渭南市某中学全自动录播系统建设方案.doc

渭南市某中学全自动录播系统建设方案目录渭南市某中学全自动录播系统建设方案11. 概述11.1学校概况11.2学校规模11.3项目介绍12. 建设的意义和必要性13. 全自动录播系统功能及技术要求23.1 系统功能要求23.2 技术要求44. 全自动录播系统方案44.1 系统拓扑图44.2 主要系统介绍54.2.1 数字化控制台54.2.2图像定位系统54.2.3 智能导播系统-高清型94.2.4智能音频系统114.2.5课件实时录制系统114.2.6课堂直播系统144.2.7 PowerCreator非线性课件编辑系统145. 设备清单15第19页渭南市某中学全自动录播系统建设方案1. 概述1.1学校概况该中学是一所陕西省重点中学，陕西省标准化高中，渭南市示范高中。学校开通了校园网络，装备了计算机教室6个，学生用机288台，大屏幕多媒体教室50个，多媒体会议室3个，大屏幕多媒体阶梯教室1个，理化生实验室10个、准备室6个，仪器室6个，建有语音室、美术、舞蹈、音乐等专用教室7个。学校高举特色办学旗帜，确立了“为未来而教育，为发展而教学”的办学思想，以办省级示范高中为奋斗目标。1.2学校规模该学校占地面积 68667平方米，建筑面积 43366平方米，绿化面积 8200平方米。现拥有 51个教学班，学生 3200名，教职工 225人。建有教学楼、科技楼、多功能阶梯教室、办公楼、教师宿舍楼、学生公寓楼、后勤楼、综合楼、师生食堂。拥有现代化的理化生实验室、计算机网络教室、多媒体电子投影教室、教师电子备课室，建有具备编播功能的闭路电视系统和高起点、多功能、全方位的一网D时代多媒体校园网。教室配有大屏幕彩电和校园网智能终端等现代化教学设施。1.3项目介绍该系统能全自动完成课堂上教师、学生的视频跟踪采集，音频智能采集，教师电脑屏幕截取；对教师和学生视频、音频以及教学电脑展现画面等教学活动内容进行智能导播，并将实时编辑的课程自动录制生成优质课件；应用先进的信息化手段，将教室实况、教师课件，按照授课进度录成优质课件，供广大师生、教研员课后点播观研，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。通过该智能录播系统生成、积累教学资源，实现课程录制的智能化、自动化，提高教学资源共享的程度，推进学校教学资源的应用、管理、评估水平的跨越式发展。2. 建设的意义和必要性教育部2011年工作要点中指出“以视频公开课为突破口，探索教育资源建设与共享新模式和新机制”。各地教育部门和学校也在政策的指导下，积极地开展视频教育资源，但是传统的课堂录像方式是需要学校的电教老师现场录像，由于教师和学生视频的采集需双机位拍摄，加上多媒体课件等 VGA 信号的采集，一节录像课往往需要 2 到 3 名专业人员来完成，既麻烦又影响师生的上课。录像课后期的剪裁、制作也需要花费大量时间。所以虽然课堂录像在学校的教学管理工作中意义重大，但是因为录像及编辑工作量大，而无法常态使用。全自动课堂录播系统集多媒体技术、自动控制跟踪技术、网络流媒体技术等于一体，将教师视频、学生视频及多媒体课件等 VGA 信号进行智 能化跟踪切换录像，自动生成视频课例资源。根据该校的基本情况和发展目标，该校目前需要建立一个全自动录播系统，将课堂录像变为一种常态行为，将学校课例资源的建设变得简单容易。这些记录下来的视频，能够为教师进行教学反思，寻求专家指导与帮助，促进优质教育资源的建设和共享，促进教师的专业发展提供有力的支持。3. 全自动录播系统功能及技术要求3.1 系统功能要求 （1） 全自动多场景录制编辑：系统可实现教师、学生、黑板和多媒体设备等多个场景之间，依据动作、声音或其它因素自动切换，进行全过程、全场景的无人值守自动录制和自动编辑。