多媒体教学系统设计方案.doc

山东省工会管理干部学院长清校区智能化校园系统-（六）网络多媒体教学系统深化设计方案目 录1.、 设计概述32.、 多媒体教室建设42.1. 多媒体中央控制系统52.2. 多媒体教学系统92.2.1. 系统结构102.2.2. 系统建设132.3. 多画面实时录播系统（可扩展）192.3.1. 系统结构192.3.2. 系统建设202.4. 扩声系统222.4.1. 扩声设计222.4.2. 扩声设备的组成232.4.3. 扩声系统重要术语232.5. 视频显示及投影系统242.6. 数字监控系统262.6.1. 系统结构262.6.2. 系统建设272.7. 设备防盗系统352.7.1. 控制室配置安防报警软件362.7.2. 教室端配置-报警信号采集设备362.7.3. 教室端配置机械防盗设备373.、 关键系统结合实现特色应用393.1. 双向控制的多媒体教室管理403.1.1. 系统功能413.1.2. 系统特点473.2. 双向传输的数字化视音频辅助多媒体教学503.2.1. 系统功能503.2.2. 系统特点573.3. 开放式的多媒体教室建设593.4. 多视频流实时录播603.4.1. 系统功能603.4.2. 系统特点634.、 系统突出优势671.、 设计概述山东工会管理干部学院作为知名高校，不仅应在教学和科研上名列前茅，而且在创新人才培养和现代教育技术应用上同样应处于领先地位。本次方案主要是针对合堂教室，共计8个200人教室，24个120人教室，每个教室通过中央控制系统，将投影机、电动幕布、音箱等信号源有机结合起来，用投影机将信号清晰、美观、完整无损的投影到大屏幕上，实现全面整合网络教学资源和现代化多媒体教育技术手段的电化教；同时基于现代网络技术实现对各教室多媒体设备及环境设备的网络化集中管理。更使校园网成为教室多媒体教学的强大支持平台。网络化的多功能电教室不仅使现代电教设备得到了充分地发挥和利用，丰富了教学手段，更充分地扩充了教学资源，整合简化了教学过程中的多媒体设备操做减轻了教师讲课的劳动强度。先进的现代化教学环境可以拓展学生知识面，培养创新精神，提高教学效率和教学效果，在最短的时间内，培养出高素质高质量的人才。先进的现代化教学环境同时也是展示教学实力的一个侧面，代表着学校的整体形象。山东工会管理干部学院多媒体教育系统的建成将在日常教学活动和远程教育中发挥积极的作用。在所有多功能教室与中央控制室之间，建立IP对讲系统，便于发生故障时，教室管理人员可通过本系统，及时了解现场发生的故障，远程协助本地教室排除故障，提供快捷有效的多媒体教室集中管理。所有教室配置教室端视音频的采集、编码等系统，实现教室端视音频的回传以及双视频流的校园网传输，从而实现系统管理辅助以及主讲教室听课教室模式联网授课、数字载体的非现场教学评估的教学辅助功能。2.、 多媒体教室建设多功能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、视频展台等现代视听设备，并集中控制电动窗帘、灯光、幕布等外围设备，通过大屏幕投影，营造出一个高精度大屏幕演示、高保真音质、受控声光背景的现代化多媒体视听教学环境。多功能电教室使现代电教设备得到了充分地发挥和利用，丰富了教学手段，扩充了教学资源，减轻了教师讲课的劳动强度。此外，声像并茂的教学形式，使学生更易于领会接受授课内容，提高了教学质量的提高。该系统普遍适用于常规多媒体教学、大型观摩教学、大型报告会以及大型演示会等。如果系统登录互联网或校园网，还可共享丰富的网络资源并实现大屏幕投影。随着多媒体教室的数量的增多，多媒体教室的管理成为重要的问题，包含对各个教室内投影机、实物展台、幕布、灯光等设备的控制及使用状况等等。为了实现整个多媒体教室的集中、统一、灵活的管理，在本方案中采用竞业达的多媒体网络中控为核心设备提供多媒体教室的集中控制功能，通过IP校园网络在中央控制室远程控制教室端多媒体网络中控及接入的设备，并具备本地控制多媒体设备的能力。同时中央控制室可实时监看所有多媒体教室的多媒体网络中控以及连接在多媒体网络中控上的外接多媒体教室设备的情况，实现远程监测、控制、管理和维护，以便于在系统出现故障时，使用者与管理控制者之间的沟通。