【文章內(nèi)容簡介】 精品課、評優(yōu)課的課堂實時錄制，實現(xiàn)遠程視頻直播，還可供廣大師生、教研員課后點播觀摩評價，完成知識傳承和進行校際課程交流。 設(shè)計原則l 先進性：以軟件采集為核心，以先進、成熟的視頻技術(shù)進行合理搭配，支持數(shù)據(jù)、語音、視頻等多媒體應用。 l 實用性：方案設(shè)計符合國際相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范，設(shè)計簡潔、操作方便。充分利用各種資源，使用戶實現(xiàn)各種功能。同時配合寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以支持高質(zhì)量、遠距離的視音頻傳輸，以適應應用需求的變化。l 穩(wěn)定性：系統(tǒng)選用產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過廣泛檢驗，充分考慮系統(tǒng)在程序運行時的應變能力和容錯能力，具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。l 兼容性：支持PC終端、Andriod移動設(shè)備、IOS移動設(shè)備收看直播。l 擴充性：系統(tǒng)設(shè)計采用開放式的結(jié)構(gòu)，具有強大的擴展能力，著眼于近期目標和長期目標的發(fā)展，選用合適的設(shè)備，進行合理的性能組合，利用有限的投資構(gòu)造一個適合當前需求、可擴展的音視頻操作系統(tǒng)，從而實現(xiàn)低成本擴展和升級的需求。 方案目標“錄”就是將教師上課、講義（PPT）、學生發(fā)言的上課內(nèi)容，通過攝像機、話筒、錄播主機記錄為視頻格式或網(wǎng)絡(luò)流媒體格式。在本機錄制的同時還可上傳到資源管理平臺上。“播”就是對錄制的內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)同步播出，實現(xiàn)課件的直播和點播。IP網(wǎng)絡(luò)收看端通過Internet Explorer收看資源管理平臺開放頁面的直播或點播內(nèi)容。但無論“錄”或“播”都要取決于前端視頻的“采集源”。隨著多媒體高清課件在教學過程中應用的日益廣泛，專業(yè)攝像越來越主流，攝像機也朝著高質(zhì)量、固體化、小型化、自動化、數(shù)字化等性能全面的方向發(fā)展，代表了現(xiàn)代攝像機的技術(shù)水平?！凹言础?“優(yōu)錄”+“暢播”構(gòu)成了專業(yè)錄播系統(tǒng)，用以實現(xiàn)教學現(xiàn)場和教學課件全方位、立體化的錄制、直播、編輯和點播。本方案主要完成以下目標：l 完成國家級精品課程和省級精品課程錄制，建立學校優(yōu)秀/骨干教師課程庫；l 搭建相互觀摩、借鑒的網(wǎng)絡(luò)平臺，達到教學資源共享平衡；l 增加學校網(wǎng)絡(luò)信息平臺可用資源的數(shù)量；l 為教師進行自我學習、評估評比，教學能力提高，提供交流學習的平臺；l 積極做好教師個人知識管理，專家引領(lǐng)、同伴互助，提高教科研能力；l 全面提升學校的軟硬件的信息化環(huán)境；l 為教育均衡化發(fā)展提供決策支持數(shù)據(jù)；l 開放的優(yōu)質(zhì)教育資源為學生家長提供服務(wù)；l 為學校發(fā)展積累豐富的教育教學資源，形成學校優(yōu)質(zhì)資源和特色資源；l 促進教育局教學信息化建設(shè)的進程，統(tǒng)一優(yōu)質(zhì)教學資源的標準，提升教育信息化水平，從而推進義務(wù)教育均衡發(fā)展，提高教育質(zhì)量；l 利用各種教學課件，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的自主學習能力；l 開放的優(yōu)質(zhì)教育資源為學生提供服務(wù)；l 建立在線學習交流平臺，實現(xiàn)學生自主學習、充分享受優(yōu)質(zhì)資源最佳的主動學習環(huán)境。 