【正文】 理、 數(shù)據(jù)庫管理員等 工程技術(shù)人員就 該項(xiàng)目的 方案 設(shè)計(jì)與規(guī)劃進(jìn)行了深入的交流和討論。 XX 項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)規(guī)劃如下： 工程 建設(shè)目標(biāo) 是 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、音視頻壓縮技術(shù)、自動(dòng)跟蹤技術(shù)、多媒體技術(shù)，基于學(xué)校的校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，遵循 TCP/IP 標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成具有課堂教學(xué)應(yīng)用，支持網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)播、廣播、直播、存 儲 、后期編輯等多種利用，真正實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對優(yōu)秀課堂的 真實(shí)、全面、立體化的再現(xiàn)的 全自動(dòng)課程 錄播 系統(tǒng)。 靈活性 ： 采用積木式模塊組合和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)配置靈活，滿足學(xué)校逐步到位的建網(wǎng)原則，使網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的可增長性和強(qiáng)壯性。 可靠性： 整體系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備具有高可靠性，具備長期穩(wěn)定工作的能力，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冗余功能，并具 有防止誤操作等行為對系統(tǒng)造成的破壞。 充分考慮利用 各種 資源， 人機(jī)界面友好， 能使用戶最方便地實(shí)現(xiàn)各種功能。 XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 6 兼容性： 系統(tǒng)建設(shè)具有良好的兼容性，充分考慮系統(tǒng)向下、向上的兼容，將系統(tǒng)建設(shè)和現(xiàn)有的系統(tǒng)資源以及未來的系統(tǒng)規(guī)劃充分結(jié)合。 通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) ： 絡(luò)層和傳輸層 TCP/IP 協(xié)議并兼容 IPX 協(xié)議，支持 PPP 和 SLIP 協(xié)議。 專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) ： 1） 設(shè)計(jì)中采用的專用產(chǎn)品，其生產(chǎn)檢驗(yàn)過程符合我公司制定的企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 7 第二章 需求分析 及技術(shù)應(yīng)答 課程錄播系統(tǒng) 建設(shè) 近幾年 都是 以 校園信息 數(shù)字化建設(shè) 為 重點(diǎn)， 如何實(shí)現(xiàn)教學(xué)現(xiàn)場和教學(xué)課件全方位、立體化的直播、錄制、編輯和點(diǎn)播，是學(xué)?？紤]的主要問題。同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的多畫面直播，保證高清晰的課堂畫面和音、視頻精確同步的實(shí)況效果，可對資源文件進(jìn)行后期編輯，提高課程資源使用的 靈活性。而傳統(tǒng)的教學(xué)以教育者為中心，以傳授知識為主。而以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代化教育技術(shù)的應(yīng)用則表現(xiàn)出明顯的先進(jìn)性、靈活性、可靠性、開放性。它的內(nèi)涵包括：一是現(xiàn)代教育技術(shù)的目的是實(shí)現(xiàn)教育最優(yōu)化；二是現(xiàn)代教育技術(shù)設(shè)計(jì)的不僅是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育媒體，而是教育過程所有可操作的要素，包括人力資源和技術(shù)資源，如教學(xué)人員、校本資源、常規(guī)教學(xué)媒體、教學(xué)設(shè)施、教學(xué)活動(dòng)等。 