多媒体会议系统的设计与实现

摘 要：多媒体会议系统利用通信、计算机和多媒体技术，支持分布在不同地区的用户进行共同讨论和各种形式的合作。研究了基于.net平台下开发的多媒体会议系统，分析了基于软件的多媒体会议系统和基于硬件的多媒体会议系统的不同，并详细介绍了系统的架构设计、网络拓扑结构设计、功能模块设计、核心模块的实现，主要界面的实现等，最后对本系统做了总结，分析其使用的技术、优点及其应用范围。

关键词：多媒体； 会议系统； 统一建模语言

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：2095-2163（2013）04-

Design and Implementation of Multimedia Conference System

ZHENG Rong， LU Lifang

（Hangzhou Vocational and Technical College， Hangzhou 310018 ， China）

Abstract： Multimedia conference system using communication， computer and multimedia technology， supports for common discussion and various forms in different regions of the user cooperation. This paper studies the multimedia conference system based on .Net platform， and analyzes the differences between based on software and hardware， and introduces the realization of system architecture design， the design of network topology structure and function module ， and the realization of the core module and the maininterface. Finally，the paper summarizes the system， analysis of their use of technology， advantages and the application scope.

Key Words：Multimedia； Conference System； UML

0 引 言

随着多媒体通信和图像传输数字化技术的发展，计算机技术和通信网络技术的结合，多媒体会议系统已经成为一个颇受关注的应用领域。与电话会议系统相比，多媒体会议系统能够传输实时图像，使与会者具有身临其境的感觉。其技术可以广泛应用于各项商务活动、远程教学等不同行业的多种领域，因而有着极为广阔的市场前景。

多媒体会议系统是未来信息高速公路中信息服务的重要内容[1]，能以丰富的多媒体形式，通过互联网，将不同地域的人群联合在一起，模拟真实的会议场景，提供廉价，便宜的会议形式，将极大地改变人们的生活和工作方式，因而在现如今的网络时代具有重大的商业和应用价值，如IP TV、视频会议、多媒体远程教育等宽带网络应用成为热点。

多媒体会议领域可分为两类：基于硬件的会议系统和基于软件的会议系统[2]。基于软件的会议系统的原理与视频会议系统基本相同，不同之处在于该系统和其终端都是利用高性能的客户机与服务器结合的软件来实现。而后者随着计算机处理效能、网络带宽及其可靠性的相应提高，完全使用软件来完成硬件的功能，适应性和可扩展性良好，且价格低廉，正成为未来多媒体会议的主流趋势。本课题研究的多媒体会议系统即是基于软件的会议系统。

1多媒体会议系统设计

多媒体会议系统需提供三种用户角色：秘书、主讲和听众。其中的各类角色具备的特征是：

秘书：相当于管理员（主持人）， 控制主讲权，一次会议有且只有一个管理员；

主讲：相当于会议的发言人。除主持人外，每一时刻有且只有一个发言人，发言权是指对音频通信信道的占有权；

听众： 会议的普通与会人员。

多媒体会议系统主要能实现图像监控、客户端及服务器间互相通信、操控显示投影大屏幕三大主要功能。

1.1系统体系架构设计

多媒体会议系统的体系架构如图1所示，软件模块可具体划分为：

（1） 前台表现层

客户端包含：程序、消息组件、客户端消息处理组件、图像数据装包与拆包组件。主要负责与会过程中的申请主讲权、调整图像显示比例、正常接收会议屏幕等功能。

（2） 中间业务层

服务器端包含：主程序、消息组件、服务器端消息处理组件、远程对象组件、图像数据装包与拆包组件。主要负责与会过程中屏幕的截取、投影仪的控制等。

（3） 系统底层

系统底层包含：消息组件、客户端消息处理组件、服务器端消息处理组件、远程对象组件、图像数据装包与拆包组件。主要负责与会过程中整体的后台所有功能的实现，保证会议过程中图像、语音数据能正常传输，并控制主讲权等。

1.2网络拓扑设计[3]