（2） 录制过程常态化: 教师授课的同时，不需要助理或他人帮助而自动完成授课全过程的录制。在录播过程中，授课教师可以自主的控制开始和结束。为方便课间休息，需提供录播暂停功能，恢复后继续从原停止位置录播，不另行生成文件，不影响最终录制结果。（3） 录制结果：要求为流媒体文件格式（采用MPEG4算法），可通过Microsoft IE浏览器或通用的流媒体播放器播放。录制画面的质量应达到1024*768分辨率，通过投影机能清晰回放。（4） 录制模式：可以提供至少三种录制模式：即单流单画面的电影模式、多流多画面的资源模式、单流多画面的全景模式，以方便教师根据自己的情况进行选择录制，节省资源。录播系统在录制的过程中可自动地将现场画面进行网络直播，远端教室可用IE浏览器直接收看。在多镜头和多视频设备同时工作时，可以只输出显示一个最符合用户要求的画面，也可以输出三分屏画面，由用户决定收看其中一路。系统需支持电影模式资源模式的同步录制，以备电影模式下出现垃圾画面可以从资源模式的文件中进行提取编辑、修补。同时系统可以按照用户需求，支持电影模式下的画中画录制模式。录播系统能按照授课的进度，自动给出教师的近景镜头，中景/板书镜头，远景镜头，保持录制画面效果的生动真实，系统支持电影手法的拍摄技巧录制，镜头可随教师缓慢移动，避免镜头闪烁、跳跃等问题。（5） 支持电子文件和电脑软件：系统必须能够支持任意格式电子文件和任何电脑软件，如PDF、Office、各种图片、CAD、Flash等，在教师讲课时根据需要同步录制。（6） 录播控制台要求集成化程度高，能够实现一键开/关系统，一键开始/停止录播，教师无需经专门技术培训即可进行操控；可以进行云台镜头控制，可以进行手动导播，可以进行鼠标点击跟踪。（7） 支持黑板板书录播：系统可以在教师板书的同时，按照需要对教师和板书进行定位录像，黑板上的88里面的字体能清晰的被反映。支持板书长度不小于普通教室的黑板宽度。录播系统要支持教师在授课过程中对正常黑板板书的录制，要求能清晰准确地反映板书的内容，在保证字迹清晰的前提下，最大限度保证对黑板内容阅读的连续性。（8） 教师跟踪系统采用图像分析算法，整套系统无需借助其他配件，不受环境光源影响，跟踪效果平滑。教师始终处在图像定位范围之内，保证图像定位安全性、稳定性，无论教师站立或快速走动时都不能出现丢失跟踪教师的情况。教师板书时镜头能自动推近，保证板书拍摄的清晰度。（9） 学生定位系统自动定位学生，学生回答问题时，只需站立，系统自动切到该站立学生特写镜头，当回答完问题的学生坐下时，系统自动返回到教师镜头。（10） 音频采集：教师采集声音采用鹅颈式麦克风或领夹式无线麦克风；学生端声音采集使用固定拾音器，不使用手持麦克风，不设按健触发器。（11） 自动添加课标和校标：开始录制或直播前，系统应可输入授课教师姓名、课程名称、校标或者课标，给观众必要的信息提示。（12） 设置片头片尾：开始录制或直播前，系统应可根据教师个人喜好自动或手动设置、选择合适的片头、片尾图片及文字信息。（13） 录播系统应支持在录播完成后，授课教师直接应用录播系统查看录像并导出录像文件。并支持后台非线性编辑：如果需要，教师还可以在后台非线性编辑机上重新编辑已录制好的课件。（14） 通过IP网络实现直播功能，将课堂内容直播出去，课堂内容包括音频、视频以及计算机屏幕内容，接收端通过IE浏览器即可收看课堂直播内容。（15） 录播系统应能支持设备的灾难恢复，当设备发生故障后，截止故障发生时，录制的内容应该保留下来，支持修改编辑。3.2 技术要求（1） 主讲多媒体教室全自动录播系统应从使用功能和实际状况出发，满足设计和使用要求，既要做到技术先进、经济实用、维修管理方便，又要留有可扩充、调整的余地，以便以后系统升级。（2） 系统控制、运用软件及操作、显示界面应完全汉化，以便于管理人员操作与使用，选用的设备应提供品牌、功能等说明，相应系统须接入校园网，若与其它相关设备进行控制和联动，应提出具体的要求及方案。