[实用新型]一种用于视频会议的多点控制单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制单元，尤其涉及一种用于视频会议的多点控制单元。 

背景技术

近年来，随着网络带宽的不断提升以及多年的信息化建设，以视频会议为代表的多媒体通信行业发展迅速，其产品功能日臻完善，应用领域也日益广泛。经过多年的发展、延伸，视频会议已经由政府、大型企事业单位的专属通信产品逐步演化为大众型的通信产品，越来越多的中小企业陆续成为视频会议的忠实用户。在节约成本、提高办事效率等方面，视频会议的价值已经获得广大用户的普遍认可。 

通常，视频会议系统由多点控制单元（Multi Control Unit，MCU）、会议终端、终端外设等组成：多点控制单元负责整个会议的管理控制、声音合成、画面合成、媒体分发等工作，是整个视频会议系统的核心组件；会议终端与多点控制单元进行控制流和媒体流的交互，并接受多点控制单元的调度；终端外设包括麦克风、音箱、摄像机、显示器、遥控器等设备，一些高级的视频会议系统还包括回声抑制器、调音台、摄像机云台等附加外设。 

由上述可知，整个视频会议系统涉及到的相关技术非常多，但一般来说，其核心技术包括媒体编解码技术、媒体合成技术、网络传输技术等。其中音、视频的网络传输一般采用实时传输协议（Real-time Transport Protocol，RTP）。 

视频会议中的音频、视频编码格式采用ITU（国际电信联盟）发布的国际标准格式，每一种编码格式都有各自的最佳适用场景，也都有各自的运算复杂度以及需要的网络带宽。会议中，各个参会方的网络状况是有差别的，各个会议终端的运算能力也不尽相同，因此，参会方与多点控制单元之间的媒体流可能会采用不同的编码格式，以达到最佳的会议效果。多点控制单元必须能够识别和支持这些不同的编码格式，并在必要的时候进行不同格式之间的转换以及不同网络带宽之间的码流适配。 

声音合成、画面合成、多码流适配，这三种功能构成了一个多点控制单元的最核心的媒体处理功能，其能力的高低也直接决定了整个视频会议系统的服务能力和质量。这里的声音合成、画面合成功能，其实包含了解码、混音或混屏、再编码等一系列过程。为了节约运算资源，早期的多点控制单元并不支持媒体合成功能，而只是对收到的媒体流进行必要的转发，合成的任务则是交给了各个会议终端。但这样做的弊端也很明显，比如，当给某个参会者转发多路视频内容的时候，需要占用多倍的网络带宽，这可能会导致整个系统的网络带宽不足，从而影响到整体的通信质量，尤其是可能会导致音频数据的丢包率上升，音质明显下降。相反，如果多点控制单元将多路视频内容进行多画面合成后再转发，则只需转发合成后的一路视频即可，这就大大降低了网络带宽的实际占用。 

当前，多点控制单元的媒体处理功能多采用通用的多核CPU运算实现。但是，这种基于CPU运算的处理模式往往会受到系统稳定性、内部总线带宽、功耗、总体价格等诸多因素的影响，其长期运行的可靠性和性价比并不理想。尤其对于视频编解码这种运算密集型的工作，通用CPU的单位处理效率并不高，这种不足在处理大尺寸的视频数据时表现得更加明显。另外，由于主机边界存在运算资源、I/O资源等方面的限制，也使得这种体系的多点控制单元难于支撑诸如任意画面合成、大尺寸画面合成等高端业务需求。 

数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）拥有强大的数据处理能力，其正好可以用在视频会议的媒体处理领域。基于一块多处理器的DSP开发板，通过编程开发，可以实现一种多DSP的多点控制单元，该多点控制单元可以完成其所需要的媒体处理功能。与通用CPU实现的媒体处理模块相比，该多点控制单元具有更强的处理能力、更高的集成度、更低的功耗，同时由于集成度和功耗的改善，系统的可靠性也得到大幅提升。然而，需要仔细考虑的一个问题是多点控制单元的硬件架构设计，即多点控制单元应该以什么样的方式对外提供服务，或者说部署在什么样的硬件载体上。如果采用通常的主机体系进行部署，那么该多点控制单元将作为主机的一个内嵌插件存在，这样的话，其多卡扩展性还是难于平滑实现。 

现在的视频会议用户，对视频会议系统的可靠性、画面合成能力、性价比等方面的指标提出了更高的要求，而现有的视频会议系统在上述方面的表现还不是很理想。上述指标的改善，很大程度上取决于媒体处理技术的突破。所以， 迫切需要研发一种新型多点控制单元，以改善现有视频会议系统的上述指标。 

实用新型内容