影响视频会议系统音频效果的主要因素分析【介绍】

影响视频会议系统音频效果的主要因素分析

I.网络的服务质量

目前，视频会议系统常用的网络有两种:E1专线和IP。E1专线基于电路交换和时分复用，能够提供端到端的专属带宽，因此网络本身具有完善的传输质量保障机制。在大多数情况下，传输设备和传输线路的质量是影响E1专线传输效果的主要因素。对于这样的因素，我们往往可以通过更换传输设备，降低线路的误码率来改善。

而IP网络基于统计复用和分组交换技术，当需要同时传输语音、数据、视频等多种业务时，其传统的尽力交付该机制暴露出许多问题，其中最重要的是它不能为每个服务提供端到端的带宽保证，这将导致较大的传输延迟和抖动。因此，必须通过技术手段优化IP网络，减少网络本身对视频会议系统的影响。目前，这些技术手段已经发展成为IP系统的一个重要分支，即服务质量(QoS)。

所谓QoS是指网络通过各种技术为特定网络流量提供更好服务的能力。其主要目的是实现优先级控制，包括带宽、延迟、抖动和丢包。几乎所有网络都可以利用QoS来获得最佳效率。

QoS技术可以分为三类，包括尽力服务、综合服务和区分服务，其中区分服务应用最为广泛。在区分服务中，网络根据每个包的QoS标志对包进行分类、排队和管理。这些标记可以是IP地址、TCP端口号或IP数据包中的特定字段。

在实际的网络规划中，要求网络设备(如路由器)能够借助复杂的流量管理系统，通过各种技术提供QoS保障机制，根据业务的类型划分不同的优先级，如语音最好，视频次之，数据最后，然后根据这些优先级分配网络资源。

对于视频会议，为了保证视频业务的带宽，路由器必须能够对IP数据流中的视频业务包进行识别和分类，然后通过拥塞管理机制提供带宽保证和优先级交付服务。这样，在网络拥塞时，语音和视频业务的传输效果才能得到保证。目前主流路由器厂商可以提供基于分类、标记和拥塞管理的QoS支持。

二、单片机和终端的性能

除了网络要提供良好的QoS保证机制外，视频会议系统设备本身也要有良好的性能才能真正保证会议效果。这些性能因素包括系统采用的视音频编解码技术、设备的设计结构、设备本身对恶劣网络环境的适应能力等方面。

1.视音频编解码技术

视音频编码技术是视频会议系统的关键技术指标，是影响会议效果的重要因素。目前，视频会议系统中使用的视频编码技术主要有H.261、H.263、H.264、MPEG-2、MPEG-4等。，音频编码技术主要有G.711、G.722、G.728、G.729、MP3等。

其中，H.264和MPEG-4这两种视频编码技术可以在低带宽下实现高清的运动画面效果，其编码时延较小。作为新一代视频编解码标准，它们的优势非常明显。

在音频编码方面，MP3是一种高效的音频压缩算法，其频率响应范围在20Hz到20KHz之间，采样频率达到44.1KHz，并且支持双通道编码，因此得到了广泛的应用。

2.设备的设计结构

在许多早期的视频会议系统中，MCU和终端都采用PC作为硬件结构， *** 作系统基于Windows。这类设备在编解码性能、包转发效率、稳定性、安全性等方面都有很大的局限性。，导致视频和音频质量低，会议延迟大。

作为专业的会议室应用，现在的视频会议系统大多选择基于嵌入式设计架构的MCU和终端设备。这主要是因为嵌入式系统指令简洁，实时性高。结合专用编解码DSP，可以实现高质量、低延时的视音频信号处理，具有较高的稳定性和安全性。

3.设备对恶劣网络环境的适应性

网络QoS可以在一定程度上保证视频会议的传输效果，但效果非常有限，尤其是在一些恶劣的网络环境下。视频会议系统设备本身对恶劣网络环境的适应性也会对会议效果产生很大影响。这些自适应能力包括IP优先级设置、IP分组排序、IP分组重复控制、IP分组抖动控制、分组丢失重传和自动速率调整。

1)IP优先级(IP优先)

网络在规划区分服务模式的QoS技术时，可以通过多种匹配手段对进入数据网络的业务包进行分类，包括IP地址、IP优先级等。

其中，音频、视频和RTCP(多播)数据流可以通过使用IP包中的IP优先级部分来区分优先级。当网络中使用IP优先进行流量匹配时，视频设备发送的修改了IP优先字段信息的视音频包可以排队，保证视频会议码流的优先传输。

2)IP数据包排序

通常，网络的尽力传送机制不能保证其转发分组的正确顺序。对于H.323视频会议系统，如果视频设备按顺序接收IP包，会带来乱序的问题，包的丢失或延迟会导致视频图像的冻结或声音的中断或抖动。

这个问题可以通过视频设备支持的IP分组分类功能来解决。当IP包到达时，视频设备将验证它们的顺序，并将无序的包返回，以保持发送给最终用户的音频和视频流的连续性。

3)IP分组重复控制

当一个IP包经过运营商网络时，可能会产生多个副本，或者当系统为了适应恶劣的网络环境，可能会采用重传机制时，也会产生多个副本，从而造成视频图像的冻结或者声音的中断。支持IP包重复控制的视频设备可以通过此功能纠正这一错误，以保持发送给最终用户的音频和视频流的连续性。

4)抖动控制

当音频和视频IP包离开发送方时，它们以规则的间隔均匀排列。经过网络后，由于延迟大小不同，这种均匀的间隔被破坏，产生抖动。抖动会导致目标终端上的音频和视频流不连续。支持抖动控制的视频设备可以通过抖动缓冲区消除抖动，以保持最终用户接收的音频和视频流的连续性。

