数字化录播系统（精选10篇）
数字化录播系统 篇1
在“数字化”医疗背景的强劲激励下, 各种围绕科、教、研为目的的大型医疗学术交流会议也越来越多。为满足这些以手术观摩为主导的会议交流, 建立一套基于医院局域网通讯的医学视频直播系统尤显重要。
一、研究背景
医院数字手术录播系统作为医学视频系统, 是一种数字手术影像示教系统, 是数字化手术室的基础部分, 也可以说是数字化手术室建设的第一步。所谓数字化手术室, 是通过将先进的信息化技术运用到手术室, 使得医生能够实时获得大量与患者相关的重要信息, 从而便于操作, 提高效率。
数字化手术室起源于上世纪90年代初, 是在医生手术需要的基础上发展起来的。国外在数字化手术室领域的理论和实践水平较高, 尤其是在手术设备控制上。我国近几年开始关注该领域, 根据调研, 我们发现目前绝大多数医院的情况都基本可以归结成两类:一类均还没有建设类似的系统, 整体解决方案少, 与此相关的各种工作难以开展;另一类医院就是因为需求的迫切, 简单的采用传统闭路监控系统的模式组建了类似的手术示教系统, 但效果并不理想。在这种现实情况下, 基于手术观摩教学的医学视频系统成为主要产品。由于医学视频必须具备高清晰度的特征要求, 这些医疗视频往往在数字化处理后依然保留庞大的数据流量, 需要我们合理的利用有效资源, 建立稳定有效的网络直播系统。
二、医院数字手术录播系统的原理
医院数字手术录播系统的基本原理是将各手术室的医学数字影像 (三路视频, 两路音频) 通过网络传送到服务器和学习终端上, 学习者获得多路手术影像流媒体网络数据, 从而实现手术操作全过程医学影像和控制信号的监控记录, 并实时转播到教学场地。通过语音设备, 学生能与主刀专家交流讨论, 专家也可对疑难手术进行指导, 同时能对数字手术影像进行记录。数字手术影像示教系统主要由手术室子系统、网络传输子系统、服务器子系统、分组示教子系统和会议示教子系统等组成。在系统中应用了数据压缩技术、多媒体压缩技术、流媒体技术等多种信息化技术, 从数据压缩、存储、到数据信号处理及网络传输技术, 提供了多方位支持, 以保证系统的稳定运行。
医院数字手术录播系统设计的核心部分——体系结构设计决定了系统本身是否能够适应医疗系统应用规模的变化而进行伸缩、是否能够在用户需求变化的时候快速响应并无缝集成到原有的系统中去, 同时也决定了一套系统是否会在很短的时间内被淘汰, 还是能够随着信息、视频、智能、安全技术的发展而不断自我完善。
三、数字手术录播系统的架构设计
针对医院的需求, 结合市场情况, 我们对系统做如下组网设计:
(一) 全套高清产品
采用全套高清产品解决方案, 全面支持1080P高清晰图像编解码直播, 图像清晰度1920×1080, 能够如实重现高清晰手术直播实况。在医院的网络交换中心部署高清 (HD) iview录播系统, 该系统是手术室实况媒体的转播中心, 支持实时手术存储及并行直播功能, 系统支持各类网络条件, 支持跨VLAN单播方式的直播, 也支持组播等功能。同时还支持非实时VOD点播功能和系统内置ftp server, 支持存储课件的远程下载, 方便宝贵的教学资源发布、共享。
(二) 使用专用视频采集卡
在实践中发现, 日常所使用的视频采集卡在工作一段时间后会出现错误, 如处理的视频信息流量无法满足传输的视频流信息流量时, 会导致视频采集端停止工作。而采用专业的采集卡则没有此类问题。在前端手术室集成式编码器一套, 将手术室的术野、手术特写等影像等上传到网络交换中心录播服务器, 进行直播存储。遇到大型国际学术交流或远程会诊时, 则通过双向视频会议系统来进行。
(三) 系统整体方案的特点
在网络通讯功能方面, 以信息技术为平台, 针对系统的传输稳定性及可扩展性做出相应的设计:一个服务器多个客户端的结构, 服务器端底层采用线程池模式设计。客户端之间不进行直接通讯, 通过服务器作为中间方进行联络。分两模块:医疗数据传输模块和视频会议模块, 分别采用不同的协议进行传输。
系统整体方案具有以下特点:
1. 全高清手术室直播并行录制系统, 支持VOD点播, FTP课件远程下载。
2. 多频道HD高清直播方式, 最高可同时直播6个高清频道。
3. 双向、多流、高清音视频、数据互动系统。
4. 远程音视频传输与专业扩声系统整合。
5. 支持海量存储, 存储容量达15T。
6. 无缝接入HIS、PACS系统。
7. 纯硬件设计, 视频音频同步性能出色。
8. 可扩展性强, 接口预留充足。
四、结束语
系统实现了网络传输、数据存储、多用户模式等功能, 提供了广泛的应用模式, 主要可以实现:手术直播、学术交流、远程专家会诊、疫情汇报、日常行政会议等多种工作, 为医院工作的顺利开展提供了保证。
摘要：随着信息技术的飞速发展, 医学影像学也取得了较大的进步。为满足以手术观摩为主导的交流需求, 建立一套基于医院局域网通讯的医学视频直播系统尤显重要。本文结合江苏省中医院的实际情况, 对数字手术录播系统的需求进行了认真的分析, 确定设计原则, 并对系统体系结构进行了设计, 实现了符合实际情况、满足临床多方面需求的数字手术录播系统。
关键词：数字化,手术录播,信息化
参考文献
[1]薛冠华.数字医院的构成[J].医疗保健器具, 2003, 17 (6) :58-59
[2]冯天亮, 陈力, 陈海成, 王龙.基于流媒体技术的多路手术直播教学平台的设计与实现[J].中国数字医学, 2009, 4 (1) :66-69
[3]朱成, 欧阳宁, 王勇.基于网络的手术直播系统的设计与实现[J].桂林工学院学报, 2008, 28 (3) :405-410
[4]潘新华, 郭天泉, 谭珂, 数字手术影像示教系统的建立与应用[J].中国医学教育技术, 2007, 21 (3) :241-243
浅析录播系统 篇2
关键词：录播系统；导播控制；图像跟踪技术
中图分类号：TP391.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02
一、录播系统简介
自从教育部于2003年启动精品课程建设工程，录播系统也应运而生。录播系统就是能把现场摄录的视频、音频、电子设备的图像信号（包含电脑、视频展台等）进行整合同步录制，生成标准化的流媒体（WMV/ASF）文件，用来对外直播、存储、后期编辑、点播。观众可以通过IE浏览器或登录录播系统服务器收看直播的影音及图文信息，也可后期点播视频信息。主要用于课程录制、视频会议、教育培训、智能法庭、手术直播等场合。录播系统具有同步录制、实时直播、在线点播、实时导播、自动跟踪、多方交互、后期编辑等多种功能。
二、录播系统的应用介绍
（一）教育领域
自从国家“精品课程”建设项目开展以来，应用先进的信息化手段，将教室实况、教师课件，按照授课进度录制成精品课程，供广大师生、教研员课后点播观摩评价，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。这在更大范围内提高了高校的教学和人才培养质量，实现了优质的教学资源共享，节省了教育成本。
（二）政府、企事业办公会议
随着信息化的高速发展，政府机构、企事业单位、都相继建立起多功能录播会议室及报告厅。会议、各类报告的录播、点播回放不仅科学规范化办公流程，促进办公效率，还且还对政府、企事业单位的工作起到了很好的指导作用。
（三）临床外科手术
随着的科学技术不断发展，外科手术技术也日新月异。对各种手术全程画面影像进行实时记录，用于研究、教学和病理归档。对具有争议性的手术可以录制保存，作为科学的诊断依据。另外，应用所录制的视频资料开展学术探讨，对于提高手术水平和成功率起到很好的促进作用。近年来，远程诊疗已经成为发展的趋势。高质量的医院手术录播系统对于远程专家诊疗尤为重要。
（四）司法系统
通过特有的视像处理及数字加密技术，运用高清摄像系统、远程审判系统实现对整个庭审过程的全自动记录。保证庭审实况记录的真实性、权威性和音像的不可更改性，同时它也可为法学院的学生提供现实的庭审教材。
三、录播系统的技术分析
（一）导播控制
导播控制系统是整个录播系统的总指挥，它直接决定了精品课程录制的质量，它能将多路视频、VGA信号输入及输出画面集中在一个界面内展示出来，实现视频预览、视频切换、音频调整、录制模式管理等功能。目前，导播系统主要有以下两种，一体化嵌入式导播控制和基于pc架构的导播控制。一体化嵌入式导播控制系统已经成为导播控制的主流，它具有结构精简，集数据采集、数据处理发布、管理于一体、稳定可靠、性能优化的优点。
