1、音视频系统集成会议系统技术方案专业音视频系统集成音视频会议系统技术方案书二一九年十月三十一日第一章. 系统概述1.1. 工程建设目标此次工程项目是承担会议室的视音频系统的设计、施工。设计原则以满足会议室的场地音频扩声、会议发言、中央控制、远期扩展、各会议室的设备/信号方便管理及使用的目标。满足以上功能实现的活动环境，本系统方案的设计拟由几个子系统组成：桌面显示系统、音响扩声系统、会议发言系统、信号处理系统和智能集中控制系统。1.2. 系统基本配置及功能根据要建成具有高水平的多媒体会议室的要求，我公司在设计系统时，精心挑选系统设备，使完成后的系统具有先进后、实用性、高可靠性及方便扩展等特点。会议
2、室基本配置如下：（1） 会议室设计1套的中央控制主机及触摸屏用于控制本会议室的设备及多信号调度。（2） 会议室设配备2台高清自动跟踪摄像机。（3） 会议室初步设置26台嵌入式发言单元，用于本单位开会使用。（4） 会议桌设置26台液晶升降器可实现显示器的升降，用中央控制系统控制。（5） 会议室1台VGA16X16矩阵、1台HD-SDI16X16视频矩阵、4台RGB1X8分配器、一台VGA324音视频矩阵处理所有设备的信号切换调度。（6） 扩声设备配备专业数字音频处理器、反馈抑制器、专业有源音箱。（7） 所有设备可用中控集中控制设备开启及信号切换完全在触屏完成。1.3. 系统设计技术标准及规范1.
3、 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-922. 高层民用建筑设计防火规范GB50045-953. 智慧建筑设计规范GB50045-954. 工业企业通讯设计规范GBJ42-815. 工业企业通信接地设计规范GBJ115-876. 厅堂扩声系统声学特性指针GYJ25-867. 厅堂扩声特性测量法GB/T4959-19958. 客观评价厅堂语言可懂度的RASTI法GB/T14476-939. 歌舞厅扩声系统的声学特性指针与测量方法WH0301-931.4. 系统设计原则鉴于会议是人类社会不可缺少的交流方式；随着社会发展，对会议应用趋势设备需求也不断提高，发展到现时的跨越时空限制多功能化、智能化的现
4、代会议系统。本工程的系统设计遵循以下几个原则：1. 可靠性原则采用市面上主流的成熟的产品和配套方案，最大限度的保障系统运行的稳定性。这是整个系统的根本。2. 先进性原则采用的系统结构应该是先进的、开放的体系结构，和系统使用当中的科学性。整个系统能体现当今会议技术的发展水平。3. 实用性原则能够最大限度的满足实际工作的要求，把满足用户的业务管理作为第一要素进行考虑，采用集中管理控制的模式，在满足功能需求的基础上操作方便、维护简单、管理简便。4. 可扩充性原则能够为系统以后的升级预留空间，通过简单的连接，就能实现本系统自身升级和增加会议室其它子系统，满足会议室日益增加的信息量，与时俱进。5. 可操
5、作性原则系统提供的各种设备具备多种控制方式，一旦系统的某一环节出现故障，能够尽可能的减轻对整个系统的恶性影响。6. 可维护性原则系统维护是整个系统生命周期中所占比例最大的，要充分考虑结构设计的合理、规范对系统的维护可以在很短时间内完成。7. 经济性原则在保证系统先进、可靠和高性能价格比的前提下，通过优化设计达到最经济性的目标。8. 保密性原则考虑到现代会议的重要性，会议系统的选型都需要考虑会议的保密性方面问题1.5. 系统设备选型原则1. 基本上选用同类产品中技术最成熟、性能先进、使用可靠的产品型号，以保证器材和系统的先进性、成熟性。2. 用国内外知名的器材，以及有雄厚实力和绝对优秀技术支持能
