于志楠 尹偉靜

(沈陽師范大學(xué) 科信軟件學(xué)院，遼寧 沈陽110034)

0 引言

隨著人們對(duì)音頻和視頻信息需求，視頻會(huì)議系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)中。視頻會(huì)議系統(tǒng)[1]的可以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的快捷、高效，使視頻會(huì)議系統(tǒng)的使用正在向各行各業(yè)滲透。本文總結(jié)和借鑒其他視頻會(huì)議軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，結(jié)合JAVA跨平臺(tái)[2-3]等優(yōu)點(diǎn)，提出一種基于JAVA簡單應(yīng)用于局域網(wǎng)視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。

1 視頻會(huì)議基本原理

視頻會(huì)議系統(tǒng)的示意圖如圖1所示。

圖1 視頻會(huì)議系統(tǒng)的示意圖

從圖看出，視頻會(huì)議系統(tǒng)主要有三個(gè)部分組成，即通信網(wǎng)絡(luò)、會(huì)議終端和多點(diǎn)控制單元。會(huì)議終端是將視頻、音頻、數(shù)據(jù)、信令等各種數(shù)字信號(hào)送上信道進(jìn)行傳輸；多點(diǎn)控制單元是視頻會(huì)議系統(tǒng)用于多點(diǎn)視聽信息的傳輸與切換部分；通信網(wǎng)絡(luò)是一系列的設(shè)備、機(jī)構(gòu)和進(jìn)程，附著在網(wǎng)絡(luò)上的終端用戶設(shè)備能夠進(jìn)行有意義的信息交換。涉及網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)編程接口等內(nèi)容。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)

網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)硬件主要：有網(wǎng)卡、聲卡的電腦，攝像頭，帶麥克風(fēng)的耳機(jī)其組成結(jié)構(gòu)。

2.2 系統(tǒng)軟件平臺(tái)

在軟件結(jié)構(gòu)上，由于整個(gè)系統(tǒng)是基于純軟件開發(fā)，設(shè)計(jì)上類似于TCP/IP模型，我們依然采用分層思想，降低復(fù)雜度，使程序更容易修改，軟件開發(fā)速度更快，每層利用緊鄰的下層服務(wù)，更容易記住各層功能，并有許多可選部分完成類似的任務(wù)。在體系結(jié)構(gòu)上分為四個(gè)層次：IO層、處理層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 音視頻的捕獲

安裝JMF后，利用它進(jìn)行音視頻的捕獲。在JMF中，Capture Device Manager也是一個(gè)manager類，它提供給了一個(gè)列表，這個(gè)列表顯示當(dāng)前系統(tǒng)被使用的設(shè)備。同時(shí)Capture Device Manager通過查詢的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位并返回設(shè)備的配置信息對(duì)象Capture Devicelnfo，它也通過注冊(cè)的方法向列表加入一個(gè)新的設(shè)備信息，以便為JMF使用。設(shè)備可通過Capture Device Manager的get Device0方法直接獲得設(shè)備控制權(quán)，設(shè)備的控制權(quán)一旦得到，就以此設(shè)備作為一個(gè)Media Locator,通過Capture Devicelnfo的get Locator0方法得到。在JMF中，Capture Device Manager也是一個(gè)manager類，它提供給了一個(gè)列表，這個(gè)列表顯示當(dāng)前系統(tǒng)可以被使用的設(shè)備。同時(shí)Capture Device Manager通過查詢的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位并返回設(shè)備的配置信息對(duì)象Capture Devicelnfo，它也通過注冊(cè)的方法向列表加入一個(gè)新的設(shè)備信息，以便為JMF使用。設(shè)備通過Capture Device Manager的get Device0方法直接獲得設(shè)備控制權(quán)，設(shè)備控制權(quán)一旦得到，以此設(shè)備作為一個(gè)Media Locator,通過Capture Devicelnfo的get Locator0方法得到。

3.2 音視頻的處理和傳輸

采集到的數(shù)據(jù)源是不適合直接傳輸?shù)模?jīng)過處理，使其適合為RTP傳輸格式并產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)源再進(jìn)行傳輸，處理過程為：

用前面獲得的數(shù)據(jù)源構(gòu)造處理器對(duì)象，以便得到采集到的數(shù)據(jù)；

processor=javax.media.Manager.create Processor(datasource)；

然后將數(shù)據(jù)源處理為適合RTP傳輸?shù)母袷剑?/p>

然后調(diào)用處理器對(duì)象的get Track Control0方法，得到通道的Track Control對(duì)象；

媒體流中每一個(gè)磁道得到一個(gè)控制器；接下來調(diào)用Track Control對(duì)象的set Format()方法設(shè)置每個(gè)軌道的編碼格式；

