全自动课程录播系统方案.doc

中庆全自动课程录播系统建设方案北京中庆现代技术有限公司201X年XX月2项目名称前 言随着计算机多媒体技术、网络技术、信息高速公路等为代表的新技术的不断更新，推动了教学手段现代化进程。学校基于网络的音视频录制点播成为学校多媒体教学应用的一项重要需求，虽然很多与教学相关的资源都是传统的录像带和VCD，但在网络已经普及到每个班级的情况下，如何将传统的录像带等模拟节目资源通过转换非常方便地成为网络上可供点播的资源，成为学校网络普及之后一项新的需求。同时，随着多媒体课件在教学过程中应用的日益广泛，以及传统的教学评估、示范课录制、教学观摩、远程教学和学生自主学习等，都想采取一定形式把课堂教学过程或者讲义图像录制下来，作为学校的一种资源。随着国家“精品课程”建设项目开展，应用先进的信息化手段，将教室实况、教师课件，按照授课进度录成精品课程，供广大师生、教研员课后点播观摩评价，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。在更大范围内提高高校的教学和人才培养质量。而在现代教学过程中，多媒体形式的引入使得课堂实录除了需要录制教学过程中教员的影像和声音以外，还需要同步录制多媒体课件的内容，并且可以快捷方便的生成课件。如何既能在减少学科老师操作流程的情况下，又能得到高清晰度的视频文件，成了一种新的需求。现代中庆在这一背景下，凭借十多年的教育信息化工作经验，结合自身强大的技术研发优势，在充分理解了市场需求的目标后，推出了中庆全自动课程录播系统解决方案中庆全自动课程录播系统将授课电脑VGA信号、老师授课和师生互动场景以及课堂板书等进行多种模式的整合录制，生成多媒体教学课件。同时，系统实现基于网络环境的多画面直播，保证高清晰的课堂画面和音、视频精确同步的实况效果。系统生成的高质量视频素材文件又可以通过非线编平台进行后期编辑，提高精品课程资源使用的灵活性。中庆全自动课程录播系统独创性的提供了全景模式、电影模式、资源模式的录制平台，满足不同学校、不同课程、不同场景的录制需要。从而彻底解决了基于校园网基础上的信息化教学环境建设的需求和应用。本方案设计具有前瞻性，满足长远发展。系统结构灵活，采用模块化设计，支持多种典型应用模式。系统建设既可一步到位，也可以根据学校资金及需求状况选择不同的解决方案。无论是哪一种方案，整个系统都能够协调一致，构成一个满足相应需求的功能应用系统，不会造成重复建设或系统冲突。本方案由 公司为 项目设计。我们认真分析了用户的需求，结合我们多年服务于教育的经验，充分考虑用户目前的实际需求与未来扩展相结合，采用当前先进的计算机网络、教育信息化技术，精心而细致的设计了本方案。 公司 年 月 日2010年7月版: 增加3110D与3110DG-L技术描述（根据需要选择）、D70/WIS 80P/WIS 80H/WIS HDM30摄像机技术描述（根据需要选择），增加导播控制台技术描述。录制模式五种，（电影、资源、全景、电影+资源、全景+资源），录制方式三种（手动、自动、手/自一体）更新资源管理系统持术描述与图片,资源管理系统补充了最新的功能与图片（点播、直播、微格评估、教研交流、编辑系统）2010年9月版：增加备品备件清单、培训方案。2011年4月版，整理方案格式2XX全自动课程录播系统目 录第一章 项目设计概述51.1 项目概况51.2 设计描述51.2.1 设计原则51.2.2 设计标准6第二章 需求分析及技术应答72.1 物理建设需求分析72.2 功能建设需求分析72.3 技术应答7第三章 录播系统方案综述83.1 方案整体描述83.2 系统背景介绍83.3 系统应用范围93.3.1 网络课件制作93.3.2 优质课程资源库建设93.3.3 远程教学应用93.3.4 教学技能训练、微格教学评估93.3.5 企事业单位培训、专家报告、重要会议录制93.4 关键技术介绍103.4.1 DSP103.4.2 VGA采/编103.4.3 远距离拾音技术113.4.4 空间网络定位及跟踪技术123.4.5 网络流量控制技术133.4.1 安全管理体系14第四章 全自动课程录播教室建设方案174.1 系统概述174.2 系统拓扑图174.3 录播教室系统组成184.3.1 多媒体教室模块建设184.3.2 跟踪系统建设374.3.3 环境建设394.4 系统功能特点454.4.1 五种录制模式，满足不同场合需求454.4.2 三种录制控制方式（全自动/手动/手自一体）474.4.3 Windows标准流媒体格式输出494.4.4 系统简单易用，一键录播494.4.5 场景智能策略控制，全程全场景全自动录制494.4.6 全场景全自动拾音，完美还原现场声音514.4.7 模板化录制52第五章 课程资源管理系统575.1 网络中心系统概述575.1.1 网络中心系统概述575.1.2 服务器575.2 