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基于智能化系统背景下的会议厅音视频系统设计与调试

发表时间：2021/7/23 来源：《建筑科技》2021年7月下作者：江飞

[导读] 上海微小卫星工程中心的会议厅是日常工作会议的重要场所，对音视频系统要求很高，如何保证系统稳定可靠、不啸叫，每个参会者听得见、听得清，以及显示图像清晰、稳定，这就需要音视频系统具备稳定可靠的冗余结构和良好的传输频率特性、声场不均匀度、传声增益、语言传输指数和分辨率等高性能指标要求。

上海童孚信息科技发展有限公司江飞

摘要：上海微小卫星工程中心的会议厅是日常工作会议的重要场所，对音视频系统要求很高，如何保证系统稳定可靠、不啸叫，每个参会者听得见、听得清，以及显示图像清晰、稳定，这就需要音视频系统具备稳定可靠的冗余结构和良好的传输频率特性、声场不均匀度、传声增益、语言传输指数和分辨率等高性能指标要求。本文将对上海微小卫星工程中心的会议厅音视频系统设计和调试进行全面的阐述，以及最终达到的良好效果。
关键词：智能化系统；会议厅；音视频；系统设计；系统调试
        引言
        随着现代化高科技和智能化数字技术的快速发展，并得以广泛应用，传统的会议室模式已经不能满足当前智能与个性化的需要，特别是近年来，智能化技术在信息资源中的主要通信得到广泛应用，结合项目实际情况和系统设计要求，系统设计科学考虑系统，设备先进，可用性功能，利用放大系统的可靠性，达到国家标准。设备的选择、系统的设计理念、扩音系统的设计指标均符合并超过国家现行国家标准。因此，上海微小卫星工程中心的会议厅作为日常工作会议非常重要的活动场所，对于它的音视频系统设计功能必须达到稳定、安全可靠的设计要求。
        1项目概况
        本项目为上海微小卫星工程中心会厅音视频系统的整体设计安装工程项目，需对会议厅的多功能扩声及建筑声学进行全新和科学的设计，还有无纸化系统设计;以建成一个满足使用要求及国家、业内相关标准的、先进的、现代化的会议室，满足当前和未来举行各类会议的需要。会议厅的音视频系统设计是基于“以需求牵引为前沿，定位高端，有利于发展”的设计理念。将设计一套用于日常会议、多功能的智能化会议厅，确保会议厅设计理念先进、系统稳定、功能齐全、性能高效以满足会议厅智能化的需要。
        2总体设计
        2.1系统概述
        根据会议厅的容积大小和音视频系统使用功能的要求并按照国家扩音厅级标准进行设计。扩音系统主要由音源、音频处理器、扬声器、混音器、功率放大器、麦克风等设备组成。整个系统同类产品选用高档音响设备，且美观音色优先于音响系统，选用最成熟技术同类产品，设备先进，性能可靠，通过计算会议室设计的声场系数，确保房间声场听觉的各个角落均匀，无失真、偏音、混音、回声音效；会议厅扩音系统主要分为声源、声处理设备、功率放大器、扬声器系统。会议厅音响扩声设备的组成：
        1）声源设备主要有：多媒体计算机、会议麦克风和无线麦克风等设备。
        2）会议音频处理设备：主要包括高低音频调节、切换、多声道音频信号混音、效果补偿控制、音量调节以及录音回放等设备组成，这是会议厅扩音系统的核心设备。
        3）功放及扬声器：扬声器的品质与设置方式对整体扩音系统的音质和声场均匀效果有直接影响，不同的功放设备匹配不同类型的扬声器。
        2.2设计要求
        根据国家扩音系统设计的声学特性指标标准，空场稳定准峰值状态下的最大声压级为：a.语言扩音系统一级标准为≥90dB；b.语言和音乐扩音系统一级标准为≥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0.125～4.0 kHz的平均值要≥-8dB。以上为国家标准的扩音系统，我们设计的必须达到并超过国家标准，这反映该系统的优良性能。会议厅中扩音系统的声学效果应符合上述GYJ125厅扩声系统设计声学特征指标的一级标准语言进行放大，在演讲过程中，应能够实现语言清晰、无失真、足够的声压差、均匀的声场分布、无声反馈噪声、正确的声音和图像定位。建筑声学所存在的缺陷可以通过电声的方式进行补偿，因此，会议厅扩声系统的设备质量要求必须按最高的标准进行设计，即按A标准设计。
        扩音系统的主要目的是在会议期间清晰地传输语音信息，并为多媒体播放提供高质量的音乐放大。在会议中，要求将清晰和可懂的声音内容传递给听众。在这种情况下，声音的可清晰性比声音质量重要得多，所以在系统的设计中，我们将把语音清晰度和可理解性作为语音放大的第一原则。整个系统追求的频域宽，频段响应特性平坦，失真率低。会议厅的音响效果受到诸多因素的影响，比如建筑物的结构、装修材料以及室内空间大小等都成为它的影响因素。由于会议厅混响时间由上述因素决定，因此可以通过降低声音反射和提高声噪比来提高扩音效果，从而适当缩短原建筑物的混响时间，修正长延迟、高声压级的特定反射声。根据会议厅的容积计算，预计总混响时间将控制在0.7-0.8s的范围内，其他的工作需要由扩音系统来完成。
        3系统设计
        3.1声场组建
        现在大部分的功率放大器普遍支持并覆盖了大多数的频域，因此对于语言的兼容性就显得非常的重要。当我们选择一个扬声器时，我们必须首先考虑扬声器的频率响应范围，为扬声器系统选择的频率响应范围应覆盖最佳的频带上。
        针对会议场馆的实际使用功能，即根据场馆具有的特点，按照声音优先、建声互补的原则，要求符合科学规律和先进的设计理念进行全方位设计。声学系统设计应与建筑声学设计紧密配合，使声学声音建立完美的结合，确保良好的减少和声音再现，能够满足实际使用的需要。会议厅音响系统的设计思路、方法应先进实用。设备技术含量高，能反映最新技术水平。