最后，調(diào)用處理器對(duì)象的get Data Output0方法產(chǎn)生數(shù)據(jù)源，以便數(shù)據(jù)傳輸時(shí)使用；RTP會(huì)話是由RTP Manager完成的，每個(gè)軌道都需要有一個(gè)管理器，管理器對(duì)象采用RTP Manager.new lnstance()方法來獲得。建立會(huì)話時(shí)，需創(chuàng)建Session Address對(duì)象描述發(fā)送端與接收端的地址信息，再加入RTP管理器。會(huì)話建立后，由管理器創(chuàng)建流將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。

3.3 音視頻的接收和播放

接收媒體流也同樣建立RTP會(huì)話，過程與發(fā)送流時(shí)建立會(huì)話的過程類似，不同的是每個(gè)RTP管理器需要加上監(jiān)聽器來監(jiān)聽相應(yīng)地址與端口，包括會(huì)話請(qǐng)求、數(shù)據(jù)流到達(dá)等。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)Session Listener和Receive Stream Listener兩個(gè)接口，前者用于監(jiān)聽RTP會(huì)話請(qǐng)求，后者用于監(jiān)聽是否有數(shù)據(jù)流到達(dá)。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)流后，Session Manager會(huì)發(fā)出一個(gè)New Receive Stream Event。注冊(cè)了Receive Stream Listener接收數(shù)據(jù)流監(jiān)聽器，會(huì)收到事件。為每一個(gè)新接收數(shù)據(jù)流創(chuàng)建Player。從接收數(shù)據(jù)流中獲取Data Source，并作為參數(shù)傳遞給Manager來創(chuàng)建Player。發(fā)送端和接收端播放多媒體信息過程是相同的，由Session Manager到Data Source到Player,直接將播放的數(shù)據(jù)源交由播放器；創(chuàng)建并初始化RTP Session，創(chuàng)建一個(gè)Session Manager(會(huì)話管理器)，并調(diào)用add Receive Stream Listener方法為RTP Manager對(duì)象添加RTP時(shí)間監(jiān)聽器，監(jiān)聽New Receive Stream Event事件，然后調(diào)用RTP Manager對(duì)象的initialize方法初始化RTP會(huì)話，設(shè)置本地和目的地地址和端口；Receive Stream Listener update方法，監(jiān)視New Receive Stream Event事件，它會(huì)指示新數(shù)據(jù)流被檢測(cè)到。當(dāng)一個(gè)New Receive Stream Evem事件被檢測(cè)到時(shí)，以New Receive Stream Event事件調(diào)用get Receive Stream方法，以取得Receive Stream數(shù)據(jù)流對(duì)象，然后通過調(diào)用輸入數(shù)據(jù)流對(duì)象get Data Source獲取RTP數(shù)據(jù)源對(duì)象；把數(shù)據(jù)源對(duì)象作為參數(shù)傳遞到Manager的create Player方法中來創(chuàng)建Player。直接將播放數(shù)據(jù)源交由播放器，播放器界面分為播放界面和控制界面兩部分，分別用get Visual Component和get Control Panel Component方法來得到。

Player P=javax.media.Manager.create Player(ds)；

P.add Controller Listener(this)；P.realize()；

Component VC，cc；VC=player.get Visual Component0；

CC=player.get Control Panel Component0；

3.4 多播的設(shè)計(jì)

通過SUN公司提供IP多播類實(shí)現(xiàn)多播技術(shù)分發(fā)媒體流，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可通過.Multicast Socket類創(chuàng)建一個(gè)所獲得的指定端口號(hào)的多播套接字，然后調(diào)用join Group方法加入到該多播組，接收端程序加入多播組后，便可以從該多播地址和端口號(hào)處接收媒體流。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

系統(tǒng)采用JAVAGUI編程，運(yùn)用SWING組件來編寫，通過連接服務(wù)器取得連接后進(jìn)行視頻連接，連接后視頻在屏幕顯示其界面如圖2。

5 結(jié)論

本文總結(jié)和借鑒其他視頻會(huì)議軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，結(jié)合JAVA提出一種基于JAVA的應(yīng)用于局域網(wǎng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

［1］黃永峰,等.IP 網(wǎng)絡(luò)多媒體通信技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社,2003.

［2］[美]Chad Darby,John Griffin,Pascal de Haan,等.Java 網(wǎng)絡(luò)編程指南[M].邱仲潘,等,譯.北京：電子工業(yè)出版社,2002.

［3］孫衛(wèi)秦.Java 程序設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2006.

［4］孫奎,殷兆麟.基于JMF的多人視頻聊天軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2007,28(9)：2196-2198.

［5］閏改珍,師衛(wèi).基于RTP的音頻流多播系統(tǒng)的JMF實(shí)現(xiàn)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2007,17(5)：240-242.