作为数字监控的终端设备，多媒体网络中控配置视音频编码套件、摄像套件，实现CCD摄像头或摄像机的视音频信号与实时采集的终端课件演示画面的双视频流同步上传，通过主控服务器控制将数字化之后的主讲教室的教学场景、计算机画面、实物展台等信号，直播到其他任意教室，实现课件演示画面与教学过程实况视频同步的画中画网络示范教学或教学评估，并且使精彩的教学过程成为可实时无损耗传输共享、硬盘存储、拷贝、智能化管理的数字化教学资源。同时多媒体网络中控可通过增加设备（增加本地硬盘实现PC功能或相关软件实现NC功能）作为教室内教师机强有力的后盾或对于经济型多媒体教室的建设来替代教师机，可以进行全硬件的VOD/AOD、计算机辅助教学等；并且通过系统的扩充还可将有线电视、校园电视台、摄像机信号、VCD、DVD、录像机、卡座等模拟节目源信号直播到网上，教室的多媒体网络中控既能强制接受、也能自由点播，网上任意一台PC也可在有权限的情况下接收。同时在所有多功能教室与中央控制室之间，建立IP对讲系统。网络化多媒体教室的建设从物理结构可划分为两部分：控制室的建设与多媒体教室的建设；从实现功能角度包含：1、 多媒体中央控制系统（含多媒体网络中控和桌面控制器）2、 多媒体教学系统（教师机/多媒体网络中控）3、 扩声系统（含音箱、功放、话筒以及扩声周边设备等）4、 视频显示及投影系统(含投影机、电动幕布、实物展台、显示器)5、 数字监控系统（含编码模块、摄像头套件）6、 设备防盗系统（全钢防盗电子讲台、防尘防盗投影机吊箱、安防报警模块（可扩展）控制室集控平台与多媒体教室的多媒体网络中控系统相结合，使得每个教室都与校园网互联互通、资源共享，集成多媒体网络中控、数字监控/教学评估、多媒体网络教学功能，为全面实现现代多媒体教学技术与相关设备、资源的网络化整合，以及多媒体中控系统实现基于网络的数字化应用与集中管理维护，提供了最优化的整合性解决方案。2.1. 多媒体中央控制系统随着多媒体电化教学、网络教学、远程教学等已在全国各地悄然兴起。各式各样的先进设备操作越来越复杂，使用户在使用时感到相当不便。多媒体中央控制系统利用计算机及微电脑技术对多媒体教室、会议室、多功能厅等功能教室中的各种设备进行集中控制、管理，以简单明了的按键方式提供给用户使用，将复杂的控制转化为简单的按键操作，真正实现“所见即所控”。 随着校园网络和多媒体教室的快速普及，多媒体网络教学系统正日益成为现代化校园的基础设施，它将综合集成传输包括教室、办公室、会议室等的语音、图像信号，对电脑设备、影音设备、演播设备、监控设备、环境设备进行集中及远程控制。具有多媒体中央控制系统的电教室或报告厅不仅仅是一个智能化的电教室，多个电教室更可组成一个网络控制的教学系统。系统主要由多媒体教室、中央控制室等组成，系统组成结构图如下：多媒体中央控制系统分为本地采用桌面控制器、遥控器、键盘鼠标等操作设备以及多媒体网络中控，本地教师通过控制所有控制设备从而控制多媒体网络中控内置的中央控制器最终实现对连接在其上面的多媒体设备的控制本地控制以及远程基于校园网实现的网管人员通过操作网管软件实现的对教室端多媒体教室内置的中央控制器从而实现对中央控制器外联多媒体设备的控制远程控制，最终实现对所有多媒体教室的集中控制、远程状态监测、远程协助、远程接管等管理功能。本地控制我们的多媒体中央控制系统由中央控制主机（多媒体网络中控）、控制面板、遥控发射模块等组成。各部分之间用通信电缆相连，构成一个控制系统。其中鼠标/键盘、控制面板和遥控发射模块是本地指令发送中心，中央控制主机则是指令接收和执行机构。教师通过操作鼠标/键盘、桌面控制器、遥控器控制中央控制器（多媒体网络中控）从而实现对连接于其上的多媒体外设的控制，真正的实现“所见即所控”。系统组成结构图如下：网络控制采用最先进的网络技术，配合控制室端管理平台，运用TCP/IP协议实现网络控制。该方法采用广泛应用的成熟的互联网，从而使系统控制实现与网络的紧密连接，实现了系统控制的灵活性和多样性。控制的原理图如下：网管平台是网络控制指令的发起者，网管平台发出的指令封装成标准TCP/IP协议包，通过校园网传送到相应控制节点（教室端的中央控制器），从而控制连接到中央控制器的多媒体外设。系统基于校园网，没有位置的概念，只要能连上校园网后即可实现控制。控制节点收到TCP/IP协议控制的指令后，中央控制器执行相关的指令控制相应的设备完成控制。