數(shù)字全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用研究

趙峰臣

摘 要：數(shù)字全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)作為新興的網(wǎng)絡(luò)流媒體制作技術(shù)手段，為院校課程資源建設(shè)和教學(xué)訓(xùn)練提供有利條件。本文從信息化教學(xué)手段建設(shè)與應(yīng)用角度出發(fā)，提出系統(tǒng)構(gòu)建方案，制定方案時(shí)應(yīng)注意的問題并對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在推動(dòng)院校教學(xué)信息化建設(shè)。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)錄播智能導(dǎo)播；圖像定位跟蹤

隨著網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化教學(xué)手段建設(shè)與應(yīng)用是院校教學(xué)訓(xùn)練的重要組成部分，全自動(dòng)錄播系統(tǒng)是新興的網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)手段，依據(jù)TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)，集多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)、人工智能和自動(dòng)控制技術(shù)于一體，將授課電腦屏幕信號(hào)、老師授課和師生互動(dòng)場(chǎng)景以及課堂板書等進(jìn)行智能化的跟蹤切換，實(shí)現(xiàn)課程資源錄制、課程直播等功能。改革教學(xué)模式，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源建設(shè)與共享，有利于異地教學(xué)交流與合作。

一、整體解決方案

數(shù)字全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)可以在一定程度上完成教師以及學(xué)生相關(guān)視頻的自動(dòng)化跟蹤采集以及音頻智能采集工作，實(shí)現(xiàn)教師電腦屏幕的VGA信號(hào)截取，對(duì)教師、學(xué)生視頻以及計(jì)算機(jī)的畫面進(jìn)行智能導(dǎo)播，在一定成上實(shí)時(shí)錄制優(yōu)質(zhì)化課程資源，同時(shí)通過直播系統(tǒng)在局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上直播為遠(yuǎn)端用戶。

數(shù)字全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)主要由由智能錄播系統(tǒng)、錄播中控系統(tǒng)、圖像定位跟蹤系統(tǒng)、智能導(dǎo)播系統(tǒng)、智能音頻系統(tǒng)、課件實(shí)時(shí)錄制系統(tǒng)、課堂點(diǎn)播/直播系統(tǒng)等組成。

（一）智能錄播系統(tǒng)

錄播系統(tǒng)通常由系統(tǒng)設(shè)置、課程錄制、課程管理、課程直播等內(nèi)容組成。可以支持多種錄制模式，如電影模式、資源模式、混合模式等，根據(jù)用戶需要輸出單畫面、多畫面、畫中畫等視頻素材文件，滿足用戶多樣化需求。

（二）錄播中控系統(tǒng)

主要用于對(duì)錄播設(shè)備控制及錄播操控。采用一鍵開/關(guān)系統(tǒng)，進(jìn)行一鍵開始或者是一鍵停止錄播，一般情況下，相關(guān)工作人員是不需要特意接受技術(shù)培訓(xùn)的，也就是說(shuō)可以即時(shí)授課；此外，由系統(tǒng)的控制臺(tái)有效提供按鍵操作與數(shù)字化觸摸操作，在此過程中，還需要實(shí)施相應(yīng)的云臺(tái)鏡頭控制，進(jìn)而更好地開展手動(dòng)導(dǎo)播工作，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)化的鼠標(biāo)點(diǎn)擊跟蹤工作。

（三）圖像定位跟蹤系統(tǒng)

主要在錄播過程中控制攝像頭對(duì)教員、學(xué)員定位跟蹤。圖像定位跟蹤系統(tǒng)包括：教員定位跟蹤系統(tǒng)以及學(xué)員定位跟蹤系統(tǒng)。教員定位跟蹤主要是指教師上課期間進(jìn)行快速走動(dòng)或者是板書的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化變焦跟蹤，最終完成圖像的拍攝，從某種程度上講，整個(gè)跟蹤過程具有連續(xù)性以及平滑性特點(diǎn)，能夠保證畫面輸出的穩(wěn)定性。此外，系統(tǒng)一般情況下會(huì)采用專業(yè)化的無(wú)人值守模式，保證跟蹤過程不會(huì)受到人為的干擾，而且上課教員僅僅需要結(jié)合正常上課模式開展教學(xué)就行，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的規(guī)范化與專業(yè)化。學(xué)員定位跟蹤可以在一定程度上及時(shí)抓拍發(fā)言學(xué)員的動(dòng)態(tài)化變化，并且還能夠進(jìn)行特寫拍攝。學(xué)員站立回答問題或者是發(fā)言的時(shí)候，定位系統(tǒng)將會(huì)把鏡頭自動(dòng)定位到學(xué)員所在的位置，然后進(jìn)行清晰化拍攝，當(dāng)學(xué)員發(fā)言完成之后則系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)返回到教員所在位置，繼續(xù)跟蹤。

（四）智能導(dǎo)播系統(tǒng)