系统管理程序595.2.1 用户和用户组管理595.2.2 用户权限管理625.2.3 资源配置管理635.2.4 课表管理635.3 课程应用系统概述645.4 课程资源管理系统645.4.1 资源目录管理645.4.2 分级目录管理645.5 课程资源点播系统645.5.1 课程资源浏览、点播645.5.2 课程相关参考资源上传655.5.3 课程资源下载665.5.4 课程资源检索675.6 课程直播系统675.6.1 基于课表直播675.6.2 基于教室直播695.7 微格教学评估系统705.7.1 微格教学评估系统概述705.7.2 课程资源的微格教学评估715.7.3 课程资源的打点725.7.4 课程资源评论及网络书签收藏735.7.5 评估、打点记录的管理735.8 教研交流系统755.9 课程资源编辑系统76第六章 全自动课程录播教室配置清单80第七章 备品备件、易损件清单83第八章 公司介绍848.1 公司简介848.2 优势分析848.2.1 公司优势分析848.2.2 产品优势分析858.3 服务宗旨868.3.1 服务理念868.3.2 服务内容868.4 资质与荣誉868.4.1 资质868.4.2 荣誉87第九章 项目组织管理889.1 组织机构889.1.1 项目经理889.1.2 工程执行组889.1.3 工程计划组889.1.4 培训组889.1.5 用户方事务协调人889.1.6 用户方技术协调人899.2 文档资料899.2.1 施工文档899.2.2 调试文档89第十章 工程质量保障9010.1 项目管理总体介绍9010.2 项目组织机构设置9110.2.1 项目委员会负责人职责9110.2.2 执行机构9110.2.3 监督和质量控制9210.3 项目执行机构组织9210.3.1 报告和阶段管理9210.3.2 制度制定9210.3.3 质量管理9410.3.4 进度管理9410.3.5 文档管理9410.4 产品质量保证体系9410.4.1 高质量的系统设计是质量保证的第一步9410.4.2 完整的进度汇报制度、方案审核制度和问题反馈处理体系9410.4.3 严格的测试保证质量9510.4.4 工程质量管理措施95第十一章 工程实施及验收方案9711.1 实施组织规划9711.2 实施前准备9711.2.1 系统联调测试9711.2.2 实施人员组织及安排9811.3 实施进度表9811.4 项目实施流程9911.5 项目实施进度控制9911.6 工程测试与验收10011.6.1 关于工程测试与验收10011.6.2 文档的提交10111.7 培训方案内容和计划10111.7.1 系统管理员10211.7.2 应用教师10211.8 培训方式10311.9 培训课程103IVXX全自动课程录播系统第一章 项目设计概述1.1 项目概况北京中庆现代技术有限公司就XX项目 的建设需求进行了充分分析，并详细阅读招标技术文件。经过仔细研究后，我公司组织从事教学环境研究、设计开发人员及系统架构师、方案工程师、项目经理、数据库管理员等工程技术人员就该项目的方案设计与规划进行了深入的交流和讨论。我们将按照校方提出的总体需求，在总体实现功能齐全的前提下，提出针对该项目的解决方案。XX项目整体设计规划如下：工程建设目标是利用计算机技术、网络技术、音视频压缩技术、自动跟踪技术、多媒体技术，基于学校的校园网网络环境，遵循TCP/IP标准，构成具有课堂教学应用，支持网络的点播、广播、直播、存储、后期编辑等多种利用，真正实现在网络环境下对优秀课堂的真实、全面、立体化的再现的全自动课程录播系统。1.2 设计描述1.2.1 设计原则XX 项目的整体方案设计将遵循以下基本原则：1、 先进性：先进的设计思想、网络结构、开发工具，市场覆盖率高、标准化和技术 成熟的软硬件产品。2、 灵活性：采用积木式模块组合和结构化设计，系统配置灵活，满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性和强壮性。3、 发展性：网络规划设计满足用户发展在配置上的预留，满足因技术发展需要而实现低成本扩展和升级的需求。4、 可靠性：整体系统软、硬件设备具有高可靠性，具备长期稳定工作的能力，可实现系统冗余功能，并具有防止误操作等行为对系统造成的破坏。5、 实用性：方案设计符合国际相关标准和技术规范，并且容易使用、操作简便。充分考虑利用各种资源，人机界面友好，能使用户最方便地实现各种功能。6、 开放性：在满足安全可靠和实用的前提下，系统设计采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及良好的灵活性、兼容性和可移植性。7、 兼容性：系统建设具有良好的兼容性，充分考虑系统向下、向上的兼容，将系统建设和现有的系统资源以及未来的系统规划充分结合。