行政辦事廳錄音系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

一,、項(xiàng)目概述

1.1項(xiàng)目概況

為滿足行政辦事廳系統(tǒng)在拾音方面的個(gè)性化需求，方便客戶更加靈活的運(yùn)用在不同的環(huán)境中,。我司針對(duì)行政辦事廳需求針對(duì)項(xiàng)目使用特殊性建議采用我司的網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)拾音器,。智能網(wǎng)絡(luò)拾音器,，他是集語音降噪、多路音頻混音,、音頻智能分析,、遠(yuǎn)程開關(guān)控制、遠(yuǎn)程背景音樂廣播,、10段EQ均衡設(shè)置等功能為一體的全新網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化拾音器產(chǎn)品,。它具有數(shù)字化傳輸、抗干擾能力強(qiáng),、音頻高采樣率,、可強(qiáng)力消除動(dòng)態(tài)噪音和靜態(tài)噪音、高保度真,、智能控制,、可編程等特點(diǎn)突破了傳統(tǒng)拾音器只能單一拾音的缺點(diǎn)，智能型網(wǎng)絡(luò)拾音器可根據(jù)用戶使用場景的不同設(shè)置不同的參數(shù),，從而帶到**的采音效果,。

傳統(tǒng)的音視頻解決方案是錄音設(shè)備的模擬音頻輸入信號(hào)和拾音器的音頻信號(hào)直接連接至錄音設(shè)備的音頻接口后數(shù)字化存儲(chǔ)設(shè)備，錄入視頻和音頻以達(dá)到同步錄音錄像的要求,。

隨著各行各業(yè)對(duì)采音需求的普遍應(yīng)用,，拾音器的音頻信號(hào)被接入到各種設(shè)備中，通過數(shù)字化處理后和數(shù)字視頻一起打包傳輸,。在實(shí)際的應(yīng)用中,，發(fā)現(xiàn)無論是那種數(shù)字錄音設(shè)備，由其采集和壓縮后的聲音品質(zhì)都不理想,，尤其是經(jīng)過采用8KHz/16bit采樣的音頻甚至出現(xiàn)聲音失真,、對(duì)環(huán)境噪音和動(dòng)態(tài)噪音不能有效減弱，嚴(yán)重影響到客戶使用效果,。怎么才能做到高采樣率的聲音采集合成和不同用戶對(duì)功能的需求成為業(yè)內(nèi)需要重點(diǎn)解決的問題,。

隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面向全數(shù)字化的轉(zhuǎn)變以及在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)音視頻同步錄音錄像提出了更高更嚴(yán)的要求，對(duì)聲音品質(zhì)提高的呼聲越來越高,。但現(xiàn)實(shí)情況是,，監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)廠家不重視音頻質(zhì)量，加上生產(chǎn)廠家在音頻方面技術(shù)的缺失,，提高采樣率不僅增加設(shè)備生產(chǎn)成本,，技術(shù)上也達(dá)不到我們理想的要求。

為適應(yīng)新的應(yīng)用需求與要求,，需要研制一種全新的數(shù)字降噪網(wǎng)絡(luò)拾音器解決方案,，從傳輸和數(shù)字降噪及音頻壓縮等幾個(gè)方面著手，徹底的解決目前傳統(tǒng)拾音器的音質(zhì)以及傳輸?shù)葐栴},。

1.2需求分析

經(jīng)過前期應(yīng)用與調(diào)研發(fā)現(xiàn),，傳統(tǒng)的音頻解決方案存在一些問題：音質(zhì)差、聽不清,，對(duì)查處提供證據(jù)不足,、對(duì)人員對(duì)話內(nèi)容無法分辨，等等……,，究其原因如下：

傳統(tǒng)攝像機(jī)內(nèi)嵌拾音器音質(zhì)差：傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,，利用攝像機(jī)內(nèi)嵌的拾音器收集聲音，與攝像機(jī)視頻同步傳輸,，導(dǎo)致音質(zhì)差有以下原因：

• 拾音器部署在邊緣：攝像機(jī)為了滿足視頻覆蓋無盲點(diǎn)的布置要求,，多數(shù)在考點(diǎn)的邊緣，這樣導(dǎo)致聲音采集范圍覆蓋范圍不夠,，拾音器應(yīng)該在部署在場景中心
• 內(nèi)嵌拾音器音頻采樣率不夠：早期攝像機(jī)是為了解決監(jiān)控看的問題,，對(duì)聲音的重要性關(guān)注度不夠，因此采用的拾音器比較低端,，采樣率低,，音頻失真

