基于MCU大型远程视频会议系统设计与实现

193数据库技术Database Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言计算机科学技术在发展的过程中，为提高物理资源的使用效率，出现了虚拟化技术，比如物理磁盘分区技术、英特尔386CPU 对于8086CPU 的虚拟以满足对于早期Dos 程序的兼容。

而随着虚拟化技术的不断发展，已经从最早的虚拟CPU 、存储等计算机组件，发展到虚拟计算机整机从而实现了虚拟服务器及云计算平台的大规模应用。

在此背景下，各种各样的传统应用都在“上云”或“云化”，而视频会议系统更是这些应用中的典型代表，因为视频会议系统在实现多方会议时，大量的编解码处理对于系统的处理性能要求极高，否则会出现音视频质量差，甚至卡顿、断会。

之前、当硬件宿主机性能不足时，在云平台搭建高质量的视频会议系统是不现实的。

而近些年，随着硬件服务器性能的不断提升，通过软件方式基于云平台搭建高质量视频会议系统成为可能。

2 虚拟化技术概述任何对物理资源进行抽象并模拟实现的技术广义上都可称作虚拟化技术，以下简要介绍几种实例。

2.1 CPU虚拟化CPU 是计算机的核心组件，在购买计算机时，人们首先考虑的是CPU 的性能。

所谓的CPU 虚拟化，就是将单个CPU 模块模拟成多个同时运行的CPU 模块。

这些共同影响的CPU 模块不会互相干扰，能够提升CPU 系统的运行效率。

2.2 虚拟存储通过应用虚拟存储技术，实现多个储存模块的有效连接和集中化管理，为计算机系统提供超大容量和高性能的储存设备。

2.3 服务器虚拟化虚拟服务器，就是在某个网络系统中设置一台硬件服务器，然后利用虚拟技术衍生出更大规模的虚拟服务器，用于各项业务应用，提升服务器的工作效率。

相对于对计算机个别组件的虚拟化，对于计算机整机的虚拟化是更全面的虚拟化，它所抽象的是整个物理机，包括了对计算机全部组件：CPU 、存储和I/O 设备的虚拟化。

视频会议系统测试方案视频会议系统测试方案测试内容：1.视频会议终端、双流效果和MCU系统的性能指标2.音视频质量：在不同带宽下的画面清晰程度、唇音同步效果及声音延迟情况3.可操作性和可管理性4.MCU 级联音频、视频、双流效果及会控功能详细测试方案：1、设备演示环境图第一部分视频会议终端和MCU系统的性能指标1.1视频会议终端测试1.1.1终端易用性测试测试目的：检测视频终端产品的安装、操作是否方便、稳定。

1．操作界面测试方法：打开终端，检测是否支持中文操作界面测试结果：支持中文操作界面□支持□不支持2．电话簿功能测试方法：检测终端是否有电话簿存储编辑和呼叫功能及拨号简洁性测试结果：电话簿功能□支持□不支持1.1.2硬件接口配置测试目的：检测视频终端产品摄像头使用及控制功能。

1．音频、视频设备：测试方法：检测终端设备采用的音频、视频输出设备测试结果：接口类型视频输入是否具备CVBS输入□是□否是否具有S-VIDEO输入□是□否是否具有VGA输入□是□否其他接口类型视频输出是否具备CVBS输出□是□否是否具备S-VIDEO输出□是□否是否具备VGA输出□是□否其他接口类型音频输入RCA(莲花)输入接口□是□否卡农头输入接口□有□无其他接口类型音频输出RCA(莲花)输出接口□有□无其他接口类型网口数量是否具有2个及以上网口□有□无1.1.3音视频能力支持测试目的：检测视频终端产品对协议支持。

