现代多媒体会议系统的设计

随着我国国力的大大增强以及现代信息处理技术的飞速发展，各企事业单位等对办公现代化的要求也越来越高，因此，会议室已从一个单纯的以听、闻为主的交流场所，逐渐演变成为一个具有多种功能的综合性的信息资源交流场所，幻灯机、投影机、摄录放像器材、扩声器材等各类电子设备大量进入会议场所，使会议系统的配置越来越专业，功能也越来越强大。因此，目前的会议系统可以称之为多媒体会议系统，而对于这方面的设计，也已产生了非常大的变化。

1． 现代型会议室的具体需求

现代型会议室最基本的用途需求主要如下：

●  满足会议、讨论等方面的需要；

●  满足演讲、讲座、培训、学术交流等方面的需要。

●  根据具体使用要求的不同，满足其他一些诸如同声传译、远程电视会议、DVD碟片式的环绕声电影播放、卡啦OK演唱等等方面的需要。

以上基本涵盖了目前现代型会议室的用途及使用功能需要，虽然这些要求看似简单，但由于目前计算机多媒体技术和数字通讯技术的飞速发展,信息量越来越大,处理信息的手段也越来越先进,各种针对不同需求的电子设备越来越细化，需要操作的设备也越来越多，因此，如果满足上述功能要求，则多媒体会议系统至少要提供如下操作功能：

●  具备良好的现场拾音、扩(放)音、录音功能，简而言之是说得清楚、听得明白、记得牢固；

●  具有良好的现场摄像、放像、录像功能，能播放多种记录载体之上的视频信号；

●  具有计算机多媒体信息播放、存储功能；

●  具有各种文件、照(底)片或实物等的展示功能；

●  具有使系统操作简单化的集中控制功能等等。

除此之外，根据其他一些具体用途的不同，多媒体会议系统还需要提供诸如同声传译(至少应配备同声传译扩展接口)操作、远程电视会议(至少应配备远程电视会议接口)操作、环绕声解码及扩音操作以及满足卡啦OK演唱的混响效果及混音操作等。

2． 多媒体会议系统的基本解决方案

为了比较清晰地阐述多媒体会议系统解决方案，我们又不妨把一个基本的多媒体会议系统再分解为音频系统、视频及显示系统、集中控制系统等三个子系统，这三个子系统相互独立又相互关联，共同构筑起一个综合信息交流的平台。而至于其他诸如同声传译系统、远程电视会议系统等则可以根据自身性质分门别类地归属于上述三个子系统中去。

2.1音频系统：

听、说是会议中最重要的交流手段之一，因此，音频系统便成为了现代多媒体会议系统中最重要的组成部分。同时由于其用途及使用功能的特殊要求，该音频系统又和演出厅堂扩声等其他音频系统在系统构成、设备选型等方面有所不同。

在设计多媒体会议中的音频系统时，除首先要满足有关的国家或行业标准外，还要特别注意到系统的反馈抑制能力以及使用操作的简便性等方面。下面探讨一下其具体设备选型和信号流程。

一般来说，多媒体会议音频系统由信号源(拾音器、节目播放设备)部分、控制及处理(调音台及各种周边设备等)部分、还音(功率放大器及扬声器)部分以及信号记录部分等组成。其中拾音器方面首先要考虑配备专用的会议传声器(如鹅颈会议话筒、界面话筒或手拉手式会议系统等)，此外，考虑到演讲、讲座以及学术交流等方面的需要，还应配备一定数量的手持、领夹(或头戴)式无线传声器。节目播放设备基本上均可作为信号记录设备使用，根据目前信号载体情况的不同，应配备磁带式录放机、MD录放机以及CD播放机，如有具体需要，也可增加CD刻录机以及DAT录放机。还音部分则主要由功率放大器以及扬声器组成，需要根据会议室的具体建筑结构、声学处理情况以及功能要求选择设备型号、数量以及布局方式等。这是一项非常重要的工作，将直接影响到最后的扩声效果，需要对具体设备非常了解，同时又具备大量的实际使用及设计工作经验才能胜任。信号控制及处理部分是该音频系统的核心，由于目前技术的发展以及会议系统的具体操作需要，笔者认为，现代多媒体会议音频系统中的信号控制及处理部分相对于传统的设计方式已发生了巨大的变化，数字式音频矩阵处理器以及自动增益调音台等将得到更广泛的使用，而传统的模拟调音台以及周边处理设备将逐渐淡出。此外，考虑到抑制反馈的需要，啸叫抑制器或移频器也应列入设备配置清单中。