（3） 系统的设计方案、系统的构成和设备配置、施工、安装、测试等应符合和满足现行的有关国家规范和标准要求。（4） 系统应具有集成功能，其控制、通讯接口应符合统一的互联标准及技术协议的要求。（5） 应按照以人为本的原则，要求做到安全、舒适、方便。系统应进行精心设计和优化集成，满足技术的先进性、设备的标准化、网络的开放性、系统的可扩展性和可靠性等要求。4. 全自动录播系统方案4.1 系统拓扑图图1系统拓扑图4.2 主要系统介绍4.2.1 数字化控制台录播控制系统集多媒体中央控制系统、录播系统控制、定位系统控制、导播系统控制于一体，为整个录播系统的大脑，通过控制面板可以控制整个全自动录播系统所有设备的开关，一键式开启图像定位系统和录播系统，通过面板可以选择自动导播和手动导播，通过面板直接切换相应通道，新版控制台还提供了数字化触摸式操作，可以进行云台镜头控制和实现鼠标点击跟踪，大大提高了系统的可操作性和便利性。4.2.2图像定位系统（1）教师跟踪系统教师跟踪系统采用目前最先进的跟踪技术-图像识别技术来自动跟踪拍摄对象的智能化系统设备。教师跟踪系统完全采用无人值守的操作模式，整个跟踪工作过程无需人为干预，上课时教师只需按照通常的上课模式进行正常教学活动即可，无需佩戴使用任何设备来完成跟踪拍摄，从而消除教师的不适应感，使其更加专注于教学活动。教师跟踪系统具有出众的跟踪性能，无论是教师在上课时快速走动还是板书等，系统均能准确无误的采用不同策略自动变焦跟踪拍摄，在跟踪拍摄效果上，整个跟踪过程连续、稳定、平滑，整个画面输出稳定。图2教师跟踪系统图跟踪策略1）当教师在课堂中走动时，跟踪系统自动调焦并进行近景拍摄。图3 教师移动跟踪近景拍摄图2) 启动录播系统和多人同时出现在讲台时，跟踪系统自动调焦并进行全景拍摄。图4 讲台多人跟踪中景拍摄3) 当教师无走动讲课或板写时，跟踪系统自动调焦并进行特写拍摄。图5 教师静止跟踪特写拍摄需要实现功能：1) 图像跟踪超强的层次感教师跟踪系统可自动探测、跟踪运动目标，实现对运动目标的自动跟踪，便于对教师教学活动进行实时转播、录像，确保录像画面连续、稳定、平滑；当教师衣着与黑板色彩接近时，系统需要仍然清晰识别，具备超强的层次感。2) 多种景别自动切换教师跟踪特写、近景、全景三种景别自动切换，图像定位系统自定义切换策略，完美展现教师在授课过程。3) 自动追踪 跟踪范围不仅仅局限于摄像机固有的视野范围内，而是在整个教学活动的范围内，无论教师在做任何动作都能自动跟踪，无盲区情况出现；4) 实时跟踪跟踪时，系统自动对被跟踪目标进行近距离拍摄，让跟踪对象始终成为画面重点，符合人物拍摄要求从而也避免了采用感应区域定位方式跟踪时跟踪对象不能特写的问题，对于板书较多的课堂，此功能显得尤其重要。5) 完全自动化跟踪摄像工作可由系统全自动完成，而不需要操作人员的帮助，整个跟踪过程非常贴近人工拍摄；6) 抗干扰力强 跟踪系统不受声音、电磁波、红外线、光线等外在的环境影响，抗干扰能力强；7) 无需其它跟踪设备跟踪系统运用先进的图像识别技术无需在老师身上佩戴、操作任何跟踪设备；8)快速移动不易丢失系统由于采用了先进的图像处理技术，跟踪过程不受被跟踪者移动速度快慢（尤其适应外教的教学习惯）影响，避免了采用红外等感应方式容易被遮挡从而造成丢失的问题；9) 安装简单跟踪系统采用先进的图像处理技术，对环境无特殊要求，无需在环境中安装任何感应设备，也不需要进行任何施工，大大减少了安装施工工作量。（2）学生定位系统学生定位系统是一套能够自动实时对正在发言的学生进行定位并采用特写拍摄的智能化系统。当学生通过站起来进行发言或回答问题时，学生定位系统将自动的调用学生摄像机对正在发言的学生进行定位并采用特写镜头进行拍摄。