1．音频参数配置测试方法：两个终端采用点对点的方式进行互通，测试所支持的音频格式。

测试结果支持音频格式□G.711 □G.722 □G.728 □AAC□其它2．视频参数配置测试方法：两个终端采用点对点的方式进行互通，测试所支持的视频格式。

测试结果支持视频格式□H.263+ □H.264□其它1.1.4配置测试目的：检测视频终端配置参数功能。

测试方法：进行参数配置。

测试结果：网络接口速率□10/100M □100M □10M指定IP地址□支持□不支持DHCP □支持□不支持网关设定□支持□不支持NAT □支持□不支持PPPoE □支持□不支持最高带宽（）Mbps1.1.5显示功能测试测试画面显示，保证会场构图功能测试结果：是否有画中画功能□是□否是否多画面同屏显示□是□否1.1.6点对点连接功能测试1.远程摄像头控制测试设置：检测终端的远程摄像头控制功能判别方法：终端点对点呼通后，能否实现远端镜头遥控测试结果：是否能够控制远端摄像机□能□否2. 终端通信状态实时显示功能测试设置：检测视频会议通话中终端实时的通信状态判别方法：视频会议通话中，在终端上能否实时显示终端通信状态测试结果：能否实时显示终端通信状态□能□否能否显示通信的音视频协议□能□否能否显示实时丢包率统计□能□否1.1.7测试图像+PC双视频流功能发送双流方式：由分会场向主会场发送双流从接受方终端记录以下通讯状态视频图像协议□H.263 □H.264图像质量□好□中□差视频帧率□30fps □25fps □其他声音质量□好□中□差唇音同步□好□中□差回声抑制□好□中□差是否支持一屏双显□是□否终端是否支持画中画□是□否1.2MCU基本参数测试测试目的：检测MCU的基本体系结构和基本功能。

TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年7月下 19基于多媒体技术的高清视频会议系统设计与实现刘虹炜天津市人防指挥信息保障中心 天津 300162摘 要 高清视频会议系统是基于多媒体技术的一种重要应用，具有广泛的应用场景和市场需求。

随着科技的不断进步和互联网的普及，高清视频会议系统正在成为企业、教育、医疗等领域中不可或缺的工具，有望为人们带来更加便捷、高效和快速的沟通和协作体验。

本文对高清视频会议系统需求进行了比较深入的分析，在此基础上，进行了该系统的设计，并分析了系统的实现路径，对于相关技术人员具有一定的参考价值。

关键词 多媒体；高清；视频会议系统Design and Implementation of High-Definition Video Conference System Based on Multimedia Technology Liu Hong-weiTianjin Civil Air Defense Command Information Support Center, Tianjin 300162, ChinaAbstract High-definition video conference system is an important application based on multimedia technology, with wide application scenarios and market demand. With the continuous advancement of technology and the popularization of the Internet, high-definition video conference system becomes an indispensable tool in enterprises, education, medical and other fields, it is expected to bring more convenient, efficient and fast communication and collaboration experience. This paper deeply analyzes the requirements of high-definition video conference system, and accordingly designs this system and analyzes the implementation path of the system, which has certain reference value for relevant technical personnel.Key words multimedia; high-definition; video conference system引言多媒体技术是指将多种媒体元素（如文字、图片、音频、视频等）结合起来，形成富有互动性和生动性的信息内容，是实现高清视频会议系统的关键技术之一。

视频会议系统设计一、系统设计原则1. 先进性•系统设计达到国际一流水平，且切实可行并容易实现；•严格遵循国际标准和国内外有关的规范要求；•所有设备都是电信级产品；•符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流，并且是应用成熟的系统；2. 实用性•满足用户对视频会议系统的需求，投资物有所值；•针对实际应用的特点，具有多种管理方式，支持图形管理界面、支持全中文界面；•系统设计应符合工程的实际需要；•系统配置即强调先进性也要注重实用性，应注意系统配置的经济效益，达到综合平衡。

3. 集成性•视频会议系统中的终端设备可以与网络有机的结合在一起，便于管理和协调；•视频会议系统可以与各种多媒体辅助设备进行集成，构建完整的多媒体通讯系统；4. 可扩展性•系统设计要考虑会议的热备份，具有灵活的扩展能力；5. 灵活性•能够灵活配置实现全系统会议、业务讨论、远程协作和远程培训等功能；•能够灵活组织多种会议，满足不同地域、不同部门远程多媒体通讯的需求；•提供符合国际标准的软件、硬件、通讯、网络、操作系统和数据管理系统等方面的接口和工具，使系统具有良好的灵活性、兼容性。