经过以上的简单罗列后，我们就可以搭建一套基本的音频系统了。按照笔者相对理想化的构思，与会者的发言经拾音器拾取后，首先应该送入自动增益调音台进行处理，该调音台一方面可以将所有输入的信号进行混合，减少直接进入主音频处理设备的通道数；另一方面可以根据设定的总输出电平自动调整各个通道的增益，同时可以随时关闭低于输入阈值电平的输入通道，从而自动完成所有传声器输入的控制管理工作，这对提高传声增益、降低回授啸叫将起到很大的作用，同时还可以简化操作。此外，自动增益调音台还大多带有逻辑输出接口，根据需要可以触发其他需要进行配合的设备联动，如自动跟踪的摄像机等，这一点在多媒体会议系统中也是非常重要的。

经自动增益调音台输出的信号应该首先进入一台啸叫抑制器(或移频器)，通过陷波或移频对传声器混合信号进行处理，以进一步杜绝啸叫的可能性，之所以将该处理放在这里完成，是因为陷波或移频将大大影响信号原来的正常波形，我们在为保证一定的传声增益而对传声器信号不得已而为之的同时，不会对其他重放节目类信号(如音乐节目、以前录制完成的其他各种节目等)产生影响。笔者经常看见某些会议系统工程中，将啸叫抑制器(或移频器)串接在主输出通道上，这将对所有输出信号的音质产生较大影响，笔者非常不建议采用如此的连接方法，如系统没有配置例如自动增益调音台一类的前置混合器，那也应该通过编组或辅助输出将啸叫抑制器(或移频器)跨接在调音台上，通过编组或辅助输出有针对性地将需要进行处理的传声器信号进行处理。

信号经过上述处理后，就可以进入音频处理矩阵了，这是整个音频系统的核心。除上述传声器信号外，其他节目源(如CD机、MD机以及远程电视会议的解码信号等)音频信号将直接进入该处理矩阵(如矩阵输入通道有限，则可以通过配置节目源信号切换器予以解决)，通常对于单纯的会议来讲，用以完成本系统的处理矩阵的规模不需要太大，目前市场上通常的8进8出小型矩阵大都可满足要求。如该系统希望具有环绕声电影播放功能，则经由环绕声解码器输出的所有环绕声信号需直接引入音频处理矩阵，当然这可能会占用音频处理矩阵5_6个输入通道，我们整个的音频处理矩阵的规模需要进一步扩大。所有信号在矩阵内进行诸如前置增益调整、均衡、混音、矩阵分配、压缩限制、延时、分频等各种其所需要的处理后，即可送入相应的功率放大器进行扩声了。同时，如果本系统有同声传译或者远程电视会议的需要，那么我们还需要将音频处理矩阵处理完毕的相应信号送至同声传译主机以及远程电视会议编码设备中去。针对多媒体会议系统，笔者之所以比较认可数字音频处理矩阵作为音频系统的核心，原因主要包括以下几点：

●  数字音频处理矩阵具有很强的综合处理能力，集电平控制器、带通滤波器、陷波器、混音器、自动混音器、均衡器、压限器、反馈抑制器、噪声门、延时器、分频器、电平显示等众多功能于一体，且以上功能均可包含在每一通道中，无需通过实际连线即可实现多种功能，大大降低因线路连接产生的故障率以及使用操作难度；

●  计算机调试、多级密码管理管理，各种参数可任意存储调用，误操作的可能性非常小；

●  开放的控制通讯协议，可接受中控系统的控制，对于非专业的操作人员，实现了“傻瓜式”操作，大大降低操作难度；

●  对于具有多种功能的会议厅，能预存多种使用模式，通过模式调用即可完成原来只能在大型的调音台上才能完成的复杂的功能转换工作；

●  在某些建声环境不是太好的会议厅堂中，通过音频处理矩阵可以设定传声器输入区域与扬声器放音区域的对应关系，从而能在音频矩阵中，调整相应的传声器区域与扬声器区域之间的还音音量比例，进而有力地避免声回授现象，降低啸叫的可能性。例如如果在一区扬声器覆盖范围下的拾音器前讲话时，我们可以通过音频矩阵的控制，自动关闭或减小一区扬声器的音量，而覆盖其他分区的扬声器则可随着与一区距离的增大而增大音量；