（二）图像跟踪技术
图像跟踪技术是整个录播系统的核心技术，图像跟踪全称为“图像识别跟踪”，是指用“图像跟踪”技术，通过“图像识别”的方式来进行跟踪和拍摄。目前，图像跟踪技术有以下三种：红外线跟踪定位技术、超声波定位技术、图像识别技术。
1.红外线跟踪定位技术
红外线跟踪定位技术定位的原理：红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。其优点为在视距内且不受光源干扰的情况下，具有较高的室内定位精度。缺点为①直线视距和传输距离较短，室内定位效果很差；②容易受荧光灯、热源的干扰。③被识别者需佩戴专用识别辅助设备。
2.超声波定位技术
超声波定位技术的原理：通过三角定位等算法确定物体的位置，即发射超声波并接收由被测物产生的回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离来确定被测物体的位置。其优点为定位精度高，结构简单。缺点为①受多径效应和非视距传播影响很大；②硬件成本太高。
3.图像识别技术
图像识别技术的原理：采用目标外形特征检测方法，被跟踪者无需佩戴任何辅助设备，只要进入跟踪区域，系统便可对目标进行锁定跟踪，使摄像机画面以锁定的目标为中心，并控制摄像机进行相应策略的缩放。当涉及多个摄像头进行配合跟踪的时候，图像跟踪系统可以使用多摄像头跟踪协议在多个摄像头之间进行配合跟踪。其优点为识别速度快、定位精度高。缺点为识别目标数量有限，数量过多将无法识别。图像识别技术是近年来流行发展的趋势。
三、当前录播系统的技术指标
录播系统从2003诞生至今，这10年间，由起初不成熟的图像跟踪识别技术，数量极少的研发生产厂家及不健全的产品线到如今成熟的技术和丰富的产品线，技术上可谓是经历坎坷。笔者结合目前市场上技术比较成熟、产品线比较丰富的厂商，归纳总结当前流行的录播系统的主要技术指标如下表：
输入接口
类 型支持信号
输入数量视 频
编码帧率视 频
编码类型视 频
编码码流视 频
编码分辨率
HDMI/VGA
YPbr/S-Video/CVBS同步工作数量最多为8路1-30fps
范围可调H.264
/MPEG-448Kbps—20Mbps范围可调最高
1920×1080
录播的视频格式音 频
编码类型存储空间网 络
流媒延时网 络
流媒体输出
WMV或ASFMP3或AAC1TB≦1S1000兆
网络接口
三、录播系统的展望
1.采用一体化硬件设计的便携式嵌入式录播系统是将来普及发展的趋势
2.远程视频互动录播平台将成为今后录播产品的发展趋势。
3.远程网络导播将成为今后录播产品的主流。
总之，随着信息技术與网络技术的高速发展，录播系统将会渗透到各个行业，它将会为行业的发展起到不可估量的促进作用。
参考文献：
[1]周贻春,郑庆忠,陈佩妮.精品课程网络实时录播系统的应用与维护[J].科技创新报,2008,09:229-230
[2]邓文新.录播系统在精品课程教学录像制作中的应用研究[J].中国电化教育,2008,5:101-103
[3]张飞碧.全自动智能录播系统的架构分析,中国电化教育,2008,8:104-108
数字化录播系统 篇3
数字化录播系统是一种研究常态教学的先进设备,它能将课堂现场的视频信号、音频信号以及VGA信号进行同步整合录制,并生成标准化的流媒体文件,可用来同步直播、存储、后期编辑和点播。数字化录播教室的建成和使用,为教师提供了先进的多媒体教学设备和环境同时,为教学和教研提供了更好的探究和实践平台。在我校开展的从“这一班”到“这一个”市级对话教学成果展示活动中,笔者开设一节了《DNA的结构》研究课,本文结合实际案例,探讨数字化录播系统在生物教研活动中的应用。
一、录播系统提供多元化的备课资源
利用数字化智能录播教室的自动录播功能,可以很方便地生成现场版师生教和学的课堂实录视频资源,并可以支持网络上传、发布、点播。因此笔者在备课中首先从网络系统“优秀课堂教学视频资源共享”平台查找相关课题的教学资料,学习优秀教师真实的教学经验,揣摩他们处理问题的技巧,还能找到对该课题有研究的教师或网友提供的个性化意见和建议。借鉴了以上视频等资料,笔者找到一些珍贵的DNA的结构视频资料,并且构思了小组合作制作DNA模型的教学流程。正是数字化录播系统平台发挥了作用才极大地缩短了备课时间,丰富了备课内容。
二、录播同步使多媒体课堂如虎添翼
以前进行教研活动,听课教师只能坐在教室内,既影响教师上课也妨碍学生学习。数字化录播教室,具有单面玻璃隔间,所有的听课者可以对主教室的教学一览无余,及时点评畅所欲言,完全不影响上课。录播系统依托多媒体网络技术,协同控制录制机、摄像机、展台、电子白板、拾音器等现代教育设备有效整合,自动捕捉对焦教师讲解、板书、课件播放以及学生活动等画面。实现立体化教学环境。教师只需按下“录制”键,就可方便的全程自动录制教学全过程。后台的全自动直播系统软件,把录制下来的教学录像同步发送到互联网上,进行网络直播。录播同步,省去多人多机摄像且需后期制作的麻烦。由于数字录播系统的便利性,使不少教师更加愿意使用这种方式开展公开课,还可以多位教师异地同时开展,为“同课异构”课程研究提供了便利,使教学“研课”成为常态。
三、录后细观增强课堂观察诊断功能
“录播式”课堂教学最大的优点便是增加了课堂观察的诊断功能,包括教师的“教”和学生的“学”。而这一功能为教学研究中教师及同伴进行公开课前的“磨课”分析,提升教学有效性提供了有力工具。利用录播系统的自动生成文字索引功能,实现视频播放的快速跳转和查找,以“第三者”的身份从教学设计、教学语言、演示技能、组织方法等多维度进行自我诊断,并在课堂教学中予以改进。同时录播系统也成为观察学生课堂学习的有效工具。因为教师“教得有效”只能体现在学生“学得高效”上。例如:在实录视频中笔者发现,学生对于小组自行收集的DNA科学史实很感兴趣并且记忆理解较深刻,这坚定了笔者让学生进行多元个体叙述的教学设计。同时还观察到小组自评和互评环节稍显杂乱,在制作模型过程中某些材料不易成型等情况。为此在之后的教学设计中将小组人数确定为6人一组,明确每个小组成员的职责,课前对小组材料选择作指导等改进。由此可见数字化录播系统高质量的课堂观察是改善学生课堂学习、促进教师专业成长的有效途径。
四、群体研讨是有效评价和反思新平台
数字化录播系统打破传统教研的时空、学科、年级的限制。同时在课后教师还可以随时回放或定格教学视频,就课堂教学具体环节的不足和优点展示点评,并进行点评记录,克服了以往教研讨论的流于形式或泛泛而谈。由于评课者和教学者都能对自己的点评进行不限时和次数的修改和加工,进一步提升了群体专业研讨质量。依托录播系统开展自我评价、同事互评以及专家点评,以其直观、反馈及时等优势,大大提高了青年教师的专业技能。
五、数字平台高效构建教学资源库
教学资源库的重要性已经越来越多为学校、教师和学生所认可。数字录播系统实现了各种校本课程、精品课、优质课的全程录制,留下了高质量的视频和课件资料,同时还存有大量专家和教师交流评价的网络资源,为建立全方面地教学资源库奠定了基础。学校可以通过该教学资源库,面向全体教师提供录播及培训,还可实现校际之间远程教学交流,对本校教学建设和教学质量的提高将起到重要的推动作用。同时这样丰富的教学资源,为教师的进一步研修提供了自我学习的空间,有利于教师的教学能力提升,为信息化时代的教研活动开辟了一条崭新的道路。
数字录播系统在“备”“教”“研”“评”“磨”等方面展现无限的魅力,为教师对高效课堂带来新的认识。依靠数字录播系统开展的新型教研活动相对于传统教研活动来说不仅仅只是形式的改变,更为重要的是深化了教研活动的内涵,提高了教研活动的实际效果。值得一提的是由于这种新型的教研平台相较于传统的教研活动,增加不少互动活动环节。如果教研部门能够在录播课前后的网络活动,如学科资料展示、教学设计反馈、前后交流讨论,学生形成性评价等方面,进行更加完善而周到的组织和管理。这种以智能录播为核心,整合教学资源下载、教学交流等模块的新型教研平台,必将在提高教师教学业务的过程中发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]李祁山,苟晓玲.数字化录播教室对教师发展的几点思考[J].中国新通信,2015(19):90.
