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基于VC++和MODBUS通讯协议的视频会议导播平台的设计与实现

2014-10-21陈恒秋

电子世界 2014年12期
关键词:视频会议

陈恒秋

【摘要】本文介绍了视频会议导播平台的需求、功能结构与模块、 软件设计调试与测试运行,总结了系统实现过程中的疑难问题。

【关键词】VC++;MODBUS;视频会议;导播平台

0.引言

随着互联网速度的不断提升,企业接入高宽带的网络成本不断降低,网络传输高可靠性,企业在办公会议费用的高投入,而视频会议系统的应用能给企业带来经济上、办公效率方面明显地改变。因此,大型企业(特别是业务在地域上分布很广又很散的企业)对于视频会议系统的建设与应用需求愈发高涨,对视频会议系统应用的效果要求越来越高,视频会议召开的频度越来越高,会议规模也越来越大。对于大规模的视频会议,议程中会有多人发言或多方讨论,会议中不仅发言拾音要无缝转接,发言人的图像也要及时导播,甚至多人讨论发言时更要及时、无缝、准确地导播。因此,视频会议导播平台的应用需求应运而生。导播人员通过导播平台可以实现对发言人进行图像自动跟踪、手动跟踪和图像锁定,对会场全景、主席台巡航特写和会场实况巡航直播等功能,极大的满足视频会议导播人员的导播需求。

1.系统设计

1.1 系统功能结构与模块划分

视频会议导播平台采用VC++6.0 + Micro-soft Access 2003集成SerialPort类作为开发平台。导播平台通过PC机COM口采集拾音单元识別码,查询、分析后,根据导播规则,从COM发出导播指令,指挥摄像系统、视频矩阵、音频矩阵作相应动作,从而实现音视频自动(或手动)导播功能。导播人员可以根据会议议程灵活使用图像锁定或穿插会场全景、主席台巡航特写和会场实况巡航直播等方式来满足分会场参会者视频需求。

导播平台具有摄像机云台控制功能,可以在自动跟踪导播时对图像中目标人构图进行微调,优化导播效果。

视频会议导播平台划分为平台参数设置管理、自动跟踪导播、手动跟踪导播、音视频矩阵切换控制和摄像系统云台控制共五个功能模块。

平台参数设置管理模块包括分配COM口、配置COM口参数、管理自动跟踪导播所用的发言单元与取景机位对应表、分配每个摄像机地址与通讯协议及波特率、定义手动跟踪导播快捷按钮和定义各种巡航导播快捷按钮。

自动跟踪导播模块包括采集拾音单元识别码、查询对应表、分析查询结果和发出导播指令。

手动跟踪导播模块包括选择自动/手动/混合导播、图像锁定和调用手动跟踪导播快捷指令。

音视频矩阵切换控制模块包括音频矩阵切换控制和视频矩阵切换控制。

摄像系统云台控制模块实现对每一个摄像机精准微调取景功能。

1.2 系统窗口设计

1.2.1 系统初始化

系统首次运行只扫描硬件COM口,列出可用的COM口。用户此时可以分配COM口并配置端口参数,定义快捷按钮属性参数,然后保存。系统再次运行将从数据库中读取COM口配置参数和快捷按钮属性参数,加载自动跟踪导播所用的“拾音单元与取景机位对应表”配置文档(config.mdb)。

1.2.2 系统主窗口模块设计

系统初始化结束后显示主窗口。主窗口上可以进行所有的导播操作。采用标签页归类放置功能模块。平台参数设置管理模块单独使用一个标签页;自动跟踪导播模块、手动跟踪导播模块、音视频矩阵切换控制模块和摄像系统云台控制模块合用一个标签页,每个模块占据一块窗口区域。将多功能模块如此地设计在一个窗口中,目的是为了操作方便,无需反复切换窗口。窗口底部为状态栏,在状态栏及时、准确地显示导播平台操作记录和周边被控制设备的实时状态。

1.3 软件设计

1.3.1 软件实现思路

本系统的软件实现分为:

①连接数据库,读取配置文档,进行系统初始化。

②进入主窗口界面,进行相应视频会议导播操作。

1.3.2 人机交互界面设计

系统的界面设计为全中文图形人机界面,界面友好,操作简单,所有的功能只需用鼠标点击按钮或者列表即可完成。

2.软件设计调试与测试运行

2.1 软件设计调试

视频会议系统包含众多硬件设备,在软件设计调试阶段不可能随时使用硬件设备,为了在设计调试时能有效模拟真实的硬件环境,可以在调试主机上扩展COM口或安装虚拟COM口软件,COM口的数量和类型与实际硬件环境相同,参数配置也必须相同。调试时可以通过串口通信程序模拟硬件发送识别码,也可以通过串口通信程序捕获导播平台发出的指令码。通过对比捕获的指令码和配置文档中的指令码可以确定软件设计调试的正确性。

2.2 软件测试运行

导播平台系统的测试运行要在实际的硬件环境中实施,要对平台系统的所有功能模块都进行全面的测试,测试用例要全面覆盖且具备典型性。

测试过程分为测试用例设计、执行测试活动、测试结果分析和测试评价。根据测试评价报告决定进行系统试运行。系统试运行期间关注系统的可靠性、稳定性和易用性,如需变更则提出变更报告进行设计变更,然后再次测试运行该系统。

3.系统疑难问题的分析

3.1 自动导播的实现

自动导播功能依赖于“拾音单元与取景机位对应表”配置文档(config.mdb)。配置文档中定义了一个二维表,二维表存储每一个拾音单元与取景机位的对应关系,并对每个对应关系列出导播指令。二维表字段包括:拾音单元序号、拾音单元描述、拾音单元识别码(16进制码)、取景摄像机序号、取景摄像机描述、取景预置位、导播指令1(调取对应取景机位)、导播指令2(视频矩阵切换)和导播指令3(音频矩阵切换)。

3.2 保证MODBUS通讯协议可靠通信的方法

导播平台系统主机通过RS485COM接口与各摄像机串联,系统发出指令中包含摄像机地址码和取景预置位信息,指令在RS485总线上广播,对应摄像机在获取指令后作相应动作。由于本视频会议系统摄像机数量多,位置分散,总线线路较长,信号衰减较多,造成指令传达失效的情况。经运行实验,用系统重复两次发出指令的方法可有效获得可靠通信。

4.结束语

视频会议导播平台系统的核心功能是自动和手动导播。自动导播功能提高了导播切换效率、更加及时地进行导播;手动导播功能增强了导播人员的自主性、丰富了导播的方式方法,最大限度地满足了分会场的视频需求。

该系统经过多次视频会议导播实战运行,证实系统可靠、稳定、易用和高效,得到导播人员的一致认可。

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