多媒体录播系统

多媒体录播系统（共11篇）

多媒体录播系统 篇1

摘要：本文运用多媒体网络通讯技术,从研究现状、设计思想、系统体系结构、功能设计及技术实现、系统特点和应用等方面,研究一套基于电子政务高清视频会议平台的多媒体录播系统扩展方案。

关键词：电子政务,视频会议,多媒体录播

1 引言

在“效率至上”的信息社会中,顺应时代要求,加强政府信息化建设,改进工作流程和服务手段,带动体制改革和管理创新,提升内部管理水平成为了国家重要机构势在必行的重要工作,政府内部电子办公已全面向“电子政府”或数字化办公转移。与此同时,社会经济等各方面的快速发展对政府工作效率和社会服务能力提出了越来越高的要求,中央政府要求各级政府充分利用现代的电子和信息技术加强政务信息化建设,促进政府行政效率和行政能力的提升。

电子政务交换式网络多媒体录播平台顺应“知识化、信息化、网络化”的时代潮流,充分运用高科技手段及现代信息技术,利用先进的网络流媒体技术和信息网络等手段,充分利用已经建设的网络基础建设,与电子政务视频会议系统有效结合,为电子政务建设打造了一个完全符合实际要求的“低成本、大效用”的电子政务信息化平台。

2 系统总体设计

2.1 设计思想

多媒体录播系统是电子政务视频会议基础平台的延伸,通过该平台实现视频会议、远程培训、视频点播、视频直播等功能。平台在经济适用的前提下,能够平滑扩展,深入推进电子政务,增强平台的整体效能,构建起资源共享、部门协同、沟通顺畅、服务延伸到基层的全新电子政务体系,推动新型政务信息公开和资源共享,促进党员干部、政府机关和公务员工作规范化、服务标准化,提高行政效率,降低行政成本,全面促进政府管理能力和服务水平的提升。

电子政务视频会议平台和网络多媒体录播平台的建设,将成为政府履行职能的基本手段,成为政府管理模式和管理手段创新的有效工具,在促进政府职能转变、提升公共服务水平、优化城市管理、促进经济社会发展中全面发挥作用,有力支撑效能政府建设。

2.2 系统体系结构

如图1所示,整个系统平台由高清视频会议系统和多媒体实时录播系统两大系统组成,形成一个有效的备份。当主用视频会议系统出现故障的时候,可以通过多媒体录播系统将主会场的实时信号直播到各会场,确保会议的正常进行。具体构建模块包括:

系统前台(主会场):主会场也就是视音频采集现场,主要完成视频、音频、计算机动态屏幕信号的采集和编码。摄像机采集的实时视频信号和调音台音频信号,通过高清视频终端编码后打包并通过网络发送到系统后台(中心控制室)。

系统后台(中心控制室):中心控制室可安装在机房,负责完成视频、音频、计算机动态屏幕的录制和直播以及系统的管理维护。中心控制室的MCU将视音频包转发给网内注册终端,控制室视频终端将收到的视音频包解码后送给多媒体录播系统的视音频编码器进行再次编码,并通过局域网发送给录播服务器,多媒体录播服务器为整个录播系统的核心,负责接收编码器发送的会议图像、声音、双流信号(VGA)整合后录制并保存在录播服务器上,同时可以把会议图像、声音、VGA信号实时直播到网络内。服务器内置点播系统,以便用户进行点播回放录制好的会议文件等内容。后台还安装有录播服务器控制台,控制台可以通过IE浏览器管理整个录播系统,主要负责多媒体实时录播服务器的管理维护,完成录制、直播的开启、停止等功能,并可预览实时内容,达到“所见所录”的效果。

系统客户端(分会场):网络内的任意一台计算机可通过IE浏览器或者运行在PC机上的系统客户端软件直接登录到管理中心的多媒体录播服务器(需要管理员授权),可以接收实时的会议直播内容,也可以对录制好的文件进行点播回放,并可投影到本地投影机进行观看。按照接收方式的不同,可分为三种类型。

●组播接收端:采用组播(Multicast)方式实时接收录播服务器的直播内容,采用组播方式时接收端的数量没有限制;如组播需跨越路由器等三层网络设备,需在网络设备上启用组播路由等相关设置。建议在局域网环境中采用组播方式。

●单播接收端:采用单播(Unicast)方式实时接收录播服务器的直播内容,无须对网络做特殊设置即可跨越路由器等三层网络设备。建议在广域网等环境下采用单播方式接收。

●VOD点播端:通过VOD方式可进行录制文件的事后点播,可在局域网或广域网环境下使用。

2.3 功能设计及实现

多媒体录播系统设计具体实现功能。

会议直播功能:可通过单播、组播及组播代理方式将视频会议中的视频、音频、数据(如PPT文档、Word文档、Flash等)内容在网络上进行实时直播,用户可通过IE浏览器或系统客户端软件(Rec Player等)登录服务器实时接收直播的视频、音频和计算机动态屏幕信息。直播功能可满足视频会议系统低成本地向基层机构扩展地需要。