数字化录播系统 篇4
关键词：网络平台；课堂录播系统；设计
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）14-0088-03
教育信息化是国家整体信息化发展的重要组成部分和战略重点之一，是教育与科技结合的标志性领域。2012年3月13日，教育部印发了《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，指出推进信息技术与教育的深度融合是未来我国教育发展的主要任务。自从教育部于2003年启动精品课程建设工程开始，课堂网络录播产品如雨后春笋般的出现了[1]，特别是在课堂实时录播以及微格教学等方面广泛应用，促进了教学过程更方便、更快捷、更有趣、更有效；加快了院校优质资源建设，拓宽了优质资源共享范围；提供了更加丰富的学习工具、手段和实践空间；提高了教育教学质量和效益。因此，课堂录播系统的应用在教育的信息化支撑体系中是非常重要的一个环节，其对教育教学方式、方法和过程以及资源建设起到强有力的推动作用。
一、课堂录播系统概述
课堂录播系统是将教学现场的音视频信号、VGA信号以及预设音视频文件进行同步整合的一体化系统平台，录制生成标准化的流媒体或广播级视频文件，用来同步直播、存储、后期编辑和存储。终端通过IE浏览器或登录系统服务器收看现场直播，也可以后期点播视频收看。主要应用于课程录制、视频会议、教育培训、智能法庭等场合。特别是在各类讲座、公开课、优质课的现场直播和远程教学中，让每个学生都感到如身临课堂一样。院校建设课程录播教室（如图1所示），能够保持现有教学状态和保证当前教学常态化，同时减轻后期制作人员负担，提高精品课程制作效率，减少制作成本。
对全部日常教学活动进行全过程录制是一项艰巨而复杂的任务，从效率、数量、人力成本上看，传统的录播系统无法满足实际建设的需要[2]。为此，本文设计并实现了基于网络平台的课堂录播系统，实现了课堂录播的规范化、自动化。
二、基于网络平台的课堂录播系统设计与实现
1.系统设计原则
课堂录播系统的设计原则把握操作简便、安全稳定，不仅满足教学需求，而且具备最优组合、最高性价比和最佳交互方式。整体方案设计应遵循以下原则：
先进性：先进的设计理念、网络结构、开发工具、标准化和技术成熟的软硬件产品。
实用性：系统设计符合国际相关标准和专业技术规范，人机界面友好，方便实现各种功能。
可靠性：系统软硬件具有高兼容性、高可靠性和高稳定性。
灵活性：系统采用模块组合和结构化设计，配置灵活。
发展性：系统规划设计满足因技术发展需要而实现低成本扩展和升级的需求。
开放性：系统设计采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于系统的维护、扩展升级。
兼容性：系统具有良好的兼容性，充分考虑向下、向上的兼容，系统建设与校园网平台、校园规划充分结合。
2.系统功能实现
（1）高低双码流录制、输出模块
课堂录播系统录制或存储为主流音视频格式，并根据需求对视频的分辨率、码流、采样率等进行精准设置，高低双码流录制大小在256K-50M之间任意调整。双码流输出模式能够解决直播时存在的技术问题，既要考虑低码流的网络直播，又要考虑高码流的电视直播，同时又保存高码流的工程文件。工程文件可导入到大洋、索贝、Premiere等主流非编工作站，进行精细的镜头调整和添加各种动画效果。
（2）文件录制备份模块
课堂录播系统采用多机位、多通道完整、备份录制模式，完成多路视频信号、音视频文件或PPT之间的自动切换。如果现场出现切换或合成错误，后期仍然可以进行再编辑。系统自动生成音视频标准的工程文件，同时满足mp4、avi、asf、flv等视频文件的录制和保存，本地音视频文件可作为片头、片尾、垫播和插播使用。所有通道支持单一音频、视频播出或录制，也可作为现场同期音播出。系统具备手动、智能全自动、遥控式课程录播，由主讲教师独立、全程掌控录播进程，完整备份每个机位镜头数据，形成N+2个素材文件或工程文件。
（3）网络直播模块
通过网络教学平台可以将课堂教学内容进行网络直播，课堂内容通常有视频、音频、演示文稿、文本等形式，用户可通过浏览器访问观看。如果是基于Web课堂直播，则与网络的平台Web Server或学习管理系统进行无缝连接。
（4）电视直播模块
课堂录播系统实现同步电视直播，支持模拟、数字信号输出，容易更改信号制式、分辨率，有多种音视频输出端口对接校园电视台，视频输出接口包括HD-SDI、SD-SDI、YUV、Y/C、复合等接口，音频输出接口包括数字、模拟、监听等。
（5）教师跟踪模块
系统可实现自动跟踪，无需人为干预，准确无误的跟踪教师授课过程。具备自动变焦跟踪拍摄，拍摄过程顺畅、平顺，画面稳定。
（6）学生定位模块
学生定位模块可实现自动定位，当探测到学生起立时，系统自动将学生摄像机对准发言的学生。学生回答完毕，教师跟踪系统自动返回。
（7）智能导播切换模块
课堂录播系统具备传统视频切换台功能，提供诸如划像、画中画、淡入淡出等常用特技效果，实时输出时钟信号、角标和支持色键抠像技术，支持本地文件作为虚拟背景进行实时虚拟合成，内置调音台支持多路本地音频播放，并实时切换通道同期音，能与外围音频保持均衡统一、相互切换或混音。内置字幕编辑软件，支持制作静态、动态字幕转入字幕列表待播，如课程内容、章节、重点提示、主题等，教师通过专属遥控器来实现字幕的精准输出。
3.核心技术分析
（1）图像自动识别跟踪技术
教学过程中主要有下列几种情景：当教师在讲台上讲解时如何跟踪拍摄，当教师走下讲台讲解时如何跟踪拍摄，当教师走下讲台和学生交互时如何跟踪拍摄，当1个学生起立回答问题时如何跟踪拍摄，当2个或多个学生回答问题时如何跟踪拍摄，当学生走上讲台回答问题时如何跟踪拍摄，当讲台上的学生书写板书时如何拍摄，当教师书写板书时如何拍摄，有2人或多人写板书时如何拍摄，当教师讲解PPT时如何采集等等，解决办法就是运用图像自动识别跟踪技术。根据摄像机对比定位分析，如果图像有变化，且变化幅度达到临界点，控制摄像机对图像变化区域做跟踪拍摄，不受强光影响，定位准确。
在录播教室中，拍摄教师的摄像机一般定义为主摄像机，一切的自动切换和跟踪，最终复位到主摄像机。课堂录播系统依据定位摄像机设置一个立体空间，在这个空间里运动的教师和学生会触发多种跟踪或切换策略，依据左右、前后、上下运动的规律，使整个录制过程显得更加真实、平滑、顺畅、自然，且不受立体空间以外的环境影响。在自动录播过程中，系统按照自己的运行原则进行录制，除非教师结束录制状态。
（2）输出可编辑的XML工程文件
课堂录播系统采用标准的行业音视频编解码技术，完整记录摄像机所有数据，同时在系统执行自动或手动切换跟踪策略时，完整记录每一个跟踪、切换断点，自动形成可导入、可编辑的XML音视频工程文件。可编辑的XML工程文件具有强大的兼容性，导入任何一款国内主流非编软件即可进行再编辑，在本系统内能够实时调整镜头切换位置和时间点，添加更新字幕和特效。
（3）与校园电视台无缝融合技术
校园电视台配置完备的摄像、导播、编辑、直播等系统。课堂录播系统具备多通道的高清导播切换录制、高清虚拟合成、高清在线字幕、网络直播、电视直播、LOGO水印等功能，而这些模块都是“一键式”，不需要很复杂的操作，这样使得课堂录播系统与校园电视台相互融合、相互支持。
通常录制课程的视频码流一般不超过10M，便于网络教学平台直播或存储。而校园电视台录制节目的视频码流至少达到25M，这样才能达到播出要求，也就是要求课堂录播系统实现高标清兼容，视频码流从512K至50M可以进行调整，画面质量不但满足网络直播或存储，而且满足校园电视台需求。
三、基于网络平台的课堂录播系统应用
教学视频作为一种最直接有效、最原汁原味、最生动活泼的教学方式和展示手段，在教学研究、资源建设、教师发展、教育传播等方面具有不可替代的作用。基于教学视频的学习将会成为数字化教育的一个重要组成部分。[3]
1.教学反思常态化，促进教师发展
教师在课堂上很难察觉自己课堂教学中的问题所在。通过课堂录播系统回放进行观摩和反思，可以起到照镜子的效果，从中发现不足或需要改进的地方。课堂录播系统使教师教学反思行为常态化，促进其教学水平不断提升。尤其是对青年教师的成长有很大帮助，加快青年教师的迅速成长，实现从单一依赖师傅的指导到与师傅共同研究探讨的转变，也实现由被动接受到主动作为和从程式化到常态化的转变。
2.校本教研常态化，提升教学质量
校本教研活动是教师专业发展的重要组成部分，是新入职教师快速成长的重要一环。利用课堂录播平台的录播教室、观摩教室，方便同行教师现场听课、评课。教师也可以通过网络教学平台观看同行教师上课的实时画面，打破了时间和空间限制，实现同步观摩，同时还能对教师授课进行点播、回放和评价。课堂录播平台最大限度地扩展了校本研修的深度和广度，有利于校本研修的持续和常态化开展。
3.教学评比网络化，评比形式丰富多样
教学评比或教学比赛是学校教学管理部门考核教师教学水平的常用方法和手段，也是促进教师提高其课堂教学水平的有效激励措施。然而，传统的教学评比活动往往采用随堂听课的形式展开，一定程度上会对正常的课堂教学秩序造成影响，最终影响评比结果的公平性。且受到时间和场地的限制，评比活动的组织规模往往有限。引入课堂录播系统后，多名教师可以同时授课，评委也可以在任何地方通过网络听课、评课。打分结果通过网络汇总，即时形成参赛者最终成绩。避免了许多中间环节，从根源上保证了评比活动的公平、公正、公开。另外，比赛结束后，选手如果对比赛结果存在异议，还可以对比赛过程和讲课细节进行回访、查询。
4.教学研究远程化，促进教育公平
目前，各院校之间师资力量和教学资源的不均衡是教育差距的主要矛盾和主要表现。解决教育差距和不均衡需要教育主管部门的统一协调部署，从制度层面上引导，逐步实现。建立区域院校同盟，共享优质师资和教学资源，是避免资源浪费和重复建设、促进教育公平的有效途径。课堂录播平台在促进院校之间优秀教师和优质资源的共享方面具有得天独厚的优势。录播平台使跨院校、跨班级同步授课变得简单、方便。不同院校的教师可以通过平台形成教学共同体，共同开展教研活动，相互促进、共同提高。
5.优质资源数字化，推进精品课程建设
随着院校信息化建设的推进，目前各个院校校园网平台建设都已完成，然而最大的问题是平台上缺乏相应的数字化教学资源。资源的质量和应用的效度是院校信息化建设的瓶颈。应用课堂录播系统将加快院校数字化资源建设速度和改变建设模式，有了丰富的教学资源，就会有效促进学科发展和专业建设。另外，这些精品课程有助于青年教师专业水平的提升，也改变着学生传统的学习模式，促进自主学习和个性化学习。
6.教育活动网络化，促进学生发展
学校教学活动现场以课堂录播系统为平台来组织，不但完成在全校范围内进行网络或电视直播，而且能够提供网络提问、网络投票等互动环节，同时视频文件被保存到学生成长的记录袋中，毕业时作为礼物赠送给他们。这些活动的开展将促进教育活动的网络化，极大地促进学生的全面协调发展。
参考文献
[1]吴洋.多媒体教学录播系统的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2012.