1.2.2 设计标准1、 网络设计和网络设备符合以下标准：1） IEEE802.3 10Base-T网络标准；2） IEEE802.3 100Base-TX快速以太网标准。2、 通讯协议标准：络层和传输层TCP/IP协议并兼容IPX协议，支持PPP和SLIP协议。3、 布线和电气安装标准1） GB/T50311-2000建筑与建筑群综合布线工程设计规范；2） ANSI EIA/TIA607民用建筑通讯接地标准；3） ANSI EIA/TIA-568A商务建筑布线标准；4） ANSI EIA/TIA-569A商务建筑通道标准；5） ANSI EIA/TIA-606商务建筑布线系统文档建立标准；6） EIA/TIA TSB-67商务建筑布线系统测试标准；7） GB50254-50259-96电气装置安装工程施工及验收设计规范；8） GA/T75-94中华人民共和国公共安全行业标准；9） GYJ125-86厅堂扩声系统声学特性指标标准；10） GB6510-8630MHz-1GHz音频和视频信号电缆分配系统；11） GBJ有线电视广播系统技术规范；12） GY106-92民用建筑电缆电视系统工程技术规范；13） 民用建筑电气设计标准。4、 专用产品标准：1） 设计中采用的专用产品，其生产检验过程符合我公司制定的企业产品标准。2） 标准号：Q/HDZQX001-2002。第二章 需求分析及技术应答课程录播系统建设近几年都是以校园信息数字化建设为重点，如何实现教学现场和教学课件全方位、立体化的直播、录制、编辑和点播，是学校考虑的主要问题。现代中庆研发出全自动课程录播系统将授课电脑VGA信号、教师授课和师生互动场景以及教师板书等进行多种模式的自动整合录制，自动生成多媒体教学课件，实时自动构建校本资源库，供网上学生自主学习。同时，系统实现基于网络环境的多画面直播，保证高清晰的课堂画面和音、视频精确同步的实况效果，可对资源文件进行后期编辑，提高课程资源使用的灵活性。2.1 物理建设需求分析略2.2 功能建设需求分析略2.3 技术应答 略第三章 录播系统方案综述3.1 方案整体描述全自动课程录播系统解决的问题就是把一些非常优质的教育资源通过现代化的教学手段，得到共享。而传统的教学以教育者为中心，以传授知识为主。老师与老师之间、老师与学生之间互动不够，资源孤立，教师资源、校本资源浪费严重。而以信息技术为代表的现代化教育技术的应用则表现出明显的先进性、灵活性、可靠性、开放性。现代教育技术是运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理，以实现教学过程和教学资源的优化的理论和实践。它的内涵包括：一是现代教育技术的目的是实现教育最优化；二是现代教育技术设计的不仅是计算机、网络等现代教育媒体，而是教育过程所有可操作的要素，包括人力资源和技术资源，如教学人员、校本资源、常规教学媒体、教学设施、教学活动等。将校园网从普通计算机局域网建设成为面向教学、科研、管理等应用的网络，能够传输和处理多媒体信息，使各种类型的多媒体资源能在校园网上灵活应用，并且能一网多用，多网合一，将众多校园独立的应用系统整合起来，是校园网解决方案的发展方向。中庆全自动课程录播系统：针对现今高教、职教、普教等信息化教学的重点需求，利用纯硬件的VGA采集压缩编码技术实现老师的讲稿、多媒体课件、现场多路的音视频信号实时采集压缩，以标准的流媒体方式实现在网络中的传输、管理、控制，支持网络的点播、广播、直播、存贮、后期编辑等多种利用。3.2 系统背景介绍从1999年起，校园信息化建设开始兴起，局域网、城域网、计算机教室等热潮不断兴起。技术上的创新与进步，客观上能推动教学辅助手段的进步。进入21世纪，随着PC记、笔记本类设备不断普及，师生对计算机类设备的操作应用水平不断提高。同时，网络技术的发展对教育最大的影响就是网络教育的兴起，网络技术的普及应用使物理、空间上的距离不断缩小，从而，优质的教学资源能够让更多的师生共享。共享优质教学资源，实现公平教育，力推网上自主学习，使得课程录播教室的建设就成为一种新的潮流。从课程录播教室建设发展的过程来看，最早是从高校开始兴起。教育部关于精品课建设的要求及政策，极大地推动了相关设备与技术的发展。近两年，国内职业学习的实训教室以及普教中应用水平较高的中小学，也开始课程录播教室建设。从发展的趋势来看，课程录播教室的建设正在不断深入发展之中，其发展前景广阔。3.3 系统应用范围3.3.1 网络课件制作系统能自动生成可供网络点播的网络课件，后期可对录像文件进行删减、合成、索引等编辑，也可导入非线编平台进行专业编辑。方便用户教与学的综合应用，优质精品课件的评比等等。3.3.2 优质课程资源库建设可以为学校进行优质课资源库建设，同时也可为课件上传提供开放式管理平台。教师上课完成时，录制的课件会自动生成，可直接上传到服务器；配合个人资源库管理权限，进行资源分类/多级目录创建/课件预览/课件删除等操作。