多数音频处理矩阵带有网络控制及传输接口，可通过以太网实现远程的系统控制及数字化的信号传输。

综上所述，可以认为：数字音频处理矩阵在经过专业人员的调试后，可以工作得非常专业，但非专业的人员却可以很轻松地操作使用，这恰恰是目前多媒体会议系统在实际应用中的一个非常值得注意的需求。

经音频处理矩阵处理后的信号，即可通过功率放大器进入扬声器进行扩声了。前面我们也曾提过，这个环节是仁者见仁、智者见智的一个环节，有着非常非常多的不确定因素，如不同的厅堂结构、不同的建声条件、不同的设计实施人员甚至业主方不同的喜好等，都可以造成非常不同的要求和结果。但是笔者认为：既然作为会议扩声系统，那么语言清晰度、声场均匀度以及声压级将是放在首位考虑的问题，这是会议系统的根本；而诸如还音音质以及发言的声像一致感则属于锦上添花的范畴。在保证根本的前提下锦上添花再好不过；而如果舍本逐末地空谈什么音质、品牌则属于夸夸其谈了。

对于会议扩声来说，一般还音系统配置相对简单，但是如果资金条件允许，笔者仍建议将语音还音与重放节目还音区分开来，这样就可以使系统的调整更具灵活性，对啸叫的控制也可更有针对性。此外，对于环绕声重放，还音系统应按照有关环绕声标准要求，至少配备五个通道以上；而对于卡拉OK演唱的还音，则要充分重视还音系统的功率余量以及频率响应等方面。当然，必要时我们需要统筹考虑，使一套还音系统经音频矩阵切换后具有多种使用功能。

上面所阐述的系统，已经基本可以满足通常会议的需要了。如果本会议室还有其他的功能要求，则上述系统还需进行一定的变化。其中，对于同声传译、远程电视会议等，由于这些功能都可通过相应成套的同传及电视会议设备或系统予以实现，因此，我们上述基本会议系统的变化不需太大，只要如前所述，通过相应的输入输出接口将同传或远程电视会议系统与基本的会议系统沟通即可。而对于卡拉OK演唱，考虑到现场实时的操作性，为便于工作人员对现场演唱者的声音进行调整、修饰，建议增加调音台，效果器等设备，演唱者声音信号将直接送入调音台与有关伴奏混合，而后送至音频矩阵进行处理，音频矩阵在卡拉OK时将充当系统控制器的角色，负责房间均衡、扬声器调校以及工作模式设定等。在关闭调音台后，它仍将作为基本会议系统的主控设备。

此外，目前市场上还有大量的手拉手式会议系统，它们也得到了广泛的应用。不过笔者认为，我们上面所述的系统与其并不矛盾，这些手拉手式系统一方面可以独立完成某些会议功能，另外也可以作为一个部分参与到我们上述系统中去，主要用以替代拾音器、自动调音台以及部分还音系统。当然，任何系统都不能依照一成不变的教条，而应根据实际情况予以灵活调整。下图1即为上述音频系统的基本原理框图，根据所选用产品以及功能的不同，系统也可以在此基础上有所变化，如图2和图3所示，这里我们就不再一一列举了。

