高清錄播系統(tǒng)整體解決方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 信號(hào)進(jìn)行采集，并需要進(jìn)行音視頻切換，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)。按照?qǐng)D示：一般教室 80100 ㎡，我司根據(jù)用戶需求結(jié)合自身錄播產(chǎn)品進(jìn)行整個(gè)高清錄播教室的布局建設(shè)；錄播教室組建 主要設(shè)備包括： 嵌入式高清 錄播 主機(jī)、 圖像跟蹤 主機(jī)、 數(shù)字音頻處理器 、 高清攝像機(jī) 、 圖像跟蹤定位攝像機(jī) 、 指向性話筒 、音響功放、錄播中控 系統(tǒng) 、一體化液晶電 視等設(shè)備 。 從錄播教室的功能需求中，用戶自行選擇建設(shè) 4 機(jī)位全自動(dòng)跟蹤錄播系統(tǒng)或 3 機(jī)位的自動(dòng)跟蹤錄播系統(tǒng)。 文香嵌入式高清 錄播 主機(jī) 內(nèi)嵌 智能導(dǎo)播平臺(tái) 軟件，提供 智能 化導(dǎo)播界面，具有 教師、學(xué)生 、板書、全景等 相應(yīng)場(chǎng)景 預(yù)覽，實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)導(dǎo)播、課堂同步直播、點(diǎn)播發(fā)布（將錄制好的課件發(fā)布到服務(wù)器上供課后點(diǎn)播）、錄播管理、用戶管理、課堂節(jié)目管理等功能。 支持 24 路高清 3GSDI 視頻輸入接口 ； B/S 導(dǎo)播模式 本地導(dǎo)播模式 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 16 直播模塊 錄制模塊 片頭 \片尾 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 17 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 18 字幕 \LOGO 圖像跟蹤系統(tǒng) 圖像跟蹤主機(jī)： 內(nèi)嵌圖像空間分析軟件系統(tǒng)，通過(guò) 圖像空間分析采集技術(shù)以及圖像采集攝像機(jī)，可將整個(gè)教室空間全景化，無(wú)盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位， 教師與學(xué)生無(wú)需佩戴、操作任何設(shè)備，實(shí)現(xiàn)跟蹤拍攝。 圖像行為分析系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)錄播的核心模塊。 系統(tǒng)采用全自動(dòng)智能擬人工拍攝，授課老師、學(xué)生無(wú)需佩戴任何跟蹤設(shè)備，整個(gè)拍攝過(guò)程無(wú)需人工干涉。 系統(tǒng)采用獨(dú)創(chuàng)的人體行為分析、二位立體空間（專利技術(shù)）定位和攝像跟蹤技術(shù)，根據(jù)常態(tài)化課堂教學(xué)的行為，采用機(jī)器學(xué)習(xí)的高級(jí)決策方式，分別從目標(biāo)追蹤識(shí)別、運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模型、目標(biāo)自動(dòng)聚類識(shí)別、人體姿勢(shì)分析、人臉識(shí)別、景深檢 測(cè)、圖像重建等多種圖像分析手段進(jìn)行智能判別，實(shí)時(shí)控制攝像設(shè)備對(duì)各種教學(xué)場(chǎng)景進(jìn)行合理有效平滑的拍攝，完整的記錄整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過(guò)程。 模塊 化 智能分析系統(tǒng) 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)教師區(qū)、學(xué)生區(qū)、板書區(qū)等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行模塊化智能分析，并控制攝像設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化擬人攝像。 