通过该控制软件可实现远程开关/唤醒多媒体网络中控，远程控制投影机和影音设备等等。通过网络管理平台真正实现“远在千里，控在指间”。2.1.1.1. 多媒体教室主要设备多媒体网络中控器MNC6000是一款面向数字化、网络化多媒体教学应用，集网络中控、视音频直播/点播/画中画网络教学、设备远程网络管理、PC/NC等功能于一体多媒体教学专业设备。它不仅实现了基于网络对教室端教学设备的远程监控与管理维护，更实现了网络多媒体、数字多媒体以及传统多媒体技术与教育教学应用的全面整合，全面实践了“效率最大化、维护开销最小化、综合性价比最优化”的产品设计理念，使现代教育条件下数字化多媒体教室建设必备的核心设备。l 多媒体网络中控（MNC6000）主要功能n 智能化控制。教师通过直观的控制台操作，将复杂的电教设备（录像机、影碟机、投影机、录音卡座、实物展示台等）及环境设备控制变得轻松自如。操作者只需进行简单的操作即可完成对复杂的设备及环境的控制，比如可以进行输入信号切换及影音设备控制、自动放下/升起屏幕；n 通过多媒体网络中控器，可以控制影碟机、录像机、录音机、摄像机、视频展示台等教学设备的音、视频信号输入输出，实现教学设备间的相互切换，不再有繁琐的操作，全部由系统统一控制，省时省力，教学质量高。n 具有先进的红外遥控自学习功能，在同类产品中首屈一指，对接入系统的媒体设备的品牌和型号无任何限制；n 系统操作方式多样，不会因某项操作失灵而导致教学中断，可任选下列方式：用鼠标或键盘操作、用桌面控制器操作、用遥控器操作、用远程网络操作；n 系统具有一键智能联动功能。轻触“上课”按键，就使系统全部设备进入就绪状态，即可轻松上课；轻触“下课”按键，即可关门离开教室，系统会自动依照管理员设定的程序依次关闭全部设备，投影机延时关机；n 利用控制室网管平台可实现对教室端设备的远程控制、管理，可远程开/关机、唤醒、重启，自动检测、记录设备状态（如投影机状态、灯泡耗时等），可进行群组化应用操作、程序安装、文件分发、系统恢复，可远程接管。n 提供校园网连接，实现计算机教学和INTERNET信息交互；n 利用视频展示台进行实物讲解，并能通过投影机投影到屏幕；n 系统具有监视功能，对影碟机、录像机、视频展示台等输出节目可通过电脑显示器进行实时监视；n 提供监控摄像机视音频输入接口，可选配数字化压缩编码模块，实现数字化网络视频监控；提供监控云台镜头控制接口，连接云镜解码器实现云镜联网的远程控制。结合JYD独有的多画面课堂实时录播系统或双视频流技术，可实现多画面或双画面进程同步的“主讲教室多个听课教室”的联网同步授课及网络化教学观摩评估功能；2.2. 多媒体教学系统多媒体教学系统是新一代的教学系统。它集计算机多媒体教学、多媒体播控系统、计算机网络为一体，将高科技和教学、管理有机地结合在一起，是提高学校教学水平，改善学校教学质量和管理地重要手段，并可大大地提高学生的学习兴趣和学习效率。多媒体教学系统是将计算机及网络技术应用到教学领域形成的，将图像、声音、文字、动画等媒体融合起来，为学生提供丰富生动教学素材，达到寓教于乐效果的新型教室。目前学校的多媒体教学系统核心设备教师机一般采用PC机作为教师机，播放教师授课所应用的图像、声音、文字、动画等教学素材，辅助教师授课，从而提高教学质量，同时，教室端多媒体网络中控基于标准PC架构，提供扩展能力，可与主控制室网络操作系统分发软件相结合实现网络计算机功能或通过增加本地硬盘实现本地计算机功能，作为教师机的备份或替代。2.2.1. 系统结构教室端的终端设备（教师机或多媒体网络中控）要实现对资源的点播要分为：资源的建设、资源的点播的实现，利用“我的课堂”进行多媒体教学，同时系统利用JYD多画面课堂实时录播系统，可实现对教室端多视频流同步合成的直播、点播、精品课件制作等功能。（1） 资源的建设：系统配置的资源点播平台包含基于B/S结构的资源管理平台，为教师资源的上传提供基于B/S结构的，开放式管理平台，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、浏览查询与下载导出应用。教师可以方便的在办公室、家等，通过IE浏览器连接到资源服务器，根据其对资源库的权限，浏览公共资源库，或上传素材、建立分类、创建自己的私有资源库、给每节课的内容编制“我的课堂”，并管理其私有资源库。 