6. 安全性•系统自身具有一定的安全保障机制，通过对管理和维护人员的分级授权，保障系统的安全稳定；•能够有效抵御网络恶意入侵——即黑客攻击，保障会议内容不外泄。

7. 可靠性•具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力，能长期稳定的工作，具备7*24小时工作能力；•系统设计合理，可靠性高；•故障率低，维护维修方便。

二、设备选型（一）选型原则1. 终端设备选型原则如果本视频终端是会议电视系统中至为重要的一个组成部分。

会议电视终端属于用户数字通信设备，在会议电视系统中处在用户的视听、数据输入/输出设备和网络之间。

归纳起来，终端设备主要完成以下功能：•完成用户视频、音频和数据信号的输入与输出；•对数字视频、音频信号进行压缩编码；•对数字视频的缓存、纠错编解码，对各种媒体信号的多路复用/解复用，以及终端和信道接口等功能；•完成对输入/输出模块、编解码模块和信道传输的控制作用；•完成数据在带内带外传输的控制；•支持单向/双向网络•具有速率自适应与升降速功能；•支持摄像机远遥；•会议电视终端应支持ITU-TH.320、IS0/IEC 13818系列协议；•支持文件传输，与会者共享电子文档；•系统应能提供至少三路可扩展音视频输入、输出的能力。

2017年第8期信息与电脑China Computer&Communication软件开发与应用集团化医院间实时视频会议系统设计陈礼团（福建省立医院 信息管理中心，福建 福州　350001）摘　要：本文主要介绍如何满足集团化医院之间实时视频会议、远程培训、学术交流等方面的需求，设计一套基于MCU 的网络视频会议系统，并在日常会议、培训会议、多组会议中应用，建成后将会实现集团化医院之间信息资源共享，实现集视频、文字、语音、数据交互的立体沟通体系，提高医院工作效率，节省会议经费，降低医院管理运营成本。

关键词：集团化医院；网络视频会议；MCU中图分类号：TN948.63 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2017）08-146-02Real-time Video Conferencing System Design in Group HospitalsChen Lituan(Information Management Center, Fujian Provincial Hospital, Fuzhou Fujian 350001, China)Abstract: This paper mainly introduces how to solve the demand of real-time video conference, remote training and academicexchange between the grouped hospitals, and design a set of MCU-based network video conference system, and apply it in daily meeting, training meeting and multi-group conference, After the completion of the group will be the sharing of information resourcesbetween the hospital, to achieve set of video, text, voice, data interactive three-dimensional communication system, improve hospitalefficiency, save meeting funding, reduce hospital management operating costs.Key words: hospital group; network video conferencing; MCU1　引言福建省立医院是集医疗、教学、科研、干部保健于一体的非营利性三级甲等综合医院。

IP网络视频会议的MCU的设计和实现
赵娜
【期刊名称】《现代计算机（专业版）》
【年(卷),期】2005(000)010
【摘要】本文在对H.323协议构成和软件实现分析和研究的基础上,讨论了基于H.323协议的IP网络视频会议系统的多点控制,并设计实现了基于多线程、集中式的网络视频会议系统.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】赵娜
【作者单位】北京邮电大学华飞研究所,北京,100876
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于IP网络的视频会议与培训系统的设计与实现 [J], 翁翘;陈燕
2.基于IP网络的多点视频会议系统的设计与实现 [J], 匡乃雪;万俊伟;陈洪雁
3.基于IP网络的多点视频会议系统的设计与实现 [J], 徐迎川;须德;熊薇
4.IP网络视频会议的MCU的设计和实现 [J], 赵娜
5.IP网络视频会议系统中MCU的设计与实现 [J], 黄韵;朱志祥;裴昌幸
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

远程视频监控系统的设计与实现随着科技的不断发展，人们对于安全的要求越来越高，而远程视频监控系统成为了一种很重要的安全手段。

它能够通过网络将视频信号传输到远程的设备上，方便用户随时随地进行监控，但是在设计与实现上还是要注意很多细节，本文将从系统结构、硬件选型、软件开发等方面探讨远程视频监控系统的设计与实现。