多媒体录制功能:该功能可以将视频会议中的图像、声音、双流数据(如PPT文档、Word文档、Flash等)进行同步录制,便于会议存档及会后观摩学习。即可将会议现场的图像、声音和所讲解的报告、讲稿、鼠标操作轨迹以及电子白板上书写的内容等计算机屏幕上所显示的内容同步录制到一个文件中。录制功能可满足用户对视频会议及本地会议全面记录存档的需要。

点播功能:系统内置VOD点播功能,录制后的文件存放在录播服务器上,用户可通过IE浏览器即可点播录制好存储在多媒体录播服务器上的文件,点播可观看到的内容包括视频、音频和双流数据(如PPT文档、Word文档、Flash等)内容。录播服务器同时提供了FTP Server功能,用户可以将文件下载到本地播放或上传到其它VOD平台发布。点播功能可满足用户会后在线观看学习会议、培训的需要。

权限控制:通过用户认证方式实现会议的保密性。直播现场都是一个独立的、相互之间没有影响或干扰,使用观看限制区分观看用户群,只有在授权时才能够观看,没有授权时不能够接收到任何的直播内容。

3 系统特点和应用

多媒体录播系统既可配合视频会议系统使用,又可独立使用。从系统稳定和安全角度考虑,录播系统在视频会议系统属于外围辅助系统的范畴,采用与视频会议核心系统(MCU、终端)间的低耦合设计思路,运行时不占用MCU任何资源,同时即使录播系统出现故障也不会对视频会议系统的运行状态造成任何干扰。

3.1 高清视频会议中的应用

电子政务视频会议系统协同办公的建立与扩充可以改变传统的交流方式,行政会议、党务会议、业务会议、决策会议都变成可以随机安排的,既节约了时间又减少了费用,缩短了决策的时间与周期,提高了机关工作效率。而多媒体录播系统,为视频会议起到了有益补充的作用,既可配合视频会议系统使用,又可独立使用于本地会议的录播,设备利用率高,使用范围更广。会议中两套系统同时发送视音频信号,而电子政务会议室操作人员可以选择其中一路信号切换到会场,从而实现两套系统的倒换。

系统的直播功能,将视频会议中的现场内容实时的直播到电子政务各分会场和领导的办公室内,将会议传达到领导桌面,使网内的更多的部门以及人员参与进来,扩大了参会的人数。同时录播系统可以作为视频会议系统的备份系统,在个别会场视频会议终端出现故障无法接收会议的情况下,通过直播功能也能够完整地观看会议。

3.2 领导干部培训的应用

加强领导干部素质教育,是适应新形势新任务的要求,大力构筑干部队伍优势而采取的重大举措。加强领导干部培训,是提高领导干部素质和能力,实现经济社会又快又好发展的需要,是加快干部队伍建设的需要,是提升领导干部综合素质的需要。通过远程视频会议培训的方式,节约了大量的时间和会议经费,电子政务视频会议系统+多媒体录播系统可以很好地满足党政机关内部培训的需要。培训过程中,不仅在培训现场的领导干部可以清晰的接受主讲人的培训内容(包括图像、声音以及电脑的PPT),分会场的领导干部也可以通过系统平台来观看培训内容,极大地方便了领导干部的学习交流。同时录播系统的录制功能将培训过程同步的录制(包括图像、声音以及电脑的PPT),作为会议资料存档保存起来,为日后会议查询提供依据,也可提供给因工作繁忙而没有时间参加培训的领导干部下载学习。

4 结束语

多媒体录播服务平台采用标准的系统架构、实用的应用模式、方便的管理层,实现基于电子政务视频会议音视频的多种应用,具有很强的扩展性。高清多媒体录播系统与高清视频会议系统完美配合,实现高清视频会议的录制、直播及点播功能,并满足日常培训的需要,弥补和增强了视频会议的功能,更加完善的达到了党政机关的会议要求,大大提高了工作效率和效果。与此同时,扩大了参会范围和与会人数,最重要的是可以作为视频会议系统的有效备份。

参考文献

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[7]张明德,郑雪峰,蔡翌.应用安全模型研究[J].信息网络安全,2012,(08):121-125.

多媒体录播系统 篇2

使用多媒体录播教室授课的教师应按教学计划及教务处课程安排，及时填写使用记录。

二、使用多媒体录播教室授课的教师，应首先熟悉所使用的仪器设备，正确使用设备，爱护设备。

三、使用中发现故障要及时向管理人员或教务处申请报修。

四、使用多媒体录播教室的教师不得自行在计算机上安装和卸载软件系统。根据教学要求需要在计算机上安装软件系统须向管理人员提出申请，经批准后由教务处派专人进行安装。

五、教师使用多媒体录播教室上课，要按教学要求，规范管理上课学生，不得大声喧哗，学生必须按教师指定的位置就座。

六、使用结束，应按操作程序关闭电源，整理好仪器设备，关好门窗。

多媒体录播系统 篇3

一、 考核评估视频，加强学校教学管理的科学规范性

录播教室的录制，同时生成两种视频资源：一种是单流录制模式，即观看端看到的画面为前端编导生成的单个画面，类似于观看录制剪辑后的电影或电视；—种是多流录制模式，观看端看到的画面为完整的录像资料，每路信号都是完整未经过剪辑的，可以用画画分割的形式同步显示，也可以随意选择其中一路信号全屏放大播放。这两种视频资源模式为教师的自主发展、各种级别的研讨活动，也为学校的课例考核评价，提供了全方位的、科学规范的依据。

