?？低暢B(tài)教學自助錄播系統(tǒng)解決方案

1、 隨堂隨錄，人人可享 -海康威視常態(tài)教學自助錄播系統(tǒng) 常態(tài)教學自助錄播系統(tǒng)解決方案目 錄1.系統(tǒng)簡介22.系統(tǒng)定位23.系統(tǒng)應用設計23.1.系統(tǒng)整體設計架構23.2.系統(tǒng)產品組成簡介33.2.1.高清錄播一體機43.2.2.視頻圖像采集設備（教育球機）63.2.3.聲音采集設備73.2.4.可視化教學系統(tǒng)平臺83.3.錄播教室端布置設計93.4.系統(tǒng)功能103.4.1.課程計劃編制及課程管理103.4.2.課程實時導播與錄制113.4.3.遠程直播直播143.4.4.教學互動與評價154.系統(tǒng)特點與優(yōu)勢164.1.分布式部署、集中化管理164.2.錄播主機高度集成，性能穩(wěn)定164.3.圖像采

2、集設備跟蹤一體化、多功能合一164.4.聲音拾取及處理效果豐富164.5.可視化教學平臺功能豐富、簡潔易用171. 系統(tǒng)簡介隨著計算機多媒體技術、網(wǎng)絡傳輸技術、視頻圖像采集及處理技術為代表的新技術的不斷更新，推動了教學手段現(xiàn)代化的進程?；诰W(wǎng)絡的音視頻錄制點播成為學校多媒體教學應用的一項重要需求，國內許多有實力的學校逐漸嘗試錄播教室的建設，以此來實現(xiàn)對優(yōu)質教學資源的錄制及保存。?？低暯Y合當前國情和現(xiàn)代教育信息化的發(fā)展趨勢，推出了常態(tài)教學自助錄播系統(tǒng)。系統(tǒng)可以以更加便捷的手段實現(xiàn)對教師上課場景的全過程高清錄制，能夠滿足大學、中小學等日常教學的普及化、常態(tài)化錄播需求。同時，我們還創(chuàng)新性地提出將電

3、子巡考、教學錄播、校園安全三大功能于一體，通過前端視頻圖像采集攝像機的復用，實現(xiàn)對校園建設資金的合理地利用。2. 系統(tǒng)定位?？低曉谘邪l(fā)常態(tài)教學自助錄播系統(tǒng)之初，即對系統(tǒng)有了明確精準的定位。系統(tǒng)主要是面向中小學、高等院校、職業(yè)學校等教育機構以及政府企事業(yè)單位培訓中心等，以分布式常態(tài)化的錄制手段將日常課堂教學過程錄制成內容全面的視頻課件，同時通過強大的軟件系統(tǒng)平臺實現(xiàn)對課件資源的管理和共享傳播。系統(tǒng)追求常態(tài)化、易普及、強兼容以及經(jīng)濟性，相比專業(yè)的精品錄播教室的建設，設備集成度更高、跟蹤效果更自然、使用更方便、安裝更便捷。3. 系統(tǒng)應用設計3.1. 系統(tǒng)整體設計架構?？低暢B(tài)教學自助錄播系統(tǒng)的架

4、構簡潔清晰，包含硬件（高清錄播一體機、教育球機、音頻采集設備）和配套教學錄播專用軟件（可視化教學系統(tǒng)平臺軟件）。系統(tǒng)整體設計架構如下：可視化教學系統(tǒng)平臺 圖1. 系統(tǒng)整體設計架構3.2. 系統(tǒng)產品組成簡介一般情況下，在一個標準的教室里，只需要安裝兩個攝像機（教育球機-具備智能跟蹤及智能放大縮放功能），分別對教師授課過程及學生聽課過程進行視頻圖像采集。同時，在教師及學生區(qū)域還需要安裝拾音設備，用于課堂教學的聲音完整地進行采集。另外，在前端教室安裝一臺高清錄播一體機，該設備既支持圖像與聲音采集設備的接入，同時也支持各類教學資源（教學ppt等）的VGA信號接入，通過對各類信號的整合，并以豐富的導播模

