医疗示教室高清音频拾音系统

医疗示教室高清音频拾音系统简述

医疗示教室等工作环境，需要对教学现场进行高清音视频拾取，并进行后台编辑、录播后输送到远端。目前市场上的视频拾取及切换管理方案已经非常成熟，但现场音频的高清拾取还面临一些技术问题。

高清音频拾音的主要技术难点有如下方面：

一、现场环境拾音器的部署：需要对整个环境的每一个区域都完成高清拾音，同时还需要有所重点区别。比如教学中，老师的讲解可能声音很小，并且由于口罩的原因，高频损失多。另外，周边同学讨论声音、过程中手术器械的使用声音的恰当拾取及播出也可以给后台学生以临场感。因此，根据不同区域部署不同的拾音器，是重点。与此同时，人声和器械声以恰当的比例播出，使交流语言声音有所突出，尽量弱化环境噪声但又要保留本底声音，使得远端听证没有信号中断的感觉，甚至改变现场的声音比例，更是一个技术难点。

二、系统中空间混响的自动去除：手术示教室等环境本身很难做成一个标准的录音声学环境，同时，由于拾音话筒距离声源（人嘴等有效发声点）较远，因此，会同时拾取到现场直达声以及墙面反射声。由于反射声与直达声的比例接近，会导致远端声音清晰度极差。因此系统中必须要有去混响功能（即利用算法技术，将部分反射声筛除），这是非常重要的技术重点，也是技术难点。

三、由于需要还音（即对示教现场进行同步转播）的环境，本身的音频系统还需要肩负其他功能，因此接入系统还需要与之兼容，并在第三方远程监控平台的支持下，统一完成动态调整，结合医疗示教的工作需求中动态阈值的管理，需要硬件与录音技术相关联，才能达到理想的效果。同时，还要结合使用单位的网络建设，完成远程高清传输与还音。

实现方法

示教室拾音优先采用数字阵列吊装话筒（带数字算法）及针对特殊区域的超指向话筒，话筒后端针对房间内自然混响声进行去混响和去噪声处理，然后经过声音处理服务器进行高阶处理及混合。每个房间混合成一路输出。分别输出到录播和直播会议室、报告厅等。其中录播属于本地连接，采用模拟接口，指标为标准dBU电平模拟接口，动态为＋12dB～－72dB。会议室及路演厅属于远端连接，采用网络扩展传输，远端部署一台网络音频编解码器，通过声音处理服务器进行通道切换等管理。

控制方式有二：一是示教室管理中心的机柜中控触控屏及智能电源管理，除声音处理服务器需常开外，多个示教教学室根据工作需求状态来开启电源及拾音设备供电；二是通过中控触控屏或触控PC，进入示教录音系统界面进行声音切换管理。声音处理全部一次性调好，无需另外调整。

系统方案

本文提供方案仅根据相关案例经营提出大概解决方案，具体项目需要根据环境和功能需求，另外深化设计。

方案一：插卡式服务器平台

方案一特点：采用可插卡式服务器，端口多，扩展能力极强，可满足当前及未来功能扩展。机柜简洁，管理便利。

方案二：单机版网络扩展平台

方案二差异：服务器采用固定端口的设备，通过扩展端口进行网络网络扩展，可满足一般性小规模录播及示教系统需求。

音频传输与混编

如果是本地环境（同一大楼局域网内）进行传输及还音扩声，音频可独立传输。针对视频编码的延时，音频需插入可编辑延时器，最终达到声像同步。如果是距离较远，且不具备局域网传输条件，可将声音采集后，混编进入HDMI信号格式，然后再根据条件及要求进行远程传输。

但是如果是利用腾讯会议等系统进行传输，会极大降低声音采样的品质，需要在录制、处理及远端还原过程，进行录音专业级别的调控，方能保证声音的真实品质。

特别说明

示教室的建设，音频技术是我方可以把握的。但装修结果特别是声学结果是难以控制的。医学示教室主要以医疗教学业务为准，通常不会也很难为声学建设专门做出结构设计。因此，在实际使用中，由于需要先进行房间声学模拟设计，针对计算结果选择合适的拾音产品。当然，如果在设计初期，就能尽量按照音频设计单位的意见来进行装修深化设计，后期的声学拾音建设会更加满意。

当然，我们也有后期弥补的声学建设方案。

我们在华为等地方有类似拾音方案，最终结果，该拾音环境可以同时让上海、成都、香港、东京、巴黎等五个地方的旁听室对现场拾音效果完全满意。

系统结构

本系统分几个部分需要独立规划，下表中1\5为医学示教室和旁听教室，是根据数量独立的系统，2\3\4\部分是可以共用的。