“青蓝工程导师制”，是培养青年教师的一个重要策略。录播教室在对导师制度管理中，再次发挥了不可替代的作用。导师对新进年轻教师的指导，通过两个环节体现：第—个环节是诊断课，确定师徒关系以后，平时导师的课堂对徒弟开放。开学后一个半月，教导处集中安排了徒弟教师上课时间表，年轻教师自主阅读教材，独立完成教学设计，导师不参与备课过程，但最后会和教导处领导一起听徒弟的课。这一环节的课全部在录播教室上，录完后徒弟将其剪切到自己的存储工具里，这部分视频资源将为徒弟的学和导师的教提供了良好的借鉴。徒弟先自我反思，发现问题后和导师一起交流，针对问题之处，放慢镜头，听从导师的诊断性指导，改进教学方法，这种指导因为有即时性的视频资料做辅助，特别具有针对性，提高了解决问题的实效；第二个环节是展示课，放在学期末尾。这节课既是对徒弟一学期课堂教学水平提升的检测，也是对导师一学期辅导成果的考核。所有展示课都在录播教室完成，由教导处组织相关人员，通过对课堂视频资料进行分析、评估、量化。用视频资源作为评价考核依据，极大地提升了考核的科学性，促进了导师和徒弟的共同发展，加强了学校的教学管理。

二、 录制精品课例，积累学校数字化教研资源

每学期一节的教研课，成了我校促进教师专业发展，展示教师水平，加强教师之间课堂教学交流的重要载体。有了录播教室，录课变成了一件非常轻松的事情，任何教师经过简单培训后，都可以独立完成。教师进入录播教室，打开电脑，在正式开始上课时，按一下“开始”键，全自动录播系统会自动将教室内教师上课实况拍摄录制下来，结束时按一下“结束”键，全自动录播系统就会将录制成的标准化教学视频，自动上传到学校的教学资源共享平台。这样就极大地满足了学校在数字视频资源建设方面的需求，为进一步丰富、积累数字化教研资源奠定了基础。同时，数字化资源库的共享性，对教师之间的交流学习起到了非常重要的作用，教师只要处在学校的局域网内，可以随时随地利用无线终端调用资源库的数字资源进行观看学习、研讨交流。学校还可以在数字化资源库基础上进行优质课遴选，建成精品课资源库。精品课可以上交给有关部门参赛，既节省了人力、物力，又提高了教学效益。同时，这些课程还可以用于对外交流，示范课展示；也可供家长课后浏览、辅导孩子学习之用。

三、 自我录制课例，实现教师专业发展的自主成长

除了学校集中录制各种经过打磨后的课堂教学之外，录播教室24小时对教师开放，教师可以一次次重复进行常态课、无声上课、说课，甚至是某一个教学片段、教学环节、教学手段的自主录制。录制完成以后，教师就可以从视频资源平台上，把视频资料拷贝到自己的移动硬盘设备里（如果不想共享，也可以采用剪切方式拷贝），作为个人课堂教学资源保存，久而久之，就形成了一个小小的个人课堂教学资源库。执教者可以和自己信任的人交流分享，寻求帮助，当然，这种视频更适合执教者在自己独处的空间里自主观察课堂上的一言一行，了解自己的教学行为，反思教学效果，发现不足并寻找解决问题的方法。个人资源库成了教师自主、自觉成长的最佳路径。

四、 提供微格样本，提升教师专项技能训练效果

微格教学是一种建立在教学理论、视听理论和技术基础上，系统培训教师教学技能的方法。微格教学因为其“微”，应用起来相对便捷、高效，但由于它对现代化的设施设备的需求，限制了许多学校对微格教学应用实践的研究，录播教室的出现，在很大程度上解决了这一难题。全自动录播系统使得微格样本的选择变得更加便捷，微格样本既可以是学校针对教师教学技能训练的需求分类录制，也可以从日常的录制中筛选，甚至是教师们主动提供的个人录制的教学片段或某个教学环节。

我校在对年轻教师的培养过程中，就遵循微格教学原理，在诊断课的基础上，利用录播教室对青年教师进行了专项技能训练。年轻教师可以反复录制这三个微格样本中的一个，自己认为满意了，再上交学校。接下来，学校组织青年教师导师、专家教师和年轻教师一起观看上交的微格样本，根据训练目标要求，对样本再做出诊断分析，并在第一时间内反馈给年轻教师，便于他们再次修改。这样一来，不管是对年轻教师的教学行为的记录，还是对样本诊断的反馈，都更为直观、形象、及时，明显提升了训练青年教师专项技能的效果。

五、 远程交互功能，实现课堂同步学习

远程交互教学功能是录播教室的又一个重要功能。全自动录播系统可以将录播教室内的任何一节课，同时直播到校园局域网内的任何一个无线终端上，实现多个班级上同一节课的效果。同一时间里打开同一录播课，不同班级的学生也能够实时收看同一教学场景，学生还可以就自己学习过程中出现的问题进行提问，即时和授课教师进行互动交流。