方案特點l 采用特有的圖像分析技術(shù)，根據(jù)目標特征進行檢測，識別到目標物體的位置，并對該物體進行跟蹤。a) 多角度多景別的合理構(gòu)圖：教師特寫鏡頭、教師全景鏡頭、板書鏡頭、學生特寫鏡頭、學生全景鏡頭等豐富的視頻場景。b) 合理的切換策略：以教師特寫鏡頭為主鏡頭，其他為輔助鏡頭進行多個場景之間的自動切換，輸出最符合教學現(xiàn)場的教學畫面進行同步錄制。c) 穩(wěn)定柔和的跟蹤技術(shù)：隨著高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，本系統(tǒng)采用國內(nèi)最新的圖像識別技術(shù)來實現(xiàn)攝像系統(tǒng)的自動跟蹤，生成精美的教學課件，從而加快了課件資源普及的進程。l 支持多種瀏覽器，如：IE、safari、谷歌、火狐等，無需額外安裝任何插件，即可播放課件。 l 基于各大視頻網(wǎng)站的Flash編碼壓縮技術(shù)，通過IE瀏覽器即可收看直播，數(shù)據(jù)壓縮比例高，數(shù)據(jù)小，傳輸速度快。二、 方案組成PowerCreator專業(yè)錄播系統(tǒng)提供了經(jīng)過人性化設(shè)計的數(shù)字化控制臺，大部分功能都可以通過一鍵式操作完成，簡化了操作流程，降低了教師使用的難度，增強了系統(tǒng)的易用性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)主要完成教師、學生、板書的高清視頻自動跟蹤采集，音頻采集，教師電腦屏幕截取，教師/學生/板書視頻/計算機畫面智能導播并進行電影模式的課件錄制，同時還可將以上信號源自動傳送至課件實時錄制系統(tǒng)進行三分屏、四分屏課件的錄制，通過課堂直播系統(tǒng)在局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上直播，為遠端用戶提供在線實時學習的平臺，后期把課件上傳至編輯系統(tǒng)實現(xiàn)對精品課程的編輯。 系統(tǒng)拓撲圖本方案擬建一間專業(yè)錄播教室，由主播室和控制室組成。主播室選用國內(nèi)主流的硬件產(chǎn)品，保證可迅速適應網(wǎng)絡(luò)視頻應用的需求，在教室的前端可配備大尺寸觸摸屏、液晶電視或電子白板，便于學生觀看老師授課的PPT、視頻等文件。教師講臺上配一臺液晶顯示器及教師計算機，便于教師授課時操作相關(guān)課程內(nèi)容。通過5臺廣播級攝像機分別負責對教師特寫、學生特寫的跟蹤拍攝及教師板書、教師全景、學生全景的拍攝。五路攝像機采集的視頻信號傳送至智能導播系統(tǒng)，導播系統(tǒng)完成導播過程后將視頻信號傳送至錄制服務(wù)器，進行高清精品課件的錄制。聲音采用吊麥的采集方式經(jīng)調(diào)音臺把音頻信號輸送給智能導播系統(tǒng)，以保證聲音真實展現(xiàn)課堂場景?？刂剖抑饕娣胖悄軐РァD像定位、調(diào)音臺、錄制服務(wù)器、云錄播服務(wù)器等硬件設(shè)備，同時預留軟、硬件的升級換代接口，為主播室前端的音視頻設(shè)備提供互聯(lián)手段，最后經(jīng)由中控系統(tǒng)把信號源有機結(jié)合起來，實現(xiàn)教學實況錄制、音視頻同步直播，以達到遠程聽課教學的需要，同時也可實時地轉(zhuǎn)播到校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上，以供學校教學觀摩，開展智能化，全交互，網(wǎng)絡(luò)化教學。