系统结构系统结构是远程视频监控系统设计的关键，它需要包含如下几个要素：1. 摄像头：负责拍摄现场的视频信号。

2. 视频编码器：将摄像头拍摄的视频信号进行压缩和编码，方便通过网络传输。

3. 网络传输设备：将视频信号传输到远程设备上。

4. 远程设备：用户可以通过远程设备实时查看监控画面。

其中，摄像头和视频编码器需要直接连接，而网络传输设备可以使用有线或者无线网络连接。

远程设备可以是手机、电脑或者其他可联网的设备。

硬件选型硬件选型是远程视频监控系统设计的基础，需要根据不同需求进行不同选择。

在选择摄像头时，需要考虑画面质量、角度范围、灵敏度、可靠性等因素。

在选择视频编码器时，需要考虑视频编码格式、传输速度、数据压缩比等因素。

在选择网络传输设备时，可以选择有线网络或者无线网络，有线网络速度较快，但是需要布设线缆，费用较高。

无线网络则可以根据需要选择 2.4G或者5G信道，需要考虑信道干扰、传输速度等因素。

在设备选型时，需要考虑设备的性能、稳定性、易用性等因素。

软件开发软件开发也是远程视频监控系统设计的重要一环。

在软件开发中，需要实现远程数据传输、视频信号解码、图片显示等功能。

具体开发时可以参考以下步骤：1. 设计通讯协议：需要选择适合的通讯协议，如TCP/IP，完成数据传输。

2. 实现视频解码：需要对网络传输回来的视频信号进行解码，并打开图片显示窗口，将解码后的视频信号实时显示。

3. 实现远程控制：可以将控制信号转化为命令，发送到目标设备上，如控制云台方向、变焦等。

在软件开发过程中，还需要考虑程序的可扩展性和易维护性，越简洁明了的代码越容易维护和扩展。

多点会议控制单元 (MCU)简介多点会议控制单元 (MCU) 是一种用于管理和控制多点视频会议的设备。

它是视频会议系统中的核心组件之一，负责协调各个终端之间的连接、通信和数据传输。

MCU 可以实现多个终端之间的实时音视频传输，使得远程参与者可以进行高效的远程协作。

功能1. 多点连接MCU 可以同时连接多个终端设备，例如电脑、手机、硬件终端等。

这些终端可以位于不同的地理位置，通过互联网或专用网络进行通信。

MCU 负责建立和管理这些连接，确保各个终端能够稳定地进行音视频传输。

2. 音视频传输MCU 可以实现多个终端之间的实时音视频传输。

它可以对接收到的音视频数据进行解码和编码，并将其发送给其他参与者。

MCU 还能够接收其他参与者发送过来的音视频数据，并将其解码后显示在本地终端上。

3. 画面合成在多点会议中，参与者往往需要同时看到多个与会者的画面。

MCU 可以将来自不同终端的视频流进行合成，生成一个整体画面，并将其发送给各个参与者。

这样，每个参与者就可以在自己的终端上看到其他与会者的画面。

4. 会议控制MCU 提供了丰富的会议控制功能，使得主持人或管理员能够对会议进行灵活的控制。

主持人可以决定哪些终端可以发言，哪些终端可以被听到。

MCU 还支持会议录制、共享文件、屏幕共享等功能，提升了远程协作的效率和便利性。

5. 安全保障由于多点会议往往涉及敏感信息和机密讨论，MCU 在数据传输过程中要确保安全性。

它采用了加密算法对音视频数据进行加密处理，防止未经授权的人员窃听和篡改。

MCU 还支持身份验证、会议密码等安全机制，确保只有合法参与者才能加入会议。

工作原理MCU 的工作原理主要分为以下几个步骤：1.连接建立：当一个终端设备要参加多点会议时，它首先需要向 MCU 发起连接请求。

MCU 接收到请求后，根据会议配置和终端的能力进行协商，确定合适的音视频编码方式和传输协议，然后建立连接。

2.音视频传输：一旦连接建立成功，终端设备就可以开始发送音视频数据。

视频会议MCU优势分析一、视频MCU发展历程1.第一代MCU基于包交换技术的第一代MCU；定义了视频、音频、数据等标准，可以实现基于H.264编码的CIF/4CIF格式图像传输，同时可以在传输视频的同时支持数据的共享；在MCU处理结构上采用其特点是采用E1、V.35等专线接口，每块板卡对应一个端口，同时采用多种音频、视频和CPU处理器板卡，多块功能不同的板卡共同完成一路音视频的处理，系统集成度低，板卡种类繁多。

