论提高多媒体视频会议系统上有良好视音频效果的途径

2022-08-03天水广播转播台郭小敏

数字技术与应用 2022年7期

天水广播转播台郭小敏

本文从多个方面详细的阐述了多媒体视频会议系统的组成和功能。多媒体信息技术将音像技术、计算机技术和通信技术紧密地连接起来，依靠数字通信网络，把与全省的声音、图像、动画、数据、文本等达到相互交流与共享，让人有身临其境面对面的虚拟现场，要使与全省的声音图像更清晰，视频会议效果更好，就要使用音频压缩处理技术，对音频采集语言编辑数据压缩，通过大规模的集成电路可以把模拟信号转换成数字信号，达到视音频的同步进行，它的优点是节约会议经费和时间，提高开会的效率，增加参会人员人数、异地合作、远程审议等，多媒体视频会议系统安全、稳定、快捷方便，被大众广泛使用和喜爱。

近年来，随着信息技术的发展，过去简单的语音和文字通信已不能满足广大人民的需求，推出融合图像、文字和语音的多媒体视频会议系统，其优势在于能够实现点对点以及多点对多点的通信，实现数据、音频和视音频等多媒体信息都能够在同个传输线路上承载，同时多媒体通信具有交互性、实时性的特征，各个地点参与会议人员活动实时情况、文件以及会议内容等都能够以新闻方式传到到所有会场。如何使这种新型的通信业务具有良好的视音频效果，发挥其快速高效的作用。本文从以下三个方面进行阐述。

1 多媒体视频会议系统网络的服务质量

多媒体视频会议系统是一种让身处异地的人通过某种传输介质实现“实时·可视·交互”的多媒体通讯技术[1]。也可以通过现有的多种电器通讯传输媒体的图像和信号，从而将人物的静态和静态图像、语音、文字、图片等多种信息分别传输到各个用户的终端设备上，使得在地理上分散的用户可以共同集中在一起，通过图像、声音等多种方式交流信息、处理业务，增加双方的理解能力，能达到让身处异地的人有一种身临其境地参加同一会场会议的感觉效果。目前广泛应用被大众所喜爱。它的组成包括服务器、会议室终端、PC桌面型终端，电话接入网络、网闸等几个部分，各种不同的终端都进入MCU进行集中交换，组成一个视频会议网络。语音会议系统可让所有桌面用户通过PC参与语音会议，它集中精密、节省空间、使用方便、易于维修、系统稳定可靠、可视化管理、操作方便、一目了然、简单易用。互联互通、控制、录播多方交互。各个会议室之间可视频数据共享，节省操作人员工作强度[2]。

用户服务请求向提前预定的服务质量参数进行映射，实现与网络资源以及系统的对应就是网络服务质量。它的主要目的是实现优先权控制，包括网络都是利用服务质量的优势来获得最佳的效率。服务质量技术分成差分服务、集成服务和尽力而为服务三种，使用最广泛的就是差分服务。对于差分服务来说，以每个数据包服务质量标记为依据，网络完成数据包分类、排序及管理。标记包括TCP端口、IP地址或者IP数据包制定字段。视频会议系统常用的网络系统有IP网，而IP网是基于统计复用和分组交换技术，如果要求数据、音频和视频等同时进行传输，采取原来的尽力传输方式显然无法满足需求，最明显的问题就是所有业务的端对端宽带保证难以实现，传输过程的抖动和延时问题较为明显。因此，要利用技术方法改进IP网，使视频会议系统受到网络影响程度控制在最低水平，进而使线路误码率降到最低。

为了保证网络业务获得相应的服务质量，ATM交换技术中，拥塞是指交换机的处理能力小于当前要求转发的数据量，显然拥塞的发生将造成数据传输延迟。对于拥塞控制，经常应用的方法有资源预约、接纳控制以及以速率为基础的拥塞控制手段。协议直到拥塞发生时，才能告诉网络的发送端去放慢发送速率。还需要利用网络设备路由器，将设备在网络层实现相连，实现协议转换和路径选择，帮助配合选择最佳的输送信息途径，利用各种技术对繁琐多样的流量管理资源使其质量得到保证，并以业务类型进行优先级别的设定，即语音优先，其次是视频，最后是数据，再通过优先级完成网络资源配置。

在视频会议中，带宽保证是非常重要的，路由器应当利用IP数据流对视频业务数据包进行辨别并完成分类，接下来利用拥塞管理机制为带宽提供保证，同时提供优先传输服务。由此，网络拥塞现象出现后，音频与视频传输就不会发生拥塞。大部分主流路由器的商家都会在拥塞管理、标记和分类等方面提供质量与技术支持。