中慶全自動(dòng) 課程錄播系統(tǒng)： 針對現(xiàn)今 高 教、職教、普教等 信息化教學(xué)的重點(diǎn)需求，利用純硬件的 VGA 采集壓縮編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)老師的講稿、多媒體課件、現(xiàn)場多路的音視頻信號實(shí)時(shí)采集壓縮，以標(biāo)準(zhǔn)的流媒體方式實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸、管理、控制，支持網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)播、廣播、直播、存貯、后期編輯等多種利用。技術(shù)上的創(chuàng)新與進(jìn)步，客觀上能推動(dòng)教學(xué)輔助手段的進(jìn)步。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展對教 育最大的影響就是網(wǎng)絡(luò)教育的興起，網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 的普及應(yīng)用使 物理、空間上的距離不斷縮小， 從而， 優(yōu)質(zhì) 的 教學(xué)資源 能夠讓 更多的師生共享。 從課程 錄播教室 建設(shè)發(fā)展的過程來看，最早是從高校開始興起。近兩年，國內(nèi)職業(yè)學(xué)習(xí)的實(shí)訓(xùn)教XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 9 室以及普教中應(yīng)用水平較高的中小學(xué)，也開始課程 錄播教室 建設(shè)。 系統(tǒng) 應(yīng)用范 圍 網(wǎng)絡(luò)課件制作 系統(tǒng)能自動(dòng)生成可供網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)播的網(wǎng)絡(luò)課件， 后期可對錄像文件進(jìn)行刪減、合成、索引等編輯， 也可導(dǎo)入非線編平臺進(jìn)行專業(yè)編輯。 優(yōu)質(zhì) 課 程 資源庫建設(shè) 可以為學(xué)校進(jìn)行 優(yōu)質(zhì) 課資源庫建設(shè)，同時(shí)也可為課件上傳提供開放式管理平臺。 系統(tǒng)還提供 B/S 和 C/S 兩種結(jié)構(gòu)的資源管理平臺，為教師資源上傳點(diǎn)播提供開放式管理平臺。 遠(yuǎn)程 教學(xué) 應(yīng)用 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用普及，學(xué)校也從單純的教室課堂發(fā)展到了與網(wǎng)絡(luò)課堂相結(jié)合的多模式教學(xué)活動(dòng)。 用戶 可以隨時(shí)隨地進(jìn)行觀摩、學(xué)習(xí) ，不再受空間和時(shí)間的限制。 中慶針對 學(xué)校的需求，根據(jù)微格教學(xué)的特點(diǎn)，在錄播系統(tǒng)中嵌入微格教學(xué)評估 系統(tǒng)， 學(xué)校 通過 系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評測 評估 （ 技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容可根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況進(jìn)行 修改），通過遠(yuǎn)程對教師的教學(xué)技能進(jìn)行客觀的綜合評估，以 訓(xùn)練 教師 的 各項(xiàng) 教學(xué)技能，從而使教學(xué)水平得以提高。 隨著信息技術(shù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的不斷深入， 通過錄播系統(tǒng)進(jìn)行全方位的錄制 ， 能夠 真實(shí)地記錄 各種 會議的全過程 ， 并 作為歷史資料永久保存下來 ， 可以 方便用戶在會后進(jìn)行 資料查詢和播放。