公共资源库 私有资源库（2） 教室端对资源的点播教室端对资源的点播分为两种：对主控设备资源的点播，对视音频、课件等资源文件的点播（多媒体网络中控或教师机），进行多媒体教学。l 教室端对主控设备资源的点播主控设备分为两大类，一类是视频设备，一类是音频设备。视频设备象录像机、DVD等等是通过视频编码器编码以后再传输的，音频设备象卡座、CD机等等是通过音频编码器编码以后再传输的，这个过程对用户是透明的。网管在主控室设置和授权完成以后，用户只需要选择这些设备就可以进入接收状态；进入视音频直播的点播接收状态以后，只有被授权的教室工作站可以完成对这些设备的播放、暂停、停止等操作，其他未授权教室只能完成视音频流的实时接收。l 教室端对资源点播服务器的视音频文件、课件资源的点播教室端的终端多媒体网络中控可实现对资源服务器存储的任意格式视音频文件、课件的任意点播，由校园网传输到教室端，进行播放。l 利用“我的课堂”进行教学虽然在校园网上有大量丰富的共享资源和教学素材，但专业教师在紧张的授课过程中，通常并不希望把大量的精力和时间花费在从浩如烟海的资源堆中搜索素材。如果针对每个教师和每堂课，制作“我的课堂”，设计出独特的现场操作菜单，此菜单中仅仅直接连接与本堂课相关的内容，保证教师上课时可以一键点出所需要的素材。2.2.2. 系统建设2.2.2.1. 控制室主要设备资源管理平台教学平台的服务端资源管理平台主要提供资源的上传、下载、存储；资源的点播服务以及对资源的管理资源的管理，教室端通过其核心设备-多媒体网络中控实现多媒体教学。资源点播服务平台提供视音频素材点播服务、课件素材点播服务、素材上传管理和检索等功能。整个系统的资源管理部分全部以B/S方式提供，用户不论是在办公室还是在家或者出差在外，只需要通过IE浏览器连接到资源服务器，就可以上传素材、建立分类、创建自己的私有资源库、给每节课的内容编制“我的课堂”，然后在教室端调用。资源管理服务平台面向对象为资源，这包含公共资源（资源服务器上的视音频素材、课件素材等）以及针对每个教师的私有资源。资源管理服务平台主要完成的是对这些资源的管理。资源管理平台采用B/S结构，开放式平台，全面支持基于校园网或广域网终端对课件库资源的授权访问、浏览查询与下载导出应用；全面支持多媒体教学终端的浏览点播调用。网管人员可以通过资源服务平台本地实现对于公共资源的上传、分类等管理。各个教师可以通过其B/S结构远程在每个人的我的课堂上管理其私有资源。l VOD视频点播当点播的课件素材是VOD类型时，系统将调用视频播放软件来播放选中的视频文件。软件的播放界面如图所示：VOD点播采用的是流媒体点播的方式，因此播放的延时很小，并且能够有效的利用网络带宽。教师可以根据需要使用鼠标、键盘或遥控器进行播放控制。l AOD音频点播当点播的课件素材是AOD类型（*.mp3文件）时，系统将调用音频播放软件来播放选中的音频文件，软件的播放界面如下图所示：音频点播支持复读功能和“变速不变调”功能，同样可以根据需要使用鼠标、键盘或遥控器进行播放控制。l 其他Windows课件点播当点播的课件类型为其他的Windows常见课件类型时，将使用系统缺省的打开方式来播放文件。以下是打开一个图片课件的例子：l B/S结构资源管理B/S结构采用星形拓扑结构建立校园内部通信网络或利用Internet虚拟专网（VPN）。前者的特点是安全、快捷、准确。后者则具有无投资、跨地域广的优点。学校内部通过防火墙接入Internet，网络结构如图所示：系统符合估计源数据库标准，兼容视音频、多媒体等任何格式的文件。基于web方式，符合城域网技术规范，具有完全开放性与扩充性。用户可以基于web方式，对网络服务器上的课件资源进行浏览、上传或下载等操作。同时支持公用资源库和私有资源库两种模式，既方便了网络共享素材资源的交流，也保证了教师课件与教案的版权。课件资源库的操作界面采用仿Windows浏览器的设计风格，用户无需学习即可使用。平台还提供属性查看、预览等功能，使课件资源的浏览与使用更加轻松自如。提供多种条件的检索功能，便捷迅速的资源搜索可以大大减少教师的工作量。n 用户管理支持任意用户的注册申请，管理员可以对注册用户进行浏览、上传、建立分类等权限的设置，也可以删除不符合要求的用户。也可以设置匿名用户的访问权限，可以有效的保证课件资源库的安全性。