[2]陆海钢.基于云计算常态化录播系统的设计与实现[J].现代教育技术，2015（12）.
[3]李小刚.教学视频支持下的网络时代个性化学习研究[J].中国远程教育，2013（7）.
数字化录播系统 篇5
通过近一年的实践, 数字化智能录播教室的有效使用和校园网评课系统、教学资源库等教研平台的不断完善, 使得课堂自动摄录、网络实时直播、点播、网上评课等成为现实, 加强了全体教师尤其是青年教师对课堂教学的研究, 有效促进了教师专业发展。对此, 我们有如下思考。
一、成为教师教学行为自我反思的平台
数字化智能录播教室为教师在教学中语言、行为、教态和活动开展等进行反复观摩和自我反思提供了便捷、有效的新平台。首先, 教师可以利用自动录播功能, 将自己的教学过程进行实况录像。利用录播系统的自动生成文字索引功能, 将教师所用的PPT以及Word讲稿, 自动生成章节索引, 实现视频播放的快速跳转和查找。然后, 通过快放、慢放、定格等方法对教学中语言、行为、教态和活动开展等进行反复观摩和反思, 以“第三者”的身份来审视自己的教学过程, 充分的发现自己教学中的优点和缺点。最后, 教师可以从教学设计、教学语言、提问技巧、演示技能、组织方法等多角度、多维度进行自我“诊断”, 记下亮点和失误之处, 在课堂教学中予以改进。
数字化智能录播教室能很好地帮助教师迅速接收课堂中的信息反馈, 反复训练和纠正自己的教学行为, 让他们在不断反思中丰富自己、提升自己, 这就可以有效地提升教师的课堂教学技能。
二、成为提升课堂教学技能的平台
利用多机位的场景切换, 关注教师在课堂教学中的每一个细节, 灵活运用教育教学理论和科学的评价方法, 可以很好地促进教师课堂教学技能的提高。参与教研的人员对课堂教学的现场直播观摩或点播回放, 随时就课堂中出现的问题展开讨论并点评, 并将点评进行记录, 供相关人员进行学习, 而不会对上课师生产生干扰。二是教研评课。参与教研的教师开展讨论, 并随时可以回放或定格教学视频, 就课堂教学具体环节的不足和优点展示点评进行评价, 并进行点评记录, 克服了以往教研讨论的流于形式或泛泛而谈。同时, 对各自的点评及结果进行记录, 随时对自己的点评进行不限时、不限次数的加工, 更便于交流学习。还可以通过网络进行联片教课研活动, 让不在现场的同行一起参与教研讨论。三是内化升华。教研活动, 依托云录播系统开展自我评价、同事互评和专家点评, 以其直观、反馈及时等优势, 大大提高了青年教师的专业技能, 也使许多资深教师的教学水准有了新的发展。
三、成为优质教学资源共建共享的平台
利用数字化智能录播教室的自动录播功能, 可以很方便地根据非要生成三分屏课堂实录视频资源, 并将资源发布到教学资源平台, 供师生进生点播。通过该平台, 可以方便地对视频进行点播, 对教师进行随时随地的点评或学习已有的点评进行相互商榷, 学习优秀教师的教学经验, 揣摩他们处理问题的技巧, 从而不断提高自已的教学水平。
四、成为课堂教学质量评价的平台
数字化智能录播教室利用现场摄像等技术完整、准确地记录了被评价对象的教学全过程, 使评价双方可以反复地观看教学录像。即可点播课件, 支持微格点评方式, 可实时点评, 互评, 文字交流、实时打分。微格点评课件后可根据打分点评索引快速找到所关注的知识点与点评内容。这样评价者就可对每一处优缺点进行点评, 对每一处不足进行定格解释, 非常直观明了, 从而极大地提高了评价的信度、效度和被评价教师对反馈意见的认可度。让教者能直观面对自己的教学过程, 以交流的心态接收他人的反馈意见, 正视自己的缺点。
总之, 通过这种方式录制生成的常态化课堂教学视频, 为青年教师的成长提供了良好的契机。教者可以对教学中语言、行为、教态和活动开展等进行反复观摩和反思, 通过校园网评课系统, 与同教研组老师一起观摩、讨论和分析, 真正做到物尽其用、师尽成才, 不断促进教师教育教学水平和学校教学质量的提升!
摘要：通过“全看自动录播教室”的使用能使教师们点播、定格回放等更直观、更及时地发现自身教学过程中存在的问题, 有针对性地开展自我分析、进行自我纠正, 从而有效地提升教师专业成长。
关键词：录播教室,点播,回放,课堂教学效率
参考文献
数字化录播系统 篇6
一、录播教室的建设思路
1.实用性。录播系统是录播教室建设的核心部分 ,方案设计的合理性直接影响后期的使用效果, 选择应实现的使用功能和规模。首先基础功能是将教师在课堂上的教学内容及与学生的互动过程, 各种媒体展示的信息清晰完整准确地记录下来。其次拓展功能则要深入研究,从学院特色和专业需求出发,录播教室建设的档次要有前瞻性,录播系统要采用高清数字化成像技术,自动无缝切换画面,自动跟踪自动多路视频存储,最终形成实用性强、功能先进、使用率高的智能化课程教学应用资源建设平台。
2.智能化。课程录制系统采用智能视频分析技术 ,以图像分析与处理技术为核心,集多媒体技术、流媒体技术、自动控制技术和模式识别技术于一体, 实现教师的自动跟踪和学生的站立识辨,无需老师和学生佩戴任何辅助设备,也无需老师和学生做任何额外操作,实现课程的全自动、智能化录制。为教师提供课程录制、直播、点播、编辑的一系列应用解决方案,最大限度地实现智能化、自动化操作,录播设备所摄音视频资料能自动转换格式。
3.网络化。可以轻松地调用网络上的各学科信息资源 ,在录播教室上课,除保留传统的黑板外,配备有触摸交互功能的液晶书写屏,教师可以使用液晶屏书写要点、圈点,使用课件,也可以充分利用网络进行教学, 实施下载和使用网络上的各种信息与数据。方便上传到网络,把生成的视音频内容实时发布到学校流媒体服务器上,供网络上的用户进行点播观看,具备远程交流功能。还要与学校数字化校园的教学资源库对接,方便进行调用与存储,信息媒体符合国际通用标准,完成资料建库和资源共享。
二、优化教学课堂平台,提升教师技能水平
智能录播系统采用5+1的构架方案及教师的全景、教师的近景、学生的近景、学生的全景加一路电脑VGA信号的记录形式展现教学场景。可对板书内容进行全程录制,也可对教师使用的各类课件、网络实时下载等其他教学资料进行自动摄录。多路摄像机采用智能视频分析技术、仿真跟踪技术,使得跟踪效果平和、稳定,能呈现电影般的画面,图像清晰,视觉流畅。实现教师的自动跟踪和学生站立识辨, 无需老师和学生佩戴任何辅助设备,也无需老师和学生做任何额外操作,保证更贴切地实时录制课程,真正实现常态化教学要求。教师可通过导播系统对多路信号源进行相互切换, 让学生能够更加主动地参与到课堂教学活动中,使录制完成后的课件内容更加丰富、详细,避免单一性。这样,教师和学生观看视频课件时,就好像身处真正的课堂一样。
加大录播教室的使用频率, 涵盖各类学校开展的教师说课、教师公开课等教研活动。使用录课教室,有助于促进教师对课堂教学进行及时反思。传统授课形式下,教师很难发现自己课堂教学中的不足,是因为看不见自己的表现,因而就不能及时跟进改正,这也成为制约教师教学水平提高的症结所在。采用全自动录播系统对课堂教学活动实时录制, 可以把课堂上教师和学生的活动、语言、互动、细节、资源等原汁原味地录制下来。教师通过观看自己的教学录像,能够跳出自身局限进行反思,更容易找到自己的不足与需要改进的地方,还可以通过观摩借鉴学习其他教师的长处和好方法。录播系统的应用为教师的磨炼及自我反思提供了十分便利的条件, 为学校提高教师能力水平提供了良好的培训环境。
三、开发微课、慕课、精品课程等课程库资源
当前,普遍开展翻转课堂、慕课与微课等新型教学方式,通过自动录播设备及系统的操作, 学校教师可轻松实现以上这些课程的录播与制作,从而提高录播系统的使用价值。课程录制完毕的同时, 系统会自动生成标准课件资源并上传至课件资源管理服务器。教师及管理人员可以运用后期编辑软件,对已生成的课件进行后期编辑,添加对应的索引,实现课件屏幕、音频、视频、字幕的同步编辑与输出。通过课件资源管理系统,可以对课件资源进行编目、统计等统一管理,并实现课件的远程点播。
这些课程资料存放在学校的制定服务器中, 作为教学课程资源,既丰富了教学参考资料,又为校本教研提供了宝贵的第一手资料。这些课程视频资料通过进一步加工编辑与完善的优秀视频课件还可用来参加教学评比活动,省时省力。以录播系统为核心的录课教室让学校教学辅助资源系统多样化,为教师互助交流、切磋教学经验打下良好基础。
四、实现开放、共享、动态的课程教学与管理模式