整個系統(tǒng)主體分為以下幾大子系統(tǒng)：l 數(shù)字化控制臺數(shù)字化控制臺通過控制面板可以控制整個錄播系統(tǒng)所有設(shè)備的開關(guān)，一鍵式開啟圖像定位系統(tǒng)和錄播系統(tǒng)，通過面板可以選擇自動導播和手動導播，通過面板直接切換相應通道，大大提高了系統(tǒng)的可操作性和便利性。l 視頻系統(tǒng)視頻系統(tǒng)主要把教師、學生的視頻影像實時采集下來，通過導播實時傳送至課件錄制系統(tǒng)完成課件實時錄制。手動控制部分通過多功能控制器對云臺和攝像機進行全變速控制。l 圖像定位系統(tǒng)圖像定位系統(tǒng)分為教師跟蹤系統(tǒng)和學生定位系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。l 教師跟蹤系統(tǒng)教師跟蹤系統(tǒng)具有出眾的跟蹤性能，無論是教師在上課時快速走動還是板書等，系統(tǒng)均能準確無誤的采用不同策略進行自動跟蹤拍攝，系統(tǒng)還采用人臉識別技術(shù)，根據(jù)教師身高的不同自動調(diào)整教師在特寫鏡頭里的位置；整個跟蹤過程連續(xù)、穩(wěn)定、平滑，畫面輸出非常穩(wěn)定。l 學生定位系統(tǒng) 學生定位系統(tǒng)能夠自動實時對正在發(fā)言的學生進行定位并采用特寫拍攝。當學生通過站起來進行發(fā)言或回答問題時，學生定位系統(tǒng)將自動的調(diào)用學生攝像機對正在發(fā)言的學生進行定位并采用特寫鏡頭進行拍攝，學生發(fā)言結(jié)束后，系統(tǒng)自動返回教師跟蹤系統(tǒng)。l 智能導播系統(tǒng)智能導播系統(tǒng)集傳統(tǒng)自動錄播系統(tǒng)的導播功能和特技切換臺功能于一體，具有多媒體數(shù)據(jù)（視頻、音頻、VGA、文本、圖片等）實時切換與錄播功能的系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了調(diào)音臺、切換臺、字幕機等傳統(tǒng)硬件錄播系統(tǒng)的主要功能。主要用于課程錄制過程中多個場景及多路視頻信號源、視/音頻文 件和計算機畫面之間的自動切換，系統(tǒng)隨教學活動的變化智能選擇切換策略，并實現(xiàn)帶特效功能的智能導播；高清型智能導播系統(tǒng)支持高清攝像機信號。l 音頻系統(tǒng)音頻系統(tǒng)主要實現(xiàn)教師授課時的語音信號和學生上課時回答問題或討論的語音信號通過吊麥全息的采集下來，并實時傳送至課件錄制系統(tǒng)完成課件實時錄制。l 課件實時錄制系統(tǒng)可以非常簡單、方便地把整個課堂情景實時錄制下來，生成有音視頻和電子文檔的流媒體課件。并且壓縮率很高，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的捕捉，自動生成文字索引等功能。l 云錄播系統(tǒng)云錄播系統(tǒng)是一個集課堂直播、課程管理、視頻監(jiān)控、用戶管理、資源管理、在線學習、課件點評、新聞發(fā)布等功能于一體的綜合信息化智能系統(tǒng)。