系統(tǒng)描述

隨著國家“精品課程”建設(shè)項(xiàng)目的開展，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等新技術(shù)的不斷更新發(fā)展，推動(dòng)了教學(xué)手段現(xiàn)代化進(jìn)程。在現(xiàn)代化教學(xué)過程中，精品課程建設(shè)已成為各大院校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程的重要組成部分。多媒體形式的引入使得課堂實(shí)時(shí)錄制除了需要錄制教學(xué)過程中老師和學(xué)生的影像及聲音外，還需要同步錄制多媒體課件的內(nèi)容，并可以快捷方便的生成課件。伴著校內(nèi)硬件的不斷升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)硬件的不斷改善，高清采集領(lǐng)域也日漸興起，學(xué)校對(duì)錄制的效果提出了更高的要求。另一方面學(xué)校每年的課程評(píng)估也要求提交的課件效果更清晰、更精美，憑借多年的教育信息化經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢，在充分了解了市場需求的目標(biāo)后，我司及時(shí)推出了精品錄播系統(tǒng)。

該系統(tǒng)應(yīng)用了現(xiàn)代多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，協(xié)同控制錄制機(jī)、攝像機(jī)、吊麥、音頻處理器等現(xiàn)代視聽設(shè)備，通過觸摸屏或電子白板，營造出一個(gè)高精度屏幕顯示、高保真音質(zhì)的現(xiàn)代化多媒體視聽教學(xué)環(huán)境。使多媒體教學(xué)設(shè)備得到了充分地發(fā)揮和利用，豐富了教學(xué)手段，擴(kuò)充了教學(xué)資源，減輕了工作人員genzong拍攝及教師講課的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，聲像并茂的教學(xué)形式，使學(xué)生更易于領(lǐng)會(huì)接受授課內(nèi)容，極大程度上提高了教學(xué)質(zhì)量。通過軟硬件產(chǎn)品的全方位結(jié)合，把多媒體高清視頻采集進(jìn)行廣泛應(yīng)用，以信息技術(shù)為手段，以精品課程建設(shè)為契機(jī)，全面推進(jìn)師資隊(duì)伍建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)多媒體教材資源建設(shè)，發(fā)展優(yōu)質(zhì)資源共享機(jī)制，提高教學(xué)水平，更加方便、快捷、有效的實(shí)現(xiàn)精品課、評(píng)優(yōu)課的課堂實(shí)時(shí)錄制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻直播，還可供廣大師生、教研員課后點(diǎn)播觀摩評(píng)價(jià)，完成知識(shí)傳承和進(jìn)行校際課程交流。

2.2設(shè)計(jì)原則

先進(jìn)性：以軟件采集為核心，以先進(jìn)、成熟的視頻技術(shù)進(jìn)行合理搭配，支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、視頻等多媒體應(yīng)用。

實(shí)用性：方案設(shè)計(jì)符合國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，設(shè)計(jì)簡潔、操作方便。充分利用各種資源，使用戶實(shí)現(xiàn)各種功能。同時(shí)配合寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以支持高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離的視音頻傳輸，以適應(yīng)應(yīng)用需求的變化。

穩(wěn)定性：系統(tǒng)選用產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過廣泛檢驗(yàn)，充分考慮系統(tǒng)在程序運(yùn)行時(shí)的應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力，具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。

兼容性：支持PC終端、Andriod移動(dòng)設(shè)備、IOS移動(dòng)設(shè)備收看直播。

擴(kuò)充性：系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用開放式的結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的擴(kuò)展能力，著眼于近期目標(biāo)和長期目標(biāo)的發(fā)展，選用合適的設(shè)備，進(jìn)行合理的性能組合，利用有限的投資構(gòu)造一個(gè)適合當(dāng)前需求、可擴(kuò)展的音視頻操作系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)低成本擴(kuò)展和升級(jí)的需求。

三、方案目標(biāo)