這些信號通過一個(gè)模擬向數(shù)字的轉(zhuǎn)換過程 (稱之為 AD)，變成數(shù)字信號送給處理器，進(jìn)行數(shù)字計(jì)算，處理結(jié)束后，再把結(jié)果通過數(shù)字向模擬的轉(zhuǎn)換過程重新變成連續(xù)信號 (稱之為 DA)。因此，另一種微處理器應(yīng)運(yùn)而生：數(shù)字信號處理器，簡稱 DSP（ Digital Signal Processor）。在當(dāng)今的數(shù)字化時(shí)代背景下， DSP 已成為通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件，被譽(yù)為信息社會革命的旗手。主要特點(diǎn)如下： XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 11 強(qiáng)大的獨(dú)立運(yùn)算能力： 基于高性能的 DSP 處理器，獨(dú)立運(yùn)算，不占用主機(jī)的運(yùn)算資源。 采 集編碼同步完成： 對 VGA 信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、壓縮編碼、傳輸。 分辨率自適應(yīng)： 640*480 ~ 1280*1024 刷新率自適應(yīng)： 60 ~ 85Hz 遠(yuǎn)距離拾音技術(shù) 高質(zhì)量的 錄播 課 件 ，是高質(zhì)量的圖像和高質(zhì)量的聲音相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，我們有必要在聲音采集方面進(jìn)行探討，以提高 錄播課 件 中 的聲 音質(zhì)量。尤其在教學(xué)現(xiàn)場的拾音技術(shù)上有較大的突破。 所謂遠(yuǎn)距離拾音是一個(gè)相對的概念， 是行業(yè)內(nèi)一個(gè)專用詞，將 2 米左右的距離稱為 “遠(yuǎn)距離 ”。 這種拾音方式利用了房間或廳堂的聲學(xué)特性和樂器、人聲的自然輻射以及傳聲器的設(shè)置。 采用遠(yuǎn)距離拾音技術(shù)，對于拾音器的選擇相當(dāng)重要， 強(qiáng)指向話筒是最佳 的拾音 工具， 當(dāng)話筒指向 0 度的聲源時(shí)，能正常拾取 0度聲源的聲音。這樣話筒就具有了選擇性，而全指向話筒則不能選擇，得到的兩個(gè)聲源的聲音會一樣大。如果這時(shí)使用普通的話筒（普通話筒大部分是全向的），得到的聲音是很亂的，基本上不能用了。在教學(xué)現(xiàn)場采取遠(yuǎn)距離拾音技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)不使用無線話筒的愿望 ，達(dá)到真正意義上的常態(tài)化錄制課程，不XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 12 干擾教師和學(xué)生的正常上課秩序 。不像近距離拾音那樣，聲音緊貼屏幕，聲音聽起來很不舒服。 自動(dòng)跟蹤的先決條件是確定被攝目標(biāo)的位置，本系統(tǒng)采用主動(dòng)型 智能探測 掃描的方式來探測被攝目標(biāo)，可稱為投影法。 通過 智能 探測的定位，自動(dòng)跟蹤被攝目標(biāo)和自動(dòng)切換多機(jī)位畫面。 本系統(tǒng)原則上分教師探測區(qū)和學(xué)生探測區(qū)兩種方式，各自形成獨(dú)立的探測的區(qū)域，又相互支持。在畫面切換的邏輯判斷上又相互參考。在教室前方墻面 ，距地面 1 米處（一般黑板下沿），從左到右設(shè)置一排 智能探測 接收裝置，由紅外接收管組成。教師在黑板前面的左右位置都能探測出來 （也就是教師在板書的狀態(tài)能夠非常準(zhǔn)確地進(jìn)行探測） 。學(xué)生回答問題時(shí)，首先要起立。一般學(xué)生的坐高在 米左右，可以將站立的分界線定在 米。在教室的前方，黑 板兩側(cè)和墻角安裝 智能探測 發(fā)射器。 教室的兩側(cè)，一般有窗戶和門，不便安裝探測裝置。在無法探測到的區(qū)域，這時(shí)教師探測區(qū)域正好可以彌補(bǔ)這一缺陷。就是說將 智能探測 發(fā)射器降低高度，一般情況下前排的學(xué)生個(gè)子都比較矮。例如，前排右面的學(xué)生他阻擋 探測信號 的陰影很寬，而最后面的學(xué)生的陰影就很窄。這時(shí)學(xué)生探測區(qū)域就可以承當(dāng)探測任務(wù)。當(dāng)教師與學(xué)生對話時(shí)，有可能教師位置會與學(xué)生的位置沖突，有兩種可能，一是教師與學(xué)生在不同的位置，探測器得到兩個(gè)信息。