6、力的厂家、代理商，以保证设计指针的实现和系统工作的可靠性。3. 选用高度智慧化、高技术含量的产品，建立系统开放式的架构，以标准化和模块化为设计要求，既便于系统的管理和维护使用，又可保持系统较长时间的先进性。第二章. 系统功能及技术要求2.1. 概述会议，是信息交互的一种活动。人们总是通过一些会议来传达或者获取一些比较重要的信息。会议的主题不同，信息的量、内容等等也不一样。会议室是信息交互的平台。实现信息的传递主要是两种方式，就是视和听。视觉的内容主要是图像和文字数据，听觉的内容则是声音。会议室的结构不同，传递方式的侧重点也不一样。多媒体是信息交互的载体，是由具体设备构成一个信息处理系统，并通过
7、终端设备把它所承载的信息内容（主要是声、像）具体、系统的表达出来，给人们一个形象的感官认识。综合来讲，多媒体会议室就是为了满足人们信息交互的需要，根据系统的功能进行方案设计，由各种传递和表达信息的多媒体设备构建而成的一个平台。多媒体会议室是一个独立的完整的系统，这个系统结构可以很复杂，也可以很简单，影响这个结构的因素是会议室的建设目标如会议室的功能要求、实现这些功能所包含的信息量以及传播这些信息的途径等等。随着信息技术的不断发展，会议室所包含的信息量越来越丰富，传播信息的途径也多种多样。一个大型会议室除了要满足传统简单的会议要求外，还应具有高雅格调和优美音质、清晰图像演示并进行会议记录等，而且
8、还可以根据要求扩展配备同声传译系统和投票表决功能以及远程视频会议系统。一般由大屏幕显示、多媒体音视频信号源、音响、切换和中央集中控制几大部分组成。选取具备先进功能的DVD和录像机以及实物和图文传送器通过大屏幕投影机还原其图像，为了更高效、实时地指挥需要配备一套中央集中控制设备，控制室内所有影音设备、信号切换、灯光、屏幕升降、音量调节等等功能，大大提高工作效率和简化复杂的操作，能适合所有人士使用而不需要具备专业知识。根据这一领域的需求以及我们的实际工程经验，我们将整个会议系统分成以下几个子系统。 桌面显示系统 会议扩声系统 多媒体音视频系统 数字会议系统 摄像跟踪系统 信号处理系统 中央集中控制
9、系统2.2 大屏幕显示系统DLP是“Digital Light Procession”的缩写，即为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像信号经过数字处理，然后再把光投影出来。它是基于TI（德州仪器）公司开发的数字微镜元件DMD（Digital Micromurror Device）来完成显示数字可视信息的技术。说得具体点，就是DLP投影技术应用了数字微镜晶片（DMD）来作为主要关键元件以实现数字光学处理过程。其原理是将灯光发射出的光源通过冷凝透镜，将光均匀化，然后通过一个色轮（Color Wheel），将光分成RGB三色（或者更多色），再将色彩由透镜投射在DND上，最后经过投影镜头投影成像。
10、DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃内部，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的。以XGA解析度的DMD芯片为例， 在宽1cm，长1.4cm的面积里有1024768=786432个微镜单元，每一个微镜代表一个像素，图像就由这些像素所构成。由于像素与芯片本身都 相当微小，因此业界也称这些采用微型显示装置的产品为微显示器。 DLP的技术核心是DMD芯片，是由Larry Hornback博士于1977年发明的。最开始，主要是为了开发印刷技术的成像机制，先以模拟技术开发微型机械控制，1981年才改用数字式的控制技术，正式命名为Digital Micro-mirror De