5、式對課堂教學的全過程錄制，生成高質量的教學視頻課件，最后通過可視化教學系統(tǒng)平臺將資源進行綜合發(fā)布。?？低暢B(tài)教學自助錄播系統(tǒng)的產品組成包括硬件及軟件兩部分，其中硬件主要包含高清錄播一體機設備、前端視頻圖像采集設備、課堂教學聲音采集設備，軟件則為可視化教學系統(tǒng)平臺。圖2. 系統(tǒng)產品組成下面針對各個產品一一作介紹：3.2.1. 高清錄播一體機海康威視推出的高清錄播一體機（DS-8104LHFH-E2）作為本系統(tǒng)的核心組成設備，采用全嵌入式架構，功能集成度高,支持HD-SDI、CVBS、VGA、HDMI及立體聲與單聲道音頻輸入等豐富接口，可以接入教師、學員、教學電腦等多路視頻資源和多媒體課件資源。

6、同時還可環(huán)通輸出VGA、HDMI，滿足教學投影顯示等用途。設備內置了自動導播微系統(tǒng)，可自動實現(xiàn)電影模式、畫中畫模式、資源模式的導播。設備還內嵌了專業(yè)的聲音處理模塊，采用AAC高品質編碼方式，采樣率高達48k，具備混音、回聲消除和嘯叫抑制處理等功能。并支持無線麥克風、高保真拾音器、吊麥等音頻采集設備的接入，還可兼容教室已建的功放擴音設備，滿足各種應用場景。圖3. DS-8104LHFH-E2高清錄播一體機實物圖 設計理念如下：圖4. 設計理念 產品主要特點：l 該產品為分布式的教學錄播量身定制，軟硬件全部采用嵌入式構架，設備穩(wěn)定，性能強勁，且超低功耗, 超低噪音；l 設備美觀，小巧（標準1U大小

7、），大存儲容量（支持2塊4T的SATA硬盤），接口豐富、功能專業(yè)；l 設備具有高兼容及高集成性。支持接入高清數(shù)字HD-SDI攝像機，兼容接入模擬攝像機；自帶VGA和HDMI 編碼接口，節(jié)省VGA編碼器（教學電腦的課件編碼）成本；同時還自帶混音和回聲消除功能，節(jié)省專用音頻處理設備成本。l 支持多種教學錄播模式，包括電影模式、資源（多畫面）模式、畫中畫模式等。l 支持三碼流：高清、標清、流暢，滿足更多的網(wǎng)絡情況和學習終端。l 具有一鍵發(fā)布功能，可以將課件一鍵發(fā)布到資源FTP庫。l 可以結合課程表使用，根據(jù)課程表進行課件的自動錄制，支持對課件的關鍵字搜索。l 標準性和開放性：設備符合行業(yè)標準，采用標

8、準H.264編碼，具備完整開發(fā)接口，能夠無縫的接入各方軟件平臺。3.2.2. 視頻圖像采集設備（教育球機）考慮到教師課堂教學的實際應用場景。?？低曂瞥隽藥е悄芨櫟慕逃驒C（iDS-2DF5220S-D4/JY），該款球機外形美觀，智能化集成度極高，內嵌教師跟蹤和學員定位智能檢測算法，可以對教師及學生的動作進行快速準確的智能檢測，當教師在講臺上走動時，球機可以自動檢測到教師的動作，并對其進行自動跟蹤，效果平滑自然；同時，當學員在上課過程中起立回答問題時，球機也會自動檢測到學員的起立動作，快速地給出反應，并對其作放大特寫。該設備采用高性能圖像傳感器，最大輸出分辨率達到1920x1080，室內低