2.第二代MCU随着IP网络技术的发展，出现了第二代基于IP网络的MCU，其系统集成度进一步提高，一块功能板板卡能够处理多路音频、视频信号以及数据功能。

整个系统可以通过单块板卡或多组板卡进行处理，可以实现HD720P质量。

3.第三代MCU第三代MCU是在二代MCU的基础上发展而来，由于处理芯片技术的发展，原来需要多种板卡共同完成的音视频音视频处理功能，能够由一块板卡实现。

根据容量不同可以由机箱总线将单板卡或多板卡进行相关组合达到容量的要求，可以实现HD720P质量，可以通过减少宏块的处理方式实现非对称1080P质量（即上行720P,下行1080），或者通过两组720P芯片处理一路1080P画面实现对称1080P质量。

4.第四代MCU第四代MCU改变了第三代处理方式，采用先进的分布式处理构架，主要包括中央控制单元、高速数据交换单元、专用数字信号处理单元组成。

这一构架将传统MCU的一块CPU板、一块媒体处理板、一块通信接口板及一套备份电源系统整合成一个独立的会议处理平台，实现多点会议的音视频处理。

其中CPU 板负责系统管理及通信。

音视频由专门的DSP媒体板处理。

媒体板上的多个DSP 处理芯片采用分布式处理，资源共享的模式，实现的系统资源的灵活分配。

而每个系统又能和其他独立系统配合系统组成多系统的分布式并行处理构架。

通过分布式并行处理架构可以动态分配资源，实现资源灵活资源处理，配合最新TI6467处理芯片实现单处理芯片实现对称1080P图像传输，第四代MCU 编解码算法也较第三代MCU有了显著的提高，H.264High profile编解码算法可以在MCU上良好的应用。

实现真正的4K高清视频会议，MCU需要具备什么能力随着科技的不断发展，远程会议已经成为现代商务交流中不可或缺的一部分。

而在远程会议中，高清视频会议无疑是最能够模拟现场会议的一种方式。

而要实现真正的4K高清视频会议，就需要一款具备相应能力的MCU。

MCU900-A-T系列MCU是全新升级全融合高性能并发视讯服务器，具备H.265 4KP30超高清视频处理能力；4U机架式部署；集成注册、穿透、企业地址簿、视频会议管理、白板协作、SIP中继、GK & H.460等多服务模块于一体。

具有超清晰、大并发、融合互联等技术特点，部署灵活、集群容灾、平滑扩容、智能运维，可以满足不同行业、不同场景的远程会议需求。

那么，MCU900-A-T系列MCU需要具备哪些能力才能实现真正的4K高清视频会议呢？1.超高清视频处理能力实现4K高清视频会议的前提是具备超高清视频处理能力。

MCU900-A-T系列MCU具备H.265 4KP30超高清视频处理能力，能够处理超高清视频流，确保会议画面清晰流畅。

2.大并发能力大并发能力是实现4K高清视频会议的关键。

MCU900-A-T系列MCU具备大并发能力，可以同时支持数百人的视频会议，确保会议的稳定和流畅。

3.融合互联能力融合互联能力是实现4K高清视频会议的另一个关键。

MCU900-A-T系列MCU具备融合互联能力，可以实现企业地址簿和SIP中继等多种服务的集成，支持多种终端设备的接入。

4.智能运维能力实现4K高清视频会议需要智能运维能力的支持。

MCU900-A-T系列MCU具备智能运维能力，可以实现集群容灾、平滑扩容等功能，确保会议的稳定和可靠。

总之，实现真正的4K高清视频会议需要MCU具备超高清视频处理能力、大并发能力、融合互联能力和智能运维能力的支持。

而MCU900-A-T系列MCU恰恰具备这些能力，可以满足不同行业、不同场景的远程会议需求。

视频会议系统MCU云化部署作者：陈东丰来源：《卫星电视与宽带多媒体》2021年第15期【摘要】视频会议系统是计算机多媒体技术和办公自动化的结合体，它是一个集语音、图像处理等多种信息采集功能于一体的现代化工作平台。