用户的管理和教学应用实现了完美的结合，每一个成功注册的用户都可以使用公共资源库、建立私有的教学资源库，并可以使用“我的课堂”功能。n 教师备课教师可以使用“我的课堂”功能，足不出户就可以进行远程备课管理。教师根据教学需要设置多个课程，然后针对每节课的具体内容添加各种课件。课件的形式包括：教学资源库里的所有素材，例如视音频文件点播、其他Windows课件素材点播等；视音频直播，例如VCD、DVD、录像机等等；班级听课和双视频流教学。完成的工作自动保存在服务器上，减少了使用各种移动存储方式的烦琐步骤。n 课件的资源管理资源库分为公共资源库和私有资源库两部分，上传到公共资源库的资源可以被所有的用户共享使用，上传到私有资源库的资源只有上传者才能使用。 公共资源库 私有资源库l 资源管理软件承载服务器配置资源管理软件建议配置：Xeon 2.4/1G/3*73 SCSI/RAID5/千兆网卡服务器，配置高主频、高内存，满足资源的直播、教室端的点播处理要求。2.2.2.2. 控制室扩展设备实现模拟节目源的网络直播/点播除了能够实现对存储在服务器的数字视、音频素材外，控制室还可选配置视视音频编码器等设备，实现对控制室模拟视音频节目源设备的点播调用及控制（如DVD、VTR、有线电视节目等）。l 模拟节目源的网络直播/点播实现原理授课教师用遥控器、无线鼠标或键盘通过控制多媒体网络中控主机向控制室发出节目请求信号，控制室向节目源控制器发出节目选择控制信号。节目源控制器从视频节目源选出模拟视频信号。经视频编码器编码转变成为数字信号，控制室的网管平台按请求该节目源的用户地址将该数字信号经过网络传送到相应的多媒体网络中控，还原为视频模拟信号，送投影仪（或电视机）和音箱。控制中心控制终端的信号直接由网络传输到教室的多媒体网络中控。视频点播和课件点播原理操作时，终端用户用多媒体网络中控配置的遥控器、无线鼠标或键盘向控制中心发出点播请求信号，控制中心和视、音频网管工作站将用户请求送往相应的服务器，点播软件调出相应的节目（数字信息），并将该数字信息经过网络传送到相应的多媒体网络中控，该工作站以投影仪（或电视机）为显示设备显示视频图像信息，并还原声音送往音箱。l 控制室主要设备l（1）视音频矩阵切换器：矩阵切换器的主要功能是通过对输入输出信号的切换，实现资源共享。（2）视音频分配器：六路音视频分配器用于将音视频信号扩展分配，可以用于扩展录像机、VCD、DVD、VGA/AV转换器或镜头等的音视频输出端口，以便多个设备可以同时使用同一路音视频信号，也可以把监控传送回来的音视频信号进行扩展，也可以用于其它音视频输出端子需要分配扩展的场合。（3）节目源控制器：节目源控制器具有强大的红外信号学习功能，各种可红外遥控的多媒体节目源均可以在红外信号学习之后，由教室端的教室工作站对节目源的进行控制。（4）视音频编码器：通过对模拟式音频源的数字化取样完成A/D转换，然后将数字视/音频信号分别按MPEG2或MPEG4/ MPEG1 LAYER2标准进行压缩编码。l 视音频矩阵切换器产品功能矩阵切换器的主要功能是通过对输入输出信号的切换，实现资源共享。音视频矩阵切换器是用来对节目源进行选择的设备，通常情况下，由于实际采用的节目源很广泛、数量多，而使用者在某一时刻不会同时使用所有的节目源信息，并且考虑到视音频编码器的成本和网络交换的成本问题，因此采用视音频矩阵切换器对所有的节目源进行切换选择进行编码。同时，通过视音频矩阵切换器可以灵活切换节目源，使不同节目源的视音频信号输出到电视墙中的电视进行监视。音视频切换矩阵以专业的音视频切换芯片、音视频处理电路和控制电路等组成。产品特点1） 视音频矩阵168（广播级）2） 音视频的任一输出信号可切换任一输入信号（全矩阵切换）3） 支持一对一输入输出和一对多输入输出4） 可实现视音频同步切换5） 可扩展级联使用6） 音频可扩展为双声道7） 具有多种时序编程功能，由软件实现任意的分组时序8） 具有手动控制切换或计算机远程控制切换9） 外接字符发生器可以使视频输出叠加字符或汉字信息，且可通过控制计算机改变字符和通道切换10）8位DIP开关功能设置11）19机架式安装2.3. 多画面实时录播系统（可扩展）多画面课堂实时录播系统是一套将授课老师的讲稿（包括文字、图片、动画、抓屏、声音）与授课现场录下的影像，自动实时合成为同步多画面多媒体课件的实时课件制作系统。