學(xué)校智能錄播教室系統(tǒng)方案設(shè)計

龔進(jìn)明

常熟理工學(xué)院，江蘇 常熟 215500

1 學(xué)校智能錄播教室系統(tǒng)總體要求

學(xué)校智能錄播教室系統(tǒng)要求建設(shè)一個實用的多媒體全自動智能錄播教室，并提供精品課件制作和多功能多媒體教學(xué)智能錄播功能，其目的是在學(xué)校現(xiàn)有規(guī)劃多媒體教室基礎(chǔ)上建立多功能多媒體全自動錄播及教學(xué)技能實訓(xùn)中心，它可方便地將本校各類教師在現(xiàn)有多媒體自然教室環(huán)境下授課現(xiàn)場的視頻、音頻、講稿和授課者屏幕操作（VGA）等自動錄制成一個完全同步、完整的多媒體課件。

多功能智能錄播教室應(yīng)具有全自動跟蹤功能，支持外接攝像機(jī)以方便專門人員采集高標(biāo)準(zhǔn)的錄制效果，在系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性確定的情況下必須具備以下幾個功能：精品課程制作；觀摩授課的自動錄播；多媒體演／錄播應(yīng)用功能；網(wǎng)絡(luò)廣播和點播應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化微格教室功能。

2 學(xué)校智能錄播教室系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計

學(xué)校智能錄播教室系統(tǒng)不改變教師和學(xué)生的上課習(xí)慣，系統(tǒng)通過錄播主機(jī)將授課老師的講稿（包括文字、圖片、動畫、聲音、板書）與授課現(xiàn)場錄下的影像，實現(xiàn)自動實時和手動切換兩種模式合成同步多畫面多媒體課件制作功能；基于網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)實現(xiàn)在校園網(wǎng)上的點播和同步直播，可實時在線和網(wǎng)上點播時進(jìn)行點評。系統(tǒng)拓?fù)湓O(shè)計如下：

3 系統(tǒng)設(shè)備功能及技術(shù)要求

3.1 信號實時采集

1）多路視頻信號的實時采集：包括一個錄播教室同時安排3個全自動跟蹤的固定安裝的云臺攝像機(jī)；3個對應(yīng)兼容的手動控制的攝像機(jī)，其它視頻信號的采集（DVD、電子白板等）。

2）高質(zhì)量VGA信號傳輸：Powerpoint等電子講義直接以純硬件VGA畫面實時采集壓縮并獲取，圖像分辨率（640x480～800x600～1024x768 分辨率／ 4FPS～25FPS 幀率）。

3）聲音的采集：為了保證錄制課件的效果，要保證錄制聲音清晰，抑制回聲嘯叫，有降噪處理，只拾取有效的聲音信號，教室中其他的干擾噪音等都將被自動過濾，從而有效的保證現(xiàn)場直播或后期回放的聲音效果，以保證錄制課件的效果，保證聲音的完美采集。

3.2 多媒體教學(xué)實錄

系統(tǒng)不僅可以按多媒體授課時實際發(fā)生的時間順序，真實記錄全過程、全場景的課堂實況(支持同時多屏錄制的課件模式/選擇單屏錄制的電影模式)，實時直播的內(nèi)容包括教師場景、學(xué)生場景和課件場景等，而且授課完畢后，視頻、音頻、老師的講稿和現(xiàn)場操作等自動錄制成一個完全同步的、完整的多媒體課件，整個過程必須在無人工干預(yù)的情況下自動進(jìn)行。

系統(tǒng)配置1路VGA接口、4路視頻復(fù)合接口，實現(xiàn)單/二/三/四屏同步實時錄播功能，支持以下五種同步錄制模式：

視頻1＋視頻2＋VGA三屏模式；

視頻1＋視頻2＋視頻3三屏模式；

視頻1/視頻2/視頻3＋VGA切換二屏模式；

視頻1＋視頻2＋視頻3＋VGA四屏模式；

視頻1/視頻2/視頻3/VGA切換單屏模式。

3.3 精品課程錄播

主系統(tǒng)控制界面能同時預(yù)監(jiān)至少3個攝像機(jī)視頻（演講/板書視頻、學(xué)生視頻和全景視頻）、1路VGA視頻，以及2路靜止畫面，同時還能監(jiān)視到輸出視頻，輸出視頻由系統(tǒng)智能選擇，輸出并生成多畫面和單畫面選擇的滿足精品課程要求的視頻流文件，系統(tǒng)也支持手動多攝像機(jī)位同步切換。

系統(tǒng)在進(jìn)行切換單流實時錄播（分辨率720x576@25fps）過程中，同時支持視頻1 + 視頻2+VGA三屏同步錄制和直播輸出，分辨率滿足視頻（720x576@25fps）/VGA(1024x768@25fps)，生成3個獨立的視頻文件，滿足流媒體WMV標(biāo)準(zhǔn)格式，作為原始素材保存，為后期編輯提供素材。整個過程能夠在網(wǎng)上進(jìn)行直播，或者錄播，并且所錄制的“精品課件”可自動發(fā)布成WMV/VCD/DVD格式供直接播放。

系統(tǒng)除了支持全自動攝像機(jī)云臺控制和場景切換工作模式之外，在對精品課程有更高要求時，還支持手動/半自動攝像機(jī)云臺控制工作模式。根據(jù)教室的光線不同，還要求支持手動方式的聚焦和曝光控制。