隨著“三通兩平臺(tái)”的不斷成熟完善，各個(gè)學(xué)校都從精品錄播教室的建設(shè)，發(fā)展到以校級(jí)應(yīng)用管理平臺(tái)為核心，精品錄播教室與常態(tài)化錄播教室搭配覆蓋校園的建設(shè)方式。

其中，校級(jí)應(yīng)用管理平臺(tái)主要以“智慧校園”為建設(shè)目標(biāo)，通過信息化手段完善校園內(nèi)的各類信息化設(shè)備管理、資源集中管理、應(yīng)用統(tǒng)一調(diào)度、數(shù)據(jù)整合分析的應(yīng)用；精品錄播教室則在傳統(tǒng)錄播教室畫面合成、資源存儲(chǔ)、多機(jī)位切換的基礎(chǔ)上，向“體驗(yàn)”、“數(shù)據(jù)”、“聯(lián)接”、“開放”、“智能”等方向發(fā)展，與“教育信息化2.0”的要求相契合。

本方案主要完成以下目標(biāo)：

本次建設(shè)的XX學(xué)校精品錄播系統(tǒng)解決方案，是利用現(xiàn)代化的云服務(wù)理念和先進(jìn)的多媒體技術(shù)解決校內(nèi)“智慧校園”系統(tǒng)補(bǔ)完以及精品優(yōu)質(zhì)資源庫建設(shè)的問題的整體方案。方案要能夠符合國家要求的“三通兩平臺(tái)”建設(shè)要求，通過在核心端建設(shè)管理平臺(tái)+資源平臺(tái)進(jìn)行覆蓋，以及在教室端建設(shè)貼合“三個(gè)課堂和一個(gè)課程”應(yīng)用的現(xiàn)代化多媒體系統(tǒng)。

在貼合日常教育工作各類應(yīng)用（專遞課堂、精品錄播、資源錄制上傳匯聚、資源直播點(diǎn)播、遠(yuǎn)程培訓(xùn)教研）的同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)還能夠兼顧到其他的日常行政工作（多媒體設(shè)備管理、調(diào)度、運(yùn)維數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)）等。

作為一套以精品錄播為核心的系統(tǒng)，精品錄播教室本身要具備符合實(shí)際應(yīng)用以及時(shí)代需求的各項(xiàng)功能和技術(shù)指標(biāo)，例如多機(jī)位采集，高清音視頻采集及輸出，多種錄制和直播方式，資源編輯功能，簡便有效的導(dǎo)播系統(tǒng)等。

為了實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化設(shè)備的常態(tài)化應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展要求，要求系統(tǒng)的核心設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)7*24小時(shí)的不間斷運(yùn)行。

作為覆蓋整個(gè)XX學(xué)校的教育信息化整體解決方案，要求系統(tǒng)采用統(tǒng)一的管理界面，能夠?qū)⒃O(shè)備，應(yīng)用，資源，數(shù)據(jù)等進(jìn)行統(tǒng)一管理。

方案設(shè)計(jì)要符合當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的潮流，核心設(shè)備要具備強(qiáng)大的兼容性，擴(kuò)展性，安全性，能夠根據(jù)用戶需要進(jìn)行系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。

四、方案特點(diǎn)

采用嵌入式系統(tǒng)確保核心設(shè)備的穩(wěn)定性，具備7x24小時(shí)不間斷運(yùn)行；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面的系統(tǒng)開放，實(shí)現(xiàn)第三方應(yīng)用的自由擴(kuò)展。

采用特有的圖像識(shí)別技術(shù)，根據(jù)目標(biāo)特征進(jìn)行檢測，識(shí)別到目標(biāo)物體的位置，并對(duì)該物體進(jìn)行genzong。

多種導(dǎo)播方式供用戶自由選擇，先進(jìn)的TV導(dǎo)播方式，簡潔、易用、清晰，所見即所得；Web導(dǎo)播實(shí)現(xiàn)任意地點(diǎn)的導(dǎo)播操作，靈活、便捷。