基于网络，它还可实现在局域网/城域网/专用网（选择）上的点播和同步直播。这套由竞业达数码科技有限公司研制开发的多媒体课件实时录编播系统，是根据我国教育信息化的实际需要，采用自动、简单、实用的设计理念，以智能化拍摄为特点，可以实现多媒体信息的即时拍摄、实时存储及同步网络传输，为学校进行课堂教学的录象、远程网络教学、自主学习等提供了一个优异的平台，真正实现了课堂教学讲、拍、录一气呵成，无需专人职守拍摄，课堂实录的效果真实自然。该系统在教室、会议等环境下，能够实现多点采集教师、学生、展台的视频信息和电子课件的VGA信号，多路信息实时录制和网络传输，多媒体课件实时制作，大大提高了多媒体课件的制作效率，减轻了电教人员的工作负荷，是学校教育资源库建设不可多得的工具，也是网校和远程教育必备的前端系统。灵活便利的输入输出功能，结合学校已有的视频设备，将多媒体视频资源的整合与利用提升到了新的高度。这是套独立的系统，既可单独使用，也可连入校园网，操作简单，维护非常方便。JYD多媒体课件录制点播系统利用全新的技术，通过全新的产品、全新的观念，给学校带来新时代全新的教学模式。利用高科技手段，课件资源自动实时积累及网上传输；学校可以在图书馆中，建立电子阅览室，供学生随时点播学校历史上任何一节课，提供主动学习模式。JYD多媒体课件录制点播系统完全解决了学校优秀师资紧张的问题，同时对学校进行教学观摩评估、学生自主学习都提供了很好的平台和工具。2.3.1. 系统结构多画面课堂实时录播系统（JMV6000）是一套将授课老师的电子讲稿、多媒体课件与授课现场场景同步采集录制下来，自动合成为实时多媒体课件的系统。它拥有完美的直播、录制、编辑、刻录功能；课件的画面组成方式灵活多样；基于网络，可实现网上同步直播；教师和学生还可以通过多媒体校园网、局域网、城域网和Internet点播录制好的课件。本系统的的技术指标如下：l 四路视频输入或三路视频一路VGA输入l 多路音频输入l 视频压缩格式为H.264，码率20K2M可调整多画面课堂实时录播系统对于学校网络教学、教学素材备份、学生课后复习等都有着及其重要的意义。是学校实现数字化网络教学、远程教学的一套完美解决方案。系统拓扑图如下：2.3.2. 系统建设1、硬件组成：本系统在多媒体演播室安装一台多画面课堂实时录播主机，在整个校园网内至少需要安装一台WEB服务器，可以选配一台或多台存储服务器用于保存教学课件并提供点播。每台多画面课堂实时录播主机配置一台DVD刻录机。多画面实时录课主机后面板图2、软件组成：本系统的软件组成以及相关功能介绍如下表所示：名称与安装目录功能多画面课堂实时录播主机软件预先安装在多画面课堂实时录播主机，用于提供课件的直播、点播、录制、刻录等功能；设置系统的属性以及直播方式等视频接收软件运行于教师PC机，用于在主讲教室查看分教室的上课情况Web服务器软件BS结构管理程序，安装在WEB服务器，用于接收直播、点播、录像及回放；管理用户信息及权限、多媒体工作站信息以及存储服务器信息课件播放软件HTML格式本地回放工具，运行于学生或客户PC机屏幕传输软件运行于教师PC机，用于直播教师电脑画面2.4. 扩声系统多媒体教室是进行多媒体教学、报告等的场所；多功能厅以及多媒体报告厅还要承揽重要会议、娱乐等功能。扩声系统的设计要充分考虑本身的实际使用功能，即要有自己的特色，又要符合科学规律和先进的系统设计思想，按照扩声为主、建声为辅的原则，电声系统设计要与多功能演播室建筑声学设计紧密配合，使电声与建声完美结合，保证声音良好还原和再现，满足实际使用需要。本多功能演播室的扩声系统部分设计思想、手段和方法要具有先进性和实用性，设备要采用技术含量高、能够体现当前最新科技水平的产品，扩声系统的声学特性指标符合中华人民共和国广播电影电视部标准GYJ2586厅堂扩声系统声学特性指标预言和音乐兼容二级标准。2.4.1. 扩声设计为了满足会议、报告、教学等功能的需求，所以也必须设计采用传统相结合的控制系统。l 扩声的目的：在大多数情况下，音响系统接收到的是微弱信号（例如：与会者发言），要把信号放大了才能被观众听到，当配置音响系统时，音响工程师的对几个重要目的特别注意：1) 对整个观众席声音的均匀分布，对所有座位有均匀的响度，以及减少“死区”。