溫州科技職業學院錄播教室系統方案設計

王朱云

摘 要：高校錄播技術的應用已經十分普遍，但絕大部分都存在跟蹤畫面丟失等的問題，設計一套相對完善的智能錄播系統方案很是必要。本文從溫州科技職業學院錄播教室總體需求入手，分析相應的設備功能與技術要求，最后給出錄播教室系統建設建議。

關鍵詞：智能錄播；教學錄像；教學改革

錄播系統是一種采用跟蹤技術來記錄課堂教學活動的系統，其功能是利用先進的跟蹤技術真實記錄課堂錄像通過網絡共享，方便各高校之間的交流，開展教學觀摩、師資培養、論壇實錄、名師講堂等系列教學活動，從而推動教學改革。

1 溫州科技職業學院錄播教室系統總體要求

依托學校現有校園網、Internet網、數字化教學資源庫與網絡教學平臺，建立實時、互動、高畫質、全自動和手動的錄播系統、以滿足學校精品課程錄制和國內外校際之間的遠程網絡互動教學及會議等功能的需要。系統具有可擴展性、兼容性、穩定性和安全性；視頻圖像在網上直播具有較高的清晰度和流暢性。

多場景智能切換和錄制：跟據人面識別、肢體動作和語音等因素的變化可實現教師、學生、黑板和電腦等多個場景圖像的自動切換和自動錄制。

錄制過程常態化：教師授課時，身上不需要配帶任何外加設備即可實現攝像系統自動跟蹤和自動切換，包括書寫板書，學生回答問題時，也不需要按動任何按鍵即可實現攝像系統自動跟蹤和自動切換，錄制的聲音必須清晰。

系統必須具備遠程開啟錄播系統功能，管理人員在中心控制室能遠程開啟錄播系統，并具備遠程對講和信息交互。錄制視頻記錄在本地存儲空間，也支持FTP上傳；主機提供USB接口復制視頻文件及通過IE方式下載錄制好的視頻內容。

2 溫州科技職業學院錄播系統設備功能及技術要求

2.1 錄播主機要求

錄播系統主機必須是高集成度一體式設備，錄制、直播和存儲等功能集成在同一臺錄播主機上，而不是采用多臺設備完成錄制、直播和存儲等功能的繁雜系統，VGA信號用硬采集方式，任何電腦無需另安裝軟件或采集卡，以便于使用，管理和維護。

錄播系統主機必須具有人工導播和自動導播兩種錄制模式，兩種模式供用戶需求自由切換使用。由于人工導播錄制可控性強，是一種較好地忠實還原教師主題教學思想、先進理念和方法的模式。它不僅在課堂教學示范案例中廣泛應用，而且對于一些實驗、實踐性較強學科的錄制更加凸顯出其優越性，所以人工導播錄制模式主要用于精品課程的錄制。自動導播錄制模式是因應精品課程教學錄像大量制作需求的一個發展方向，該模式主要依托錄播系統中的自動跟蹤技術、遠程控制技術和自動導播平臺，實現無人值守情況下的自動錄制，自動導播錄制模式主要用于課堂實錄。

導播功能和控制攝像頭功能必須滿足通過遠程來操作完成控制，任何情況下管理人員不需在現場操作，不需增加任何硬件輔助來實現，導播功能是由管理人員通過鼠標點擊就能在多個畫面之間實現圖像切換，圖像切換平滑，應沒有“跳動”現象，并能實現多種畫中畫功能。控制攝像頭功能是由管理人員通過鼠標點擊相應物體即可實現跟蹤，同時滾動鼠標滾輪即可對物體進行放大和縮小。管理人員還可在預先設置的多種取景模式之間進行場景變換。

自動導播錄制模式必須能實現老師自動跟蹤和學生定位跟蹤功能，板書拍攝功能，準確的實時跟蹤；具有智能的場景切換功能，充分了解教學過程，在不同的教學活動中切換不同的場景，表現教學的重點；能夠與錄播主機實現無縫融合。

錄播主機能實現3路高清分量視頻和1路高清電腦視頻的輸入，在實現單流畫面錄制時，能在多路畫面之間切換；1路高清電腦的分辨率可達到1600×1200的，幀率最高30幀/秒，可流暢的播放高清動態畫面（如高清的飛行表演等動態畫面），而不是僅滿足于基本靜態的電腦信號的錄制和直播（比如OFFICE文件/PDF等等和FLASH等低要求的軟件）。

實時性高，非網絡直播延時<1秒，錄制/直播保持同步。

支持跨網段、廣域網的直播和點播，支持組播。

直播時支持自動斷線重聯功能。

在線點播VOD，支持直播、錄制、點播同時使用。

2.2 跟蹤主機要求

①采用圖像識別技術的自動跟蹤系統；教室不需安裝窗簾。老師無需佩戴任何輔助設備，也無需在座椅安裝輔助設施，更不需使用有要求的課座椅，最大限度的保證常態化教學、現有資源的高效利用及保持課室內部裝修的美觀，不能夠安裝感應/發射條等裝置。

②跟蹤系統能夠自動、準確的定位教師/學生的位置，并能實時的跟蹤拍攝教師/學生，保持教師/學生特寫畫面或圖像取景的預置范圍內；清晰跟蹤拍攝書寫板書內容及板書的講解過程。

③支持教師活動區域靈活設置，并且能夠識別教師在講臺區域還是走向學生區域，配合錄播主機實現不同場景的切換，確保教學活動的拍攝。

④通過手持話筒識別跟蹤技術能準確定位發言學生并進行跟蹤拍攝。

⑤能識別老師板書并進行特寫跟蹤拍攝，板書跟蹤檢測區域設置在黑/白板的范圍，支持6M或以上寬度的黑/白板；采取邏輯子區域設置方式，把黑/白板細分為多個子區域方式拍攝；清晰的拍攝5cmX5cm的字體，字體像素點陣在20X20以上。

⑥跟蹤系統不能夠受到光線、聲音、電磁等等外在的環境影響導致跟蹤失靈。

2.3 攝像頭要求

使用知名品牌的攝像頭，保證拍攝效果到達最優化；攝像頭必需帶有云臺，且必需是一體化設計的產品，保證云臺移動拍攝時不會出現抖動現象，拍攝效果到達最優化；教師拍攝采用1個攝像頭拍攝，學生拍攝采用1個攝像頭拍攝，板書拍攝采用1個攝像頭拍攝。

2.4 自動拾音設備要求

保證常態化教學，必須采用吊咪方式，使用多個強指向性話筒，合理分布、室內任何位置的拾音必須平均且清晰、錄制后的課件必須保持同樣的效果；不能夠使用模擬的調音臺，必須使用高性能的智能化自動調音臺；自動調音臺運作均由內置的微處理器協調控制，可以通過專用控制軟件進行編程；配合無線話筒使用。

3結語

全自動課程錄播系統改變了以往精品課程錄制的方式和過程，課程視頻錄制和編輯快速、高效、方便，也大大提高了課堂錄像的質量，極大促進了優質示范性課程的建設與推廣。然而，全自動課程錄播教室的設計和建設是一個系統化工程，除了需要實現基本錄制功能外，還要追求高質量的錄制效果。加之隨著技術的發展，全自動課程錄播系統的技術也在不斷發展。這需要我們結合學校的實際情況，在全自動錄播教室的建設和使用上不斷地探索，推進精品課程的建設與推廣，從而實現高校教學改革的新突破。

參考文獻：

[1]陳向陽.全自動課程錄播教室系統設計和建設[J].蘭州教育學院學報，2014，（2）：115-117.

（作者單位：溫州科技職業學院）