流媒体录播环境的设计 篇4

随着计算机应用技术和互联网技术的发展, 流媒体录播系统的功能不断增强, 应用领域也日益扩大。但录播系统不能孤立地存在, 必须置身于一个特定的应用环境中, 与环境中的其他设备或应用系统相结合, 才能显示其生命力。一个先进的多媒体应用环境, 应在系统集成的设计理念上充分体现网络技术、音视频技术、流媒体录播技术、多媒体技术、环境控制技术、系统集成技术及软硬件设计技术紧密结合的整体性, 并且本着先进性、实用性、稳定可靠性、完备性、可扩展性和标准化的目标, 经过一系列认真的计算机模拟、频谱分析、建筑物理设计和最终的系统集成与测试, 保证各系统性能指标的一致, 还应经设备选型的优化组合和精密的系统集成, 在听觉上实现建声效果好, 声音音质优美、悦耳动听;在视觉上实现无盲区、色彩还原好、图像清晰、传输质量稳定可靠;在操作上达到设计人性化、智能化程度高、结构紧凑、便于掌握等目标。

本文将以构建一间具有流媒体录播功能的多功能厅为例, 详细探讨流媒体录播应用环境的系统架构、方案设计和设备选型等。

2 项目背景

国家某政府部门需对其多功能厅进行改建。该厅为规则的矩形, 长39.8m, 宽29.6m, 装修后主席台区域净高为11m, 观众区净高为5.6m;室内建筑声学条件符合国家标准《厅堂扩声系统设计规范》 (GB50371-2006) 的要求;室内照明符合相关规范《建筑照明设计标准》 (GB 50034-2004) 的要求;室内共有信息点200个;互联网出口带宽为100M~1000M自适应, 10M~100M到终端。

用户的功能要求是将该厅设计成能够举办综艺表演、综合会议、视频会议、国际会议、时装表演、中型展览、新闻发布、演讲报告等活动的多功能、多用途场所。

3 设计方案

该厅的设计不同于设备简单叠加的一般设计, 而是将成熟的先进技术以最优性价比合理地应用到系统工程中, 充分结合了的网络技术、音视频技术、流媒体技术、环境控制技术、软件应用技术。

3.1 目标功能

按照设计方案, 改建后的多功能视听厅将成为智能化、现代化的综合应用环境, 具有实现以下目标所需的环境与条件:

◆运用信息化手段进行新闻发布、时装表演、综艺演出、展览演示;

◆举办综合会议、国际会议、视频会议、交互研讨与数字会议、报告演讲;

◆运用信息技术开展远程教育、异地培训、远程会议与学术活动;

◆进行网络直播、点播以提高重大活动开放程度和教学资源共享程度;

◆从设备到资源实现整体智能化。

3.2 扩声系统设计

该厅的扩声系统按最大声压级为103dB设计, 扬声器总电功率为11500W。

(1) 供声方案与扬声器布局

该厅的扩声系统设计采用了集中式 (主扩) 与分布式 (辅助扩声) 相结合的扬声器布局, 以及SIS (Spatial Image System, 空间成像系统) 模式。空间成像系统既可以实现声像在左、中、右方向移动的效果, 也可以实现声像在左右间移动、左中之间移动和右中之间移动的效果, 能进一步改善声像的空间感;还能通过对人的心理声学作用的利用, 使人们获得更好的主观听觉感受。

(1) 主扩扬声器

该厅主扩扬声器的设计如下:

◆为主席台正上方中间声道设计了三只中场扬声器和远场扬声器 (考虑冗余备份的因素) , 全部为全音域二分频音箱, 频响范围为65~20000Hz, 灵敏度为99dB, 功率均为500W;

◆在主席台台口左右设计了四只舞台前沿的主扩“拉声像扬声器” (考虑冗余备份的因素) , 全部为双12寸低音单元的三分频音箱, 频响范围为38~20000Hz, 灵敏度为100dB, 功率均为1200W;

◆配置了双18寸的超低频扬声器两只, 频响范围为32~280Hz, 灵敏度为100dB, 功率为1600W。

(2) 辅助扬声器

在厅堂的黄金分割线上设计了两只辅助音箱 (考虑延时因素) , 全部为全音域二分频音箱, 频响范围为65~20000Hz, 灵敏度为99dB, 功率为500W。

(3) 返送扬声器

在舞台区设计了两只返送音箱, 为全音域二分频音箱, 频响范围为55~20000Hz, 灵敏度为99dB, 功率为500W。

(2) 功率放大器

该厅堂功率放大器的选配根据功率匹配、阻尼匹配、阻抗匹配的原则进行设计。功率放大器频响范围均设计为20~20000Hz, 信噪比优于105dB, 动态范围优于110dB。