以往的教学公开课需要学校教师提前排课, 安排时间及地点,由于教室存在空间限制,很难做到让所有教师都进入课堂,而且会造成视频课件画面拥挤或不协调等问题;因为场地的限制,往往听课教师数量有限,学校不能同一时间内安排多个公开课。通过网络让更多教师都参加,同时方便了教学督导和教学质量管理工作。
录播教室直播系统可通过IP网络,例如局域网、互联网、校园网等将计算机屏幕内容,包括讲稿、Flash动画、鼠标运动轨迹、电子白板等内容,流畅地直播到客户端,解决了在其他校区或教室的听众与主讲教师之间交流的问题。直播服务器可以设置多个直播频道, 每个直播频道对应一个录制端发布信息。教师可在任何地点通过IE浏览器选择对应直播频道,方便直观地收看不同教室的直播课堂, 轻松解决传统公开课所产生的弊端。
录课教室是集全自动智能录播系统、液晶触摸多媒体产品等于一身的现代教育技术最新成果, 也是教育发展和各项教学活动需要的必然产物。它从应用上包括课程录制、课程直播、资源管理等一整套的录播应用体系,实现了普通教室、多媒体教室、演播室等多室合一,具有很高的应用价值。作为录播教室的核心构成部分, 智能录播系统有效促进了优质教育资源的建设和共享,促进了教师的能力水平提高,同时促进了学生学习的兴趣提高和成长, 促进了学校的整体教学与管理的和谐发展。随着对录播教室应用的不断研究和改进,其使用价值将会更多地体现在教学的各个环节之中。
摘要：依托数字化校园环境建设并用好网络录播教室,更好地发挥网络录播教室的作用,对于优化教学课堂平台,提升教师技能水平,开发微课、慕课等课程库资源,实现开放、共享、动态的教学与管理模式,有较为迫切的现实意义。本研究就以上方面进行探讨和实践。
数字化录播系统 篇7
一、卓越全自动录播系统
卓越全自动录播系统 (如图1) 主要由五个部分构成:全自动录播操作台、输入输出设备 (目标定位系统、多镜头切换式拍摄系统) 、全自动录播编辑机、图形图像工作站。
1. 全自动录播操作台
全自动录播操作台包括课件显示液晶、直播监视液晶、现场视频监视液晶、外部设备接口组、多媒体控制键, 录制只需按“录制/暂停”按钮即可自动进入录制, 录制结束则只需按“录制结束”按钮。一体化录播控制台大大降低了教师使用的难度, 增强了系统的易用性和稳定性。
2. 目标定位系统
目标定位系统采用超声波目标定位方式。在黑板和白板下方设置8个超声波感应器, 通过超声波感应技术对讲台前的人进行定位, 不受光线、温度等影响, 可对每个感应器分别设置不同的感应场景, 触发感应器即刻切换相应场景。而学生定位同样采用超声波定位方式, 录播教室内配备吸顶麦克和无线麦克, 学生回答问题时, 只需要拿起无线麦克讲话, 镜头就可以准确定位到该学生。当讲台上没有人即讲台上超声波感应器没有感应到移动人物, 并且学生没有回答问题时, 系统会自动切换到全景镜头。
3. 多镜头切换方式拍摄系统
拍摄系统中五路为摄像机信号, 一路为VGA采集卡采集的电脑信号。四路摄像机架设在教室后方正对讲台, 跟踪拍摄教室全景镜头、教师在讲桌前的近景镜头、教师在白板左侧的中景镜头、教师在白板右侧的中景镜头、教师在黑板处板书镜头。另外一路摄像机架设在黑板正上方, 学生摄像机设置的镜头包括54个学生座位镜头和一个学生全景镜头。VGA采集卡采集的电脑信号, 则是自动录制教师在电脑上做的任何操作。
4. 全自动录播编辑机
全自动录播编辑机能智能地判断教师的讲授意图, 根据教学实际过程以及对教师行为模式的理解, 通过全自动录播编辑控制台, 控制所有输入输出设备, 进行智能场景调度, 系统自动实时地将符合当前教学状况的场景剪辑、处理、传送给图形图像工作站做数据编码处理, 从而制作成标准格式的流媒体文件, 以便存储和直播。
5. 图形图像工作站
图形图像工作站负责完成采集、编辑、录播等工作。利用SSV流媒体编码技术对视频图像进行编码处理, 在1024×768分辨率, 32Bit色彩的情况下, 码流小于1M;录播文件格式为标准的Mp4、ASF等流媒体文件格式, 生成的视频文件可以直接上网;支持网络直播;支持电子课件和教师形象画中画方式;支持在录播过程中随时切换和移动;录播特技还提供自动合成包括学校信息、教师信息和课程信息在内的片头、片尾。
二、录播系统在高中教学中的优势
1. 有利于青年教师的专业成长
我校为提高青年教师的教学能力, 一直开展“135拜师结对”的活动。但由于多方面因素的影响, 青年教师不能及时看到自身的问题, 而在录播系统的帮助下, 完全可以独立录制教学过程, 在教学结束后, 参照录像对教学过程中的每个环节进行反思、评价, 也可把录像提供给其他教师观看点评, 有效促进了青年教师的快速成长。
2. 有利于优质教学资源共享和多人观摩
通过录播系统教师实时收看教学过程, 学习优秀教师的教学经验, 提高自己的教学水平, 领悟他人处理问题的方式技巧。同时, 也解决了当有著名专家、学者讲课或做报告时, 听课人数受限的问题。通过网络直播听课或学习, 教师和学生可在本班教室实时观看, 实现自主学习, 最大化地实现学校教学资源共享。
3. 有利于监控和评估
传统的课堂教学评估, 对授课教师的个人优势及不足难以进行有效的评价, 有了这套系统以后, 评估教师通过回顾即时生成的视频, 既可以对每个细节、优点进行评分, 也可对每一处不足进行截图, 直观明了, 授课教师和评课者可以有针对性的交流, 实现在线评估。
4. 有利于实现远程教育
由于中学课程相对较多, 在减负增效的背景下, 利用此系统可以将重点学科和重点内容的课程视频放到网上, 学生可以利用课余时间进行回顾和有针对性学习, 这样又快捷又方便, 让学生真正地做到温故知新。
5. 有利于精品课程教学录像的制作
由于录播系统能够有效整合教师视音频信息、学生活动视音频信息和VGA信息, 并录制成单流或多流文件, 可避免教学录像内容只反映教师活动的单调化和呆板化, 有效体现课程教学录像的精品特征。录播系统中所有输入的图像均经过数字化处理, 图像之间可进行实时无缝切换, 并且采取硬件采集、编码方式, 令画面质量明显提高, 录制方式隐蔽, 不影响教师发挥, 同时, 录制的人力成本大为降低, 无需后期编辑制作, 极大地提高了制作效率。
三、录播系统的不足
虽然全自动录播系统能够高效高质量地完成大部分教学的需求, 但是在有些方面还是不尽如人意。
1. 人物定位
采用超声波定位方式也有弊端, 当讲台上有两个或两个以上的人时, 系统不知道定位哪个镜头, 所以, 当有学生上台演讲或者完成板书作业时, 教师必须走下讲台;教师离黑板的距离要保证在1.5米之内, 才能触发感应。
2. 话筒
录播系统是通过话筒来切换到学生场景的, 而话筒数量有限, 无法满足人手一个话筒, 并且移动性太差, 学生只能通过话筒的传递来回答问题及切换画面。因此, 在以小组合作为主的学习模式中就显得有点力不从心了, 不同的学科分组不同, 教室的布局需要随时改变, 因此, 对话筒的要求更高, 而现有的技术无法实现人手一个话筒的同时保证学生的位置可随时改变。
3. 画面切换
当画面切换到VGA采集的电脑信号并且教师不再操作电脑时, VGA画面停留时间过短, 对于字数较多的PPT, 通过直播观看的教师没有足够的时间看完PPT上的内容;教师在讲授白板上的投影内容时, 如果站在白板和黑板的中间感应器前, 镜头切换画面内容并不是白板, 此时场外教师不能看到白板内容。大部分教师都会忘记位置, 不能照顾到场外观众。
4. 实验课等特殊课的特写镜头
实验课等会涉及特写镜头的拍摄, 而录播系统则不能很好地完成任务。例如:化学实验课上演示氯气的制作, 就无法拍摄到特写镜头, 不能满足场外观众的视觉需要, 教室内的部分学生也会由于角度问题看不清演示。
5. 视音频同步
为保证画面和声音的质量, 设置系统参数时要有所取舍, 所以录播教室对外直播时会有几秒钟的延迟, 不能保证完全的同步;在线观看的计算机中不能共存几种不同的播放软件, 否则, 会导致直播有画面无声音的现象出现。
6. 录播系统硬件
由于高中教学需要, 录播系统的使用比较频繁, 两年间我校录播系统的编辑机更换了两次, 摄像头云台做了调整, 音频的采集和输出也出现过问题。另外, 录播教室灯光系统的设计也有待改善, 录制的图像对比度较低, 色彩暗淡, 还原度差。同一间录播教室, 上午和下午, 晴天和阴天的录制效果差别也很大。
四、录播系统应用的制度建设与激励措施