融合性校級(jí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)精品錄播教室多種類型多媒體設(shè)備的統(tǒng)一管控和調(diào)度。

高并發(fā)量點(diǎn)直播性能，點(diǎn)播數(shù)和直播數(shù)可根據(jù)需求自由調(diào)節(jié)。

五、方案組成

5.2系統(tǒng)規(guī)模

本次的XX學(xué)校精品錄播系統(tǒng)解決方案，根據(jù)用戶規(guī)劃，首先進(jìn)行核心設(shè)備的配置，核心設(shè)備配置校級(jí)平臺(tái)，管理所有教室的多媒體設(shè)備，包括教室端的錄播設(shè)備，互動(dòng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程管控、應(yīng)用調(diào)度、資源匯聚、運(yùn)維數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。

核心設(shè)備通過開放數(shù)據(jù)接口，可以與已有的各類資源數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接。

教室端，根據(jù)精品錄播教室的功能要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我們設(shè)計(jì)了精品錄播教室的建設(shè)方案，滿足日常教學(xué)應(yīng)用要求。

5.3資源平臺(tái)介紹

5.3.1前端門戶

平臺(tái)前端以資源門戶的形式，向各類用戶展示可直播，點(diǎn)播，下載的音視頻資源、文檔資源，以及自定義的名校推介，名師介紹，各類統(tǒng)計(jì)排行等。

5.3.2后端管理

設(shè)備管理

平臺(tái)按照開放理念設(shè)計(jì)，可兼容管理市面主流品牌型號(hào)的音視頻互動(dòng)設(shè)備、錄播設(shè)備、互動(dòng)一體機(jī)、監(jiān)控設(shè)備等，根據(jù)設(shè)備類型，提供遠(yuǎn)程查詢、重啟、關(guān)機(jī)、信息發(fā)布、文件傳輸?shù)裙δ堋?

應(yīng)用管理

根據(jù)目前教育行業(yè)的業(yè)務(wù)和行政工作需求，提供互動(dòng)課堂，精品課堂，教學(xué)教研，視頻會(huì)議，在線觀摩等日常應(yīng)用，可以根據(jù)需要統(tǒng)一規(guī)劃或者臨時(shí)安排。

資源管理

對(duì)主流的音視頻文件和文檔資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理，由管理員進(jìn)行審核，發(fā)布，推薦。

數(shù)據(jù)管理

針對(duì)各類應(yīng)用的開展情況，設(shè)備使用情況，資源閱覽情況，進(jìn)行多維度統(tǒng)計(jì)，圖形化展示，方便數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

系統(tǒng)管理

包括系統(tǒng)基本配置，用戶管理，網(wǎng)站管理，學(xué)校信息，教師信息等后臺(tái)管理模塊。

5.4教室端

精品錄播教室作為資源輸出教室，要求擁有強(qiáng)大的畫面合成、圖像導(dǎo)播、資源推流能力，同時(shí)輔以多機(jī)位的自動(dòng)genzong以及高靈敏度的拾音設(shè)備，具備簡便高效的導(dǎo)播手段。

錄播教室涵蓋了圖像系統(tǒng)、聲音系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、教室環(huán)境系統(tǒng)等，精品化錄播教室推薦由一臺(tái)錄播一體機(jī)作為核心設(shè)備，支持教師特寫、學(xué)生特寫、教師全景、學(xué)生全景、板書多機(jī)位。教師特寫機(jī)位用于拍攝教師特寫也用于拍攝板書畫面；學(xué)生特寫機(jī)位即用于拍攝學(xué)生特寫；教師全景機(jī)和學(xué)生全景機(jī)用于拍攝老師和學(xué)生全景畫面。教師拾音部分采用1-2只定向麥克風(fēng)、學(xué)生區(qū)采用2-4只麥克風(fēng)組成。