图1：音频系统原理框图之一

图2：音频系统原理框图之二

图3：音频系统原理框图之三

图4：音频系统原理框图之四

图5：音频系统原理框图之五

图6：音频系统原理框图之六

网络化：现代信息的交流方式，已经较以前人送马递的方式有了非常大的进步，但是如何能迅速地将各种信息进行最快地交流仍将是现代科技工作者的重要任务之一，网络或许能给我们一个比较满意的答复。我们可以站在系统工程的角度回想一下十年前，一份图纸或一份技术说明如果想送到远方的同事那里，会经过多少波折，而现在只需轻轻一点，发送一份E-Mail即可。因此网络给信息交流带来了翻天覆地的变化。那么在会议系统中，网络的优势又有那些呢？首先可是使所有信号(包括音频、视频、VGA等)实现资源共享，例如某个会议室内正进行会议，而其他会议室则可以通过网络观看整个会议过程，甚至参与会议；其次，可以实现工程技术人员对会议系统的远程检测、诊断，这将大大降低售后服务的成本，提高售后服务质量；第三可以减少会议系统的资金投入，尤其针对具有多个会议厅堂的大型会议中心来说，如果在系统数字化的基础上将所有会议系统连成网络，那么通过在信息存储、信号播放以及信号处理上的设备共享，可以大大降低系统建设投资；第四可以减少使用维护的人员投入，在一个网络型的会议中心里，会议室现场与会人员通过“傻瓜式”的集中控制系统可以掌握会议进程，同时操作人员通过集中控制室也可以对所有会议系统进行控制、监听监视，同时在必要的时候可以对相应的会议系统进行控制，从而避免了每一个会议室都要设置专业工作人员的问题。正是鉴于以上优势，目前会议系统中所采用的部分设备已经开始了网络化的进程，例如音频处理矩阵、集中控制系统等等，相信随着技术的发展，在妥善解决了信号压缩传输的问题后，其他会议子系统也将向网络化改进。当然，我们这里所指的网络，也许就是我们今天比较通用的以太网，也许还可能会是其他什么基于最新技术、传输速率更快的新型网络。

无线化：在会议系统内部，随着篮牙、无线局域网等等技术的进步，笔者相信主要部分无线化也将成为会议系统的一个重要发展趋势。其实现在音频媒体矩阵的使用已经大大减少了音频部分的系统连线。音频系统的无线化似乎已不会太遥远。由于系统无线化可以给工程技术人员的设备安装以及使用人员的使用操作带来非常大的便利(例如，由于没有设备连线，某些系统设备就可以不再进行固定安装，因此，使用人员可以根据会议规模，方便地调整系统配置等)，所以，基于同样的道理，会议系统中其他部分的无线化也将随着技术的发展而逐步实现，只是这可能需要相对较长的一段时间。

2.2视频及显示系统

现代会议中，除了听、说以外，随着各种展示显示器材的飞速发展，“看”已经成为一个非常重要的信息交流手段。它有着无可比拟的直观性，能以最快、最简洁的方式将有关信息传达给与会人员，因此，在现代会议系统中，视频及显示系统已成为越来越重要的一个组成部分。

简而言之，在设计会议视频及显示系统时，其实最主要的无外乎要考虑三个层面，即信号源、信号调度以及信号显示。下面我们分别予以说明。

所谓信号源，即为我们在会议系统中经常需要提供给与会者观看的信号载体及播放设备。根据目前通常会议的需要，这类信号载体基本为录像带(VHS、S-VHS或DV格式)、VCD碟片以及DVD碟片。其他常用的信号则为计算机、电子白板的VGA信号和现场摄像机的摄取信号等。因此我们在设计会议系统时，应该根据具体要求配备相应的信号播放或发生设备，如：录像机、DVD机(基本可兼容播放VCD碟片)、计算机、电子白板、现场摄像机以及用于展示实物的视频展示台等等，并在有关位置设定相应接口。其中录像机以及现场摄像机部分，根据业主具体要求的不同会产生很大的变化，例如业主需要对会议现场进行非常翔实细致的记录，并有可能将会议情况直接送至有关传媒进行播出，那么现场摄像机的配置上就要考虑得周到一些，首先是摄像机的品质要比较好，从分辨率、照度、变焦能力等等各个方面都要具有较高的性能指标，以获得好的摄像效果；其次摄像机的数量也要多一些，位置布局要以能摄取到众多角度为好，以利于后期编辑制作，而相应的录像机设备，也要充分与其匹配。而如果业主只是想对会议情况存留简单的资料，那么摄像机以及录像机的配置则就可以简单一些了。如果会议现场需要进行发言的自动或手动跟踪，那么则比较适合采用快球形式的摄像机，因为这类摄像机通常具有更加快捷的旋转追踪速度。总之，有关节目源设备的选择，首先一定要符合会议系统的实际需要，切忌盲目地好大喜功、追求过高；其次考虑到今后使用的方便性，要注意这些设备与集中控制系统的兼容性。