在教学中能否有效使用录播系统取决于两方面:一方面教师专业成长需要学校政策层面的支持, 更需要网络教研平台等技术平台的支撑, 从而构筑一个终身学习的环境与平台;另一方面任何先进的设备和技术都离不开教师, 特别是一线教师的认同与实践, 需要教师不断提高自身的专业技能和使用数字化工具的能力, 更需要引导激励广大教师积极应用录播系统的制度保证与激励措施。
1. 加强培训力度
培训的力度和广度要进一步加强。首先, 针对各学科教研组长进行培训, 帮助教研组长更新观念, 认识到录播系统对学科资源建设及网络教研活动开展的重要性, 并努力把录播系统软件平台作为教师终身学习的网络平台。然后针对全体教师进行培训, 让每一位教师都能认识到此平台的功能与益处, 激发教师们使用录播系统的热情。
2. 以政策和制度为保障
由学校教务教科研部门牵头, 从学校教学管理层面进行要求, 可根据各个学校自身情况要求每位教师定期上一节录播课, 要求所有的教研活动尽可能都在录播教室举行, 每学期举办录课评课活动, 录课教师的活动可作为工作绩效奖励等调动教师使用录播系统的积极性。
3. 发挥名人效应
组织相关学科专家、学科带头人、骨干教师等进行各学科系列专题知识的录课, 学生不仅能利用公共时间在线听到名师名家的课程, 也可在课后登录校园网下载课程视频。
4. 个人空间规划
可根据不同教师设计“个人空间”, 空间可以共享其视频、教学课件、教案等。加不同教师为教学互动同伴, 教师可自发成立教学群, 同群教师间可以针对主题开展活动, 亦可针对某个教师的某个教学视频进行小范围的内部教研活动。同时, 可以收藏教学同伴以及平台展示的优质资源, 用于后期观摩学习使用。让全校教师之间进行无缝对话和交流经验。社会化的互动方式会促进教师间的群体同伴互助, 使教师尽享交流和沟通的快乐。
五、结束语
录播系统在高中教学中的应用, 解决了不少问题, 提高了教学效率, 能够实现优质资源共享, 众多优势有目共睹。但录播系统的使用强调现场教学, 如何有效利用使其满足教学要求, 还需要结合学校的实际情况, 掌握学科教学特点和要求, 并建立相应的制度保障和激励措施, 更需要一线教师不断地研究和实践。虽然硬件和技术上还存在一定的不足, 相信随着现代教育技术的发展, 录播系统会有非常好的应用前景, 必将在远程开放式教学等领域发挥更大的作用。
摘要：在新课改背景下, 一方面要解决优质教学资源的共享和可持续发展的问题, 另一方面为了培养优秀教师以及公开课、交流课、精品课程建设等一系列教学活动的不断增多, 录播系统的使用成为满足这些需求的方法之一。笔者在实践的基础上, 对录播系统的组成进行介绍, 分析了录播系统在高中教学中的优势及不足, 并提出几点应用建议。望能引起教育工作者的思考, 最大化发挥录播系统在教学中的作用, 进而更好地推进教育教学改革。
关键词：录播系统,高中教学,应用
参考文献
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学校智能录播教室系统方案设计 篇8
学校智能录播教室系统要求建设一个实用的多媒体全自动智能录播教室, 并提供精品课件制作和多功能多媒体教学智能录播功能, 其目的是在学校现有规划多媒体教室基础上建立多功能多媒体全自动录播及教学技能实训中心, 它可方便地将本校各类教师在现有多媒体自然教室环境下授课现场的视频、音频、讲稿和授课者屏幕操作 (VGA) 等自动录制成一个完全同步、完整的多媒体课件。
多功能智能录播教室应具有全自动跟踪功能, 支持外接摄像机以方便专门人员采集高标准的录制效果, 在系统的安全性和稳定性确定的情况下必须具备以下几个功能:精品课程制作;观摩授课的自动录播;多媒体演/录播应用功能;网络广播和点播应用;网络数字化微格教室功能。
2 学校智能录播教室系统拓扑设计
学校智能录播教室系统不改变教师和学生的上课习惯, 系统通过录播主机将授课老师的讲稿 (包括文字、图片、动画、声音、板书) 与授课现场录下的影像, 实现自动实时和手动切换两种模式合成同步多画面多媒体课件制作功能;基于网络, 系统实现在校园网上的点播和同步直播, 可实时在线和网上点播时进行点评。系统拓扑设计如下:
3 系统设备功能及技术要求
3.1 信号实时采集
1) 多路视频信号的实时采集:包括一个录播教室同时安排3个全自动跟踪的固定安装的云台摄像机;3个对应兼容的手动控制的摄像机, 其它视频信号的采集 (DVD、电子白板等) 。
2) 高质量VGA信号传输:Powerpoint等电子讲义直接以纯硬件VGA画面实时采集压缩并获取, 图像分辨率 (640x480~800x600~1024x768分辨率/4FPS~25FPS帧率) 。
3) 声音的采集:为了保证录制课件的效果, 要保证录制声音清晰, 抑制回声啸叫, 有降噪处理, 只拾取有效的声音信号, 教室中其他的干扰噪音等都将被自动过滤, 从而有效的保证现场直播或后期回放的声音效果, 以保证录制课件的效果, 保证声音的完美采集。
3.2 多媒体教学实录
系统不仅可以按多媒体授课时实际发生的时间顺序, 真实记录全过程、全场景的课堂实况 (支持同时多屏录制的课件模式/选择单屏录制的电影模式) , 实时直播的内容包括教师场景、学生场景和课件场景等, 而且授课完毕后, 视频、音频、老师的讲稿和现场操作等自动录制成一个完全同步的、完整的多媒体课件, 整个过程必须在无人工干预的情况下自动进行。
系统配置1路VGA接口、4路视频复合接口, 实现单/二/三/四屏同步实时录播功能, 支持以下五种同步录制模式:
视频1+视频2+VGA三屏模式;
视频1+视频2+视频3三屏模式;
视频1/视频2/视频3+VGA切换二屏模式;
视频1+视频2+视频3+VGA四屏模式;
视频1/视频2/视频3/VGA切换单屏模式。
3.3 精品课程录播
主系统控制界面能同时预监至少3个摄像机视频 (演讲/板书视频、学生视频和全景视频) 、1路VGA视频, 以及2路静止画面, 同时还能监视到输出视频, 输出视频由系统智能选择, 输出并生成多画面和单画面选择的满足精品课程要求的视频流文件, 系统也支持手动多摄像机位同步切换。
系统在进行切换单流实时录播 (分辨率720x576@25fps) 过程中, 同时支持视频1+视频2+VGA三屏同步录制和直播输出, 分辨率满足视频 (720x576@25fps) /VGA (1024x768@25fps) , 生成3个独立的视频文件, 满足流媒体WMV标准格式, 作为原始素材保存, 为后期编辑提供素材。整个过程能够在网上进行直播, 或者录播, 并且所录制的“精品课件”可自动发布成WMV/VCD/DVD格式供直接播放。
系统除了支持全自动摄像机云台控制和场景切换工作模式之外, 在对精品课程有更高要求时, 还支持手动/半自动摄像机云台控制工作模式。根据教室的光线不同, 还要求支持手动方式的聚焦和曝光控制。
3.4 演讲和板书自动跟踪拍摄和控制
该部分摄像机自动跟踪、录播录播教室上课情况, 自动跟踪教师板书的位置, 并且联动摄像机来清晰拍摄黑板的字迹, 当教师使用PC操作时, 教师在学生中演讲, 以及学生回答问题时, 系统能自动地控制切换拍摄。
3.5 课件后期编辑和精品制作
多媒体单画面视频流后期编辑工具软件, 可以把生成的多画面同步的单个多媒体流文件通过可视化界面主动选择, 最终生成单画面的视频流文件, 并可自动发布成WMV/VCD/DVD格式, 用于“精品课件”制作。
3.6 IP远程录播控制
当录播服务器工作时, 授课老师可以在远程网络中使用软件实现远程的录播控制, 支持录播信息输入、控制录制、直播、暂停和停止等。演讲完毕, 授课老师可以在不需要专业技术人员的帮助下即时远程浏览和复制所录制的多媒体课件。
3.7 多媒体视频资源在线存储和应用管理
系统提供配置一套多媒体视频资源综合应用管理和服务软件 (实现广播和点播功能) , 将录制好的多媒体会议视频资源, 通过该软件进行发布, 终端用户通过web页面访问所需的多媒体会议视频资源。系统平台支持B/S模式进行点播接收, 支持Web方式进行管理, 支持安全认证管理功能。功能实现模块化, 扩展性好。
4 智能录播教室系统主要设备清单及推荐品牌
参考文献
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数字化录播系统 篇9