(1) 功率匹配

按功率放大器动态功率为扬声器的150%进行配置。拉声像扬声器和超低频扬声器采用桥接方式进行配接。

(2) 阻尼匹配

功率放大器的阻尼系数按30~100设计。

(3) 周边设备

周边设备配置的设计为数字音频处理器两台、双12段反馈抑制器两台、效果器两台。

(4) 调音台

配置32路调音台两台 (考虑备份因素) 。

(5) 音源设备

音源设备组成的设计为鹅颈会议话筒十套、演唱话筒六套、无线话筒八套 (手持和领夹式各四套) 。

(6) 其他系统

国内企业捐赠了视频会议系统、60席讨论型数字会议系统和500席同声传译系统, 故设计中未包括相关设备选型的内容。

3.3 视频系统设计

考虑到现实需求, 视频系统设计采用高标清兼容技术。

(1) 微格摄像系统

设计方案采用四信道微格摄像系统, 包括摄像机、云台、综合控制器、电源适配器和HUB等设备。

(1) 摄像机

设计全部采用分辨率为1000线的, 1/2英寸的3CCD摄像机, 信噪比不低于62dB, 采用HD-SDI传输。其中一路摄取舞台背景区域的画面, 一路为主席台特写镜头摄像机, 另外两路为观众区全景摄像机和特写摄像机。

(2) 云台

设计云台为与摄像机联动相配套的液压阻尼云台, 水平转角大于300度 (±150度) , 垂直转角大于60度 (±30度) 。

(3) 综合控制器

综合控制器设计要求带RS232或RS485控制接口, 能够通过云台控制摄像机的推、拉、摇、移, 能调节摄相机镜头的电动三可变和白平衡、黑平衡。

(4) HUB

方案设计的HUB为云台与综合控制器的中介, 作用是实现摄像机、云台端与综合控制器端的通信, 以便实现对摄像机、云台的操作控制。

(2) 矩阵分配器

方案设计了广播级16×16的VGA矩阵和16×16音视频矩阵各一台, 广播级8进8出音视频分配器和8进8出VGA分配器各一台, 广播级4进4出音视频分配器和VGA分配器各两台。

(3) 视频切换台

视频切换台设计为8路广播级数字特技台。

(4) 信号源设备

方案设计了蓝光DVD播放机两台, DVCPRO数字录像机两台。

(5) 大屏幕显示系统

大屏幕显示系统按“1+2”的模式设计。

(1) 中央大屏幕

中央大屏幕系统采用投影机与电动白塑幕布的组合。屏幕尺寸为400英寸。投影机选型为12000流明的三片DMD的DLP工程机, 对比度优于1000︰1, 分比率优于720p。

(2) 两侧大屏幕

两侧大屏幕设计为P3 LED全彩屏, 屏幕尺寸为280英寸, 分辨率为1080p, 亮度不低于400尼特。

(3) 舞台返送

舞台返送屏设计采用四台50英寸的等离子屏, 分辨率为1080p, 亮度不低于300尼特。

(6) 录播系统

录播系统设计选用嵌入式一体式录播服务器。

(1) 编码器技术指标

设计选用的嵌入式一体式录播服务器的编码器技术指标为:

◆采用H.264视频编码, 支持720p、1080i、1080p高清视频信号的采集;

◆支持高分辨率、高帧率计算机屏幕信号采集, 最高支持1920×1200分辨率和60Hz帧率, 满足录制高清动态视频、高清计算机屏幕信息的需要;

◆支持字幕及时间显示、在录制的视频画面上添加字幕、自定义字幕位置、加入录制时间;

◆可以设置不同的编码输出分辨率, 满足解码端不同的分辨率需求;

◆支持标准的RTSP、TS流传输, 可在视频采集编码后生成标准的RTSP、TS媒体流, 支持VLC、QuickTime等通用播放器接收, 并可配合第三方的解码设备使用。

(2) 信号存储转发单元技术指标

设计选用的录播服务器信号存储转发单元的技术指标为:

◆采用专用硬件设备, 不宜采用工控机插视频采集卡的方式;

◆所采用的视频格式能支持更多操作系统, 如Windows操作系统、Mac OS操作系统;

◆支持通过多种浏览器 (如Internet Explorer 8及以上版本、Safari、Chrome、Firefox、Opera等) 进行服务器访问;

◆宜采用ASF、MP4等流媒体文件格式;

◆直播延时小于3s;

◆支持H.264视频编码、AAC音频编码;

◆支持CIF、4CIF、720p、1080p录制格式。

(3) 录播服务器功能

录播系统核心的记录、直播、点播功能均基于信号存储转发设备, 因此系统的性能由所采用的硬件及软件系统决定;一般要求信号存储转发设备为专业服务器, 嵌入式系统。设计的系统功能要求如下:

◆基于IP网络, 采用分布式产品架构, 可以对视频、音频信号和计算机动态屏幕信号进行同步组合录制、直播;

◆支持两信道视频、一信道VGA计算机动态屏幕信号、一信道立体声音频同时录播;

◆支持多平台、多浏览器在线访问;

◆支持录制文件在线编辑、PPT图片自动索引等功能;

◆采用B/S访问架构, 支持跨浏览器、跨操作系统平台直播功能 (即无论用户使用的是Windows还是Mac OS操作系统, 均可使用相应浏览器接收节目直播;用户可通过包括Internet Explorer、Mozilla Firefox、Apple Safari等在内的所有流行的浏览器登陆录播服务器接收直播的视频、音频和计算机动态屏幕内容) ;

◆支持通过IE浏览器进行点播 (非实时) ;支持用户在点播时通过文本模式或图片模式查找想要点播的文件, 也支持通过节目名称、节目录制时间、会议记录名称等信息搜索需要点播的文件;支持根据PPT图片索引或文字索引跳转点播节目的段落;