对于相关信号调度问题，会议系统中主要通过视频切换矩阵、VGA(RGB)切换矩阵以及相应分配器来实现。其中视频矩阵主要负责摄像机、录像机、DVD机以及视频展示台等设备输出的视频信号的切换调度，而VGA(RGB)矩阵则主要负责计算机、电子白板等信号的切换调度。如果本系统中摄录像部分要求比较高，那么还需要配备视频制作特技台或编辑机来进行信号的复杂处理，如叠画等特技制作以及节目编辑等等。在一个正常的会议系统中，视频信号主要包括录像机信号、DVD(VCD)机信号、视频展示台信号、摄像机信号(或特技台及编辑机的输出信号)以及电视会议远端传送过来的信号等，它们全部送入视频矩阵，然后根据需要分别送入不同的显示设备进行显示。而有关计算机、电子白板的信号以及外来的其他VGA(或RGB)信号则需要送入VGA(或RGB)矩阵，由其切换分配后同样送入显示终端向与会者进行显示。在此，有必要注意一点，那就是如果VGA信号源与相应矩阵及显示终端设备的距离较远，势必会造成VGA信号的传输衰减，这个问题可以通过使用信号转换放大器，将VGA信号转换成RGB信号并进行放大后传输的手段在一定程度上予以解决。此外，笔者还注意到，在目前的某些会议系统中，视频信号的输出(可能直接取自节目源设备、也可能取自视频矩阵输出之后)首先经过一个VGA或RGB转换器，而后再送入VGA(或RGB)矩阵进行切换处理，据说这样做的目的一方面可以提高画质；另一方面是为了满足某些不具备视频接口的显示设备的输入需要。但是依据笔者多年的工作经验，这样做对于画质的提高非常有限，而且某些低档的转换器甚至还会有损于画质，同时由于目前的显示终端设备大都同时具有视频及VGA/RGB接口，因此，除非确有必要，否则这种做法就大可不必了。此外，如果本会议系统中还有远程电视会议、同声传译以及卡拉OK等功能的需要，那么在信号调度上，通过矩阵还需将有关信号分别输出至电视会议编码设备、同传室的监控器材以及卡拉OK演唱者的监视器上。

此外，同前述视频节目源设备一样，对于这些信号调度设备的选型，同样应该考虑其与集中控制系统的兼容问题，即这些设备都要具备开放通讯协议的相应控制端口。

对于最终的显示设备，根据当今的技术发展，目前基本采用多媒体投影机、等离子显示屏等向与会者进行显示，操作人员可通过小型监视器进行系统信号的监视。其中多媒体投影机大多采用正投方式，如有必要且空间允许，也可采用单台背投方式或多台背投拼接方式，当然这样的资金投入会高一些。同时，这些显示终端根据其先进性以及性能指标的不同，价格也会有非常非常大的差异，作为一个系统设计人员要根据具体需要选择适当的产品。除此之外，目前某些要求比较高的会议厅堂，还采用了在会议桌上设置大密度的液晶显示屏(一人一屏或两人一屏)向与会者进行信息显示，从而避免了单一大屏幕所造成的会议代表侧目及回头观望现象，同时这些液晶屏通常采用暗藏方式，通过集中控制系统或其单独的控制器进行升降，具有非常好的视觉效果，因此虽然目前其造价较高，但在某些相对高档的会议场所还是得到了一定的认可。

以下即为上述系统的两种原理框图，同音频系统一样，随着设备选型以及系统功能的不同，会议视频及显示系统也会派生出很多变化，需要我们大家灵活掌握。

上述视频及显示系统基本已可满足通常会议的需要了，当然对于某些具有特殊用途的场所，如多媒体教室等，我们还需要另行探讨。同时因为该系统设备(如DLP技术投影机和一般LCD投影机)价格差异非常之大，因此在进行系统设计及设备选型时，当确定系统投资后，一定要充分考虑系统各设备之间的性能匹配问题。前端信号处理设备的指标一般，即使投影机再好，也无法再现完美画面，只能白白地浪费投资。

3． 集中控制系统

如前所述，随着信息技术的飞速发展，大量电子设备涌入会议室中，使现代会议系统的功能越来越强大，需要操作的设备也越来越多，对具体操作人员的要求越来越高，那么如何使操作人员迅速地掌握会议系统的使用方法就成为了一个很大的难题，但是随着集中控制系统的出现，这个问题立即就迎刃而解了。同时，集中控制系统还带动了会议系统内其他子系统的相应变化，使其系统配备及设备选型更适应于集中控制系统。