先進(jìn)的智能圖像分析技術(shù) 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 19 教師無(wú)需佩戴任何定位裝置，不受光線、聲音、電磁等外在環(huán)境影響，這種方式技術(shù)最先進(jìn)，對(duì)人體健康不會(huì)產(chǎn)生影響。采用 HOG（ overlapping histogram of oriented gradients）、多級(jí)金字塔（ multiresolution pyramid）、人臉追蹤（ face tracking）、 kalman 運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模型、 SVM(support vector machine)等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人物精確定位檢測(cè)。 先進(jìn)的全面防抖動(dòng)技術(shù) 在擁有 “ 寬場(chǎng)景畫面防抖技術(shù) ” 的同時(shí)，支持創(chuàng)新的 “ 窄場(chǎng)景畫面防抖技術(shù) ” 。 ① 寬場(chǎng)景畫面防抖技術(shù)：可對(duì)教師在某個(gè)自定義的數(shù)值范圍內(nèi)的移動(dòng)進(jìn)行忽略，保持?jǐn)z像機(jī)固定拍攝，以保證畫面的流暢及穩(wěn)定，避免出現(xiàn)畫面跳動(dòng)、遙移等現(xiàn)象 ② 窄場(chǎng)景畫面防 抖技術(shù)：在 ～ 米的窄場(chǎng)景中，在 0～ 3m/s 的移動(dòng)速度下，人物精確跟蹤，不抖動(dòng)，不丟失。并在精確跟蹤教師的同時(shí)， 完全避免大幅度肢體動(dòng)作造成的鏡頭抖動(dòng)問(wèn)題 ，解決了多年的業(yè)界難題，實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域的一個(gè)重要突破。 誤判拍攝主體 準(zhǔn)確識(shí)別主體 控制系統(tǒng) 教 學(xué)建模 采用非線性速度自適應(yīng)控制系統(tǒng)，保證拍攝靈敏度、平滑度、柔和度、精確度更趨近于手工拍攝。 支持多級(jí)全自動(dòng)縮放取景拍攝模式： ① 教師圖像行為分析：當(dāng)教師在講臺(tái)區(qū)域快速走 動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)以全景進(jìn)行拍攝，避免快速移動(dòng)鏡頭的晃動(dòng)感；當(dāng)教師在講臺(tái)區(qū)域一般走動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)以 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 20 中景進(jìn)行跟蹤拍攝，有效記錄教師教學(xué)行為；當(dāng)教師停止走動(dòng)或板書時(shí)，攝像機(jī)會(huì)自動(dòng)以特寫方式進(jìn)行拍攝；當(dāng)學(xué)生走上講臺(tái)與教師進(jìn)行互動(dòng)時(shí)，攝像機(jī)會(huì)自動(dòng)拉伸鏡頭，全景拍攝學(xué)生與教師。 ② 學(xué)生圖像行為分析：采用二位識(shí)別方式，分別判斷學(xué)生起立 “ 動(dòng)作 ” 和學(xué)生“ 身高 ” 進(jìn)行綜合分析進(jìn)行準(zhǔn)確定位，真正達(dá)到 “ 零 ” 誤判。單個(gè)學(xué)生站起時(shí)，采用近景拍攝，多個(gè)學(xué)生站起時(shí)，采用全景拍攝。 ③ 板書行為分析：系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別教師板書行為，并以板書畫面為中心以近景特寫方式進(jìn)行拍攝，攝像定位精確，拍攝畫片清晰、連續(xù)、無(wú)抖動(dòng)。 