◆支持通过图片、文字、“图片+文字”三种索引方式查看节目内容, 能够支持10~100个直播、点播用户同时在线观看;

◆支持Web方式访问及管理;

◆支持多种操作系统访问;

◆支持移动终端访问;

◆支持多级权限管理;

◆支持多种资源生成模式, 如电影模式、资源模式、多码流模式等;

◆支持大容量存储。

3.4 控制系统设计

表1展示了设计控制系统的控制设备的种类、控制接口和控制方式。

3.5 信号连接端口设计

信号连接端口 (LAN除外) 的设计主要为多功能厅舞台台口与控制室之间的信号连接设计, 按全数字化传输的要求进行设计。

(1) 弱电接口

弱电接口设计如下:

◆计算机信号连接界面为6个VGA接口;

◆话筒连接界面为20个XLR接口;

◆音视频连接界面为10个RCA接口 (4个音频接口、6个视频接口) ;

◆视频连接界面为4个BNC接口;

◆高清视频连接界面为4个DVI接口、4个HDMI接口。

(2) 强电接口

为了减少干扰, 凡接入系统的设备应接入系统的同一路电源。接口设计为AC 220~250V的10A五孔插座四个、AC220~250V的15A五孔插座两个。

4 系统拓扑结构

图1为该多功能厅的系统拓扑结构原理图。

5 结束语

任何类型或形式的录播系统的建设和设计, 必须本着先进性、实用性、稳定可靠性、完备性、可拓展性和标准化之目标, 以再现现场和动感视听为目的。为了让用户了解流媒体录播系统在各种环境中的配套应用, 必须提供基于用户需求且符合目标功能需求的、全面的解决方案。设计方案是指导系统集成的蓝本, 对系统的拓扑结构、系统原理、综合布线 (管线路由、连接方法) 接口协议、控制信令都应有明确的图示和解释。本文给出了接受某政府部门委托进行的具有流媒体录播功能的多功能厅环境设计的一个示例, 限于设计时间和具体条件, 有些因素可能会考虑不周全, 欢迎同行多指教、交流。

参考文献

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多媒体录播系统 篇5

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）.

医院数字手术录播系统设计 篇6

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

教学录播系统发展趋势探析 篇7

录播系统就是把现场的视频、音频以及各种电子设备的图像信号进行数字化采集记录, 并生成标准化的流媒体文件, 用来对外直播、存储、后期编辑、点播等。录播系统拓展了无限的应用空间, 使得教育、司法、医疗、会议等各项活动不再受空间和时间的限制。

教学录播系统就是在教育领域应用的录播系统, 它具有一定的行业特殊性。就教学录播系统来说的话它具有两个功能一个是用来生成课程资源, 另外一个功能即将课程资源价值化即提供给需求对象, 对使用对象产生价值这是录播的最重要的功能和目的所在。录播系统是教育信息化支撑体系中非常重要的一环, 在教学过程的信息化中起了非常关键的作用。

2 教学录播系统的发展阶段

教学录播系统是一定历史阶段的产物, 是教育发展到一定阶段的必然结果。教学录播系统的发展从最初的使用模拟摄像机到现在的数字组合化一体的录播系统, 从音视频信号的形势来看, 录播系统共经历了三个阶段。

第一阶段是模拟信号阶段。20世纪90年代以前, 录播系统使用的都是模拟信号, 即直接模拟所记录对象的声音和图像, 通过声电、光电转换, 变成连续的电波信号进行传输后再还原成声音和图像。录制的方式主要是人工操作的方式。录制过程是, 由专业人员利用模拟摄像机进行录制, 存储介质使用录像带, 录制完成以后利用专门的线性编辑系统进行编辑后传播发行。这个阶段的特点是, 需要专业人员参与, 制作过程复杂, 制作成本比较高, 制作效率比较低;存储和传播的成本非常高。因此, 这种录制方式只适合于少量的课堂录制, 无法实现批量化。

第二阶段是模拟信号采集和数字信号存储阶段。90年代中期开始, 随着传统音视频技术与数字化信息技术的融合, 数字化音视频技术将所有图像和声音都转换为由0和1组成的二进制数字信息来进行记录和处理, 给视听技术及相关行业迎来了一场革命性的变化。这时的课程录制过程是, 仍由专业人员利用模拟摄像机进行录制, 录制后经过视频采集设备进行数字化转换后进入计算机进行后期处理和存储。这个阶段的特点是后期的编辑、存储、传播、发行都采用数字信号。这个阶段引入了非线性编辑的手段, 增加了编辑的灵活性, 降低了编辑的难度。存储方式采用数字信号, 信号的长期存储不会产生失真。但是技术制作上仍然需要专业人员的参与, 还是有一定的门槛。由于受制于存储技术的发展, 规模效应不容易实现。在资源的传播上开始采用网络的方式。