2 媒体视频会议系统的设备要求

视频会议系统中最重要的设备之一就是多点控制单元MCU（Multi Control Unit），视频会议系统的关键设备是多点控制单元，它相当于一个交换机，将来自各个会议场所的信息流经过同步分离后，提取音频、视频、数据、文本等信息指令，再将各个场所的信息和指令传送到同一种模拟处理器，完成相应的音频、视频混合切换，经过一系列的打包技术、信息处理技术，把各种资料重新组合出来，送给相应的终端系统设备。其作用是实现数据信号和视频语音之间的转换、采集视频信号、编辑、处理、视频音频数据信号的输出、编码压缩与解码，然后筛选出符合要求的压缩码向信通传递，再将标准压缩码通过信道向终端传输，最终得到控制信号，包括传递密钥管理标准、终端呼叫控制处理器、指示信号以及同步控制信号等。

服务质量保障制度的提供是视频网络的职责之一，除此之外，确保其设备性能的优良也是非常重要的，这是视频会议系统效果优良的基础。性能方面主要是指设备适应恶劣网络环境的能力、设备技术设计结构以及视音频解码编码技术和音频处理技术。

2.1 设备对恶劣网络环境的适应能力

网络服务质量虽然能够对视频会议传输效果提供一定保证，然而其发挥的作用毕竟受限，特别是网络环境较为恶劣的情况下这种限制会更为显著。恶劣的网络环境会影响视频会议系统设备，进而导致会议效果不好，主要包括IP包控制的重复性、IP报排序、IP优先权设定、速率自行调节、丢包重信传输以及抖动控制等。

2.2 设备技术的设计结构

PC是传统视频会议系统中内部的MCU与终端最常用的硬件结构，操作系统都是要以Windows为基础。这些设备从编码解码的性能、包转发效率、安全性和稳定性等性能上的局限性都相对较大，因此视音频质量也难以提升，延时情况过于严重。

视频会议系统通常是在会议室中使用，该系统大部分都会选择以嵌入式结构的MCU与终端为基础，其主要原因就是嵌入式在指令上更加精简，而且能够保证较高的实时性，与专业的编解码DSP配合应用，可以保证视音频信号处理的质量更高，而且延时也非常低，安全性与稳定性都更强[3]。

2.3 视音频编解码技术

视音频编码技术对于视频会议系统来说是非常重要的技术，对会议效果有重要影响。MPEC视频主要压缩位速率大概是1.5Mbps全屏幕运动图像的数据，MPEG音频主要压缩每通道位速率是64Kbps和192Kbps的数字音频信号。在当前的视频会议系统中H.261、H.263、H.264、MPEG-2、MPEG-4等是应用最为广泛的视频编码技术，G.711、G.722、G.728、G.729、MP4是应用最为广泛的音频编码技术，H.264和MPEG-4技术可以在低带宽下保证动态图像效果的高度清晰。MP4是一种高效的声音压缩算法，正在获得越来越广泛的应用和听众的喜爱。

2.4 音频处理技术

音频处理技术可从以下几个方面进行考虑：（1）多点视频会议过程中，所有会场的声音编码器均会向MCU传输音频包，再经过MCU向其他会场传输音频包，MCU相当于视频会议的服务器，各分会场可以通过MCU达到音视频互通。音频包被会议终端成功接收以后，成功解码并将音频数据流和本地音频数据流电平进行对比，将相同部分清除，经过这些处理以后，会场扬声器中不会出现本地声音，音频振荡不会发生，进而同声就成功避免；（2）视频会议中咳嗽、风扇、设备声音、开关门声音与空调等噪声是不可避免的，自动噪声抑制系统对音频大小进行判断，进而对噪声进行控制，对会议效果提供保证；（3）视频会议系统采用每个发言者使用单独麦克风，这就需要操作人员有经验和操作水平，保证每个发言者的音频电平保持基本一致。为保证远程音频传输过程电平更加稳定，要将增益处理过程加入到编码过程，这样在特定范围发言人发言的音调都是一致的，会场内声音会较为稳定。自动调节话筒音量大小，确保音质在适合范围内进行语音交流，通过对音频传送的处理，消除室内产生的回音干扰，提高对不同声音的频率识别度，降低机器运行，空调制冷等常温噪声，提高语音清晰识辨率。采用专业的视频编码技术实现1080p的高清画质，先进的QoS语音包技术保证网络在丢包40%的情况下视频不卡顿，70%以上丢包音频清晰流畅，音频视频传输依然流畅，效果最佳。

3 多媒体视频会议系统会议室的设计要求

会议室设计也会一定程度上对视频会议视音频系统的效果产生一定影响，它涉及的内容十分广泛，包括会场设备、布局、环境和座位等，能让与会者看清各个会场的主要坐席人物的形象和所展示的文件资料，能听清楚发言人的声音。

如图1所示，在视频会议系统应用以后，与会者在具有特殊设备的会议室中时，这个会议室就如同收发站点，能够和其他地区具有相似设备的会议室实现实时性交互与通信，这样多点视频会议就能够实现。因为会议室内参与会议的人员众多，所以视听效果也需要不断提升[3]。视频会议系统通常是由大屏监视器（1台或2台）、高分辨率的专业图像摄像机、高质量视频监视器、控制设备与复杂音响设备构成的。专业的扩声系统设备必须与会场布局很好地匹配才能保证其效果，让前后、左右的会议者听到清晰的声音，这主要依赖于复杂的声场测试和反复的语音调试。