常見拾音器沒有采用特殊技術(shù)處理：如拾音器沒有采用降噪、回聲抑制,、抗干擾等專業(yè)技術(shù)處理,，無法獲取高保真音源。

隨著傳統(tǒng)電子考場陸續(xù)建設(shè)與實(shí)踐應(yīng)用,，僅僅看得見已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的建設(shè)需求,，如何在看的清的同時(shí)也要聽得清，因此高音質(zhì),、高靈敏度的拾音器的選擇勢(shì)在必行……

二,、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

本項(xiàng)目必須使用科學(xué)的方法來進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè),，以**系統(tǒng)建設(shè)的成功,。主要包括以下原則：

2.1   統(tǒng)一規(guī)劃,、統(tǒng)一部署

充分考慮本系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的關(guān)系，統(tǒng)一規(guī)劃,、設(shè)計(jì),、部署，避免短期行為,，避免未來的投資浪費(fèi),。

2.2   適合性原則

“適合的才是**的”，在系統(tǒng)規(guī)劃,、設(shè)計(jì)中始終堅(jiān)持這個(gè)原則，避免系統(tǒng)建設(shè)的盲目性,。保真系統(tǒng)的可用性,、好用性和可管理性。

2.3   前瞻性原則

在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),，規(guī)模上既考慮到當(dāng)前的需求,，又充分考慮到今后幾年的需求；技術(shù)上要考慮到今后的發(fā)展趨勢(shì),；應(yīng)用上要考慮其他相關(guān)系統(tǒng)互聯(lián)的要求,。

2.4   經(jīng)濟(jì)性原則

在方案設(shè)計(jì)和產(chǎn)品選型時(shí)，注重合理性和建設(shè)成本,，降低系統(tǒng)建設(shè)成本,；在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，考慮減少系統(tǒng)建成后的運(yùn)維成本,。

三,、系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)

方案設(shè)計(jì)中參考以下標(biāo)準(zhǔn)：

GB4943-2001   信息技術(shù)設(shè)備的安全

GB8898-2001   音頻、視頻及類似電子設(shè)備安全要求

GB16796-1997  安全防范報(bào)警設(shè)備安全要求和試驗(yàn)方法

GB50057-1994  建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50198-1994  民用閉路監(jiān)控電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范

GB50348-2004  安全防范工程技術(shù)規(guī)范

GA308-2001    安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則

GA/T74-2000   安全防范系統(tǒng)通用圖形符號(hào)

GA/T75-94     安全防范工程程序與要求

ISO/IEC-11172-3  MPEG音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)

四,、關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵技術(shù)的深入研發(fā)與突破是高保真音質(zhì),、高靈敏度拾音器根本保障，本項(xiàng)目中采用的產(chǎn)品有如下技術(shù)特色：

4.1 DSP主動(dòng)降噪技術(shù)

所謂DSP主動(dòng)降噪技術(shù),，實(shí)際上就是實(shí)現(xiàn)DSP的電磁兼容,，

符合下面三個(gè)條件，則該系統(tǒng)是電磁兼容的:

• 對(duì)其它系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾
• 對(duì)其它系統(tǒng)的發(fā)射不敏感
• 對(duì)系統(tǒng)本身不產(chǎn)生干擾

本項(xiàng)目采用降低噪聲的技術(shù)有三種：

• 抑制源發(fā)射
• 使耦合通路盡可能地?zé)o效
• 使接收器對(duì)發(fā)射的敏感度盡量小

4.2 DSP束形拾音技術(shù)

產(chǎn)品由多個(gè)麥克風(fēng)排成線形或環(huán)形陣列,，通過DSP陣列信號(hào)處理,，以“電子瞄準(zhǔn)”方式實(shí)現(xiàn)智能語音信號(hào)處理。麥克風(fēng)陣列實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)語音,、環(huán)境降噪,、音源定位等功能，使輸出語音的信噪比大幅度提高,，從而獲取高質(zhì)量的語音信號(hào),。

陣列麥克風(fēng)—“電子瞄準(zhǔn)” 麥克風(fēng)陣列增加了一個(gè)空間域,，對(duì)拾取的多路語音信號(hào)進(jìn)行分析與處理，使陣列形成的波束方向圖主瓣對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)語音,，“零點(diǎn)”指向干擾源以抑制干擾信號(hào),，從而盡可能地獲取目標(biāo)語音。 系統(tǒng)采用自適應(yīng)降噪和語音增強(qiáng)算法,，以“電子瞄準(zhǔn)”方式自動(dòng)跟蹤說話人的方向和位置,，同時(shí)抑制其他說話人的聲音及環(huán)境噪聲，具有很好的空間選擇性,。

4.3 AFR 反饋抑制技術(shù)

AFR 反饋抑制技術(shù)是指音頻信號(hào)經(jīng)揚(yáng)聲器系統(tǒng)發(fā)出聲音后,，由傳聲器拾音將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入至放大器放大，然后由揚(yáng)聲器系統(tǒng)產(chǎn)生聲音輸出,，形成揚(yáng)聲器系統(tǒng),、傳聲器、放大器,、揚(yáng)聲器系統(tǒng)之間的正反饋,，導(dǎo)致放大器的輸出信號(hào)幅度不斷地增加而產(chǎn)生某一頻率的振蕩，出現(xiàn)嘯叫,。