系统还提供B/S和C/S两种结构的资源管理平台，为教师资源上传点播提供开放式管理平台。同时管理平台全面支持基于内部园区网或广域网终端对课件库资源的授权访问/浏览查询/下载导出应用。3.3.3 远程教学应用随着网络技术的运用普及，学校也从单纯的教室课堂发展到了与网络课堂相结合的多模式教学活动。通过中庆全自动课程录播系统，用户可以进行课件的网络直播和课后点播，示范性教学、学生远程学习，远程互动教学等等。用户可以随时随地进行观摩、学习，不再受空间和时间的限制。3.3.4 教学技能训练、微格教学评估教师的教学技能训练一直是学校关注的重点，以往通过上教室现场听课的方式无法正确客观地对教师进行评估，已经无法满足学校的需求。中庆针对学校的需求，根据微格教学的特点，在录播系统中嵌入微格教学评估系统，学校通过系统内的各项技术指标进行评测评估（技术指标内容可根据学校实际情况进行修改），通过远程对教师的教学技能进行客观的综合评估，以训练教师的各项教学技能，从而使教学水平得以提高。3.3.5 企事业单位培训、专家报告、重要会议录制在企事业单位里，各种培训、专家的报告、重要的会议越来越多，各种如手工记录、人工录音和人工录像的原始模式已经无法满足需求。随着信息技术数字化、网络化进程的不断深入，通过录播系统进行全方位的录制，能够真实地记录各种会议的全过程，并作为历史资料永久保存下来，可以方便用户在会后进行资料查询和播放。3.4 关键技术介绍3.4.1 DSP数字信号处理是一种将现实世界中真实的模拟信号(Analog signals)转换为计算机能够处理的数字信息（Digital signals）的过程。这些信号通过一个模拟向数字的转换过程(称之为AD)，变成数字信号送给处理器，进行数字计算，处理结束后，再把结果通过数字向模拟的转换过程重新变成连续信号(称之为DA)。用一般的通用微处理器可以完成这些工作，但是面临的问题是满足如此高的计算速度，就很难保证耗电量很低，更难保证价格足够便宜。因此，另一种微处理器应运而生：数字信号处理器，简称DSP（Digital Signal Processor）。DSP是微处理器的一种,这种微处理器具有极高的处理速度.因为应用这类处理器的场合要求具有很高的实时性(Real Time)，比如通过移动电话进行通话。在当今的数字化时代背景下，DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件，被誉为信息社会革命的旗手。以下是DSP优于其他微处理器的几点优势：1、 单周期内进行多条乘/加运算2、 实时的运算能力、仿真能力、模拟能力3、 灵活性高4、 可靠性高5、 提高系统性能6、 降低系统成本3.4.2 VGA采/编随着数字信息的不断发展，很多行业对VGA信号的采集需求不断提升,面对市场的迫切需求，VGA信号实时采集压缩卡它可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，不用再增加额外的设备，既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真，从而完美解决了VGA信号的实时采集压缩这一难题。主要特点如下：1、 强大的独立运算能力：基于高性能的DSP处理器，独立运算，不占用主机的运算资源。2、 视频高度清晰：对VGA信号采用高达32位的高速模数转换，保证采集画面达到高清标准，没有损失，接近原始信号。3、 采集编码同步完成：对VGA信号进行实时采集、模数转换、压缩编码、传输。4、 采样范围宽：采样带宽可达到600MHz，显示视频、文字、图片、网页都可保证清晰、连续、稳定。5、 分辨率自适应： 640*480 1280*10246、 刷新率自适应：60 85Hz3.4.3 远距离拾音技术高质量的录播课件，是高质量的图像和高质量的声音相结合的产物。但在实际制作中，人们的注意力往往集中在图像的质量方面，而对声音的质量重视不够，会在制作完后的声音部分出现这样或那样的缺憾。因此，我们有必要在声音采集方面进行探讨，以提高录播课件中的声音质量。 我公司在研制策略编辑系统时，对声音采集技术进行了深入地研究。尤其在教学现场的拾音技术上有较大的突破。解决了在不使用无线话筒的前提下，同样能获得很好的声音效果。 所谓远距离拾音是一个相对的概念，是行业内一个专用词，将2米左右的距离称为“远距离”。两个同样距离的、响度也一样大的声源，一个在0度，一个在90度。这种拾音方式利用了房间或厅堂的声学特性和乐器、人声的自然辐射以及传声器的设置。远距离拾音可以使拾取的声源在频谱上将逐渐趋于平衡，拾取的早期反射将起到加强直达声的作用，而且拾取的混响声场的能量也逐渐增加，来进行整体拾音。采用远距离拾音技术，对于拾音器的选择相当重要，强指向话筒是最佳的拾音工具，当话筒指向0度的声源时，能正常拾取0度声源的声音。这时，拾取到90度声源的声音是很小的。