第三阶段全数字信号的阶段。从20世纪初开始随着数字摄像机的推出, 数字信号处理技术、网络技术特别是大容量存储、流媒体技术的发展, 促进了录播技术的快速发展, 实现了制作系统、传输系统和显示系统的数字化。录制过程是信号经过数字摄像机录制传输到计算机系统, 由计算机系统对数字信号自动进行压缩编码、节目制作, 远程用户可以通过网络可以进行实时直播或者点播观看。这个阶段的特点是系统化、集成化、自动化, 解放了专业人员, 非专业人员进过简单的培训就可以制作出好的节目, 降低了制作的难度和成本。由于存储技术的发展, 大容量存储变得可能。系统的输入和输出采用多流的形势, 增加了节目的信息量和实时性, 保证了课程的完整性。在控制系统方面引入了微波定位探测、声音跟踪和红外跟踪技术使自动录播成为了可能。

3 教学录播系统的发展趋势

通过对教学录播系统发展的历史分析, 录播系统已经完成了模拟到数字的转换, 随着计算机技术、音视频编解码技术和网络传输技术的发展, 教学录播系统正朝着数字化、自动化、智能化、云计算、嵌入式等方向发展。

3.1 教学录播系统的全数字化

对于教学录播系统, 数字化传输和数字化存储带来的是一场革命性的变化。教学录播系统也将从前端的音视频信号采集到信号传输、存储到后端教学应用都将完全的数字化。数字化是21世纪的时代特征, 教学录播系统的全数字化是录播系统发展的必然趋势。

3.2 教学录播系统自动化和智能化

自动化和智能化是录播技术发展比较高级的层次。随着教学录播系统的普及和对教育领域对课程录制的需求, 全自动录播系统能大量减少人工录制的工作量, 方便地录制课程。自动化不仅是对于外部多媒体设备的控制自动化, 更核心的是它自动完成教师授课录播过程以及自动生成并发布完整的网络教学资源, 从而实现全自动的课程录制过程。全自动录播系统的智能化主要体现在采用“多机位切换"的导播策略和录制对象的自动智能跟踪, 即利用超声波技术、红外技术或者图像识别跟踪技术以及人工智能技术等来进行自动跟踪和多机位、多场景的智能切换。

3.3 云录播系统

随着云计算技术的发展和应用, 云技术必然将引入到教学录播领域。云存储和云传输技术的巨大技术优势可以解决目前多教室、多信号源甚至多单位部门的录制管理问题, 可以大大节约设备投资, 提高了设备使用率, 如云录播系统可以由当地教育主管部门统一部署, 各学校录播教室仅需要布置音视频采集设备, 通过教育网接入, 录播工作由教育云完成, 各学校或各教室动态共享录播资源。云录播系统具有良好的可扩展性、兼容性、稳定性和安全性, 并可减少将来的运营和升级成本, 提升设备的使用效率。

3.4 嵌入式录播系统

嵌入式系统作为后PC时代最热门的研究领域之一, 广泛应用于军事国防、网络通信、工业控制、消费电子等诸多领域。目前教学录播系统主要还是采用PC架构, 系统复杂, 设备投入成本较高, 稳定性较低。根据IT产业的发展规律来看, 教学录播系统必然面临从集成化到专业化的转换, 而嵌入式系统因其集成度高、可靠性高、专用性、可定制、低功耗、低成本等特点满足了录播系统朝专业化发展的要求, 因此录播系统向嵌入式设备的转换是其发展的必然。

本文通过对教学录播系统发展的各个阶段以及目前存在的问题进行分析, 并结合信息技术的发展, 提出了教学录播系统的发展趋势, 为将来教学录播系统的开发以及应用提供参考。

参考文献

[1]张曾嵘.精品课程录制系统的建设与研究[J].科技信息, 2012 (7) .

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

[1]邓文新.录播系统在精品课程教学录像制作中的应用研究.中国电化教育, 2008 (5) .

[2]张飞碧.全自动智能录播系统的架构分析.中国电化教育, 2008 (5) .

网络手术录播系统在医院的应用 篇9

我院是一所融医疗、教学、科研、预防为一体的综合性三级甲等医院, 是一所直属教学医院。每年承担天津市住院医师、全科医师规范化培训任务, 以及临床医学博士后工作站的教学任务, 并呈逐年递增的趋势。手术教学是医疗教学任务中重要的组成部分, 以往都是学员分批分次在手术间观看, 这不仅增加手术污染几率, 观摩效果受视野角度影响也很难达到满意。所以迫切需要一套网络手术录播系统, 实现实时的交互式教学, 提高教学效果。

1 网络高清手术示教系统概念

网络高清示教是一套基于IP网络, 将手术操作视频, 包括高清视频采集、编码、传输、存储、转发和高清播放显示等技术在内的教学系统, 作为一种新型临床教学方法, 将观摩现场和医疗现场分开, 众多观摩者能够在异地通过网络学习不同诊室中正在进行的各种手术操作过程, 清晰观看手术视野操作与医学监测影像, 可实时与操作医生通话;并随时切换教学画面。专家可在手术过程中解说或远程指导手术的进行, 通过局域网或互联网身处异地的医学学员也可观看手术全程。