2) 对整个观众区有稳定的系统频率响应，和均匀的音色。3) 提高清晰度和可懂度，因此讲话和歌唱的每个词都十分清楚。4) 创造适当的“声场”给音乐有舒适的空间，音响效果得到真实地表现。达到以上目标，将克服以下障碍：1) 在各种厅堂规模和形状条件下，扬声器摆位要使所有座位都有十分清楚的视线。2) 厅堂和安装结构造成因反射而劣化音色。3) 过分的混响会减低或破坏清晰度，削弱可懂度。l 采用左右声道系统：典型的音响系统就使用舞台左通道和舞台右通道系统的主扬声器，放置在舞台两侧的这些扬声器阵列，以还原整个音乐频谱，同时又不影响视线。由于使用两个分开的音源，立体声就有可能实现、创造音乐的“声音舞台”没有问题了，扬声器可以放在与演员同一个物理平面上，声音的定位就更加真实。立体声依靠左右扬声器之间的最大重叠来实现，沿听众区中心线座位外的任何座位，每个扬声器到听众的传播路径长度是不同的，从两个扬声器阵列发出的共同信号将会发生相位抵消现象，这是因为声音最终到达人耳的时间不同所致。传统左右通道系统的两个扬声器通常都是按全频带扩声而设计的，对于人声扩声来说，特别的低音重放是没有必要的2.4.2. 扩声设备的组成声源设备指拾音设备、影音信号播放设备如：拾音话筒、CD、MD、DAT、DVD等设备和数字音频播放设备如：计算机及远程音频系统等调控设备指对声源设备送出的音频信号等多路的音频信号进行前级的放大和混音输出、音频信号处理的设备，如：调音台、均衡器、反馈抑制器等设备放大设备指对经过调控设备在混音输出、信号处理后的信号进行后级功率放大设备，这里指专业功率放大器重放设备指将经过后级功率放大器放大的音频信号进行电声转换并释放出来，表现为人耳可懂的音频信号的设备，这里指扬声器2.4.3. 扩声系统重要术语声压级人耳可听见的声压范围非常大，期间相差一百万倍，用声压来表示和计算都很麻烦，人们引用声压的相对大小称之为声压级来表示声压的强弱，以分贝（dB）为单位表示，在音响工程中有一个很重要的概念是：距离每变化一倍，声压级就相差6dB，功率增加一倍，声压级增加3dB，声压级以及相关环境的参考见下表：0dB30 dB50 dB60 dB100 dB140 dB160 dB180 dB可闻钟摆声一般对话大声讲话飞机引擎飞机起飞导弹发射核爆炸灵敏度它的定义是馈给扬声器1瓦功率的电信号，离扬声器轴线1米处产生的声压级为扬声器的灵敏度。它是衡量扬声器系统电声转换效率的重要参数，也是衡量扬声器性能的重要指标，同样功率的扬声器，A的灵敏度比B的高6dB，那么要得到声场中相同的声压，A用一只，B就要用4只，A用一台功放机推动，B就要用同样的功放机四台推动才能达到A的声场效果扩声功率指达到系统的设计声压级时，系统的扩声设备所需要的额定功率，系统地声压级是通过它来表现的，而且它的选定对工程造价影响较大混响时间指一个稳定的声音信号突然中断后，在厅堂内的声压级跌落60dB所需要的时间，它的参数由建筑结构和装饰材料决定，是厅堂非常重要的建筑声学属性参数，它的取值对厅堂的音质影响非常大，200平方米以下的环境可取0.8-1秒，200-400平方米的环境可取1.0-1.2秒，以上为参考值。2.5. 视频显示及投影系统视频信号源设备指播放设备如：视盘机（VCD、DVD）录像机（VCR、VTR）等和信号采集设备如：视频展台、摄像机和视频会议终端网络视频设备指经处理PC机输出各类数字信号的网络视频设备后台处理设备指编辑导播系统如：非线性编辑系统、特技台、监视器、视频信号处理设备（矩阵台和分配器）、压缩存储设备等及控制设备如：CCU、云台控制器、适配器、视频HUB设备等显示设备指经过处理的视频/数据信号进行转换并释放表现出来成为可视信号的设备，这里指投影机或其他显示设备。从教学角度出发，在满足学校要求的前提下，本项目建议选择视频展示台、作为教室端视频信号源设备，选择投影机及投影幕布作为教室端视频显示设备，在产品选型上尽量压缩设备所需费用，争取达到最优的性能价格比。对于投影机对质量和耐用性有较高要求，我们选择国际比较先进、主流的产品，并在我们的工程项目中应用比较好的品牌和型号。投影机的选择首先要明确所要显示信源的性质，即其行频是多少,是由显示卡输出的。根据所显示信源的性质，投影机可分为普通视频机、数字机、图形机三类。