在室外擴(kuò)聲系統(tǒng)中,，聲反饋主要由音箱的直達(dá)聲引起。在室內(nèi)擴(kuò)聲系統(tǒng)中,，除了音箱的直達(dá)聲外,，還有來自各壁界面的反射聲。

4.4 AEC回聲抑制技術(shù)

AEC回聲抑制技術(shù)的基本原理就是：用一個(gè)人為干預(yù)的信號(hào)波,，去消除通訊過程中產(chǎn)生的回音信號(hào),，同時(shí)保留其它正常的語音信號(hào)，以達(dá)到通訊的正常使用,。

目前各品牌回音消除器產(chǎn)品的方案,，基本都是在會(huì)場聲源的輸出端，同步獲取一個(gè)音頻信號(hào),，對(duì)此信號(hào)做一定延時(shí)的位移＋反相,，同時(shí)根據(jù)使用條件的不同，將該信號(hào)的幅度放大到“二次聲源”平均的幅度值范圍,。處理后的信號(hào)與會(huì)場聲源（話筒）輸入端的信號(hào)進(jìn)行邏輯加的處理,，從而抵消回音信號(hào)。會(huì)場其它的語音信號(hào),，因?yàn)闆]有抵消信號(hào),，所以正常輸入系統(tǒng)

五、采音系統(tǒng)目標(biāo)

根據(jù)項(xiàng)目總體業(yè)務(wù)需求模式,，在項(xiàng)目中采用我公司提供的“網(wǎng)絡(luò)拾音器系統(tǒng)” （以下簡稱系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心與各個(gè)采音終端實(shí)現(xiàn)通信互通等業(yè)務(wù),。

隨著行政辦事廳對(duì)采音質(zhì)量的需求越來越大,，傳統(tǒng)模擬拾音器已經(jīng)不能達(dá)到現(xiàn)有需求，急需一個(gè)突破性的產(chǎn)品,。針對(duì)行政辦事廳的特殊性,，選擇的產(chǎn)品能更加靈活的運(yùn)行在不同的環(huán)境中。此次項(xiàng)目中采用廣州峰火科技生產(chǎn)研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)拾音器,。

在辦事大廳中,，拾音器可實(shí)現(xiàn)與視頻同步錄音錄像，能接入支持標(biāo)準(zhǔn)onvif協(xié)議的攝像機(jī),，實(shí)現(xiàn)同步存儲(chǔ),。

拾音器采集聲音后*先是存儲(chǔ)在終端的內(nèi)置SD卡中，然后通過相互之間互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)把各個(gè)窗口的語音數(shù)據(jù)傳送到中心管理存儲(chǔ)服務(wù)器上存儲(chǔ),，本次方案采用前端+后端存儲(chǔ)功能,，可實(shí)現(xiàn)中心斷網(wǎng)后不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。采用次種結(jié)構(gòu)可有效的節(jié)省施工和設(shè)備成本利于維護(hù)人員管理,。

5.1 系統(tǒng)特點(diǎn)：

傳輸方式：系統(tǒng)采用網(wǎng)線連接純數(shù)字信號(hào)傳輸方式，支持TCP/IP協(xié)議,，**實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)網(wǎng)絡(luò)化傳輸方式,。

高清音質(zhì)：音質(zhì)高清流暢網(wǎng)絡(luò)延時(shí)20ms以內(nèi)、采樣率可達(dá)16K-48K多采樣率可選,。實(shí)現(xiàn)了**高清音質(zhì)無延時(shí)傳輸,。

高降噪比：通過強(qiáng)大的服務(wù)器處理能力所有終端設(shè)備采集的聲音通過網(wǎng)絡(luò)全部傳輸?shù)胶蠖朔?wù)器降噪處理再回傳到前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)或其他錄音設(shè)備，可還原現(xiàn)場真實(shí)的聲音,。

開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議及完善的SDK開發(fā)接口：開放清晰的二次開發(fā)接口解決了不同系統(tǒng)互聯(lián)的問題,，面向服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)，解決了資源管理的問題,，資源的可視化,、自動(dòng)化管理，結(jié)合協(xié)議的狀態(tài)查詢和自動(dòng)化音頻質(zhì)量檢測(cè),，實(shí)現(xiàn)高效的系統(tǒng)資源管理,。第三方系統(tǒng)可通過提供的SDK接口對(duì)接，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的音視頻同步功能,，提升系統(tǒng)整體應(yīng)用能力,。