2 我院现有系统状况

我院手术室现有二十二个手术间, 在2005年选择了其中的两间作为试点。从手术间到医院的学术报告厅分别布置了两条视频线路、两条音频线路。其中一路视频为安装在无影灯臂上的摄像头, 此摄像头反映和记录手术细节的图像信息, 焦距控制信号在摄像头上。因为安装在无影灯臂上的摄像头没有安装云台, 所以在手术间一角安装了一台监视器, 以方便手术人员根据回放影像调整摄像头位置。第二路视频输入端备用, 随时准备接入视频信号, 如内窥镜等设备的图像输出。在报告厅和手术间分别安装无线麦克风及音频设备主机, 以保证观摩者和术者之间能进行实时对讲的设计要求。

存在问题:没有安装全景摄像机, 观摩者不能了解手术室全局信息;摄像头没有安装云台, 需要手术人员人工调节角度及焦距, 对手术过程有很大的干扰;音、视频信号的传输, 采取了模拟的方式, 布线工作非常复杂, 而且信号只能在试点手术间和报告厅之间切换, 无法传递到报告厅以外的学习场所, 也不可能从其他的手术间获得教学信息;视频信号不是高清信号, 图象清晰度不够。教学过程不能实时记录下来, 无法重复播放。

3 高清手术录播系统的组成

3.1 信号采集

信号采集模块主要负责采集医疗活动中需要传输、记录的各种信号并编码、压缩后通过IP网络发送给多媒体录播服务器。信号采集模块可采集的医疗信号包括:场景信号, 如全景摄像机、术野摄像机的视频信号及现场音频信号;监护仪器信号, 如病人监护仪、麻醉机等;医疗影像设备信号:如腹腔镜、胸腔镜、手术显微镜等。

3.2 信号存储转发

信号存储转发模块主要负责将通过网络接收到的前端各种编码器发送的码流录制存储于录播服务器内, 录制的同时通过网络发送直播视频流到接收显示端, 同时还响应接收网络中的点播请求并按请求发送点播视频流到相应接收显示端。录播服务器接收网络中编码器发送的视频流后进行多路组合录制, 手术完毕后即可点播回放。

3.3 信号接收显示

信号接收显示模块主要负责从网络接收前端多媒体录播服务器发送的视频流解码后输出给各种显示设备。只要PC客户端能通过网络访问多媒体录播服务器, 就能接收手术直播或点播。

3.4 管理控制

管理控制模块主要提供给管理员直观、便捷的系统管理方式, 通过网络对各种设备进行管理控制以及系统的功能扩展等。系统控制台:控制多媒体录播系统对手术进行实时直播、录制, 管理前端编码器的各项参数设置。手术室可视信号管理平台:可实时观看手术室内的一切可视信号, 包括手术室全景、手术特写、内镜、生命监护仪等, 在观看的同时可对前端编码器及摄像机进行管理控制。

3.5 语音交互

语音交互模块主要负责完成手术室与示教观摩端之间的语音交互功能。手术室与示教观摩端语音交互基于网络, 两个IP语音终端可实现手术室与示教室间点对点的语音交流, 通过多方语音交互系统可实现三方及以上的语音交互。手术医生佩戴无线耳麦, 无线耳麦可实现本地声音的采集并通过语音交互终端接收远端示教室的声音。语音交互终端带有音频输入、输出接口, 配合调音台及专业音响设备, 可满足大面积示教环境下声音的采集和播放需要。

4 高清手术录播系统的特点

4.1 全面记录、同步存储、同步回放

单间手术室支持多路可视信号的同步组合录播, 可满足复杂手术中医疗影像信号的全面完整记录, 录制信号存储在一个单一文件中, 方便传播及事后同步回放。

4.2 高清影音记录

视频清晰度采用进H.264算法, 支持720P/1080i/1080P, 最高可达1920×1080;音频采用AAC-LC算法, 可高清晰记录和传播手术全程影音信息, 最高达64帧/s的可变摄像快门为手术的每一个细微动作过程提供了详细的记录。手术及图像检查设备的高清晰显示为教学和诊断提供了高质量的关键细节图像保障。充分满足手术示教和医疗观摩的需要。

4.3接口丰富, 支持各种专业医疗影像设备信号采集

支持复合视频、分量、VGA、DVI、HDMI等各种信号接口, 可满足全景摄像机、术野摄像机、内镜、病人监护仪等现场视频与各种医疗影像设备信号的同步采集、录制、传输的需要。

4.4基于网络的模块化布局可满足系统扩展需要

编码器和多媒体录播服务器可根据手术室的类型和数量进行灵活组合, 充分共享原有设备。后期随医院整体信息化建设扩展需要, 可轻松从基础的手术示教、医疗观摩, 扩展到远程医疗教学。

5结束语

医院高清手术录播系统的实现, 解决了手术观摩场地的限制、手术间清洁等问题, 也帮助患者营造了一个私密、安静的治疗环境。提高观摩质量, 能够更好地满足医院教学的需求。提升医院的教学及医疗水平、提高患者的满意度。也可为减少医患纠纷发挥重要作用。

参考文献

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[2]张博.手术示教系统的细节设计叨[J].中国医疗设备, 2009, 24 (3) :6l—62.

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[4]高山, 魏周朝, 贾字杰.基于H_264高清晰手术直播系统的设计与实现[J].中国医疗设备。2008年, 第23卷第8期

多媒体录播系统 篇10

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：

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[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11

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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