運動員遠程視頻教學系統的設計與實現

楊志彬 （福建體育職業技術學院教務處，福建 福州 350003）

運動員遠程視頻教學系統的設計與實現

楊志彬 （福建體育職業技術學院教務處，福建 福州 350003）

將現代教育技術與Internet技術有機結合，構建基于遠程視頻技術的運動員輔助學習系統。實際運用表明，該系統能改善運動員文化學習效果，從而有效解決運動員的文化學習與運動訓練之間的矛盾。

運動員；學訓矛盾；遠程視頻教學

為提高運動員的競技水平，適應運動訓練專業化的需要，各地都建立了以省、市體育運動隊為基本單位的運動員集訓體制，各級體育運動隊大多采取訓教結合的方式，即在運動員訓練之余以集中教學的方式對其進行文化教育。由于在不同訓練周期內運動員時常需要外出集訓和比賽，使得文化學習經常中斷，學習效果不夠理想。為了有效解決運動員訓練與文化學習之間產生沖突的問題，筆者對運動員遠程視頻教學系統的設計與實現進行了研究。

1 系統架構

遠程視頻教學系統由身份識別系統、實時在線視頻教學系統、教學視頻點播系統、在線輔導系統、在線考試系統及教學資源庫等構成，系統架構如圖1所示。

系統基于IP數據網，其網絡拓撲結構包括錄播教室、控制中心和學習終端 （見圖2），具體內容如下［1］：

1）錄播教室 錄播教室實時采集教師教學過程中的各種視頻、聲音信息，并將相關信息通過局域網傳輸到視頻服務中心的MCU，通過中心MCU進行轉發、存儲等處理

2）控制中心 教學控制臺負責教學的召集、管理和結束等管理控制功能；網管服務器負責進行網絡的參數設置和對網絡運行情況進行監控；教學資源庫負責教學資源的集中存儲、管理和配置；流媒體服務器負責教學錄像，網絡上的PC機可以通過WEB方式進行點播。

3）學習終端 各學習終端的教學終端通過傳輸網絡與視頻服務中心MCU連接，配置專用教學攝像機和話筒。音、視頻信號送到終端進行編碼后，通過網絡傳送到中心MCU進行轉發、控制等處理。學習終端除了提供視頻教學外，還可以直接登錄到在線輔導系統級考試系統實現在線輔導和在線考試。

圖1 遠程視頻教學系統架構

2 系統實現

1）遠程視頻傳輸技術 遠程視頻傳輸技術采用H.264技術，H.264技術比H.263技術節約50%的碼率，而且對網絡傳輸具有更好的支持功能［2］。H.264技術引入了面向IP包的編碼機制，有利于網絡中的分組傳輸，支持網絡中視頻的流媒體傳輸，支持不同網絡資源下的分級編碼傳輸，從而獲得平穩的圖像質量。

2）音頻傳輸 音頻傳輸采用G.722.1 Annex C標準寬頻音頻協議，該協議基于傳統的電話音質編碼技術，頻響范圍為300～3400Hz，采樣率為8KHz，每路聲音占用帶寬為8～64K。G.722.1Annex C支持14KHz寬帶音頻，在24KHz帶寬時即可提供接近CD音質的音頻質量，聲音清晰，音域寬廣，能帶來很好的聽覺效果。

3）身份識別 為了確保系統安全，本系統采用采用SSL（Secure Sockets Layer）身份識別系統實現身份識別。SSL證書是遵守SSL安全套接層協議的服務器數字證書，由瀏覽器中 “受信任的根證書頒發機構”在驗證服務器身份后頒發，具有對網站進行身份驗證和對瀏覽者的信息進行加密傳輸的雙重功能［3］。SSL握手協議允許通信實體在交換應用數據之前協商密鑰的算法、加密密鑰和對客戶端進行認證 （可選）的協議，為下一步記錄協議要使用的密鑰信息進行協商，使客戶端和服務器建立并保持安全通信的狀態信息。

圖2 遠程視頻教學系統網絡拓撲結構

4）教學資源庫 教學資源庫是基于OGSA架構的網格應用平臺，主要由分散在網格節點中的多媒體集群服務器組成［4］。應用平臺為用戶提供統一的 Web訪問接口。網格系統中的資源調度服務器將負責完成多媒體資源的查找、動態服務的創建、資源的調度、訪問資源的定位、生命周期管理等工作，用戶將根據此動態訪問實例對多媒體教學資源進行訪問。網格平臺可以充分利用網格中的各種現存網絡資源來分散訪問請求，避免網絡擁塞，從而提高教學資源庫的利用率及靈活性。

5）在線考試系統 在線考試系統采用Browser／Server模式，開發平臺為Java平臺，以Tomcat為JSP引擎和Web服務器，后臺數據庫使用SQL Server 2000。在線考試系統用例圖如圖3所示。

6）在線輔導系統 在線輔導系統包括服務器、管理系統、客戶端構成，系統提供共享白板、圖像聲音實時傳輸、留言板等，可以為師生提供實時在線交互、留言等服務，學生之間可以實時在線進行問題討論、向老師在線咨詢，同時可以通過留言板留下問題并通過老師提供離線答疑。

圖3 在線考試系統用例圖

［1］王魯寧 .優秀運動員網絡學習系統的構建與實施 ［J］.體育與科學，2010（6）：85-88.

［2］鄧璐娟，王利亞，劉濤，等 .遠程網絡視頻監控系統的設計與實現 ［J］.網絡與通信，2007（21）：142-144.

［3］王高華.SSL證書保護網上個人隱私 ［J］.計算機世界，2009（4）：1-4.

［4］胡艷梅 .網格多媒體教學資源庫建設 ［J］.電腦編程技巧與維護，2008（10）：123-125.

Design and Realization of Athletic Team of Auxiliary Teaching System Based on Remote Video Technology

YANG Zhi-bin（Fujian Physicals Sports Technical College，Fuzhou350003）

In combination with the modern education technology and Internet technology，it construsts the assistant learning system of athletic team based on the remote video technology.The system can effectively break through the limit of space and time，solve the contradiction between good athletes’learning and training，so as to improve the effect of the athletes’cultural learning.

athlete；contradiction between learning and training；remote video teaching

TP311.5

A

1673-1409（2011）11-0069-02

2011-09-24

楊志彬，男，講師，現主要從事計計算機應用方面的教學與研究工作。

10.3969／j.issn.1673-1409.2011.11.022

［編輯］ 李啟棟