本系统在架构上采用客户机/服务器模式。客户机为所有参加会议的相关人员的PC机，所有的客户机通过路由器与服务器相连，服务器为主持会议的主持人所控制，仅仅需要简单配置即可，其他需要安装DOTNET程序框架。

系统的服务器为主持会议的主持人所控制，该服务器集合了系统的应用服务器、ftp文件服务器以及投影屏幕矩阵切换控制台于一体，其中应用服务器通过一个矩阵切换器将矩阵切换输入口与客户端机器对应起来，同样也需要DOTNET程序框架的支持；会议文件管理器需要建立FTP服务器，并建立相应的文件目录。具体的系统网络拓扑结构如图2所示。

1.3功能模块设计[4]

这是一个基于软件的多媒体会议系统，系统的主要功能是为在不同区域的用户提供一个语音交流的平台，并相应提供一些配套管理功能。基于软件的多媒体会议系统由以下功能模块构成：

（1）系统登录：用户以自己的名字作为用户名登陆到系统服务器，用来标志身份。

（2）文本通信：会议人员可以和已经登录到系统服务器的单个或全部客户端进行文本通信。

（3）申请主讲权：听众可以向系统服务器提出要求获取主讲权的申请。

（4）释放主讲权：当听众获得了主讲权成为主讲者后，可以向系统服务器提出自动放弃主讲权的请求。

（5）屏幕图像截取：当听众提出获取主讲权的申请后，如得到系统服务器的授权后，程序会自行启动屏幕图像截取线程，来实时传送图像数据到各客户端。

（6）显示主讲者屏幕图像：通过操作客户端程序界面可以很方便地将主讲者的屏幕图像显示在本地显示屏上。

（7）控制投影屏幕显示：主讲和秘书可以通过程序界面操作来实现将自身电脑屏幕所显示的东西呈现在投影大屏幕上，以完成工作分析之用。

（8）调整图像显示比率：听众可以根据自己的需要来调整所显示图像的显示比率，以实现图像的缩放功能。

图3为系统用例图，从用例图中可清晰地看出整个系统的主角、用例以及相互之间的关系构成。

通过对系统开发的技术可行性、经济可行性、运行可行性等的详尽分析，决定采用.NET平台开发，C/S结构应用模式，系统应用界面要求简洁、直观，操作方便。

2系统核心模块实现[5]

多媒体系统的整体处理流程包括：

（1）通过Sockets数据传输途径实现文本通信功能；

（2）获取主讲权；

（3）通过UDP数据传输途径实现图像同步显示功能。

通过集成系统平台实现主讲者的屏幕信息实时、安全、可靠地传输到系统服务器，进行有效的集中数据处理，并将已经整合的信息及时分发，从而实现多媒体会议功能。以下主要通过“文本通信”与“申请主讲权”两大核心模块讲解系统的具体实现。

2.1 文本通信模块实现

会议人员进入会议室后，可以发表言论，与其他已经登录到系统服务器的单个或全部客户端进行文本通信，通过Sockets数据传输途径实现文本通信功能。详细的交互过程如下：