这样话筒就具有了选择性，而全指向话筒则不能选择，得到的两个声源的声音会一样大。有这个选择性是很重要的，30厘米与2米声音的变化了40dB，要拾取到2米处的声音，话筒放大电路要提高40dB的增益才行。如果这时使用普通的话筒（普通话筒大部分是全向的），得到的声音是很乱的，基本上不能用了。所以指向性越强的话筒，就越适合远距离拾音。在教学现场采取远距离拾音技术，就能实现不使用无线话筒的愿望，达到真正意义上的常态化录制课程，不干扰教师和学生的正常上课秩序。远距离拾音的主要优点是利用自然混响，拾取的声音更自然、更真实。不像近距离拾音那样，声音紧贴屏幕，声音听起来很不舒服。3.4.4 空间网络定位及跟踪技术空间网络定位及跟踪技术，定位精度高，抗干扰性能强，教师与学生不需要佩戴和操作任何设施，探测、跟踪、切换策略综合（布局）考虑，总体设计，画面严谨周密，无垃圾镜头。 自动跟踪的先决条件是确定被摄目标的位置，本系统采用主动型智能探测扫描的方式来探测被摄目标，可称为投影法。每一个发射与接收只需千分之一秒，这种方式抗干扰强，定位准确，不需要被摄目标佩戴任何装置。通过智能探测的定位，自动跟踪被摄目标和自动切换多机位画面。可模拟人工操作的模式工作，自动拍摄高质量的教学电视节目。本系统原则上分教师探测区和学生探测区两种方式，各自形成独立的探测的区域，又相互支持。教师探测区可以弥补学生探测区的盲区，学生探测区也可以弥补教师探测区的盲区。在画面切换的逻辑判断上又相互参考。在教室后面上方左右各有一个智能探测发射器，它的发射角度大约45度左右。在教室前方墙面，距地面1米处（一般黑板下沿），从左到右设置一排智能探测接收装置，由红外接收管组成。当智能探测发射器发出信号，接收装置就能收到探测信号。教师在黑板前面的左右位置都能探测出来（也就是教师在板书的状态能够非常准确地进行探测）。学生探测区域，探测学生的目的是学生回答教师的提问时，学生摄像机要捕捉到学生的图像。学生回答问题时，首先要起立。根据这一特点，我们只要探测到站立的人就可以了。一般学生的坐高在1.2米左右，可以将站立的分界线定在1.3米。在教室的后面墙面1.3米处，安装一排智能探测感光探头。在教室的前方，黑板两侧和墙角安装智能探测发射器。这样在教室1.3米处形成一个平面。教室的两侧，一般有窗户和门，不便安装探测装置。教室前面有黑板也不能安装智能探测发射器，由于安装条件的限制，各自的区域都有盲区。在无法探测到的区域，这时教师探测区域正好可以弥补这一缺陷。如果要考虑学生身高不同的情况，可将探测平面改为前低后高的倾斜面。就是说将智能探测发射器降低高度，一般情况下前排的学生个子都比较矮。由于探测只能纵向进行，但探测面呈现扇面形，我们可以利用这一特点，就能相对准确的确定学生前后的位置。例如，前排右面的学生他阻挡探测信号的阴影很宽，而最后面的学生的阴影就很窄。当教师走下讲台，教师探测区域就不能探测到教师的位置。这时学生探测区域就可以承当探测任务。就是说在教师区域没有教师时，应到学生区域里找。当教师与学生对话时，有可能教师位置会与学生的位置冲突，有两种可能，一是教师与学生在不同的位置，探测器得到两个信息。教师的活动范围是教室前方两米的范围和通道，根据这两个范围就能得出哪一个是教师数据。二是教师和学生是一个位置数据，这时，两台摄像机对准位置即可。运用独特的空间网格化方式，跟踪机的各部分，根据景别对网格进行设置，通过坐标网格联系。探测部分将探测到的目标位置，确定在相应的网格里。跟踪部分则按该网格的坐标移动摄像机。切换部分也会依据位置参数，作为切换镜头的条件。控制多台摄像机，采用坐标绝对定位方式。每一个空间包含3个摄像机的上下、左右、变倍数据。即景别和位置。三个动作都有速度选择，可根据不同的要求使用不同的速度。这种空间网络定位及跟踪技术，充分考虑了学校教学的特点，从而对目标的跟踪更准确、更灵活，画面更流畅。 3.4.5 网络流量控制技术1、单组播转换技术在很多局域网络环境下，组播的实现方式与广播相同，许多二级交换机支持IGMP Snooping，由于视频数据通信量较大，在实际的网络传输中采用广播的方式。在这种情况下，一个组播对网络的压力要远远高于多个单播的压力。Cisco的CGMP和华为的HGMP虽然可以通过第三层和第二层结合的方式解决这一问题，但是系统造价高昂，而且对于已实现局域网的学校升级成本不可能接受。中庆采用的单组播转换技术解决这一问题。中庆ZDIG服务器、视频服务器都可以配置设定单组播转换的临界点，即单播数量超过这个临界点后自动转换为组播，低于这个临界点后自动转换为单播，通过这种方式，即可以降低组播数量，降低网络带宽占用；又可以在服务器转发单播数量超过一定限制后转换为组播，降低服务器发送开销，平衡网络传输压力。2、自适应码流技术采用UDP、TCP、HTTP方式传送视频数据，中庆的服务器都可以在网络视频数据传输的同时获得网络通信情况的信息，在UDP方式下，这是通过网络丢包率的统计获得的，在TCP、HTTP的方式下，这是通过发送缓冲的大小获得的。