗口与体验平台——桌面无纸化触控系统取代了传统的桌面升降屏系统，不仅可以自由模式的阅读各种报刊、电子化会议文稿，还能像iPAD操控界面那样选择观看各种企业宣传片、相册和多路实时的流媒体视频，甚至可以选择各种会间服务，如倒水、咖啡、递毛巾等。

3.4 数字信号处理系统

通过Crestron DM平台完成了视频的2D、3D以及音频的多元化、立体化的综合传输平台，完成了目前所有ITAV行业的主流音视频信号的传输，完成多会议室信号的全集中全共享。DM平台中支持及传输的视频信号有以下各类常见模拟与数字信号。

系统的传输介质通过单根CRESTRON原厂电缆及单根多模光纤均可，布线较传统方式简单方便许多。传输距离根据信号源像素时钟或带宽加以控制。(距离问题需项目工程师充分考虑，系统搭建完成之后对用户而言将一劳永逸，不必像担心搭建传统信号处理系统时因为考虑不到将来需要增加什么样的信号源而不知道布什么样线缆而烦恼，DM平台的传输介质不管是光纤还是铜缆都能满足以上介绍的信号格式的传输。)

3.5 数字发言扩声系统

该子系统为会议室会议发言构建多席位、高保真的发言设备网络，提供有效的话筒管理手段，保证会议室的发言秩序。发言系统是会议室的基本功能之一，而使用传统的模拟话筒抗干扰能力较弱。同时，对于会议室灵活变动的要求，模拟话筒使用起来也比较麻烦(每个话筒都要一个单独的线路)。 而数字话筒在这些方面做的就比较完善。在数字发言系统中，会议主席可以利用主席机上面的话筒优先键使所有正在发言的代表话筒暂时或永久静音，使主席能掌握控制会议的权利。而且所有的话筒采用手拉手的方式连接，只要从控制室引一路线到会议室就可以让整个发言系统运行起来，安装拆卸都特别方别方便，大大提高了会议的灵活性，满足会议室灵活变动的特性。

数字话筒采用简单的网络系统处理和传送数字信号，大幅度改进了音质，在传输过程中，音频信号的质量和幅度都不会衰减，因此，每一个与会代表都可以听到稳定、纯正的声音。DCN从根本上消除了一般会议系统的缺陷如干扰、失真、串音等。

同时，在整套数字发言系统中还有一台起到集中控制作用的中央控制器。它在会议室举行较小会议的时候无须使用机务员，可以自动运行方式进行工作。

3.6 集中控制系统

控制管理系统是建立一个可对所有系统设备进行集中操作、控制的网络管理系统。简化设备的操作，提高工作效率。可以实现一些分散子系统无法实现或难以实现的功能。

该部分的后台设备是控制主机以及针对各种受控设备设计的相当完备的网络设备，在系统功能确定、控制点到位后，该部分完全固定，不再需要控制人员进行任何手动操作系统每个设备。本项目中3F、4F会议室共享一套控制管理系统平台。

3.7 会议录制系统

采用模块化设计，支持多会议室录制管理，多路可视信号的任意组合录制、直播和点播。可以实现对复合视频等标清视频信号、VGA、以及色差、DVI、HDMI、HD-SDI等高清视频信号和1路音频信号的任意组合的录制、直播、点播、多流模式存储、本地预览、本地回放。

4 总结

对于多媒体会议系统，并不需要选用当今最先进的技术与设备，造成盲目浪费，而是要面对项目自身的功能需求、定位及将来技术及用户管理发展趋势等加以全面考虑，构架实用的、稳定的、性价比高的、可扩展的系统。设备选型和系统设计要在确保用户需求、系统集成要求的前提下具有良好的经济性，特别是考虑到不同区域和楼层在使用功能上的区别，重点充分考虑对关键性和非关键性产品的差异化设计，在实用性和经济性中找好平衡点。避免盲目性和随意性；选择技术先进、具有一定代表水平并且成熟的产品来建设信息系统。本文通过架设集中式的音视频信号处理平台，实现各多媒体会议室内音视频信号的全集中全共享。打破了不同平面和楼层的物理格局，对于一个现代化的小型会议中心而言，设计、建设时需要考虑的的不仅仅是一间间的会议室，本系统站在整体的、全局角度的去规划和建设。通过AV管理中心，为用户定制开发控制软件，完成对本项目所有房间内核心设备的全集中全管理。

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DesignandApplicationofMultimediaConferenceSystem

Zhang Xinglong
(Shanghai Golden Bridge Info Tech Co., Ltd. Shanghai 200030)

With the increase of the communication information and the high efficiency of the meeting, the traditional conference mode has not been able to organize, collect and store the information in a timely manner. Most enterprises not only need to solve the routine office, business management, information exchange and other conventional collaborative functions, and in the instant communication, data sharing, mobile office, etc. Therefore, how to design a low cost, high performance, high integration, and intelligent multimedia conference system is imminent. In the analysis of the enterprise for multimedia conference system demand, this paper designs and implements a multimedia conference system set up by the centralized, shared the multimedia conference room audio and video signals. The system breaks the physical structure of the different plane and floor, through the AV management center, for the user to customize the development of control software, the completion of the project in all rooms of the core equipment of the whole management.

Multimedia; Video display; Sound amplifying; Centralized control

张兴龙(1980-)，男，本科，工程师，研究方向：AV系统。

1007-757X(2017)11-0051-05

TP311

A

2000.00.00)