11、vices，并开始分成印刷技术与数字成像两个方向来研发。到了1991年德州仪器决定将数字成像的开发独立成一个事业部，并于1996年开发出第一个数字图像产品，1997年正式终止印刷技术的研发，全力进行数字图像的研发。DLP的工作过程 DMD器件是DLP的基础，一个DMD可被简单描述成为一个半导体光开关，50130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上。一片微镜片表示一个象素，变换 速率为1000次/秒，或更快。每一镜片的尺寸为14m14m（或16m16m），为便于调节其方向与角度，在其下方均设有类似铰链作用的转 动装置。微镜片的转动受控于来自CMOS RAM的数字驱动信号。当数字信号被写入SRAM时，
12、静电会激活地址电极、镜片和轭板（YOKE）以促使铰链装置转动。一旦接收到相应信号，镜片倾斜 10，从而使入射光的反射方向改变。处于投影状态的微镜片被示为“开”，并随来自SRAM的数字信号而倾斜+10；如显微镜片处于非投影状态，则被示 为“关”，并倾斜-10。与此同时，“开”状态下被反射出去的入射光通过投影透镜将影像投影到屏幕上；而“关”状态下反射在微镜片上的入射光被光吸收器 吸收。简而言之，DMD的工作原理就是借助微镜装置反射需要的光，同时通过光吸收器吸收不需要的光来实现影像的投影，而其光照方向则是借助静电作用，通过 控制微镜片角度来实现的。 通过对每一个镜片下的存储单元以二进制平面信号进行寻
13、址，DMD阵列上的每个镜片以静电方式倾斜为开或关状态。决定每个镜片倾斜在哪个方向上为多长时间的 技术被称为脉冲宽度调制（PWM）。镜片可以在一秒内开关1000多次，在这一点上，DLP成为一个简单的光学系统。通过聚光透镜以及颜色滤波系统后，来 自投影灯的光线被直接照射在DMD上。当镜片在开的位置上时，它们通过投影透镜将光反射到屏幕上形成一个数字的方形像素投影图像。当 DMD 座板、投影灯、色轮和投影镜头协同工作时，这些翻动的镜面就能够一同将图像反射到演示墙面、电影屏幕或电视机屏幕上。 DMD可以提供1670万种颜色和256段灰度层次，从而确保DLP投影机可投影的活动影像画面色彩艳丽的细腻、自然逼
14、真。DMD最多可内置20481152阵列，每个元件约可产生230万个镜面，这种DMD已有能力制成真正的高清晰度电视。DLP技术的优点 抹去图象中的缺陷 DMD微镜器件非凡的快速开关速度与双脉冲宽度调制的一种精确的图像颜色和灰度复制技术相结合，使图像可以随着窗口的刷新而更加清晰，通过增强对比度，描绘边界线以及分离单个颜色而将图像中的缺陷抹去。 避免“纱门”效应 在许多LCD投影图像中，我们会看到当一个图像尺寸增加时，LCD图像中的缝隙将变得更大，而在DLP投影机中则不会出现这样的情况，DMD镜面的大小和 形状决定了这一切。每个镜片90%的面积动态地反射光线以生成一个投影图像，由于一个镜头与另一个
15、镜头之间是如此的接近，所以图像看起来没有缝隙。DMD 镜片体积微小，每一侧边的长度为16微米，相邻镜头之间的缝隙小于1微米。镜头是方形的，所以每一个镜片显示的内容要比实际图像更多。再加上当分辨率增加 时大小及间距仍保持一致，因此无论分辨率如何变化，图像始终能够保持很高的清晰度。 与光亮并存许多观众经常会希望在观看投影时保持亮度或打开窗帘，与传统 投影机相比，DLP投影机将更多的光线打到屏幕上，这也有赖于DLP本身的技术特点。DMD的强反射表面通过消除光路上的障碍以及将更多的光线反射到屏幕 上，而最大化地利用了投影机的光源。DLP技术依据图像的内容对图像进行反射，DLP的光源有两种工作方式，或者
16、通过一个透镜打到屏幕上，或者直接进入一 个吸光器。更为有利的是，基于DLP技术的投影机的亮度是随着分辨率的增加而增加的。在如XGA和SXGA等更高分辨率的情况下，DMD提供更多的反射面 积，如此一来就可以更为有效地利用灯光的亮度。 (4)图象更加逼真自然 DLP不仅仅是简单地投影图像，它还对它们进行了复制。在它的处理过程中，首先将源图像数字化为8到10位每色的灰度图像。然后，这些二进制图像输入进 DMD，在那里它们与来自光源并经过仔细过滤的彩色光相结合。这些图像离开DMD后就成像到屏幕上，保持了源图像所有的光亮和微妙之处。DLP独一无二的 色彩过滤过程控制了投影图像的色彩纯度，此技术的数字化控