通过网络阻塞情况的信息，为避免网络过渡阻塞，中庆管理平台可以在网络阻塞的情况下通过降低图像质量、降低编码帧率等方式降低视频压缩码率，降低网络阻塞情况。在网络阻塞较轻的情况下，在录像码率允许的情况下，适当地调高图像质量和帧率，提高图像清晰度。3.4.1 安全管理体系 认证和证书本方案的许多服务/资源的访问需要受到访问控制的限制。为了实现这一功能，使用应用程序的客户必须要向系统证明自己（是谁），这一过程被称为认证。用户认证后，系统必须为用户提供用于安全访问的一个或多个属性，用于进行访问控制和优先抢断等。这些安全属性被封装在一个证书中，并且可以在系统中传递。中庆系统扩展证书包含：1、 授予证书的认证服务器；2、 一般性信息，包括用户ID、优先级、所属于的组等；3、 操作能力，标识本证书所代表的用户能够访问的目标实体（服务/资源实例）以及在这些目标实例上可以进行的操作；4、 其它的限制信息：如证书可以存活的有效时间等。 访问控制、控制属性和权限图访问控制示意图上图提供访问控制的简单框架。如图所示，客户端只有在权限访问控制运行的情况能够访问目标的特定操作，这是通过访问控制决定函数（Access Decision）实现的。客户端访问控制功能定义了允许调用目标实体特定操作的条件，目标端访问控制定义了目标实体进行特定操作的条件。在中庆的软件平台上，同时支持上述两种方式。访问控制函数根据以下项确定操作是否被允许：1、 进行当前操作用户的安全属性2、 需要执行的服务（如点播视频服务器）3、 需要执行的操作（如数据传输、云台控制）4、 被操作的目标本身（具体的视频服务器、或者某个域，如哪个考场，哪个区）在中庆中，第1项是通过证书表示，第2项和第4项是通过服务类型ID（字符串）和目标ID（字符串来表示的）。第3项，是通过一个32位的整数表示，其中的每一位代表一个操作或者一组不可分割的操作集合，这个32位整数被称为操作权限或权限。对于不同的服务，这个32位权限每一位的具体含义是由应用定义的。通过上述方式，中庆安全管理的访问控制功能具有强大的可扩展性，可应用于不同场景的需求。安全代理图安全管理代理调用链示意图在系统中，客户向服务实例请求执行一个操作，但是这个被请求的服务自身经常不能完成操作，而需要继续依赖于其它服务实例的支持，造成一个服务的调用链，如图所示。操作链的模式复杂化访问控制模式，需要引入安全代理的概念，所谓安全代理，就是初始者（请求链中的第一个客户）的访问控制信息被代理给请求链中的中间者，以访问最终目标的一种方法。第四章 全自动课程录播教室建设方案4.1 系统概述全自动课程录播系统采用固定式课程录播工作站，扩展探测、跟踪、定位、智能策略等模块实现。这种方案采用科学合理的方法将教室空间立体化的分割为若干区域，有效搭配安装多种红外探测设备。教学过程中，自动跟踪主机根据获取的各种探测信号、语音激励信号、中控切换信号、键盘鼠标动作等，采用科学策略进行综合智能分析，灵活准确的调度现场的摄像机、调音台等采集设备，保证拍摄主体，自动调节景别景深，实现课堂无干扰、无意识控制、无人值守的全自动智能录播。4.2 系统拓扑图4.3 录播教室系统组成录播教室由多个子模块组成，包括多媒体教室模块（如讲台、中控、展台、笔记本、投影机等等）、教室场景摄像机图像采集模块、VGA采集模块、自动跟踪探测模块、拾音系统、扩音系统、网络实时直播模块、B/S架构点播模块、录播系统资源管理模块以及外部条件（灯光系统、吸音处理）等。4.3.1 多媒体教室模块建设课程录制首先应在多媒体教室里进行，因而多媒体教室建设是这个方案中的基础部分，多媒体教室综合应用了现代多媒体控制技术，协同控制计算机、影碟机、录像机、视频展台等现代教学设备，并通过中控集中控制电动窗帘、灯光、幕布等外围设备，通过大屏幕投影或背投，让学生老师在一个高精度大屏幕演示、高保真音质、受控声光背景的多媒体教学环境进行学习教学。这样声像并茂的教学形式，使学生更易于领会接受授课内容，激发教师的激情，提高教与学质量。每个教室配备多媒体电脑、录播专家、中央控制主机、按键控制面板、多媒体投影机、幕布、扩音设备、视频输入、输出设备等各一套，通过网络中央控制系统，将投影机、电动幕布、音箱等信号源有机控制管理起来，在中央控制室通过管理软件对网络中的各教室多媒体设备及环境设备的进行网络化集中管理控制。 信息交互式中控(3110D或3110DGL)3110D在多媒体教室管理系统中的核心设备是“信息交互式中控”，无论是本地管理还是远程网络管理都是基于“信息交互式中控”开展的。“信息交互式中控”以ARM9为主处理体系，以DSP为协处理体系，共同组成强大的多媒体交互能力，内置嵌入式Linux操作系统，成为整个多媒体教室系统的基础核心。“信息交互式中控”设备采用32位嵌入式处理器，主频高达200MHZ， 64M的SDRAM特大内存运算空间，8M FLASH ROM，采用国际流行的全贴片式(SMT)生产工艺，结构合理，工艺先进。