9、噪度參數(shù)達0.01Lux；并具備自適應重力感應和Wifi功能，安裝便捷，支持CVBS、HD-SDI、YPbPr、HDMI、RJ45等接口，適應不同場景應用。圖5. 帶智能教育球機（iDS-2DF5220S-D4/JY） 產品主要特點：l 采用高性能傳感器，圖像清晰，最大分辨率可達1920*1080，以保證錄播文件的清晰度，增加教師與學生的體驗感；l 采用人臉檢測和人體檢測技術，教師無需佩戴任何輔助設備，也無需在座椅安裝輔助設施，即可實現(xiàn)對教師與學生的精準跟蹤定位，最大限度的保證常態(tài)化教學；l 采用智能分析技術，設備內嵌了智能分析算法，實現(xiàn)對教師與學生的智能跟蹤的同時還具備特寫功能；l 采用智能

10、檢測技術，當學生回答問題時，能智能檢測學生的起立與坐下動作，并實現(xiàn)對學生的智能跟蹤；l 安裝方式靈活，除了支持傳統(tǒng)的吊裝、臂裝和吸頂方式外，設備還支持桌面式擺放的方式，滿足更多更廣的場景應用；l 除了滿足教學錄播應用以外，該球機還支持學校的日常安防與電子考場應用，可以無縫地接入校園安防平臺與電子考場平臺；l 對于外界環(huán)境的自適應，該款教育球機會對對外界的環(huán)境如光線、聲音、電磁等進行自動分析與自適應，可以保證最佳的圖像采集效果。3.2.3. 聲音采集設備課堂聲音的采集及效果保障是整套系統(tǒng)的重點，針對教師講課聲音的采集，推薦使用無線藍牙麥克風，該款設備可以很好地保證對教師講課聲音的完美采集。藍牙麥

11、克風實物圖如下：圖6. 藍牙麥克風針對學生區(qū)域的聲音采集將采用全覆蓋型專業(yè)拾音器，可根據(jù)教室大小布置拾音器數(shù)量，一般情況下一個教室安裝1-2個。拾音器實物圖如下：圖7. 全覆蓋型拾音器同時，我們的系統(tǒng)還兼容專用吊麥及專業(yè)聲音系統(tǒng)的接入，可以全方位地保障課件的聲音效果。3.2.4. 可視化教學系統(tǒng)平臺可視化教學系統(tǒng)平臺是由?？低暯Y合日常教學錄播、資源發(fā)布、遠程教學的要求推出的一套綜合應用系統(tǒng)，總體圍繞課件課程管理、課程直播、課程點播、教學互動評價等四個方面進行系統(tǒng)設計，滿足用戶對課件的綜合管理應用的需求，解決學校對于課件的常態(tài)化制作的需求。通過常態(tài)化的課件錄制，能夠實現(xiàn)對課堂教學實況的實時直播

12、與精彩回放，輕松地實現(xiàn)遠程教學功能。同時，系統(tǒng)還設置了教學點評模塊，可以滿足教學評估與學生對教師的評價，增加師生間的交流與互動。平臺還支持移動客戶端，可滿足移動教學應用。圖8. 可視化教學系統(tǒng)平臺登陸界面（PC版）圖9. 移動端展示效果3.3. 錄播教室端布置設計結合?？低暢B(tài)教學自助錄播系統(tǒng)的整體架構，并根據(jù)各系統(tǒng)產品組成，錄播教室端的布置如下圖所示：圖10. 錄播教室端布置3.4. 系統(tǒng)功能3.4.1. 課程計劃編制及課程管理系統(tǒng)支持對課程的計劃進行編制與管理，管理員可以在后臺編制課程直播與課程錄制計劃，并且可以將課程直播通告發(fā)布到資源展示界面，同時，管理員還可對課程進行統(tǒng)一管理，以保證