随着科技发展与进步，特别是受突发状况的影响，为避免人员聚集和病毒交叉感染，视频会议系统的应用和发展迎来了高速期，本文对视频会议系统平台的部署方式进行介绍和对比分析，并针对影响会议系统MCU平台云化部署可能造成的时延问题，针对性地建立一种行之有效的时延测试方法，从而确定MCU云部署时延对视频会议系统的影响程度。

【关键词】视频会议;云平台;时延;内存中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.15.004视频会议又称会议电视或视讯会议，是依托于通信网络时代出现的新型的会议方式，它能通过通信网络和媒体设备实现两个或多个不同地方的个人或群体的实现语音、图像处理等多种信息采集功能于一体的现代化工作平台。

视频会议作为目前最先进的通讯技术，只需借助互联网，即可实现高效高清的远程会议、办公，在持续提升用户沟通效率、缩减企业差旅费用成本、提高管理成效等方面具有得天独厚的优势，已部分取代商务出行，成为远程办公最新模式。

十八大以来，各级政府及企事业单位，积极贯彻“八项规定”，开展反四风建设，大力缩减会议开支，鼓励通过采用视频会议等新技术手段召开会议。

特别是“公车改革后”给会务和差旅都提出了较大的挑战，而受到席卷全球的突发情况的影响和随着云计算的发展，视频会议系统的应用和发展迎来了高速发展期。

1. 视频会议系统组成视频会议系统在技术实现方式上主要分为模拟（如利用闭路有线电视系统实现单向视频会议）和数字（通过软硬件计算机和通讯技术实现）两种。

从表现形式上可分为硬件视频会议，软件视频会议系统，软硬结合视频会议系统。

从编码方式上可以分为H.323的视频会议系统和MPEG4和H.264的视频会议系统。

视频会议MCU优势分析一、视频MCU发展历程1.第一代MCU基于包交换技术的第一代MCU；定义了视频、音频、数据等标准，可以实现基于H.264编码的CIF/4CIF格式图像传输，同时可以在传输视频的同时支持数据的共享；在MCU处理结构上采用其特点是采用E1、V.35等专线接口，每块板卡对应一个端口，同时采用多种音频、视频和CPU处理器板卡，多块功能不同的板卡共同完成一路音视频的处理，系统集成度低，板卡种类繁多。

2.第二代MCU随着IP网络技术的发展，出现了第二代基于IP网络的MCU，其系统集成度进一步提高，一块功能板板卡能够处理多路音频、视频信号以及数据功能。

整个系统可以通过单块板卡或多组板卡进行处理，可以实现HD720P质量。

3.第三代MCU第三代MCU是在二代MCU的基础上发展而来，由于处理芯片技术的发展，原来需要多种板卡共同完成的音视频音视频处理功能，能够由一块板卡实现。

根据容量不同可以由机箱总线将单板卡或多板卡进行相关组合达到容量的要求，可以实现HD720P质量，可以通过减少宏块的处理方式实现非对称1080P质量（即上行720P,下行1080），或者通过两组720P芯片处理一路1080P画面实现对称1080P质量。

4.第四代MCU第四代MCU改变了第三代处理方式，采用先进的分布式处理构架，主要包括中央控制单元、高速数据交换单元、专用数字信号处理单元组成。

这一构架将传统MCU的一块CPU板、一块媒体处理板、一块通信接口板及一套备份电源系统整合成一个独立的会议处理平台，实现多点会议的音视频处理。

其中CPU 板负责系统管理及通信。

音视频由专门的DSP媒体板处理。

媒体板上的多个DSP 处理芯片采用分布式处理，资源共享的模式，实现的系统资源的灵活分配。

而每个系统又能和其他独立系统配合系统组成多系统的分布式并行处理构架。

通过分布式并行处理架构可以动态分配资源，实现资源灵活资源处理，配合最新TI6467处理芯片实现单处理芯片实现对称1080P图像传输，第四代MCU 编解码算法也较第三代MCU有了显著的提高，H.264High profile编解码算法可以在MCU上良好的应用。