实物视图： 中控主机图 ARM主板图 控制面板1 控制面板2接口介绍：1、 具备42路VGA、Audio矩阵切换模块；2、 具备2路摄像机视频输入、1路RS485可编程串口，可在不低于1200米范围内控云台解码器；3、 具备2路独立可编程红外发射接口，一路可控投影机，另一路扩展；4、 具备8路I/O端口，可连接安防等模块，3路RS232接口，可控教室PC、投影机、UPS、电源时序控制器；5、 具备语音对讲的音频输入、输出接口；6、 具备数字广播的音频输出接口，可外接音箱，无需打开计算机即可以做到接收广播通知；7、 具备4口百兆交换机，内含TCP/IP网络控制模块，直接连到校园网，具备网络远程控制功能；8、 具备2路+12V/5V电源输出控制、1路幕布控制；9、 内置一路6.35话筒输入，带卡拉OK混响功能；10、 4路模块扩展插槽1）2路CVBS、Audio输入，DC12V输出（接拾音器），可直接接驳摄像机、拾音器2）1路VGA采集编码模块，可直接对外接设备输入的VGA高清信号进行实时采集、压缩3）1路数字功率放大器模块6W4欧姆（左右声道）；，内含专业数码音量、音色控制模块。11、 具备3个高速USB端口，支持本地移动硬盘录像，可扩展IP电话，另一路可扩展；12、 4路独立可编程RS-232控制接口，可控UPS、IC卡、测试口、控制键盘接口；13、 内置投影机灯泡检测延时电路，实现电动屏幕连动和完全保护投影机；3110DG-LE帆3110DG-L信息交互式中控，采用32位嵌入式处理器，特大内存运算空间64M的SDRAM，8M的存储FLASH，是ZONEKEY基于E帆3110B系列网络中央控制系统及嵌入式ARM处理器的基础上研发的一款可升级、可扩展的一体化中央控制系统。 E帆3110D信息交互式控制系统，既有E帆3110B系列的VGA矩阵切换接口，又具有嵌入式ARM处理器的可编程性，系统完全采用嵌入式ARM处理器及Linux系统的底层结构。最大限度满足多媒体教室项目建设需求。3110DGL实物图： 控制面板： 接口说明：1、为电动幕供电； 2、总电源，交流AC 220V输入，内置5A保险管；3、提供投影机使用的交流220V电源；4、备用电源；5、电脑1的VGA输入；6、电脑2的VGA输入；7、 展台的VGA输入；8、笔记本的VGA输入；9、投影机的输出；10、显示器的输出；11、电脑1的音频输入；12、电脑2的音频输入；13、MIC的音频输入；14、笔记本的音频输入；15、展台的音频；16、AV的输出（可接电视等有AV输入的设备）；17-18、AV输入（可接影碟机等有AV输出的设备）；19-20、AV的音频输入；21、线性输出（可接有源音箱，红色为左声道，白色为右声道）；22、USB借口的IP电话；23、USB口预留；24、控制面板接口（必须使用中庆公司提供的串口线与2720控制面板相连）；25、CONSOLE接口为生产调试专用；26、连接投影机的串口，通过串口控制投影机；27、连接ID读卡器；28、I/O接口：分别为输出与输入信号接口（可接如：门磁、红外探头、行程开关等）；29、提供四路10/100M的网络接口。 录播专家“录播专家”打破了目前国内生产厂家录播产品只强调其功能性的理念，针对这类录播系统设备多，线路杂乱，占用教室空间，某种程度影响老师教学等隐性问题，在实用性与人机功能上进行了大胆的尝试和探索，是现代中庆体现为用户创造价值而实现的又一次创新。此外，与很多厂家整套设备中仅有部分自主产权产品不同，“录播专家”中的录播设备，师生跟踪设备等，均为现代中庆公司自主研发，各设备之间兼容性良好。实物视图： 规格说明： 1、高度：1000MM；2、宽度：545MM； 3、深度：580MM；4、标准:符合ANSI/EIA RS-310-D、IEC297-2、DIN41491; PART1、DIN41494; PART7、 GB/T3047.2- 92标准;兼容ETSI标准；5、 承载:静载500KG；6、 防护等级:IP20；7、主要材料:SPCC优质冷扎钢板制作；厚度：方孔条2.0mm,其他1.2mm；8、表面处理:脱脂、酸洗、磷化、静电喷塑；9、其它：配可调节支撑行走脚轮4只；外形美观,全框架结构,方便实用；采用旋转式散热风口，散热良好。“录播专家”机柜为专业定制；具有外形美观、布线简单、品质卓越及选材精湛的优点；其采用厚度为1.5mm的冷轧板，表面喷塑处理；机柜里面可配备的设备有JP100精品课程录播工作站、教师跟踪机、学生跟踪机、全场景智能调音台。除了上述设备之外还有电源控制器和设备之间的连线，完全是针对录播系统设计的专业化、定制化的一体机柜，一体化机柜是一套完整的自动录播系统。“录播专家”设有总电源开关，负责录播专家的电源控制，包括220V电源和低压12V电源；为了方便JP100的开关机，设置了远程开机钮；此外还设有摄像机电源开关，方便重启摄像机。