從專業(yè)化角度出發(fā)，該系統(tǒng)具有自動(dòng)導(dǎo)播功能以及特技切換臺(tái)功能，一般情況下被應(yīng)用到課程錄制場(chǎng)景切換、視頻信號(hào)源切換、視/音頻文件切換以及計(jì)算機(jī)畫面切換工作中，而且系統(tǒng)可以隨教學(xué)活動(dòng)改變選擇科學(xué)化的切換策略，從而達(dá)到智能導(dǎo)播的目的。

（五）智能音頻系統(tǒng)

智能音頻系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)教員授課時(shí)的語(yǔ)音信號(hào)和學(xué)員上課時(shí)回答問題或討論的語(yǔ)音信號(hào)通過智能混音器全息的采集下來(lái)，并實(shí)時(shí)傳送至課件錄制系統(tǒng)完成課件實(shí)時(shí)錄制。

二、系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)注意的問題

（一）聲音采集設(shè)計(jì)

目前，錄播室聲音采集有兩種方案，一是采用吊麥或拾音器方式；二是采用無(wú)線胸麥和手持麥克方式。吊麥和拾音器方式錄播時(shí)簡(jiǎn)潔、方便，無(wú)需其它操作，但錄播的音質(zhì)差，聲音嘈雜，能錄進(jìn)學(xué)員翻書、教員走步等聲音，不符合國(guó)家網(wǎng)絡(luò)精品課建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，建議教員采用無(wú)線胸麥，學(xué)員采用手持無(wú)線麥克方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（二）擴(kuò)展建設(shè)設(shè)計(jì)

考慮用戶未來(lái)幾年對(duì)錄播教室建設(shè)需求，以及錄播系統(tǒng)建設(shè)不同公司錄播平臺(tái)硬件設(shè)備不通用、軟件系統(tǒng)不兼容等問題，在錄播教室方案設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮未來(lái)擴(kuò)展建設(shè)需要以及承建公司實(shí)力和先進(jìn)水平，為此建議錄播教室建設(shè)采用教室加后臺(tái)管理的分布式模塊化建設(shè)模式，根據(jù)以后建設(shè)需求增加后臺(tái)存儲(chǔ)、管理控制等設(shè)備和媒體中心、錄播管理平臺(tái)等軟件系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)錄播教室統(tǒng)一管理控制，錄播的課程資源集中存儲(chǔ)、網(wǎng)上點(diǎn)播/直播等功能預(yù)留空間。

三、系統(tǒng)應(yīng)用分析

（一）推進(jìn)課程建設(shè)與發(fā)展

為推進(jìn)教學(xué)訓(xùn)練信息化建設(shè)，豐富教學(xué)資源和手段建設(shè)，近年來(lái)，各院校積極開展優(yōu)質(zhì)課程、網(wǎng)絡(luò)課程、精品示范課、視頻公開課等優(yōu)秀課程資源建設(shè)。數(shù)字全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)方便、快捷的將教學(xué)訓(xùn)練實(shí)況進(jìn)行實(shí)時(shí)錄制，形成優(yōu)質(zhì)課程資源，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供有效手段，學(xué)生通過反復(fù)觀看課程資源視頻，掌握教學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)步驟和知識(shí)要點(diǎn)，有效提高教學(xué)質(zhì)量和效益，同時(shí)錄制完成的豐富課程資源為構(gòu)建優(yōu)質(zhì)課程資源庫(kù)，為學(xué)科專業(yè)、課程建設(shè)提供支撐，為課程改革教學(xué)提供有效手段。

（二）有利于觀摩教學(xué)和資源共享

利用全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)將優(yōu)秀、骨干教員授課情況實(shí)時(shí)錄制，形成課例，便于其他教師對(duì)顆例中教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式、課堂組織形式和授課經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行觀摩借鑒，反思、完善自身教學(xué)技能，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高。并且，錄制的課程資源作為教學(xué)成果有利于傳承和保存。

（三）為開展遠(yuǎn)程教學(xué)交流提供有效手段

全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)建有對(duì)已錄制的課程資源點(diǎn)播和授課過程實(shí)時(shí)在線直播功能。依托局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，通過IE瀏覽器訪問錄播服務(wù)器IP地址進(jìn)行課程直播，課程直播同時(shí)可以一對(duì)一或一對(duì)多直播進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源遠(yuǎn)程共享和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)異地交流。

總之全自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)將教學(xué)設(shè)備、教學(xué)理念和教學(xué)手段相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)活動(dòng)全面完整的再現(xiàn)，構(gòu)建常態(tài)化、自動(dòng)化、智能化的課程資源建設(shè)和共享應(yīng)用平臺(tái)。推進(jìn)為學(xué)科專業(yè)建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量和效益，促進(jìn)教學(xué)模式改革。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮麗丹.全自動(dòng)智能錄播系統(tǒng)在高校數(shù)字化資源建設(shè)中的應(yīng)用.電教科技，2014.