摘 要：随着区域教育现代化基本实现，学校网络教学环境大幅改善，信息化应用基础条件进一步夯实。如何提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果，促进优质教育资源普及共享，最终实现促进教育内容、教学手段和方法现代化的目标？如何以“信息公平”促进教育公平？如何发挥名校、名师的示范带动作用，使名校、名师的优质教育资源覆盖面不断扩大，促进全市教育质量的进一步提高？文章从智慧云录播教学系统建设与应用研究的背景、原则、架构以及各功能模块的应用进行深入剖析，为相关的决策与建设提供依据。
关键词：智慧云录播；专递课堂；远程评课；教研活动
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2016）21-0094-03
一、建设研究背景
1.国家对教育信息化发展提出的要求
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》将均衡发展作为义务教育发展的战略性任务，提出2020年“基本实现区域内均衡发展”的目标。强化信息技术应用。提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果，促进优质教育资源普及共享，最终实现促进教育内容、教学手段和方法现代化的目标。通过在名校、偏远山区多家学校之间建立云录播系统，实现同步课程“专递课堂”、一校带多校，解决教育资源不公平、提升教育质量的难题！
《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》深入推进“三个课堂”建设，继续推进“一师一优课，一课一名师”活动，鼓励教师利用信息技术创新教学模式，推动形成“课堂用、经常用、普遍用”的信息化教学新常态。
《2016年教育信息化工作要点》深入推进“一师一优课、一课一名师”活动，普及基础教育信息化教学常态化应用，新增参与活动中小学教师200万名，新增“晒课”200万堂，评选年度“优课”2万堂。明确以“专递课堂”形式推动为农村、边远、贫困、民族地区提供免费数字教育资源服务，共享优质资源，不断扩大优质教育资源覆盖面。
2.淮安市教育信息化现状分析
“十二五”期间，淮安市教育信息化建设进入一个高速发展的阶段，全市九个县区均通过了江苏省区域教育基本现代化的验收，硬件基础设施得到了彻底的改善，各县区均建成主干达万兆、互联网出口达千兆的教育城域网，全市中小学实现光纤连通，建成校园网络管理中心以及各种网络教学平台，实现备课、教研及日常管理数字化、网络化；建成符合省规定标准的网络教室；实现“班班通”，每位专任教师配备笔记本电脑，班班建成多媒体教室。学校网络教学环境大幅改善，信息化应用基础条件进一步夯实。然而我市义务教育发展仍然处于不均衡状态，县城学校与乡镇学校、乡镇中心学校与农村小学之间的办学水平存在着较大差距，名师与农村教师之间整体素质和专业水平也存在较大差距，在农村中小学，教师整体素质和专业水平不高，数学、语文等学科教师占大多数，而英语、音乐、体育、美术和计算机等学科教师却很少，大部分农村小学音乐、美术、体育、英语、计算机专业教师远远不能满足正常的教学需要，只能以非专业的兼职教师代替，或者改成其它科目。如何以“信息公平”促进教育公平？如何提高农村教师应用信息技术水平，更新他们的教学观念，改进其教学方法，提高教学效果，促进优质教育资源普及共享？如何发挥名校、名师的示范带动作用，使名校、名师的优质教育资源覆盖面不断扩大，促进全市教育质量的进一步提高？针对上述问题，2015年底，淮安市电教馆开展了一系了调研活动，召开专题会议进行研讨，利用现有的网络基础、录播教室，构建淮安市智慧云录播课堂教学系统，拟通过“专递课堂”、“名师课堂“、“名校网络课堂”、“远程评课、教研活动”等模块功能，推动名校带动薄弱学校，一校带多校远程教研，充分发挥名师的示范引领作用，促进农村教师利用信息技术改进教学方法、创新教学模式，使优质教育资源得到共享。
二、建设四大原则：多、快、好、省
多：即智慧云录播课堂教学系统可同时支撑师生在线数量多！可同时超万人在线。
快：即学校应用部署方便快捷，教师上手操作快，网速好，直播传频传输快。
好：融合教学工具多，高拍仪、微课笔等，无限接近实际教学环境，师生体验好。
省：后台管理省事，家长省心，投资成本节省。
三、教学系统架构
智慧云录播课堂教学系统建设是为教育局、学校提供备课、录课、晒课、评课等功能的综合解决方案，帮助教育局、学校深入推进 “三个课堂”建设、“一师一优课，一课一名师”活动，形成资源共享体系，沉淀本地名校名师资源，为“翻转课堂”提供丰富的素材和资源。帮助建设网络教研系统，做到远程评课。给教师制作精品课程或微课程提供了很好的平台和环境，使得教师可以对教学工作进行反复学习和研究，提升教研水平。根据实际需要，本着多、快、好、省的原则，提出三级搭建模式：一在全市层面建立淮安市智慧云录播教学系统中心（见图1），二在城市名校建立智慧云录播系统及在线授课、资源上传等平台（见图2），三在乡镇学校、教学点建立网络直播、点播、远程教研平台（见图3）。
四、应用研究
淮安市智慧云录播课堂教学系统是依托互联网和市教育公共服务云平台，与公司合作，整合全市中小学云录播硬件、教学硬件、教学软件，搭建的软硬件一体化的综合性资源共享平台。它包括资源共享模块和远程评课、教研活动模块。
1.资源共享模块的功能及应用特色
资源共享模块主要包括三种课堂（专递课堂、名师课堂、名校网络课堂）和教学软件等云存储服务功能。
（1）三种课堂
三种课堂是利用网络直播或点播的方式，通过精品课程或微课程，向农村中小学师生，特别是边远的“开不起课、开不齐课”的教学点推送优质教育资源的创新教学方式，从而推动名校带动薄弱学校、一校带多校，发挥名师的示范引领作用，促进农村教师利用信息技术改进教学方法、创新教学模式，使优质教育资源得到共享。在淮安市电教馆的组织下，淮阴师范第一附小、淮安市实验小学、淮安小学、淮安市外国语实验学校、淮阴中学、清江中学、淮安中学等名校先后成立了名师工作室、名校网络课程课题组，利用智慧云录播教学系统录制名师、骨干教师的精品课程、微课程，每年有近14000名教师进行网上注册晒课，建设“特色教学模式”系列数字资源近100G，供全市中小学广大师生共享。2015年，在教育部开展的“一师一优课、一课一名师”活动中，淮安市遴选精品课例经省市逐级推荐、网络投票和专家在线评审，共有79位教师获得部级“优课”。其中，淮阴师范学院第一附属小学共有17位教师的精品课例获得部级“优课”，优课数名列江苏第一，全国第六。
（2）教学软件等云存储服务
资源共享还加载了淮安市教育公共服务云平台为教师提供备课、授课所需的各类教学资源，解决了教师查找资源困难、资源分类不清晰等问题，方便教师快速完成素材查找、课件制作、教案编写等备课工作。如教师在授课过程中，可利用教学软件，点击课件页面“微课录制”可以随时启动、停止课程的录制，所录制的视频文件作为校本资源自动上传到智慧云录播教学系统共享平台上，如图4所示。
2.远程评课、教研活动模块的功能及应用特色
智慧云录播教学系统中的远程评课、教研活动模块是为了充分发挥名校、名师的示范带动作用，进一步研讨信息技术在课堂教学中有效应用的途径和方法，打造高效课堂，促进教师教育方式和学生学习方式的变革，使信息技术与学校教学深度融合，打造“在线教研”网络平台，构建市、县（区）、校教研共同体而搭建的，其操作流程如图5所示。
淮安市电教馆通过定期举办“信息技术与学科教学深度融合”系列在线观摩研讨活动，每年有近200位教师上了观摩课，8000多名教师参加在线观摩研讨。2016年1月5日，由淮安市电教馆主办的“互联网+远程同步互动”课堂教学观摩研讨活动，分教学展示、互动研讨和专家点评三个环节，淮安小学朱海英老师执教了一节六年级英语课，全市近千名教师远程观看网络直播，部分教师利用云平台在线进行文字点评和提问，并重点与车桥小学、马坝小学和长江西路小学教师网络视频互动与教研，还邀请淮阴师院朱风云教授和市教研室英语教研员丁海英老师分别进行了远程视频点评和现场研讨，取得较好评价。
参考文献：
[1]郭桂真.夯实基础 力争实现“十三五”教育信息化发展新突破——访新疆维吾尔自治区教育厅副厅长木合甫力·艾山[J].中国教育信息化，2016（2）.
[2]张芮，傅钢善.基于人人通平台混合学习模式的构建[J].中国教育信息化，2015（24）.