（1）会议人员在用户窗口输入要发送的消息；

（2）会议人员在用户窗口选择消息发送的目标；

（3）会议人员在用户窗口单击“确定”按钮；

（4）用户窗口将消息装包发送到消息组件包端；

（5）消息组件包端判断客户端是否与服务器连通；

（6）判断连通，则将消息发送到服务器；

（7）消息组件包端将返回消息发送的情况给用户窗口端；

（8）发送成功，则在消息框里显示消息内容，并反馈给会议人员。

图4是文本通信模块的顺序图，从时间的角度更清楚地描述了几个对象间相互协作的先后顺序。

文本通信模块的使用实例如表1所示。

系统模块：文本通信

执行者：主讲、听众或秘书

说明：通信者选择要通信的一个或者多个会议对象，向系统发出通信信息，系统返回信息发送结果。

先决条件：1）、通信者要与系统服务器要处于连接状态 2）、通信目标要与系统服务器处于连接状态

结果：1）、系统服务器向通信者返回信息发送成功与否的结果

普通过程：通信者行为

1）、对指定的一个或者多个会议对象发送通信信息

系统响应：

1）、返回信息发送成功与否的结果

错误：通信者行为

1）、没有登录到系统服务器

系统响应：

2）、显示信息发送错误信息

图4从时间的角度清晰地描述了各个对象在不同时段的相互合作关系，表1则对文本通信的完整过程做了描述，包括先决条件，结果，过程以及错误。

2.2 申请主讲权模块的实现

听众在会议过程中可以向系统服务器提出要求获取主讲权的申请，详细交互过程如下：

（1）听众在用户界面点击获取主讲权选择项；

（2）用户界面发送获取主讲权命令给消息组件包；

（3）消息组件包端判断客户端是否与服务器连接；

（4）判断连通，则向服务器发送命令；

（5）消息组件包端将命令发送情况报告给用户界面端；

（6）用户界面端将命令发送返回结果反馈给听众。

图5为具体的顺序图。

系统模块：申请主讲权

执行者：听众

说明：听众向系统服务器发送要求获取主讲权的请求，经由系统服务器处理将主讲权授予申请人，并返回获取主讲权成功信息。

先决条件：1）、申请人须与系统服务器处于连接状态 2）、申请人必须是听众

申请结果：1）、申请人获得主讲人的权限

普通过程： 申请人行为

1）、向系统服务器发送申请请求

系统响应

1）、释放已处于主讲地位的主讲者的权限，将主讲权限移交给新的申请者

1）、向申请人发送获取主讲权成功的消息

错误： 申请人行为

1、 申请人与系统服务器处于断开状态

系统响应

1、 返回获取主讲权失败的消息

图5从时间的角度清晰地描述了听众在不同时段申请主讲权后系统的响应情况，表2则对申请主讲权的完整过程做了描述，包括先决条件、结果、过程以及错误。

3 系统主要界面的实现

多媒体会议系统整体UI采用微软Winform技术实现，主要包括三大区域：屏幕图像展示区域、文本通信信息展示区域及操作控制区域，在系统主控制界面中，与会人员可以选择“所有人员”通过“发送”完成会议进程中的对话，还可以通过点击“申请主讲”，向服务器提交要求拥有主讲权的请求，如服务器同意，则该按钮会转变成“释放主讲”状态，反之亦然；点击 “显示图像”，如果成功按钮会转变成“关闭图像”，此时如果系统中已经拥有主讲者，则主控界面中将显示主讲者的桌面信息；点击“投影屏幕”即向服务器提交了要求将该桌面信息投影请求；点击“会议文件”即可发送本地文件给与会者。具体的主控制界面如图6所示。

4结束语

本系统整体是基于微软的.NET技术实现，并综合运用socket通信技术实现文本信息的同步；运用UDP数据传输技术实现图像同步；并运用多种设计模式进行模块化开发，使系统具有高度的可扩展新和可维护性。在功能设计上充分考虑为有着开设多媒体会议需求的用户提供一个操作简便、功能强劲、安全性及稳定性均属良好的优秀系统。该系统可以广泛应用于各项商务活动、远程教学等不同行业的多种领域，因而有着极为广阔的市场前景。

参考文献：

[1]王海楼，张英朝，姚新军，等.基于Internet的多媒体会议系统研究[J].计算机工程与应用，2003，39（22）：156-157.

[2]陈华胜.IPv6多媒体会议系统通信技术研究[D].西安：西北工业大学，2007.

[3]杨灿，汤圣博，黄辉泽.企业级P2P视频会议系统设计与实现[J].计算机技术与发展，2009，19（9）：186-189.

[4]张瀛.基于Web Service的多媒体会议客户端系统的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2009.

[5]陈书义，闻英友，赵宏.可扩展SIP多媒体会议系统的设计与实现[J].小型微型计算机系统，2008，29（4）：607-610.

基金项目：杭州职业技术学院2012年度科研课题（科研编号：ky201234）

作者简介：郑 蓉（1978-），女，浙江丽水人，硕士，讲师，主要研究方向：多媒体、网页界面设计；

陆丽芳（1980-），女，浙江东阳人，硕士，讲师，主要研究方向：多媒体、三维效果。