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視頻會議系統(tǒng)的主要功能及其實現(xiàn)原理

編輯：青島億恒升智能控制有限公司 黨經(jīng)理 發(fā)表日期：2017-01-19 （盜版追究法律責(zé)任）

一般而言，視頻會議的主要核心功能是:多人語音、多人視頻、公共電子白板、會議房間管理。

本文我們將介紹視頻會議系統(tǒng)的主要功能及其實現(xiàn)原理，后面有空在介紹詳細每個功能的詳細實現(xiàn)細節(jié)。

一.語音通話

1.基礎(chǔ)模型

在視頻會議中，網(wǎng)絡(luò)語音通話通常多對多的的，但就模型層面來說，我們討論一個方向的通道就可以了。一方說話，另一方則聽到聲音。看似簡單而迅捷，但是其背后的流程卻是相當(dāng)復(fù)雜的。我們將其經(jīng)過的各個主要環(huán)節(jié)簡化成下圖所示的概念模型:

這是一個最基礎(chǔ)的模型，由五個重要的環(huán)節(jié)構(gòu)成:采集、編碼、傳送、解碼、播放。

語音采集指的是從麥克風(fēng)采集音頻數(shù)據(jù)，即聲音樣本轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。其涉及到幾個重要的參數(shù):采樣頻率、采樣位數(shù)、聲道數(shù)。

假設(shè)我們將采集到的音頻幀不經(jīng)過編碼，而直接發(fā)送，那么我們可以計算其所需要的帶寬要求，仍以上例:320*100 =32KBytes/s，如果換算為bits/s，則為256kb/s。這是個很大的帶寬占用。而通過網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控工具，我們可以發(fā)現(xiàn)采用類似QQ等IM軟件進行語音通話時，流量為3-5KB/s，這比原始流量小了一個數(shù)量級。而這主要得益于音頻編碼技術(shù)。 所以，在實際的語音通話應(yīng)用中，編碼這個環(huán)節(jié)是的。目前有很多常用的語音編碼技術(shù)，像、iLBC、AAC、SPEEX等等。

當(dāng)一個音頻幀完成編碼后，即可通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給通話的對方。對于語音對話這樣Realtime應(yīng)用，低延遲和平穩(wěn)是非常重要的，這就要求我們的網(wǎng)絡(luò)傳送非常順暢。

當(dāng)對方接收到編碼幀后，會對其進行解碼，以恢復(fù)成為可供聲卡直接播放的數(shù)據(jù)。

完成解碼后，即可將得到的音頻幀提交給聲卡進行播放。

2.高級功能

如果僅僅依靠上述的技術(shù)就能實現(xiàn)一個效果良好的應(yīng)用于廣域網(wǎng)上的語音對話系統(tǒng)，那就太easy了。正是由于很多現(xiàn)實的因素為上述的概念模型引入了眾多挑戰(zhàn)，使得網(wǎng)絡(luò)語音系統(tǒng)的實現(xiàn)不是那么簡單，其涉及到很多專業(yè)技術(shù)。一個“效果良好"的語音對話系統(tǒng)應(yīng)該達到如下幾點:低延遲，背景噪音小，聲音流暢、沒有卡、停頓的感覺，沒有回音。青島視頻會議系統(tǒng)安裝公司 -青島寶利通視頻會議 -青島華為視頻會議系統(tǒng)銷售商。寶利通視頻會議系統(tǒng)青島經(jīng)銷商；索尼視頻會議系統(tǒng)青島銷售商；華為視頻會議系統(tǒng)青島銷售商；

對于低延遲，只有在低延遲的情況下，才能讓通話的雙方有很強的Realtime的感覺。當(dāng)然，這個主要取決于網(wǎng)絡(luò)的速度和通話雙方的物理位置的距離，就單純軟件的角度，優(yōu)化的可能性很小。

(1)回音消除

現(xiàn)在大家?guī)缀醵家呀?jīng)都習(xí)慣了在語音時，直接用PC或筆記本的聲音外放功能。當(dāng)使用外放功能時，揚聲器播放的聲音會被麥克風(fēng)再次采集，傳回給對方，這樣對方就聽到了自己的回音。

回音消除的原理簡單地來說就是，回音消除模塊依據(jù)剛播放的音頻幀，在采集的音頻幀中做一些類似抵消的運算，從而將回聲從采集幀中清除掉。這個過程是相當(dāng)復(fù)雜的，因為它還與你時所處的房間的大小、以及你在房間中的位置有關(guān)，因為這些信息決定了聲波反射的時長。 智能的回音消除模塊，能動態(tài)調(diào)整內(nèi)部參數(shù)，以適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境。

(2)噪聲抑制

噪聲抑制又稱為降噪處理，是根據(jù)語音數(shù)據(jù)的特點，將屬于背景噪音的部分識別出來，并從音頻幀中過濾掉。有很多編碼器都內(nèi)置了該功能。

(3)抖動緩沖區(qū)

抖動緩沖區(qū)(JitterBuffer)用于解決網(wǎng)絡(luò)抖動的問題。所謂網(wǎng)絡(luò)抖動，就是網(wǎng)絡(luò)延遲一會大一會小，在這種情況下，即使發(fā)送方是定時發(fā)送數(shù)據(jù)包的(比如每100ms發(fā)送一個包)，而接收方的接收就無法同樣定時了，有時一個周期內(nèi)一個包都接收不到，有時一個周期內(nèi)接收到好幾個包。如此，導(dǎo)致接收方聽到的聲音就是一卡一卡的。青島視頻會議系統(tǒng)安裝公司 -青島寶利通視頻會議 -青島華為視頻會議系統(tǒng)銷售商。寶利通視頻會議系統(tǒng)青島經(jīng)銷商；索尼視頻會議系統(tǒng)青島銷售商；華為視頻會議系統(tǒng)青島銷售商；

JitterBuffer工作于之后，語音播放之前的環(huán)節(jié)。即語音解碼完成后，將解碼幀放入JitterBuffer，聲卡的播放回調(diào)到來時，從JitterBuffer中取出最老的一幀進行播放。

JitterBuffer的緩沖深度取決于網(wǎng)絡(luò)抖動的程度，網(wǎng)絡(luò)抖動越大，緩沖深度越大，播放音頻的延遲就越大。所以，JitterBuffer是利用了較高的延遲來換取聲音的流暢播放的，因為相比聲音一卡一卡來說，稍大一點的延遲但更流暢的效果，其主觀體驗要更好。

當(dāng)然，JitterBuffer的緩沖深度不是一直不變的，而是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)抖動程度的變化而動態(tài)調(diào)整的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)到非常平穩(wěn)通暢時，緩沖深度會非常小，這樣因為JitterBuffer而增加的播放延遲就可以忽略不計了。