加密保護(hù)：系統(tǒng)對(duì)語音編碼進(jìn)行過加密處理，數(shù)字化的音頻文件需要用播放器才能播放,。防止**,，更好的保護(hù)用戶的隱私安全。

系統(tǒng)擴(kuò)容方便：只需在IP能網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方將IP對(duì)講終端接入即可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容,。

5.2功能點(diǎn)特

1. 單服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)1-300路音頻同時(shí)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的功能,，支持多臺(tái)服務(wù)器級(jí)聯(lián)擴(kuò)展,，使設(shè)備接入量無限擴(kuò)展。
2. 16K-48K音頻高保真采樣滿足不同客戶對(duì)音質(zhì)的需求
3. 可實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)語音傳輸功能和云存儲(chǔ)功能,。滿足客戶不同網(wǎng)絡(luò)的音頻應(yīng)用
4. 可控制單臺(tái)設(shè)備的工作時(shí)間,，可實(shí)現(xiàn)全時(shí)錄音、定時(shí)錄音,、事件錄音等錄音方式,。
5. 當(dāng)管理服務(wù)器或設(shè)備斷網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)內(nèi)置SD卡脫機(jī)錄音方式，**數(shù)據(jù)的完整性,。
6. 實(shí)現(xiàn)1-60分割畫面音頻點(diǎn)擊后實(shí)時(shí)**,，每個(gè)分割畫面采取聲波的方式顯示，分割窗口內(nèi)容可顯示實(shí)時(shí)分貝參數(shù),，單擊后選擇參數(shù)設(shè)置可設(shè)置前端設(shè)備增益,、報(bào)警分貝、錄音方式和時(shí)間等參數(shù),。
7. 聲控報(bào)警提示功能,，當(dāng)前端設(shè)備音頻高于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)彈出并提示當(dāng)前報(bào)警設(shè)備的實(shí)時(shí)聲音和圖像,。
8. 客戶端SDK,，可允許其他平臺(tái)調(diào)用所有設(shè)備的實(shí)時(shí)音頻信號(hào)和報(bào)警、在線,、呼叫等狀態(tài)功能.
9. 10段EQ均衡設(shè)置,，可對(duì)每路音頻單獨(dú)設(shè)置均衡數(shù)據(jù)，針對(duì)不同環(huán)境采用不同的處理方式,，達(dá)到用戶**滿意的效果,。
10. 可視化管理界面，用戶可通過客戶端操作界面一覽所有設(shè)備的在線及工作狀態(tài),。
11. 動(dòng)態(tài)降噪算法,，可強(qiáng)力消除或減弱特定的背景噪音和動(dòng)態(tài)噪音。
12. 設(shè)備自動(dòng)巡檢：網(wǎng)絡(luò)拾音器采用自動(dòng)巡檢報(bào)障設(shè)計(jì)方式,，實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行情況（設(shè)備掉線,、SD卡讀寫異常、采集端異常等）進(jìn)行輪巡檢測(cè),，提高維護(hù)效率,，降低設(shè)備維護(hù)成本。
13. 客戶端自動(dòng)升級(jí)：設(shè)備通過平臺(tái)客戶端自動(dòng)升級(jí)技術(shù)可以有效解決大量用戶客戶端同步升級(jí)的問題,。

5.3整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5．4 產(chǎn)品選型

5.5 安裝方式

根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和安裝要求,。在2個(gè)辦稅人員坐席之間安裝網(wǎng)絡(luò)拾音器，辦稅人員桌面上設(shè)置桌面型拾音器,，在人員流動(dòng)比較少的大廳設(shè)置吸頂拾音器以達(dá)到拾音器效果的充分發(fā)揮,。

5.6 錄音系統(tǒng)的供電要求

網(wǎng)絡(luò)拾音器采用12V供電的方式，音視頻同步錄像采用攝像機(jī)和拾音器公用監(jiān)控電源的方式,。建議使用12V 的電源,。網(wǎng)絡(luò)拾音器接點(diǎn)后自帶供電功能可以給拾音器進(jìn)行供電。

5.7線路及管道敷設(shè)要求

隨建筑施工同步敷設(shè)管道時(shí),，有條件的應(yīng)將管道敷設(shè)在建筑體內(nèi),，并要求按建筑敷設(shè)規(guī)范選用管道的材料和敷設(shè)方式，對(duì)不便敷設(shè)在建筑體內(nèi)的管道,，宜采用鍍鋅鋼管,、PVC管，封閉金屬線槽或封閉PVC線槽（各管線之間應(yīng)該有20公分以上的間隔）,。

對(duì)大型系統(tǒng)的主干線,，應(yīng)采用封閉金屬橋架敷設(shè),，強(qiáng)電和弱電橋架應(yīng)嚴(yán)格分開（不得與照明、電力線同線槽敷設(shè)）,，分別走各自的弱電井