5)丢包重传

当网络拥塞严重时，网络设备(如路由器)会根据缓存大小和相关处理机制丢弃一些视频包。在视频会议系统中，视频包是通过UDP协议传输的，UDP本身没有重传机制，所以会导致接收端出现图像丢帧或马赛克。支持丢包重传的视频设备，通过增加丢包检测和重传机制，可以保证会议图像的连续性。

6)自动速率调节技术

在一些恶劣的网络环境下，降低会议比特率有助于提高视音频的连贯性和实际效果。如果视频设备支持动态速率调整技术，终端和MCU可以通过检测网络上的有利和不利因素，自动适应网络的容量和性能，通过动态调整视频会议比特率，为最终用户提供尽可能好的视频质量。

视频设备的自适应带宽调整功能主要是通过检测丢包率来实现的。如果终端检测到丢包率超过指定阈值，它将自动降低视频会议比特率，同时通知其他参与终端也这样做，从而提供具有最佳视觉和听觉效果的会议比特率。

7)唇音同步技术

在视频会议系统中，视频信号和音频信号是分开编码和传输的。由于IP优先级和视音频包大小的影响，视音频同步包的到达顺序会有所不同，导致假唱。

影响唇形切分的因素主要有两个:网络传输延迟和视音频处理延迟。

当音频和视频分组离开发送方时，音频分组与相应的视频分组同步。但是在通过承载网时，各种排队算法会对音频数据包和视频数据包进行不同的处理。这将扰乱音频数据包和相应的视频数据包之间的同步关系。最终的结果就是声音和嘴巴不同步。支持唇形同步的视频设备可以通过在ip数据包中使用RTP时间戳信息来解决这个问题。使用RTP时间戳，设备可以确定哪个音频分组对应于哪个视频分组。进一步重新调整相应的影音包，保证声音和口型的同步。

在发送端，处理音频所花费的时间不同于处理视频所花费的时间。影响这个问题的因素包括声速和光速的差异，房间的大小和形状，以及音频和视频编码算法的复杂性。支持唇形同步的设备为了避免时差，可以在音频流的起点增加一定的延迟，以达到声音和口型的同步；您还可以增加或减少接收端的音频延迟，以纠正发送端不适当的延迟设置。因此，当远程会场接收到视频会议声音和图像时，可以实现唇同步。

4.音频处理技术

1)自动回声抑制

当举行多点视频会议时，每个会场的音频编码器将音频包传送给MCU，MCU将发言会场的音频包广播给所有其他会场。视频会议终端接收到音频包后，将解码后的音频流与本地输入的音频流进行比较，去掉相同的部分，这样本地的声音就不会从自己的会场扬声器出来，造成音频振荡，从而避免回声。

2)自动增益控制

因为优先视频会议，全向麦克风放在会场中央，使得每个发言人由于离麦克风的位置不同，从麦克风接收到的电平也不同。

为了保证传输到远处的音频电平的稳定，编码时要进行音频增益处理，保证一定范围内的扬声器说话音调一致，这样远处会场的声音就不会忽高忽低。

3)背景噪声消除

会议过程中难免会有一些环境噪音，比如空音、风扇、交流电等电器设备，严重影响会议的音频质量。

自动噪音抑制系统会根据音频的电平和时长判断是否是环境噪音，并进行处理，达到良好的声音会议效果。

三。会议室设计

会议室的设计也是影响视频会议效果的重要因素之一，包括会场设备、会场布置、会场环境等。会议室的设计内容涉及面很广，空间有限。下面我们只列出一些因素和建议。

场馆设备包括摄像机、电视、麦克风、音响系统等特定的音视频信号输入输出设备。结合不同的会场布置和装修条件，这些设备应该有不同的配置，这样才能真正保证会议效果。比如场馆的扩声系统，一定要和场馆的布局配合好，才能真正保证其效果。专业的扩声系统设计依赖于复杂的声场测试和反复调试过程。

场馆布局包括整体设计、场馆面积、场馆装修等。：

1)会场的整体设计要能逼真地反映现场的人和景，让与会者有临场感，从而达到视觉和语言信息交流的良好效果。会议室内传输的图像，包括人物、场景、图表、文字等。，应可清楚识别；

2)场馆面积建议平均每人2.2平方米；

3)为了防止颜色引起人的相机拍摄抓住光还有反思效果，所以背景墙要有统一的浅色，一般是米色或灰色，以使相机镜头的光圈设置得当，而房间的其他三面墙、地板、天花板禁止使用黑色或亮色的饱和色，一般是浅蓝色或浅灰色等。，并且每面墙都不适合使用复杂的图案或悬挂复杂的框架，以免摄像头移动或缩放时图像模糊，增加编码开销；

4)会议桌成行排列。为了减少面部阴影，要求使用浅色桌面或桌布。麦克风和桌面之间最好加一层软性材料，以免撞击桌面时产生太大的噪音；

5)尽量使用舒适的椅子。同时，椅子不要装脚轮，限制移动，防止离开镜头；

6)为了保证隔音，地面要铺地毯，天花板要铺隔音板，四周墙壁要铺隔音毯，窗户要装双层玻璃，桌子要铺桌布；

7)照明照度是视频会议室的基本必要条件。因为视频会议的时间是随机的，所以室内要使用人工冷光源，避免自然光。会议室的门窗要用深色窗帘遮住。光源对人类视觉没有不利影响。选择三色灯(色温3500K)比较合适。

场馆环境包括室内环境和周边环境:

1)会议室应安装空音，营造稳定的温湿度环境。空音的噪声应该相对较低。如果室内空音太大，会大大影响会议室的音响效果。会议室空气体要流通；

2)会议室应设置在远离外界的位置。会议室的设置应满足防泄漏、使用方便、尽量减少外界噪音干扰的要求。