3.4 演講和板書自動跟蹤拍攝和控制

該部分?jǐn)z像機(jī)自動跟蹤、錄播錄播教室上課情況，自動跟蹤教師板書的位置，并且聯(lián)動攝像機(jī)來清晰拍攝黑板的字跡，當(dāng)教師使用PC操作時，教師在學(xué)生中演講，以及學(xué)生回答問題時，系統(tǒng)能自動地控制切換拍攝。

3.5 課件后期編輯和精品制作

多媒體單畫面視頻流后期編輯工具軟件，可以把生成的多畫面同步的單個多媒體流文件通過可視化界面主動選擇，最終生成單畫面的視頻流文件，并可自動發(fā)布成WMV/VCD/DVD格式，用于“精品課件”制作。

3.6 IP遠(yuǎn)程錄播控制

當(dāng)錄播服務(wù)器工作時，授課老師可以在遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中使用軟件實現(xiàn)遠(yuǎn)程的錄播控制，支持錄播信息輸入、控制錄制、直播、暫停和停止等。演講完畢，授課老師可以在不需要專業(yè)技術(shù)人員的幫助下即時遠(yuǎn)程瀏覽和復(fù)制所錄制的多媒體課件。

3.7 多媒體視頻資源在線存儲和應(yīng)用管理

系統(tǒng)提供配置一套多媒體視頻資源綜合應(yīng)用管理和服務(wù)軟件（實現(xiàn)廣播和點播功能），將錄制好的多媒體會議視頻資源，通過該軟件進(jìn)行發(fā)布，終端用戶通過web頁面訪問所需的多媒體會議視頻資源。系統(tǒng)平臺支持B/S模式進(jìn)行點播接收，支持Web方式進(jìn)行管理，支持安全認(rèn)證管理功能。功能實現(xiàn)模塊化，擴(kuò)展性好。

4 智能錄播教室系統(tǒng)主要設(shè)備清單及推薦品牌

序號 設(shè)備名稱規(guī)格型號與參數(shù) 數(shù)量 推薦品牌1機(jī)架式全自動錄播服務(wù)器多媒體全自動錄播服務(wù)器系統(tǒng)－機(jī)架式標(biāo)準(zhǔn)版套件：☆ 高性能機(jī)架式工業(yè)控制級錄播服務(wù)器☆ 支持 單通道 高性能 VGA 視頻采集☆ 支持 四通道 高性能 攝像機(jī)視頻采集；1上海竟天、北京創(chuàng)新泰克iClass、上海景瑞Genedu 2全自動切換模式錄制和直播系統(tǒng)支持全自動特技切換模式的多媒體實時錄播系統(tǒng)，包含視頻1／視頻2／視頻3／VGA／授課片頭／授課片尾等多場景無縫切換式單場景視頻授課實時錄制和直播控制軟件功能，可同時支持視頻 1 + 視頻 2 + 視頻 3 + VGA 四屏同步資源模式的錄制和直播輸出，支持網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程控制，輸出流媒體WMV標(biāo)準(zhǔn)格式。1上海竟天、北京創(chuàng)新泰克iClass、上海景瑞Genedu 3資源模式同步錄制和直播支持資源模式的三屏/二屏同步多媒體教學(xué)課件的實時錄制和直播軟件，支持輸出單文件流媒體WMV格式,支持網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程控制和無線遙控錄播,1

4網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程控制軟件網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程錄播控制軟件，支持多用戶并發(fā)同步遠(yuǎn)程錄播控制。 15 攝像機(jī)云臺控制攝像機(jī)云臺控制及定位軟件，可以與“全自動切換模式的多媒體實時錄播軟件”，以及“資源模式的三屏/二屏同步多媒體教學(xué)課件的實時錄制和直播軟件”聯(lián)動使用。16 精品課程編輯制作精品課程編輯制作軟件,支持將二屏/三屏等課件同步轉(zhuǎn)換成單屏的精品課件。17 多場景編輯軟件單屏/二屏/三屏等課件多媒體視頻同步后編軟件(支持視頻簡單編輯功能，包括添加索引、內(nèi)容剪輯、添加會議基本信息等)。18教師自動跟蹤輔助系統(tǒng)講臺演講/授課攝像機(jī)自動跟蹤和視頻自動切換輔助系統(tǒng) 19聽課自動定位輔助系統(tǒng)聽課攝像機(jī)自動定位輔助系統(tǒng) 110 云臺攝像機(jī)311多媒體資源應(yīng)用管理軟件多媒體資源綜合應(yīng)用平臺（Web版），支持全自動錄播視頻課件網(wǎng)上直播/點播應(yīng)用112 調(diào)音臺 4路立體聲輸入 113 媒體服務(wù)器用于存儲、發(fā)布、web、數(shù)據(jù)庫服務(wù)114 交互式電子白板操作靈敏度高，不受強(qiáng)光或強(qiáng)磁干擾，板體尺寸比例4:3,USB接口連接方式傳輸介質(zhì)1

[1]鄧文新.錄播系統(tǒng)在精品課程教學(xué)錄像制作中的應(yīng)用研究.中國電化教育，2008（5）.

[2]張飛碧.全自動智能錄播系統(tǒng)的架構(gòu)分析.中國電化教育，2008（5）.

[3]冀燕麗，王玉清.高校精品課程制作中自動錄播系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用.中國現(xiàn)代教育裝備，2009（14）.