二是教師和學(xué)生是一個(gè)位置數(shù)據(jù)，這時(shí)，兩臺攝像機(jī)對準(zhǔn)位置即可。探測部分將探測到的目標(biāo)位置，確定在相應(yīng)的 網(wǎng) 格里。切換部分也會依據(jù)位置參數(shù)，作為切換鏡頭的條件。每一個(gè) 空間 包含 3 個(gè)攝像機(jī)的上下、左右、變倍數(shù)據(jù)。三個(gè)動(dòng)作都有速度選擇，可根據(jù)不同的要求使用不同的速度。 網(wǎng)絡(luò)流量控制技術(shù) 單組播轉(zhuǎn)換技術(shù) 在很多局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，組播的實(shí)現(xiàn)方式與廣播相同， 許多二 級交換機(jī)支持 IGMP Snooping，由于視頻數(shù)據(jù)通信量較大，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)傳輸中采用廣播的方式。 Cisco 的 CGMP 和華為的 HGMP雖然可以通過第三層和第二層結(jié)合的方式解決這一問題，但是系統(tǒng)造價(jià)高昂，而且對于已實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的學(xué)校升級成本不可能接受。中慶 ZDIG 服務(wù)器、視頻服務(wù)器都可以配置設(shè)定單組播轉(zhuǎn)換的臨界點(diǎn)，即單播數(shù)量超過這個(gè)臨界點(diǎn)后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為組播，低于這個(gè)臨界點(diǎn)后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為單播，通過這種方式，即可以降低組 播數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)帶寬占用；又可以在服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)單播數(shù)量超過一定限制后轉(zhuǎn)換為組播，降低服務(wù)器發(fā)送開銷，平衡網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力。通過網(wǎng)絡(luò)阻塞情況的信息， 為避免網(wǎng)絡(luò)過渡阻塞，中慶管理平臺可以在網(wǎng)絡(luò)阻塞的情況下通過降低圖像質(zhì)量、降低編碼幀率等方式降低視頻壓縮碼率，降低網(wǎng)絡(luò)阻塞情況。 安全管理體系 認(rèn)證和證書 本方案的許多服務(wù) /資源的訪問需要受到訪問控制的限制。用戶認(rèn)證后，系統(tǒng)必須為用戶提供用于安全訪問的一個(gè)或多個(gè)屬性，用于進(jìn)行訪問控制和優(yōu)先搶斷等。中慶系統(tǒng)擴(kuò)展證書包含： 授予證書的認(rèn)證服務(wù)器 ； 一般性信息，包括用戶 ID、優(yōu)先級、所屬于的組等 ； 操作能力，標(biāo)識本證 書所代表的用戶能夠訪問的目標(biāo)實(shí)體（服務(wù) /資源實(shí)例）以及在這些目標(biāo)實(shí)例上可以進(jìn)行的操作 ； 其它的限制信息：如證書可以存活的有效時(shí)間等。如圖所示，客戶端只有在權(quán)限訪問控制運(yùn)行的情況能夠訪問目標(biāo)的特定操作，這是通過訪問控制決定函數(shù)（ Access Decision）實(shí)現(xiàn)的。在中慶的軟件平臺上，同時(shí)支持上述兩種方式。第 3 項(xiàng)，是通過一個(gè) 32 位的整數(shù)表示，其中的每一位代表一個(gè)操作或者一組不可分割的操作集合，這個(gè) 32 位整數(shù)被稱為操作權(quán)限或權(quán)限。 通過上述方式，中慶安全 管理的訪問控制功能具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，可應(yīng)用于不同場景的需求。操作鏈的模式復(fù)雜化訪問控制模式，需要引入安全代理的概念，所謂安全代理，就是初始者（請求鏈中的第一個(gè)客戶）的訪問控制信息被代理給請求鏈中的中間者，以訪問最終目標(biāo)的一種方法。這種方案 采用科學(xué)合理的方法 將教室空間立體化的分割為若干區(qū)域，有效搭配安裝 多種 紅外探測設(shè)備。 