高清视频会议系统的关键技术

文/黎亮 王彦昱 黎明

视频会议是目前高校、企业、政府部门等进行会议交流的主要工具，随着科学技术的不断发展，视频会议使用部门对视频的图像质量、画面传输的及时性等方面提出了更高的要求，使得高清视频会议逐渐取代了传统的视频会议，主要通过先进的高清视频编解码技术、高清音频编解码技术、网络通信协议技术、图像标准技术等技术实现视频图像的高清传输，打破了传统人们交流和沟通在时间及空间上的限制，具有良好的发展前景，基于此，本文结合理论实践，对高清视频会议系统的关键技术做了如下分析。

1 高清视频会议系统的结构组成

高清视频会议系统的主要协议为H.323通信协议，由MCU多点控制单元、视频会议终端、网关、网闸等结构共同组成，终端通过MCU进行集中交换，从而形成一个视频会议系统，具体结构图如图1所示。

1.1 MCU多点控制单元

MCU是高清视频会议系统的关键设备，和交换机的功能类似，主要负责图像、语音、数据信号之间相互交换，工作速率在64kbps～8Mbps之间。由控制单元、媒体处理单元、接口单元共同组成。可对视频信号直接采集和分配，当一个人在发言时，其图像信号会快速传输到MCU上，MCU将其切换到其他人终端设备画面上。通过广播的方式将数据传输到其会议参与人的终端上。在语音信号处理时，分为两种情况，如果只有一个人发言，在MCU会把音频信号切换到其他人的终端上。如果在一次会议上同时有多个人员发言，则MCU会挑选出电平最高的音频信号，切换到其他人员的终端上。

1.2 视频会议终端

根据终端结构和特性的不同，视频会议终端可分为两部：

（1）硬件终端；

（2）软件终端。

硬件终端主要由视频编解码和音频编解码组成。软件终端指的是在计算机上直接部署的客户端软件，再配置上视频采集卡、摄像头、麦克风、有源音箱就可以开始视频会议。

1.3 网关

在高清视频会议系统中，网关的主要作用是将不同的设备连接为一个整体，在不同的网络中也可以进行互通互联，网关的应用为不同会议场景同时召开会议提供了基础条件。

1.4 网闸

虽然网闸是高清视频会议系统中一个可有可无的设备，但为提升视频会议系统的安全性，仍然有很多视讯设备生产厂家将其融入高清视频会议系统中，具有转换地址、许可控制、宽带控制的功能。

2 高清视频会议系统的关键技术

2.1 网络通信协议技术

目前高清视频会议系统常用的通信协议有两种，一种是H.323协议，另一种SIP协议。二者的共同点是：都对IP电话系统信令提出了完整的解决方案，可作为多媒体通信的应用层控制协议，都可通过RTP作为媒体传输协议。不同之处在于，H.323在应用时采用了传统的电话信令模式，而SIP则采用了其他互联网协议，属于一种基于文本的协议。总而言之，H.323的协议集比较成熟，并且产品比较丰富，符合高清视频会议系统对多元化通信的需求，可以和传统的电话网相互连接。而SIP以互联网协议为标准，设计风格比较开放、简练，但我国目前大型组网还不够成熟，难以大范围推广应用。相比而言，H.323协议才能高清视频会议系统的主流协议。

2.2 视频编解码技术

视频编解码技术是高清视频会议系统的关键技术之一，因为，只有高效、高质量的视频编码器才能提供高清的视频服务，目前在高清视频会议系统中常用的视频编解码技术也有两种，一种是MPEG-2，另一种是H.264。二者相比，H.264视频编解码包含了MPEG-2视频编解码的优点，不但可以充分满足高清视频会议对视频编解码的实际许需求，而且还能视频中的各项数据进行整合处理，无论是技术上，还是应用效果上H.264视频编解码技术都有明显的优势，目前，高清视频会议领域，各大主流厂家都采用H.264视频编解码来研发高清视频会议系统。

2.3 音频编解码技术

图1：高清视频会议系统的结构组成图

在视频会议标清时代，主要采用ITU标准作为音频编解码技术，但此项技术只能进行单声道传输。而在高清视频会议系统的背景下，为提升参会人员的收听效果，需要采用多声道来传输音频。采用MPEG标准作为音频编解码技术，同时还兼容G系类窄频音频编码协议，可和老设备实现互通，为确保能听到更加清晰的数字音频，需要在音频编解码中加入AEC技术、AGC技术以及ADS技术等，降低噪音对高清视频会议音频的影响。

3 结束语

综上所述，本文结合理论实践，分析高清视频会议系统的关键技术，分析结果表明，随着科学技术的不断发展，网络技术和视频技术愈发先进，为高清视频会议系统的实现提供了基础条件，高清视频会议系统具有很强的技术性和综合性，需要网络通信协议技术、高清视频编解码技术、高清音频编解码技术、图像标准技术的支持，才能为参加会议人员营造一种更加清晰、更加舒适、更加便捷的会议环境，打破了传统沟通和交流在空间和时间上的局限性，为各行各业的发展提供了一种方便快捷的沟通方式。