13、系統(tǒng)的正常運行。圖11. 課程計劃編制圖12. 課程管理3.4.2. 課程實時導播與錄制本系統(tǒng)支持自動導播和手動導播，方便配置和控制。支持電影模式、畫中畫、資源模式（多畫面合成）等三種模式的課程導播與錄制。支持根據(jù)課程表自動進行課件的錄制，無需人工干預。錄制的畫面支持高清、標清、流暢三種碼流，以應對不同的網(wǎng)絡要求和學習終端。（1）. 電影模式錄制主畫面主要顯示教師授課畫面，但畫面會根據(jù)教學場景關注點自動切換，教學課件（PPT）翻頁時自動切換到PPT畫面，停留一段時間后畫面會自動跳轉至教師畫面，學生起立回答問題時自動定位聚焦并切換到學生畫面，當學生答問結束后界面再次調回教師畫面。圖13. 電影模

14、式圖14. 輪巡切換（2）. 畫中畫模式系統(tǒng)支持畫中畫模式錄制，在教學主畫面中嵌入一個小畫面，一般主畫面為教師授課畫面，子畫面為教學課件畫面（PPT），并可選擇根據(jù)觸發(fā)條件進行畫面間的切換，滿足用戶多種需求。圖15. 畫中畫模式（3）. 資源模式錄制系統(tǒng)支持資源模式錄制，多個畫面自動合成一個教學畫面進行存儲和傳輸（占用一路帶寬），可以選擇兩畫面（左右）、三畫面（左一右二）、四畫面（左一右三）等多種組合方式，完美實時地顯示整個課堂的教學過程。其中三、四畫面模式中的主畫面可以選擇根據(jù)觸發(fā)條件進行自動切換。圖16. 兩畫面模式錄制圖17. 三畫面模式錄制圖18. 四畫面模式錄制3.4.3. 遠程直播

15、直播系統(tǒng)具備課程直播與點播功能，學生可以登陸系統(tǒng)在線地觀看課程直播或者點播歷史課程，以此實現(xiàn)遠程學習。另外，學生可以根據(jù)所處的網(wǎng)絡環(huán)境，選擇最佳分辨率的碼流進行課程的學習。圖1. 課件資源搜索圖2. 課程直播與點播3.4.4. 教學互動與評價該套系統(tǒng)支持教研員及學生對課程的評價，教研員及學生在進行課件瀏覽后，可以通過系統(tǒng)對課件及教師進行綜合評價，并統(tǒng)一上傳評論，評論可作為教學評價的參考。圖3. 教學互動與評價4. 系統(tǒng)特點與優(yōu)勢?？低暢B(tài)教學自助錄播系統(tǒng)所具備的特點及優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：4.1. 分布式部署、集中化管理海康威視常態(tài)教學自助錄播系統(tǒng)采用分布式的部署方案，在各個錄播教室端

16、配置圖像采集、聲音采集設備以及錄播主機，并通過可視化教學平臺借助IP網(wǎng)絡通道將所有資源匯總到中心進行集中化的管理。4.2. 錄播主機高度集成，性能穩(wěn)定本系統(tǒng)所采用的高清錄播一體機（DS-8104LHFH-E2）采用全嵌入式的架構，模塊集成度極高, 輸入輸出接口豐富(如HD-SDI、CVBS、VGA、HDMI)，其自動導播、聲音處理、 單設備AAC編碼方式等可滿足多種應用場景。4.3. 圖像采集設備跟蹤一體化、多功能合一本系統(tǒng)所采用的圖像采集設備（iDS-2DF5220S-D4/JY）內置智能功能模塊，能自動結合教學場景進行平滑的跟蹤及畫面切換，另外該設備還能兼顧電子考場、日常監(jiān)控應用，將多功能合一，節(jié)省財政重復投資，同時極大地減輕后期的維護成本及負擔。4.4. 聲音拾取及處理效果豐富本系統(tǒng)對聲音拾取的方案采用多方案的融合，按照不同的對象采用不同的采集設備，以保障最終錄制課件聲音達到最好的效果。4.5. 可視化