其中的主要设备如下：1、精品课程录播工作站优质工控机箱。主流配置，含VGA采编和视频采集模块，预装课堂录播平台软件、网络直播平台。实物视图：整机技术参数：处理器Intel I7 920内存4GB硬盘控制器两个SATA通道，标配500G SATA存储SATA配置：可支持到4块硬盘集成I/O端口1个VGA接口，2个RJ-45接口，2个USB2.0接口，1个串口，1个PS/键盘接口，1个PS/2鼠标接口网络主板集成1个千兆网络芯片，支持WOL(Wale On Lan)等高级网络特性显示ATI 适配器，512MB显存电源300W单电源光驱16X DVD RW光驱VGA采集编码卡强大的独立运算能力：基于高性能的DSP处理器，独立运算，不占用主机的运算资源（软件抓屏）。视频高度清晰：对VGA信号采用高达32位的高速模数转换，保证采集画面达到高清标准，没有损失，接近原始信号。（VGA转AV）采集编码同步完成：对VGA信号进行实时采集、模数转换、压缩编码、传输。（RGB采集卡）采样范围宽：采样带宽可达到600MHz，显示视频、文字、图片、网页都可保证清晰、连续、稳定。分辨率自适应： 640*480 1280*1024刷新率自适应：60 85Hz视频采集卡视频压缩标准：H.264采集分辨率：QCIF，CIF，2CIF，HD1，D1；回放分辨率：QCIF，CIF，2CIF，HD1，D1；采集码率：64K-2M，动态调整；视频输入：1路（NTSC，PAL制式自动识别），RCA（电平：1.0Vp-p，阻抗：75）。视频帧率： 1/1625帧/秒可调；音频输入：1，RCA（线性输入，2 V p-p，阻抗：1k）。拾音器电源：1，+12V，RCA。支持操作系统WIN2K Server+ SP4,Win2003 EE。预装软件平台管理软件、课程录播平台软件、课程录播编辑器、课程录播播放器、课程录制软件其他：基础运行时库.key Framework，MDAC，NET Framework2.0;其他应用程序：根据具体需求预装；2、VGA采编卡录播系统中一个重要的技术就是VGA采集压缩编码，正是通过这个技术实现将讲稿、多媒体课件、数码展台信号或笔记本信号等VGA信号以视频的方式进行采集压缩，实现网络应用。现代中庆基于十多年来对教育的理解，整合了多年来在嵌入式领域和DSP开发的技术优势，强势推出了基于DSP技术的集VGA采集、编码于一身的“VGA采编卡”。1） 独立运算：此卡基于DSP技术开发，完全独立运算，不占用教学终端或计算机的本地运算能力，无论本地播放多么复杂的课件和多媒体资源，都不会影响采集的效果，不会对课堂造成教学造成任何影响。2） 视频高度清晰：对VGA信号采用高达32位的高速模数转换，保证采集画面达到高清标准，没有损失，接近原始信号。3） 信号连续实时：对RGB信号进行实时采样、采集、模数转换、压缩。4） 采样范围宽：采样带宽可达到600MHz，最大可支持1280*1024*85Hz，显示视频、文字、图片、网页都可保证清晰、连续、稳定。5） VGA信号的实时采集压缩和传输：支持台式机、笔记本、实物展台等VGA输出信号的采集。 6） 分辨率自适应： 640*480 1280*10247） 刷新率自适应：60 85Hz3、视频采集卡指 标参 数视频压缩格式H264/MPEG4压缩码率64K2M动态可调采集分辨率PAL： 176*144（QCIF），352*288（CIF），704*288(2CIF)，528*384(DCIF)，704*576(D1)；NTSC：176*120（QCIF），352*240（CIF），704*240(2CIF)，528*340(DCIF)，704*480(D1)。回放分辨率PAL： 176*144（QCIF），352*288（CIF），704*288(2CIF)，528*384(DCIF)，704*576(D1)；NTSC：176*120（QCIF），352*240（CIF），704*240(2CIF)，528*340(DCIF)，704*480(D1)。视频输入1路（NTSC，PAL制式自动识别），RCA（电平：1.0Vp-p，阻抗：75）视频帧率PAL：1/1625帧/秒可调NTSC：1/1630帧/秒可调音频输入1路，RCA（线性输入，2 Vp-p，阻抗：1k）4、教师跟踪机及学生跟踪机自动跟踪主机：1路红外发射控制接口；1路红外接收控制；232串口-PC控制；232串口-CAM控制 教师自动跟踪主机 学生自动跟踪主机5、全场景智能调音台E-4810型全场景全自动调音台有8路话筒输入（其中4路设有无线话筒辅助输入）、2路立体声输入、2路立体声输出。每一路话筒：1） 有语音滤波器（线路除外），去除人声以外的频率成分，使声音清晰干净；2） 能自动控制音量（线路除外），不管声源远近，确保声音大小一致；3） 都能自动开启和关闭，有声音则立即开启，