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        3.2音箱设计
        扬声器的选择应以灵敏度高、频响宽、频率平滑、输出声压高、失真低、有效控制声的指向性和覆盖范围为原则。整体音箱要求高频清晰，中频控制高，穿透力强，音质饱满，低音坚实。系统音响保真度高，声音清晰，音响硬度适中。根据会议厅扩音特性一级指标要求，最终根据系统设计和计算机软件分析设计系统配置，减少声能扩散和反射、声学干扰、声学聚焦对语言放大清晰度等声学现象的不利影响。所选扬声器的要求不仅保证了足够的功率剩余，而且保证了在极低失真条件下的高压。通过对室内声场区域的科学计算和设计，采用相关的专业软件进行了测试，并对声音放大系统的连接和主次配置进行了测试。从上到下，每个区域都需要出色的音效。
        3.3功放设计
        为了使功率放大器工作更加稳定，功率放大器系统的设计应采取短路保护、断路保护、连接保护、输入不配负荷保护、过热保护、输入过载保护、直流保护、高频过载保护等综合保护措施。为扬声器系统提供良好和稳定的功率输出，功率放大器电路设计需要合理，线路失真尽可能低，频宽、频率响应曲线平，噪声低。
        会议厅的功率放大器采用D级专业功率放大器，通过科技使用者的正常功率和峰值功率，可以满足在不同音箱下长期工作的要求。
        3.4周边设备
        除了放大器和扬声器外，音频放大器还用其他设备处理被称为周边设备。传统周边设备模拟混音器、均衡器、会议麦克风音频处理器、麦克风预处理器等设备的音频效果。随着近年来技术的发展，扩音系统正朝着数字化、集成的方向发展了许多数字周边设备，我公司也广泛应用于数字集成电路技术的扩音系统，利用软件控制，带外围设备，在传统接收器前端处理器的基础上，开发音频处理器，如数字音频处理器。处理器具有内置效果、均衡器、抗噪声处理器、噪声门、限压器等效果处理功能，功能集成，解决周边设备类型中的传统扩音系统、操作繁琐、阻抗不匹配等问题，降低设备成本和设备过多的噪声。该处理器配备的软件非常便于处理麦克风信号和声源信号，可根据场景环境效果设置，达到最佳使用效果，每个音频段都处理得当，使低音混音厚，高音宏亮而不刺耳。
        音频放大周边设备配备音频处理器1台、混频器1台；麦克风信号和DVD音频信号输入混频器，通过混频器进行音频信号放大、混音和初步音频处理，然后通过1路主输出到麦克风进行音频处理后完成声质美化处理、延迟处理；反馈抑制器主要是噪声抑制和反馈信号抑制。
        3.5 音源设备
        音源设备是会议厅中不可缺少的设备,主要包括无线麦克风,会议麦克风,多媒体计算机等设备。会议的音源设备一般有：
        1）会议麦克风：用于开会讨论发言使用；
        2）无线麦克风：主要用于移动语音、节目演讲和演唱；
        3）桌面音频接口：用于在会议期间使用笔记本电脑的音频输入。
        4系统功能
        结合众多扩音系统的配置和会议厅扩音系统设计的使用要求，对整个扩音系统设计要求达到以下功能:
        1）为了实现各种不同的扩音效果，可根据不同的需求选择对应的扩音模式，如会议模式、程序模式等各种工作模式，并利用扩音系统周边处理器和数字麦克风预处理器进行快速调节，以达到最佳的扩音模式。
        2）设计预置多套工作模式，以满足多种不同场合的需求，并对每一个模式出厂时就已设置、调试好，现场无需再调试，直接下载即可使用。
        3）采用软件调试设置，可根据场景环境、摆放位置、音频源位置、会议类型等进行实时预设和调整。该系统与集中控制系统相连后，可以由集中控制系统实现对系统的管理功能。
        4）根据会议场所的实际情况进行限压设置。其目的主要是为了防止信号输出和音频电流过大，从而保护扬声器以免被烧坏。
        5）根据会议类型设置噪声门效果，对冗余噪声输入音频设备进行过滤，产生噪声，影响扩音效果；
        6）扬声器采用一对一定额电阻传输方式，扬声器与功率放大器阻抗匹配，采用全频和宽频扬声器，以恢复最佳音质效果。
        5结束语
        通过设计、测量和调试的过程，我们可以看出，要达到高质量的音视频效果，需要注意系统设计，包括声场组建、音箱与功放的设计、周边设备设计等为系统的设计提供坚实的基础。音视频系统的作用保证了系统的稳定性和可靠性，此外，还应注意音源设备、麦克风和视频设备的选择和布局。只有选择合适的设备，合理布局，才能在特定的环境中发挥用户想要的效果，有利于良好的系统功能设计。
参考文献：
[1]雷鸣,唐文,李媛敏,朱相栋,戴璐,闫浩旻.湖北省政府多功能厅扩声系统改造设计与调试[J].电声技术. 2014(08)：14-22+34.
[2]雷鸣，乔鹏，魏民，刘随强，沈文敬，杨海涛.内蒙古财信集团大会议厅音视频系统设计与调试[J]. 电声技术. 2020,44(05)：10-17.