系統(tǒng) 拓?fù)鋱D XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 18 錄播教室 系統(tǒng)組成 錄播教室 由多個(gè)子模塊組成，包括多媒體 教室 模塊 （如講臺、中控、展臺、筆記本、投影機(jī)等等） 、教室場景攝像機(jī) 圖像 采集 模塊、 VGA 采集模塊、自動(dòng) 跟蹤探測 模塊、 拾音系統(tǒng)、擴(kuò)音系統(tǒng)、 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)直播模塊、 B/S 架構(gòu)點(diǎn)播模塊、錄播系統(tǒng)資源管理模塊 以及外部條件（燈光系統(tǒng)、吸音處理） 等。這樣聲像并茂的教學(xué)形式，使學(xué)生更易于領(lǐng)會接受授課內(nèi)容，激發(fā)教師的激情，提高教與學(xué)質(zhì)量。 XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 19 信息交互式中控 —— (3110D 或 3110DGL) 3110D 在多媒體教室管理系統(tǒng)中的核心設(shè)備是“信息交互式中控”，無 論是本地管理還是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理都是基于“信息交互式中控”開展的。 “信息交互式中控”設(shè)備采用 32 位嵌入式處理器，主頻高達(dá) 200MHZ， 64M 的SDRAM 特大內(nèi)存運(yùn)算空間， 8M FLASH ROM，采用國際流行的全貼片式 (SMT)生產(chǎn)工藝，結(jié)構(gòu)合理，工藝先進(jìn)。 1 具備 3 個(gè)高速 USB 端口，支持本地移動(dòng)硬盤錄像，可擴(kuò)展 IP 電話，另一路可擴(kuò)展； 1 4 路獨(dú)立可編程 RS232 控制接口，可控 UPS、 IC 卡、測試口、控制鍵盤接口； 1 內(nèi)置投影機(jī)燈泡檢測延時(shí)電路，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)屏幕連動(dòng)和完全保護(hù)投影機(jī)； 3110DGL E 帆 3110DGL 信息交互式 中控 ，采用 32 位 嵌入式 處理器，特大內(nèi)存運(yùn)算空間 64M的 SDRAM， 8M 的存儲 FLASH，是 ZONEKEY 基于 E 帆 3110B 系列 網(wǎng)絡(luò) 中央控制系統(tǒng)及嵌入式 ARM 處理器 的基礎(chǔ)上研發(fā)的一款 可升級、可擴(kuò)展的 一體化 中央 控制系統(tǒng)。最大限度滿足 多媒體教室項(xiàng)目建設(shè)需求 。 錄播專家 “ 錄播專家 ” 打破了目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家錄播產(chǎn)品只強(qiáng)調(diào)其功能性的理念，針對這類錄播系統(tǒng)設(shè)備多，線路雜亂，占用教室空間，某種程度影響老師教學(xué)等隱性問題，在 實(shí)用性與人機(jī)功能上進(jìn)行了大膽的嘗試和探索，是現(xiàn)代中慶體現(xiàn)為用戶創(chuàng)造價(jià)值而實(shí)現(xiàn)的又一次創(chuàng)新。 實(shí)物視圖： XX 全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng) 23 規(guī)格說明： 高度 ： 1000MM； 寬度： 545MM； 深度 ： 580MM； 標(biāo)準(zhǔn) :符合 ANSI/EIA RS310D、 IEC297 DIN41491。 PART GB/ 92 標(biāo)準(zhǔn) 。 “錄播專家”機(jī)柜為 專業(yè)定制 ；具有外形美觀、布線簡單、品質(zhì)卓越及選材精湛的優(yōu)點(diǎn)；其采用 厚度 為 冷軋板 ，表面 噴塑 處理 ； 機(jī)柜里面 可 配備 的設(shè)備有 JP100 精品課程錄播工作站、教師跟蹤機(jī)、學(xué)生跟蹤機(jī)、全場景智能調(diào)音臺。 “錄播專家”設(shè)有 總電源開關(guān)，負(fù)責(zé)錄播專家的電源控制，包括 220V 電源和低壓 12V 電源；為了方便 JP100 的開關(guān)機(jī)，設(shè)置了遠(yuǎn)程開機(jī)鈕； 此外還設(shè)有 攝像機(jī)電源開關(guān)，方便重啟攝像機(jī)。主流配置，含 VGA 采編和視頻采集模塊，預(yù)裝課堂錄播平臺軟 件、網(wǎng)絡(luò)直播