 

5.4.1錄播系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

 

如上圖所示，單臺(tái)設(shè)備即可完成錄制、自動(dòng)genzong、導(dǎo)播、互動(dòng)教學(xué)等功能。錄播genzong主機(jī)支持4-5路高清視頻信號(hào)、1-2路高清HDMI信號(hào)的采集和處理。麥克風(fēng)/拾音器等音頻通過音頻處理器連接錄播主機(jī)進(jìn)行音視頻同步錄制。所有視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)經(jīng)由錄播主機(jī)內(nèi)嵌的智能自動(dòng)切換、導(dǎo)播系統(tǒng)進(jìn)行圖像分割及拼接處理、高清錄制、直播、點(diǎn)播、互動(dòng)等模塊進(jìn)行教學(xué)過程錄播，形成精品課堂的數(shù)字教學(xué)內(nèi)容資源。

5.4.2錄播教室布局示意圖

部署說明

根據(jù)上述圖示可得知，在保證建設(shè)成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)用戶的需求。

即：在教師授課的同時(shí)對(duì)教室內(nèi)所有課堂發(fā)生的場景做全程錄像，全面反映教師教學(xué)與學(xué)生情景調(diào)動(dòng)及教學(xué)過程中教師使用的任何課件及板書內(nèi)容等場景元素。這種方案需求下，需要對(duì)教師、學(xué)生、板書及全景視頻信號(hào)進(jìn)行采集，同時(shí)要求分教室和網(wǎng)絡(luò)上用戶能同時(shí)以流媒體的方式在網(wǎng)絡(luò)中觀看直播課堂并能存儲(chǔ)在服務(wù)器上供課后點(diǎn)播，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。

精品化錄播系統(tǒng)由錄播云平臺(tái)、錄播一體機(jī)、教師和學(xué)生攝像機(jī)、拾音器組成。

（1）錄播云平臺(tái)：錄播云平臺(tái)可基于區(qū)級(jí)和校級(jí)進(jìn)行應(yīng)用部署，主要包括錄播資源應(yīng)用和錄播設(shè)備集控管理兩大部分，覆蓋了從資源獲取到應(yīng)用整個(gè)環(huán)節(jié)，高效的將信息進(jìn)行整合，極大的滿足了錄播資源使用者和管理者的應(yīng)用需求。

（2）錄播一體機(jī)：錄播一體機(jī)是優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源生成的核心設(shè)備，它包含智能導(dǎo)播、多機(jī)位采集編碼、支持淡入淡出及畫中畫等多種轉(zhuǎn)場特效，直接生成符合精品課程標(biāo)準(zhǔn)的多媒體課件。同時(shí)，錄播一體機(jī)還能提供遠(yuǎn)程互動(dòng)課堂、遠(yuǎn)程直播真正為不同區(qū)域之間的教學(xué)資源均衡提供精品化應(yīng)用的技術(shù)手段。

（3）音頻系統(tǒng)部分：采用一套數(shù)字音頻處理器處理系統(tǒng)對(duì)教室內(nèi)的全部音頻信息做優(yōu)化降噪DSP處理和采集；支持采用吊頂指向性麥克風(fēng)與教師領(lǐng)夾麥克風(fēng)進(jìn)行聲音采集。

（4）視頻采集系統(tǒng)部分：由智能錄播室的教師、學(xué)生攝像機(jī)組成。

5.4.3配套設(shè)備介紹

1臺(tái)錄播一體機(jī) + 3臺(tái)高清云臺(tái)攝像機(jī) +2臺(tái)全景攝像機(jī) + 1臺(tái)板書輔助dingwei傳感器 + 1臺(tái)數(shù)字音頻處理器 + 6只吊裝麥克風(fēng) + 1臺(tái)控制面板+ 1臺(tái)導(dǎo)播控制鍵盤組成；