对于目前市场上大部分集中控制系统来说，其主要工作方式是通过红外线控制、数据控制(RS-232、RS-485等)、继电器控制、逻辑I/O控制以及总线控制等接口将中央控制主机与其他被控设备连接起来，而工作人员则通过计算机、触摸屏、控制卡板等控制界面向中央控制主机发布动作指令，从而经由控制主机实施对其他设备的控制。控制内容主要包括：

l 录音机、录像机、投影机、摄像机、音频矩阵等等设备的工作状态，包括预置程序调用、转换等复杂功能；

l 窗帘开合、投影机幕升降等机械状态；

l 灯光开关、明暗；设备及系统电源的开关等电源管理；

l 其他相关外部信号的触发联动，如传声器语音信号对摄像机跟踪的触发等；

l 上述控制功能的联动等等。

以上所罗列的内容看似简单，实则基本涵盖了会议系统中所有需要的操作，十分烦杂，如果仅仅通过集中控制系统将各个分散的操作集中到控制界面上，那么也没有多少实际的意义，相信任何做过相关系统设计的人员都会认识到这一点。集中控制系统的实际意义其实在于：工程技术人员在详细了解系统需要并充分开动脑筋后，能够根据自己的思路和理解将各种烦杂的操作联动或简化，即通过集中控制系统化繁为简，使用户只需经过简单的培训便能掌握系统常用的操作方法。

针对现代会议系统中的集中控制部分，笔者有如下观点愿意同大家探讨：

因为会议系统中的操作不会过于复杂且任何与会人员都有可能进行操作，因此有关控制界面，应选择最具直观性以及移动灵活的无线触摸屏为好，如有必要可在个别地点设置墙面嵌装控制板，供其他人员临时使用。在某些具有特殊要求且操作十分复杂的场所，才有必要配备具有反馈功能的触摸屏。当然随着集中控制系统的技术发展，某些品牌也将双向反馈功能设定为所有触摸屏的标准配置。

尽量提供模式套餐并充分利用功能联动，以降低操作难度。如可设置会议模式、环绕声电影模式等，其中选择前者时，可使摄像机进入相关预置位，而音频控制部分也要自动调用已设置好的相应扩声模式及扩声电平等；而选择环绕声电影模式时，则可自动打开投影机，降下投影幕，关闭窗帘及相关灯光，同时DVD机(或解码器)以及音频处理矩阵自动设置到环绕声模式等。

操作界面设置应友善、简洁，可省略某些会议系统并不使用的操作，且通过细致周到的编程考虑对设备起到保护作用，如投影机关闭后，其电源部分要经过一段时间的延迟才可予以关闭以及合理设定系统设备电源的开关顺序等等。

原则上讲，尽量不要让集中控制系统控制无穷量变化的参数，因为目前该类系统触摸屏上的变化量通常为256级，如果控制无穷量，则有可能造成级进或控制滞后的现象。

4． 多媒体会议系统的发展趋势预测

随着目前社会的进步，现代多媒体会议系统也将随之改变，由于信息处理技术发展异常迅猛，因此现在谁也无法预测10年后的会议系统状况，但是，笔者认为：数字化、网络化以及无线化将是今后会议系统发展的一个大的趋势。

数字化：由于数字信号在抗干扰、易传输、易保存等方面所具有的优势，因此数字化将是会议系统发展的一个重要趋势。首先控制系统本身即基于计算机技术，且数据量较小，因此其主要部分已经实现了数字化，而现在音频系统的某些环节也已大量地实现了数字化，例如节目源、音频处理等，而且目前数字拾音器及数字功放也相继投放市场，因此音频部分的全数字化将指日可待。同时随着计算机运算以及传输技术的飞速发展，视频信号的编解码能力将得到大大提高，相信在不远的将来，制约视频数字化的瓶颈问题将得到妥善解决，从而整个会议系统将逐步实现全数字化。数字化将给会议系统带来一系列的变化，例如施工工作量减小，维护方便等，其中也会包括我们下面所提到的系统网络化、无线化。