三、 系統(tǒng)介紹 數(shù)字化控制臺PowerCreator 錄播控制系統(tǒng)集多媒體中央控制系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)控制、定位系統(tǒng)控制、導播系統(tǒng)控制于一體，為整個錄播系統(tǒng)的大腦，通過控制面板可以控制整個全自動錄播系統(tǒng)所有設(shè)備的開關(guān)，一鍵式開啟圖像定位系統(tǒng)和錄播系統(tǒng)，通過面板可以選擇自動導播和手動導播，通過面板直接切換相應通道，大大提高了系統(tǒng)的可操作性和便利性。錄播控制系統(tǒng)嚴格采用強弱電分離的設(shè)計技術(shù)，在電路的排板上強弱電線路間距保證在5mm的安全間距，并且弱電對強電的控制均采用獨立供電和光電隔離技術(shù)，將中控內(nèi)部的電磁干擾降到最低，最大限度保障多媒體網(wǎng)絡(luò)中控的安全穩(wěn)定運行。 視頻系統(tǒng)視頻系統(tǒng)主要把教師、學生的視頻影像采集下來，通過導播實時傳送至課件錄制系統(tǒng)完成課件實時錄制。主要設(shè)備l 廣播級攝像機l 基本參數(shù)： 傳感器類型：Exmor CMOS 傳感器尺寸：（1/2）英寸 液晶屏尺寸： 存儲介質(zhì)：記憶棒/SD/XQD卡 HDMI接口：支持其它接口：HD/SDSDIGenLock輸入和時碼輸入/輸出接口 其它性能：配備最新技術(shù)的3片1/2英寸CMOS成像器每片CMOS都具備19201080有效像素靈敏度F12，信噪比56dB鏡頭三環(huán)獨立，且具備刻度及物理止點采用專業(yè)SxS儲存卡記錄可切換記錄HD422 50Mbps/HD420 35/25Mbps 可兼容記錄標清DVCAM 25Mbpsl 云臺l 基本功能：云臺變速，鏡頭變焦變速控制云臺位置可存儲和調(diào)用智能軟啟動和停止攝像機遠程開關(guān)機遠程錄像開啟及關(guān)閉內(nèi)置調(diào)試按鍵，具有調(diào)試自檢功能水平旋轉(zhuǎn)：0176。~45176。/s垂直旋轉(zhuǎn)：0176。~25176。/s PowerCreator圖像定位系統(tǒng)PowerCreator圖像定位系統(tǒng)分為教師跟蹤系統(tǒng)和學生定位系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)。教師跟蹤系統(tǒng)自動計算教師在講臺上的位置，通知教師攝像機進行轉(zhuǎn)動，當教師進行板書時，教師跟蹤系統(tǒng)會通知板書攝像機對教師板書進行跟蹤拍攝；學生定位系統(tǒng)自動識別站立學生所處的位置，通知學生攝像機進行定位，以特寫的方式進行拍攝。PowerCreator教師跟蹤系統(tǒng)PowerCreator教師跟蹤系統(tǒng)采用目前最先進的跟蹤技術(shù)圖像識別技術(shù)來自動跟蹤拍攝對象的智能化系統(tǒng)設(shè)備。教師跟蹤系統(tǒng)完全采用無人值守的操作模式，整個跟蹤工作過程無需人為干預，大大的減少了利用傳統(tǒng)錄制系統(tǒng)需要人為的對老師進行專門攝像的要求，從而減輕了工作量，減小了人力投入。上課時教師只需按照通常的上課模式進行正常教學活動即可，無需佩戴使用任何設(shè)備來完成跟蹤拍攝，從而消除了教師的不適應感，使其更加專注于教學活動。教師跟蹤系統(tǒng)具有出眾的跟蹤性能，無論是教師在上課時快速走動還是板書等，系統(tǒng)均能準確無誤的采用不同策略自動變焦跟蹤拍攝，在跟蹤拍攝效果上，整個跟蹤過程連續(xù)、穩(wěn)定、平滑，整個畫面輸出非常穩(wěn)定。