17、制支持无限次的色彩复制，并确保了原始图像栩栩如生地再现。随着其它显示技术及摄影技术的出 现，DLP使得那些无生命的图像拥有了逼真的色彩。数字色彩的再现保证了图像与真实物质的还原性，而且没有发亮的斑点或其它投影机典型的冲失现象。可靠性高 3 DLP的应用彩用独特的粘贴技术，屏幕间物理拼缝可小于 0.5mm，先进的光学设计，有效缩小光学拼缝光学拼缝小于 1mm，,安全，可靠，平整，高亮度背投单元与先进的计算机系统相结合，可以组成2X2、3X3、最大8X8等大屏幕电视墙系统。可以根据用户的要求选择配置50、60、70、80、84英寸等尺寸的背投单元，单元总接缝也可以视用户要求减少到1mm以内。提供色
18、彩丰富、高亮度、生动活泼的巨大画面。多种信号源输入该系统：镭射影碟、VCD、DVD、电视广播、录像机、摄像机、卫星电视、支持以太网(10Mbps)和快速以太网(100Mbps)等等。显示单元都是为7/24小时工作而设计的，以极优的性能为您提供全球领先的技术，是当今世界最具性价比的投影设备之一。2.3. 会议扩声系统会议厅音频扩声系统要进行语言、其它影音数据音频信号的回放，在设计时重点考虑扬声器的分布以及声压覆盖的均匀，系统的互相信号的交流。作到各种音频信号回放清晰不混浊。根据国家厅堂扩声系统设计的声学特性指标标准，在空场稳态准峰值状态下的最大声压级a.语言扩声系统一级标准要90dB，b.语言和
19、音乐扩声系统一级标准要达95dB； c.声场不均匀度要做到1.0kHz和4.0kHz时测量8dB；d.传声增益在0.1254.0 kHz的平均值要-8dB；以上为国家标准我们的音频扩声系统一定要达到和超过国家规定的标准，以体现系统的优异性能。多功能大厅扩声系统的音响效果应能符合以上GYJ125厅堂扩声系统设计的声学特性指针中的语言和音乐兼用一级标准演讲时应能达到语言清晰、无失真、声压余量充分、声场分布均匀、无声回馈啸叫，声像定位正确。建筑声学上的缺陷，我们要能通过电声的方式予以补偿，因此扩声设备的质量必需是高质量的。根据厅堂扩声系统设计的声学特性指标，在空场稳态准峰值状态下的最大声压级a.室内
20、语言扩声系统一级标准要达90dB，b.室内语言和音乐扩声系统一级标准要达95dB；我们的系统按照b标准来进行设计同时也就兼达到a标准了。2.3.1. 电声设备的组成音频环境的建立离不开电声设备，它由以下四个部分组成：声源设备指拾音设备、影音信号播放设备如：拾音话筒、CD、MD、DAT、DVD等设备；调控设备指对声源设备送出的音频信号等多路的音频信号进行前级的放大和混音输出、音频信号处理的设备，如：调音台、均衡器、回馈抑制器等设备；放大设备指对经过调控设备混音输出、信号处理后的信号进行后级功率放大设备，这里指专业功率放大器；重放设备指将经过后级功率放大器放大的音频信号进行电/声转换并释放表现出来
21、人耳可懂的声频信号的设备，这里指扬声器。2.3.2. 重要术语声压级人耳可听的声压范围非常大，期间相差一百万倍，用声压来表示和计算都很麻烦，人们引用声压的相对大小称之为声压级来表示声压的强弱，以分贝（dB）为单位表示。在音响工程中有一个很重要的概念是：距离每变化一倍，声压级就相差6 dB，功率增加一倍，声压级增加3 dB。声压级以及相关环境的参考见下表：0dB30 dB50 dB60 dB100 dB140 dB160 dB180 dB可闻钟摆声一般讲话大声讲话飞机引擎飞机起飞导弹发射核爆炸灵敏度它的定义是馈给扬声器1瓦功率的电信号，离扬声器轴线1米处产生的声压级为扬声器的灵敏度。它是衡量扬声