图6 学生定位系统图定位策略当学生起立回答问题时，教师跟踪系统自动交由学生定位系统进行控制，学生定位系统自动定位起立学生同时进行特写拍摄，学生回答完毕，系统自动返回到教师跟踪系统；当有多位学生同时回答问题时系统切换至学生全景画面，当剩下一名学生回答问题时自动给学生特写。需要实现功能：1）智能定位整个系统自动完成对学生的定位，无需手工干预，能够完美的对所有细节进行拍摄，不错过任何发言学生。2) 特写拍摄在自动定位发言学生的同时系统自动变焦为发言学生提供特写镜头拍摄。解决了传统拍摄方式不能为学生提供特写拍摄的问题。3) 自动返回 当学生发言完毕，系统自动转换到教师摄像机。4)抗干扰力强 跟踪系统不受声音、电磁波、红外线、光线等外在的环境影响，抗干扰能力强。5)无需其它跟踪设备跟踪系统运用先进的图像识别技术无需操作任何跟踪设备或使用红外跟踪的麦克风。6) 安装简单跟踪系统采用先进的图像处理技术，对环境无特殊要求，无需在环境中安装任何感应设备，也不需要进行任何施工，大大减少了安装施工工作量。7)多种景别切换有一名学生回答问题时，系统自动推至学生特写镜头，如同时另外一名或多名学生回答问题时系统自动推至学生全景画面，当只剩下一名学生回答问题时，系统再次定位到学生特写镜头，回答完毕自动返回至教师镜头，多种景别自动切换。4.2.3 智能导播系统-高清型智能导播系统主要用于课程录制过程中多个场景及多路视频信号源、视/音频文件和计算机画面之间的自动切换，配合精品课堂录播系统使用，有效实现带特效功能的智能导播，系统配用触摸式显示屏可以直接监视和控制多路视频信号。智能导播系统需要集传统自动录播系统的导播功能和传统特技切换台功能于一体，借助于智能导播控制系统完美实现了精品课程录播过程中，教师授课、教师板书、学生答问、交流互动、课件、实物展示、计算机画面、其它教学课件等多个教学场景与教学课件之间自动调度和切换。需要实现功能1）智能切换智能导播系统与图像定位结合自动导播切换教师视频和学生视频，可添加多种自定义导播规则，提供丰富的策略选择，灵活使用，丰富课件效果。 2） 多种策略智能导播系统的跟踪与切换策略完全以实际教学为基准，采用多种不同跟踪与切换策略，总是能在恰当的时刻将画面切换到需要的场景，准确表达教者的意图，习者的需要，智能化与人性化的完美结合，更加贴近人工导播，达到“专业级影像制作”效果；3) 多种输入方式 支持6个输入通道，每个通道可以添加多种视频源； 设备输入:支持通过1394 AV采集卡，接驳各种WDM 驱动的硬件设备:摄像头、摄像机、采集卡、音视频服务器等； 文件输入:支持各种格式的文件输入, WMV / Real Media / Mpeg4 / Mpeg2 / AVI 等。4) 特效导播 字幕：支持自动字幕和手动字幕两种字幕发布方式； 切换：支持滑行、溶解等特技效果的画面切入切出； LOGO：用户自定义添加图片/文字logo； 预览：在切换所有信号输出前可进行预览收看；5) 音频导播系统提供多种音频导播策略，可以实现实时背景声音，以及师生互动是音频的切换，如切换至教师视频时只有教师的音频被播出，当切换至学生时，只有学生的音频被播出。6) 摄像机控制系统可控制基于Pelco-D、Pelco-P协议的云台摄像机；7) 触控点击跟踪、触控式导播系统配用触摸式显示屏，通过触摸屏可直接添加字幕、切换通道、触控点击跟踪等操作。通过中控面板上的通道按钮可快速切换视频通道，以及设定为自动和手动导播切换。9)高清导播 内置高清输入接口（分量、HDMI、SDI），实现高清信号的切换和输出。4.2.4智能音频系统智能音频系统主要实现教师授课时的语音和学生上课时回答问题或讨论通过智能混音器全息的采集下来，并实时传送至课件录制系统完成课堂录制。（1）主要设备拾音器、能混音器、八通道自动混音器 、8路话筒输入 ；1路线路输入， 2路主输出 ，1路辅助输出 ；监听功能 ，多种发言模式 ；可通过