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 21 其他特性 良好地系統(tǒng)交互性 ： 根據(jù)復(fù)雜的教室環(huán)境，系統(tǒng)可以設(shè)定不規(guī)則 “拍攝禁區(qū) ”，避免無(wú)效場(chǎng)景攝錄。 抗干擾能力 ： 系統(tǒng)不受窗簾、燈光、陽(yáng)光、等光線變化的影響； 部署簡(jiǎn)單 ： 安裝部署圖像跟蹤系統(tǒng) ,只需要在教室的幾個(gè)不同位置安裝攝像機(jī)即可，對(duì)安裝位置沒(méi)有精確要求，部署簡(jiǎn)單省時(shí)。 穩(wěn)定的教師定位 ： 圖像跟蹤系統(tǒng)中的圖像分析系統(tǒng)，采用最先進(jìn)人體目標(biāo)識(shí)別技術(shù)及人體行為動(dòng)作分析技術(shù) ，極大的提高了教師跟蹤的準(zhǔn)確性，完全避免了由于教師肢體動(dòng)作引起的定位不準(zhǔn)等情況。 高適用性 ： 圖像跟蹤系統(tǒng)可以安裝在包括階梯教室在內(nèi)的任何種類的教室中。 學(xué)生定位抗干擾能力強(qiáng) ： 圖像跟蹤系統(tǒng)利用最先進(jìn)的人體行為分析技術(shù)，準(zhǔn)確識(shí)別起立動(dòng)作，有效屏蔽學(xué)生屈伸，揮手等干擾動(dòng)作，極大的提高了識(shí)別準(zhǔn)確性。 人工智能的云臺(tái)控制策略 ： 錄制完整的教學(xué)過(guò)程不能完全依靠圖像分析系統(tǒng)的結(jié)果。例如學(xué)生的起立不一定是要回答問(wèn)題，教師和學(xué)生的交互交流有時(shí)也不需要學(xué)生起立。課堂的環(huán)境豐富復(fù)雜，不能完全靠學(xué)生和教室的行為動(dòng)作做拍攝依據(jù)。云臺(tái)控 制系統(tǒng)，依據(jù)圖像定位系統(tǒng)的結(jié)果，結(jié)合用戶的拍攝需求，在上課過(guò)程中智能調(diào)整拍攝策略，完整拍攝整個(gè)教學(xué)過(guò)程，盡可能的接近人工拍攝的效果。 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 22 其他設(shè)備 高清攝像機(jī)：配置 4 臺(tái)高清攝像機(jī) ，主要用于 教師特寫、教師全景 /板書、學(xué)生特寫、學(xué)生全景的高清視頻信號(hào)的采集，通過(guò)高清 SDI 同軸電纜傳輸至嵌入式高清錄播主機(jī)中，進(jìn)行高清視頻采集、圖像合成、編碼。 音頻處理： 教師和學(xué)生的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)領(lǐng)夾話筒和吊頂拾音話筒拾取，輸入到數(shù)字音頻矩陣處理器，通過(guò)均衡、降噪和混音等處理，輸出 1 路立體聲音頻， 1 路向 嵌入式高清錄播主機(jī) 提供 音頻輸入 信號(hào) ，另 1 路可作為現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)音。 通過(guò)上述設(shè)備的完美銜接， 最終 將整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的高清錄播教室內(nèi) 所有 場(chǎng)景（ 教師特寫、教師全景 /板書、學(xué)生特寫、學(xué)生全景 ）全部錄制下來(lái) 生成標(biāo)準(zhǔn) MP4文件， 教師或?qū)W生 可通過(guò) 錄播主機(jī)中直播點(diǎn)播或教學(xué)資源平臺(tái)進(jìn)行直播 點(diǎn)播 ，又或是 后期 編輯制作精品課程資源 。 第 5 章 . 微講臺(tái)178。微課程制作室（微課室） 微課的概念 微課是指以視頻為主要載體記錄教師在教學(xué)過(guò)程中圍繞單個(gè)或多個(gè)知識(shí)點(diǎn) 而開展的教學(xué)全過(guò)程。