高校全自动智能录播系统方案设计 篇10
一、全自动智能录播系统组成与设计
全自动智能录播系统一般由录播服务器(图形图像工作站)、视音频信号采集系统(含教师摄像机、学生摄像机、板书摄像机、教师与学生声音采集麦克风)、摄像跟踪定位系统、流媒体文件生成系统、智能自动编辑系统及人工导播几部分组成。如图1所示(以我校安装的全自动录播系统为例)。
智能全自动录播系统可在教师现场授课的同时,自动生成课堂教学实况录像,实时将教师授课视音频、板书、教师讲课的多媒体课件、师生互动场景等,自动编辑生成标准MPEG-4/H.264流媒体文件,形成单画面电影模式或多画面资源模式,自动上传到学校任意指定服务器,可同步实现在校园网或互联网上视频直播,全真再现课堂教学的全过程。
1. 流媒体格式文件生成系统
流媒体(Stream Media)是为解决网络直播、远程教学、远程监控、VOD视频点播和视频会议等多媒体信息实时传输的一种新技术,一般具有高画质、低码流的特性,目前市场主要有MPEG-4和H.264两种流媒体格式。
MPEG-4压缩技术生成的是Microsoft(微软)格式的A S F流媒体格式文件,码率为500k b p s、分辨率为720×576/CIF,在4~8帧/秒56kbps低码率下也基本能保证图像的清晰度。H.264压缩生成的文件须用专门的H.264视频解码器才能收看,能支持128kbps低速率的可视电话系统,384kbps~2Mbps中速率视频会议系统,2Mbps~10Mbps实时转播和远程教育等。
流媒体格式文件生成系统的核心设备是图形图像工作站,主要是对完成自动编辑后的视音频信号进行压缩编码,生成适合互联网系统的流媒体格式文件和数据包。
2. 视音频信号采集系统
(1)视频信号采集
视频信号采集系统由摄像机组(包括教师摄像机、学生摄像机、板书摄像机)组成。教师摄像机、学生摄像机通常都采用带有旋转云台快速球形摄像机,分别对准跟踪拍摄目标。
板书摄像机主要拍摄黑板上的文字和图形(8cm×8cm),数量可根据黑板宽度和摄像跟踪定位方案不同而各异,通常有两种设计方案:(1)采用定焦距固定安装的多摄像机定位摄制方案,每台摄像机的覆盖区域为2m,如4m宽的黑板用2台固定摄像机,6m宽的黑板设置了3台固定摄像机;(2)采用带有旋转云台的快速球形摄像机1台(共享教师摄像机),设有自动跟踪定位,扫描在480T V线及以上,具有自动变焦功能。
(2)音频信号采集
声音效果是录播课程质量的重要指标,一定程度上,声音效果比图像效果更加重要。录播系统的声音质量设计应参考国标“厅堂扩声系统设计规范”(GB50371-2006)中会议类扩声系统声学特征指标的最低等级(二级)的要求,以保证采集信号的质量。
录播教室声音采集方式多种多样,不同的厂商采用不同的方案。在师生互动性强的教学现场,要如实地记录教师与学生之间的对话,教师的声音采集相对容易一些,而学生方面,由于座位分散、回答问题声音偏小、整体发声时音量偏大等矛盾,话筒设计需注意以下事项:
(1)教师拾音话筒:由于教师上课位置变动频繁,不适宜使用固定安装的鹅颈话筒,为防止扩声系统啸叫和提高录音电平,常采用头载式或领夹式无线话筒。手持式无线话筒不适用教师拾音。
(2)学生拾音话筒:学生拾音的特点是坐位固定而分散,为避免发生系统啸叫,通常采用固定安装的心型指向会议话筒,安装方式采取桌面固定或吊挂安装两种。另外,强指向话筒,采用全场景全自动拾音技术,是“远距离”拾音的较佳工具。
图2是某录播教室声音信号的采集平面图,每格为0.5m,在教室的不同区域里,共安装8支强指向话筒(如MK430),教师4个(可全部安装到学生位置),学生4个。根据录播教室拾音需求,要求教师在教室前部的活动范围内,教师的头部与话筒的最远距离不得超过1.5m。图中教师话筒1和2,位于教室前方两侧,距黑板2m,高度为2.2~2.5m之间,向下倾斜25度,主要保证教师在讲台两侧讲话时话筒正确的拾音。讲台话筒在讲台桌面上,向黑板方向倾斜65度左右。
学生话筒在教室中部,距黑板2.5m和5.5m,在教室中线的两侧各2支。话筒朝向教室的后方,向下倾斜40度。多路话筒需要使用调音台进行音量控制,自动调音台可根据话筒的主次使用不同的门限电平,在音量和信噪比等方面较完美地协调和兼顾,如通过E-4080型全场景全自动调音台能很好地解决调整音量、开闭话筒自动完成。另一种学生拾音方式是采用手持式无线话筒,在使用过程中须采用手接手接力方式(即一只话筒使用时另外其它话筒处于关闭状态),这样才能克服啸叫,该方案的优点是施工方便。
3. 摄像跟踪定位系统
目前市场上跟踪技术主要有红外、超声波、视频跟踪定位技术3种。
(1)教师摄像机自动跟踪拍摄系统
教师摄像机一般采用1台具有旋转云台的高性能球形摄像机,吊挂在教室后面中部位置的天花板下面或安装在教室后墙合适位置,拍摄教师讲课的全部场景。通过摄像机的自动变焦功能,可拍摄教师讲课的特写镜头和黑板全屏画面。教师摄像机的自动跟踪系统应能确保教师始终处于画面的中心位置,并能在教师摄像画面、学生摄像画面、板书画面和电子课件画面之间进行智能自动切换,而且这种切换不产生画面模糊的“垃圾镜头”。实现画面间的切换是通过跟踪系统定位,由自动编辑系统进行调度,输出合理的视频信号。
以红外跟踪技术为例:红外线的波长为850~900纳米(10-9m),它对物体表面的反射特性和透光特性与可见光相同。红外线的波长很短(纳米级),波束很窄,定位精度较高,无辐射,可直接佩带在人体上。红外发射源和接收天线均由红外L E D组成,结构简单,易受可见光干扰和周围环境颜色影响。
(2)学生摄像机自动跟踪拍摄系统
学生摄像机拍摄系统一般采用单机位带预置位云台的球形摄像机,安装在教室黑板上方。通过旋转云台可拍摄到学生与教师互动教学的全部场景。学生摄像机预置位跟踪拍摄主要有3种控制方式:(1)在学生座位上用固定安装的有线遥控按键点击学生摄像机预置位(学生控制);(2)学生或教师用红外遥控按键点击学生摄像机预置位;(3)教师用鼠标点击教师计算机屏幕上的学生座位表先定学生摄像机的预置位。
(3)板书摄像系统的跟踪定位系统
板书摄像机有多机位固定安装和带旋转云台的单机快球摄像机系统两种。
(1)多机位板书摄像机定位拍摄方案。多机位固定安装板书摄像机系统的每台摄像机镜头的覆盖区为2.4~2.8m,即板书摄像机之间的距离为2m,触发摄像机定点拍摄和板书画面的切换由设置在黑板下沿的超声波感应头(每台摄像机对应有2个感应头)控制。超声波感应头是一个超声波收发器,有效作用距离为0.5~1m,可以调节(如图3所示)。当教师靠近黑板时,相应的超声波感应头检测到人体,并触发相应的摄像机拍摄板书画面,并把该画面切入到自动编辑机进行处理;未检测到人体的其它板书摄像机则处于封闭状态。
(2)单机板书摄像机的自动跟踪拍摄方案。板书摄像机的另一种方案是由单机位旋转云台自动跟踪摄像机组成。教师胸前佩带一个红外线发射器(或无线电频发射击器),黑板下沿设有若干个红外接收器(即板书传感器),它的有效作用距离为0.5~1m。教师面向黑板时,板书传感器捕获到红外信号,并根据摄像机镜头轴线对准教师的误角度启动旋转云台进行自动跟踪拍摄,摄像机是连续拍摄的。该方案结构简单、但云台的旋转会引起画面产生微量抖动。
4. 自动编辑系统与后台导播
(1)自动编辑系统
自动编辑系统的功能是按讲课时间顺序,自动剪接3种类型摄像机的画面和插入多媒体电子课件等内容,自动生成实时播出、电影模式、3分屏(或6分屏等)模式的音视频资料。整个过程无需人工干预,由自动编辑机完成。
(2)后台导播
后台导播是根据用户的需求选择性地拾取镜头进行切换输出,主要通过计算机网络在远程对教室端录播系统相关设备进行操作控制,如控制录播系统的启动、暂停、停止、摄像机云台旋转、摄像镜头的切换等操作完成。后台导播需在远程计算机上安装后台导播软件(如图4所示),可实现教师、学生、板书、计算机画面的切换、教室摄像机控制、自动导播与人工导播转换以及信号的录播、直播功能等。图4中教师场景视窗(左边)显示教师主场景内容,辅助场景视窗(右边)显示图中6路视频窗口中任意经调度的视频信号等,同时,可实现声音的监听、教室端与远程端的实时对讲。
二、全自动录播系统的实践与效果
随着各种视音频设备器材日新月异的发展,技术性能越来越优异,因此,在设计数字化多功能录播室时需经多方考察与论证,并根据学校自己的实际,有所创新和发展。由于我校精品课程音视频制作设备陈旧、过程繁琐、人员缺乏,经过组织调研,我校于2008年3月建设了全自动录播教室,在本科教学中发挥了积极的作用,已为学校建设了国家级、省级、校级20多门精品课程的主讲教师录像和课程全程录像,促进了精品课程的标准化建设,提高了制作质量,大大减少了编辑人员的工作量,缓解了教师录像时的紧张心理,同时,在学校教学示范和观摩活动中,采取全校直播的方式,与学校现有的网络教学平台紧密结合,发挥了较好的效益,获得了师生良好的评价。
摘要：文章分析了高校全自动智能录播系统的基本架构,介绍了流媒体格式文件生成系统、视音频信号采集系统、摄像跟踪定位系统、自动编辑系统与后台导播设计方案,对比了MPEG-4和H.264视音频压缩编码的依据和应用,最后以南华大学为例介绍了全自动录播系统的设计实践与应用。
关键词：智能录播,自动跟踪,自动编辑
参考文献
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