l 跟蹤策略l 當教師在課堂中走動時，跟蹤系統(tǒng)自動調(diào)焦進行教師特寫的跟蹤拍攝；l 系統(tǒng)采用人臉識別技術(shù)，根據(jù)教師身高的不同自動調(diào)整教師在特寫鏡頭里的位置（主要是上下位置）；l 啟動錄播系統(tǒng)和多人同時出現(xiàn)在講臺時，跟蹤系統(tǒng)進行全景拍攝；l 當教師進行板寫時，跟蹤系統(tǒng)自動進行板書拍攝；l 主要功能特點l 圖像跟蹤超強的層次感教師跟蹤系統(tǒng)可自動探測、跟蹤運動目標，實現(xiàn)對運動目標的自動跟蹤，便于對教師教學活動進行實時轉(zhuǎn)播、錄像，確保錄像畫面連續(xù)、穩(wěn)定、平滑；當教師衣著與黑板色彩接近時，本系統(tǒng)仍然清晰識別；l 多種景別自動切換教師跟蹤特寫、全景、教師板書三種景別自動切換，圖像定位系統(tǒng)自定義切換策略，完美展現(xiàn)教師在授課過程中的每一個細節(jié)；l 自動追蹤跟蹤范圍不僅僅局限于攝像機固有的視野范圍內(nèi)，而是在整個教學活動的范圍內(nèi)，無論教師在做任何動作都能自動跟蹤，無盲區(qū)情況出現(xiàn)；跟蹤時，系統(tǒng)自動對被跟蹤目標進行近距離拍攝，讓跟蹤對象始終成為畫面重點，符合人物拍攝要求，從而避免了采用感應區(qū)域定位方式跟蹤時所產(chǎn)生的跟蹤對象不能特寫的問題，對于板書較多的課堂，此功能顯得尤其重要；l 超強的識別功能支持老師身高的上下識別功能，自動調(diào)節(jié)攝像頭的高度；l 完全自動化跟蹤攝像工作可由系統(tǒng)全自動完成，而不需要操作人員的幫助，整個跟蹤過程非常貼近人工拍攝；l 板書識別功能支持板書識別功能，當老師書寫板書時，自動切換到板書攝像機；l 抗干擾力強 跟蹤系統(tǒng)不受聲音、電磁波、紅外線、光線等外在的環(huán)境影響，抗干擾能力強；l 快速移動不易丟失系統(tǒng)由于采用了先進的圖像處理技術(shù)，跟蹤過程不受被跟蹤者移動速度快慢影響，避免了采用紅外等感應方式容易被遮擋從而造成丟失的問題；l 安裝簡單跟蹤系統(tǒng)采用先進的圖像處理技術(shù)，對環(huán)境無特殊要求，無需在環(huán)境中安裝任何感應設(shè)備，也不需要進行任何施工，大大減少了安裝施工工作量。PowerCreator學生定位系統(tǒng)PowerCreator學生定位系統(tǒng)是一套能夠自動實時對正在發(fā)言的學生進行定位并采用特寫拍攝的智能化系統(tǒng)。當學生通過站起來進行發(fā)言或回答問題時，學生定位系統(tǒng)將自動的調(diào)用學生攝像機對正在發(fā)言的學生進行定位并采用特寫鏡頭進行拍攝。l 定位策略當學生起立回答問題時，教師跟蹤系統(tǒng)自動交由學生定位系統(tǒng)進行控制，學生定位系統(tǒng)自動定位起立學生同時進行特寫拍攝，學生回答完畢，系統(tǒng)自動返回到教師跟蹤系統(tǒng)；當有多位學生同時回答問題時系統(tǒng)切換至學生全景畫面，當剩下一名學生回答問題時自動給學生特寫。l 主要功能特點l 智能定位整個系統(tǒng)自動完成對學生的定位，無需手工干預，能夠完美的對所有細節(jié)進行拍攝，不錯過任何發(fā)言學生；l 特寫拍攝在自動定位發(fā)言學生的同時系統(tǒng)自動變焦為發(fā)言學生提供特寫鏡頭拍攝。解決了傳統(tǒng)拍攝方式不能為學生提供特寫拍攝的問題；l 自動返回 當學生發(fā)言完畢，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到教師攝像機；l 抗干擾力強 跟蹤系統(tǒng)不受聲音、電磁波、紅外線、光線等外在的環(huán)境影響，抗干擾能力強；l 無需其它跟蹤設(shè)備跟蹤系統(tǒng)運用先進的圖像識別技術(shù)無需操作任何跟蹤設(shè)備或使用紅外跟蹤的麥克風；l 多種景別切換有一名學生回答問題時，系統(tǒng)自動推至學生特寫鏡頭，如同時另外一名或多名學生回答問題時系統(tǒng)自動推至學生全景畫面，