22、器系统电声转换效率的重要参数，也是衡量扬声器性能的重要指针，同样功率的扬声器，A的灵敏度比B的高6 dB，那么要得到声场中相同的声压，A用一只，B就要用4只，A用一台功放机推动，B就要用同样的功放机两台推动才能达到A的声场效果。扩声功率指达到系统的设计声压级时，系统的扩声设备所需要的额定功率，系统的声压级是通过它来表现的，而且它的选定对工程造价影响较大。混响时间定义是一个稳定的声音信号突然中断后，在厅堂内的声压级跌落60 dB所需要的时间，它的参数由建筑结构和装饰材料决定，是厅堂非常重要的建筑声学属性参数，它的取值对厅堂的音质影响非常大，200平方米以下的环境可取0.81秒，200400平方米
23、的环境可取1.01.2秒，以上为参考值。2.4. 多媒体视音频系统该系统主要由信号源构成，包括DVD机、录像机、摄像头、MD、视频展示台等（根据实际应用选配）。2.5. 数字会议系统2.5.1. 概述数字会议以其简单的网络系统处理和传送数字信号成为目前世界上最为先进的会议系统。它是利用网络时分复用技术，并将语言数字化的会议系统，在同一根电缆上实现多路同时发言，多路同时同声传译、投票、表决等功能。它对于所有类型的会议都提供灵活的管理，具有多功能、高音质、资料传送保密等优点，可以对会议的全过程实行全面的控制。智能型会议系统一般由中央控制设备、发言设备、同声传译和语种分配设备、数据分配显示设备和应用
24、软件组成，以满足不同会议室的功能要求。2.5.2. 中央控制设备中央控制设备（Center Control Unit）是会议系统的核心。它可以独立操作，实现自动会议控制，也可以由工作人员通过计算机控制，实现更复杂的管理。1. 全自动的会议管理不需要工作人员操作，能自动管理会议的进程。功能包括：话筒管理，同声传译，电子表决，控制多个高质量的数字音频信道、数据信道和通讯信道。这些功能可以保证在无人监管的条件下对会议进行有效的控制；2. 工作人员通过计算机控制的会议管理，不但具备全自动的会议管理的所有功能，而且可以由工作人员通过计算机实施控制。功能包括：先进的同声传译和话筒管理，数据产生和显示，三种
25、表决方式，内部通讯，建立代表数据库，出席登记和音频处理。2.5.3. 发言设备固定发言席话筒有很强的方向性，因此即使在很嘈杂的环境也有很好的表现。话筒有一个红色的指示环，当打开话筒时指示环亮起来。为了防止声反啸叫，当打开话筒后，扬声器停止发声。2.5.4. 数据分配显示设备数据分配显示设备指会议大厅显示屏。会议大厅显示屏是向广大会议代表快速、高效显示数据的理想媒体。可以显示实拍的或录像的数据、计算机画面。主要用于把会议有关的资料，如会议日程、会议室的分布、会议议程和更改、表决数据及结果、最新消息等及时向会议代表传达。2.6. 信号处理系统2.6.1. 信号处理系统的作用随着信息技术的不断发展，
26、会议室所包含的信息量越来越丰富，信息类型多样化、信息传输途径多样化、信息表达方式多样化。我们要从会议室系统里直观的获取形式各异的信息，要把潜在的信号提取出来，结合会议室建设所铺设的传输途径，直观的还原、展现在我们面前，脱离不了信息处理系统。在会议室系统设计里，所谓的信号，指的是反映给人的声像信息信号，即音频和视频信号。2.6.2. 信号处理系统的组成根据设备在信号传输流程中所起的功能，我们可以把信号处理系统分为信号转换器、信号放大器、矩阵切换器。1. 信号转换器用于信号类型或者接口类型的转换的设备。我们常见的视频信号类型有复合视频（Composite-Video）、超级视频（S-Video）、