它的核心組成內(nèi)容是課堂教學(xué)視頻的課例片段 ，同時(shí)還包含與該教學(xué)主題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計(jì)、素材課件、教學(xué)反思、練習(xí)測(cè)試及學(xué)生 反饋、教師點(diǎn)評(píng)等輔助性教學(xué)資源，它們以一定的組織關(guān)系和呈現(xiàn)方式共同“營(yíng)造”一個(gè)半結(jié)構(gòu)化、簡(jiǎn)易化、 主題式的 知識(shí) 單元 授課 應(yīng)用的“小環(huán)境” 。 微課的本質(zhì) 微課制作的本質(zhì)，我司用 4 個(gè)字形容：短小精悍； 短：錄制精品微課教學(xué)視頻一般制作短視頻長(zhǎng)短 58 分鐘內(nèi)； ?。簳r(shí)間短資源容量小，又能保證音視頻質(zhì)量，適合移動(dòng)時(shí)代共享與傳播； 精：教學(xué)內(nèi)容精煉，主要突出知識(shí)點(diǎn)的精華； 悍：實(shí)時(shí)性強(qiáng)、針對(duì)性知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用專一； 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 23 我司根據(jù)上述的應(yīng)用設(shè)計(jì)出微講臺(tái)178。微課程制作室錄播系統(tǒng)，它能夠讓老師學(xué)生體驗(yàn)到“ 見微知著、以小見大，簡(jiǎn)潔明了、重 點(diǎn)突出 ”等應(yīng)用感覺(jué)； 產(chǎn)品特點(diǎn)： 嵌入式 單板卡設(shè)計(jì) 全新嵌入式 單板卡 架構(gòu)， 系統(tǒng) 基于 Linux 系統(tǒng)， 免受 Windows 系統(tǒng) 更新及 病毒的侵襲 。嵌入式架構(gòu)可降低設(shè)備故障率，錄播主機(jī)的供電只需 12V，低能耗、低發(fā)熱。 微易 切換拍攝 系統(tǒng)對(duì)微課的視頻畫面切換采用微易跟蹤方式，只跟蹤講壇、觸控平板以及講壇全景三種切換模式，有效減少垃圾畫面，完美呈現(xiàn)整堂微課程 。 高清晰 音頻 處理效果 通過(guò)吊頂拾音話筒或領(lǐng)夾麥克風(fēng)拾取授課教師音頻信號(hào)，由數(shù)字音頻矩陣處理器 對(duì)環(huán)境音進(jìn)行降噪處理 、音頻均衡等處理，已達(dá)到音頻錄制效果的最優(yōu)化 一鍵式簡(jiǎn)易操作 、自動(dòng)上傳 通過(guò) 微課 面板上的 控制按鈕，教師快速實(shí)現(xiàn) “開始” “暫?！?“停止” “直播”等微課錄制操作 。 錄制完成后即可一鍵自動(dòng)上傳視頻至服務(wù)器，減少教師冗余操作。 在線視頻編輯 視頻錄制后無(wú)需安裝任意客戶端，登陸資源管理平臺(tái)對(duì)視頻進(jìn)行合并，編輯，轉(zhuǎn)換等操作。編輯后的視頻可以上傳至資源管理平臺(tái)進(jìn)行共享，方便學(xué)生學(xué)習(xí)。 微課室搭建 微講臺(tái)178。微課程制作室（微課室） 是利用 微課錄播系統(tǒng) 配合專用 高清攝像機(jī) 進(jìn) 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 24 行微課 程視頻的拍攝記錄； 微課室 的搭建一般采用 30 ㎡左右的小課室進(jìn)行改造，一般 配備 12 臺(tái) 高清攝像機(jī)、 1 臺(tái)微 課錄播系統(tǒng)主機(jī)、視頻資源管理 軟件、一體 式 觸控 平板電視、 12 臺(tái)預(yù)監(jiān)顯示屏 、 音頻拾音處理系統(tǒng)、 燈光設(shè)備 及裝修 、控制設(shè)備等； ? 高清攝像機(jī)： 配置 12 臺(tái)高清攝像機(jī) ，分別拍攝的 講臺(tái)教師特寫、一體式觸屏特寫； ? 微課錄播系統(tǒng) 主機(jī)： 主要將微課 室 內(nèi)的高清攝像機(jī)拍攝視頻、拾音話筒音頻以及 PPT 課件 等音視頻信號(hào)進(jìn)行采集編碼錄制 ，完成拍攝 錄制后，系統(tǒng)會(huì) 視頻文件可直接上傳至 教學(xué) 資源 管理 平臺(tái) 的個(gè)人空間中 。 ? 一體 式 觸控平板電視： 運(yùn)行并顯示教師講課課件，屏幕尺寸在 65 寸左右，同時(shí)可以作白板使用。 ? 預(yù)監(jiān)顯示屏 ： 主要作用是為了讓錄課老師 能夠?qū)崟r(shí)的觀看到自己的講課狀態(tài)，如講課儀態(tài)、錄制內(nèi)容等錄課 狀態(tài)。 ? 音頻拾音處理： 一般采用指向性較強(qiáng)的拾音話筒或領(lǐng)夾話筒，通過(guò)音頻處理設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化后，錄制出來(lái)聲音清晰洪亮； ? 燈光 效果及裝修 ： 微課室錄課的燈光需要足夠照明亮度，同時(shí)要滿足 燈光 色溫要求，燈光 的投射方向及 角度 ，都要避免正視眩光和落差大的陰影區(qū) 。 裝 北京文香信息技術(shù)有限公司 電話： 01062682805 傳真： 01062682858 網(wǎng)址： 25 修背景墻也不能選深色墻體，一般會(huì)采用淺色單一的背景，如純白、淺灰； 第 6 章 . 教學(xué)資源管理平臺(tái) 概述 隨著教學(xué) 高清 錄播系統(tǒng)的 建設(shè) ，并投入 各大 校園內(nèi)使用，不管是一體化嵌入式的錄播系統(tǒng)還是分布式錄播教學(xué)系統(tǒng)或是微課制作室 等高清錄播系統(tǒng)，對(duì)于教學(xué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們 都是教學(xué)資源的“制作工具 ”，而 學(xué)校最終需求主要集中在教學(xué)資源管理、教學(xué)分析應(yīng)用、課程 內(nèi)容展示等方面。如何合理并最大化使用錄播 系統(tǒng)這個(gè)“制作工具 ”，也是用戶日漸關(guān)注的問(wèn)題。課程資源建設(shè)自然成了各校教學(xué)建設(shè)的最新課題問(wèn)題，因?yàn)檫@對(duì)錄課技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、錄課成本、編輯時(shí)效提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，技術(shù)往往在此時(shí)起關(guān)鍵作用。課程全自動(dòng)錄制系統(tǒng)，推向市場(chǎng)，意味著教學(xué)核心業(yè)務(wù)的信息化，意味著我國(guó)教育技術(shù)登上嶄新的臺(tái)階 —— 教育技術(shù)以課程建設(shè)為中心。 教學(xué)資源管理平臺(tái)技術(shù)優(yōu)勢(shì) 易用性 教學(xué) 資源管理平臺(tái)最大的特點(diǎn)是其具有極高的易用性。此特點(diǎn)得到了廣大用戶的一致推崇，同時(shí)也是眾多用戶選擇精品資源管理平臺(tái)產(chǎn)品的最關(guān)鍵因素。 平臺(tái)操作簡(jiǎn)單易行，便于掌握；界面直觀，工具簡(jiǎn)單易用，不會(huì)給 師生 及管理人員造成技術(shù)上和使用上的障礙?？梢哉f(shuō)，只要會(huì)用瀏覽器，會(huì)收發(fā)郵件，就可以學(xué)會(huì)使用教學(xué) 資源管理平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。 可靠性 在設(shè)計(jì)過(guò)程中將產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行等可靠性要點(diǎn)作為系統(tǒng)建設(shè)方案的首要設(shè)計(jì)原則，能夠保證系統(tǒng)在運(yùn)行期間，為用戶執(zhí)行安全防范和服務(wù)質(zhì)量管理任務(wù)提供有效的技術(shù)支持手段，為用戶降低系統(tǒng)運(yùn)行方面的人工 和資金成本。 同時(shí)，選擇的系統(tǒng)需要具有良好的應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力，使整個(gè)系統(tǒng)不易崩潰 北京文香信息技術(shù)有限公司