27、分量视频（Component-Video）、数位视频（DVI、SDI）、VGA、RGB信号等，一个系统里的不同设备，信号类型或接口类型都有可能不一样，或者因为线路传输的缘故，有可能需要进行转换。2. 信号放大器是对信号进行增益放大的设备。工程应用经常会遇到长距离信号传输，为了保障信号在传输的过程中不至于失真，保证信号的质量，通常会用到信号放大器。3. 矩阵矩阵最重要的一个功能就是实现对输入信号的切换输出。即：将从任意一个输入信道输入的信号切换到任意一个信号输出信道。一般来讲,一个MN矩阵，表示它可以同时支持M路信号输入和N路信号输出。根据信号类型来分类，我们常见的矩阵有视频矩阵、音频矩阵、VG
28、A/RGB计算机信号矩阵。视频矩阵一般用于切换传统的模拟复合视频信号；音频矩阵一般用于切换模拟音频信号；VGA/RGB矩阵一般用于切换计算机VGARGB数字视频信号。以视频矩阵为例，系统依托视频矩阵切换器对输入的各视频信号进行统一的调配和编组处理。具体是，会议室的视频信号如DVD、摄像机等，送入矩阵切换器输入口，通过切换器的编组将各视频信号分别输出到会议室的各台投影机、监视器、录像机等。结合系统的实际情况，该系统将会用到视音频矩阵、VGA矩阵和信号转换放大器。信号处理系统配合中央控制系统的使用使得各个信号之间的切换简单，便利化。在使用电脑进行演讲和演示时，可通过投影系统和中央控制系统的配合将不
29、同电脑的信号按使用需要切换至投影机进行显示，可以同时显示多台电脑信号。这样可以同时进行多内容的演示。2.7. 中央集中控制系统2.7.1. 中央集中控制系统产生的背景随着科技的不断进步，广大的客户对各种多功能的会议室、学术交流中心、培训中心、多媒体教室、监控中心提出了越来越高的要求；各种先进的音视频设备、电子设备等被许多高要求的客户所采用，以期达到理想的效果。但是随着设备数量的增加，遥控器会越来越多，控制方法也会越来越多，叫人无所适从；同时对于环境的控制，很难根据需要及时改变以达到理想的效果。全自动智能化设备中央集中控制系统可通过触摸式有线/无线液晶显示控制屏对几乎所有的电气设备进行控制，包括
30、投影机、屏幕升降、影音设备、信号切换，以及会场内的灯光照明、系统调光、音量调节等。简单明确的中文界面，只需用手轻触触摸屏上相应的界面，系统就会自动帮你实现你所想做的功能，它不仅能控制DVD、录像的播放、快进、快倒、暂停、选曲等功能，而且可以控制投影机的开关、信号的切换，还有屏幕的上升、下降，白炽灯调节、日光灯开关等等功能，免去了复杂而数量繁多的遥控器。现代的会议室集成化程度越来越高，控制设备越来越多操作越来越繁复，为了简化使用者的操作和控制以及提高效率和操作的准确性，需要设计一套实用、功能强大、工作稳定、使用方便并美观大方的中央控制系统。实现对各设备的统一控制。2.7.2. 中央集中控制系统的
31、构成中央集中控制系统的构成包括用户操作平台（人机界面）、控制系统主机（控制信息处理中心）和传递控制信息的接口设备等。1. 用户操作平台用户操作平台提供用户用于完成系统功能控制的操作界面，按信息传递方式可分为有线和无线，按物理构造又分为LCD触摸屏和按键式控制面板，而按键式控制面板一般采用有线连接方式。所以用户操作平台基本上有三种类型：按键式控制面板、有线LCD触摸屏和无线LCD触摸屏，其中按键式因为连接方式传统、造价低廉，广泛应用于教育系统的多媒体电教室；而无线LCD触摸屏因为控制灵活、基本不受空间限制、技术成熟，在高档会议室中应用最为广泛。2. 控制系统主机控制系统主机预存用户程序，响应用户的操作信息，实现对具体设备终端的控制。控制系统主机一般分为可编程主机和不可编程主机。不可编程主机提供一些固定的控制接口和信息接口，实现简单的会议设备进行控制、管理，基本上没有扩展性，先进性也受一定的限制，主要应用于教育系统的多媒体电教室；而可编程主机只提供一些控制接口，系统设计可以充分利用这些接口，灵活调配系统资源，针对会议室的具体电气设备进行控制，广泛应用于高端会议室。3. 接口设备接口设备一般分两种：一种是由于系统受控设备终端比较多，控制系统接口满