只显示全电视信号时，如卡拉OK厅播放录像带，可选择普通视频机；要显示VGA输出的信号，可用行频60KHz以下的数据投影机，选择数字机，为了节约资源，做到恰到好处，则可按实际的投影内容决定购买何种档次的投影机，若所放映的软件是以一般教学及文字处理为主的，则选购分辨率为640480（VGA）;若要求高一些，则要选择SVGA（800600），如LP260/LP340,（1024768），如LP350，当显示高分辨率图形信号时，须选择行频在60KHz以上的数字机。其次要确认安装方式，投影机安装方式分为桌式正投、吊顶正投、桌式背投、吊顶背投。正投是投影机的观众在一侧；背投是投影机与观众分别在屏幕两端。如果临时使用，可选择桌式正投，这种方法受环境光影响较大，布局凌乱。如固定使用，可选择吊顶方式。如果空间较大，土建时有统筹安排，选择背投方式整体效果最好，如空间较小，可选择背投折射的方法。第三要搞清显示环境，如房间大小，照明情况，如房间面积较小，可选液晶投影机。当显示环境面积较大，没有日光照射，照明灯光较暗，相对固定使用，可选择CRT投影机。当对环境光要求不高，显示面积特大，显示高分辨率图形信号，可选择LCD光阀投影机；不必显示高分辨率图形信号，而追求显示画面的均匀性和色彩的锐利性，可选择DLP投影机由于此项目选择投影机应用于学校多媒体教室，播放内容多为多媒体，要求投影机的色彩还原性好，具有较好的图像质量以及亮度，建议选择LCD投影机.2.6. 数字监控系统数字监控系统通过控制室端的数字监控平台实现对教室端情景的监看实现对教室端贵重设备的远程监控；同时该系统配合双视频流软件实现主讲教室与听课教室的双向视听、真正实现听课教室的无人值守、实现远程双/多视频流听课。这样针对目前各个学校扩招而师资力量相对匮乏的现状，可通过这种远程听课，让更多的学生听到名师的授课，进行示范教学。该系统采用先进的H.264视频压缩技术，具有图像清晰、分辨率高、实时监控、同步备份、事后查询、系统稳定的特点，满足考场电子化监控技术要求技术要求，可以实现本校监考老师的监考，并可通过数字硬盘录像机实现考场的硬盘录像。下面针对本子系统组成进行说明。2.6.1. 系统结构数字视频监控系统由教室端视音频、音频信号采集，控制信号采集，部分；数字编码部分；传输部分；控制部分；以及显示和记录部分五大块组成。l 教室视音频、控制信号采集部分教室端视音频信号采集部分由摄像套件、拾音器组成；选择高性能的一体化彩色摄像机，完成高精度视音频信号的采集；通过拾音器/话筒和音箱或耳麦，可以实现教室与主控室之间的IP对讲功能，在有意外情况发生时，网管老师无需到教室，通过IP对讲可以实现与教室及时方便的对话。视音频输入信号、音频输入信号，云台镜头控制信号传输给JYD多媒体网络中控。l 数字编码部分JYD多媒体网络中控可接收来自摄像头的模拟视频信号和来自拾音器的模拟音频信号，将其数字化，利用硬件压缩芯片实时压缩为H.264码流，并通过以太网接口发送到网络上。这些码流可由我公司专用软件接收、处理。并且该终端将云台镜头，红外、微波探测器的控制信号进行数字编码。使得教室端的视频、音频信号和控制信号可以在校园网中传输，实现远程数字视频监控。l 传输部分通过JYD多媒体网络中控，将视频音频信号采用H.264ITU G.722编码，控制信号进行数字编码，符合TCP/IP协议标准，通过以太网接口发送到网络上，在校园网中传输。l 控制部分通过JYD多媒体网络中控内置的云镜解码器模块，选配此模块后，可由终端多媒体网络中控直接控制云台和镜头。整个系统的控制部分主要监控软件及相应的模块来完成，实现集中控制、集中管理，网管只需要在主控、分控计算机上，就可以完成对教室端视音频信号的监控，从而完成设备监控、校长的教学评估和观摩教学；能够灵活控制云台、镜头，如镜头的伸、缩，云台的转动。l 显示和记录部分显示部分可以由电视墙中的普通电视（需要配置数字解码器），同时可以在多台监控主机上实现监控显示，完成学校所有教室视频的监控。并且随时进行硬盘录像，以便作为凭证和示范教学的素材。2.6.2. 系统建设2.6.2.1. 控制室主要设备数字监控平台数字监控平台主要完成对教室的多画面数字监控。数字监控的程序可以接收终端传送回的视音频码流并显示。可以单画面、4画面或者9画面显示数据，可以监听任一路音频。可对监控的视音频信号进行存储、回放。并可以对相应的云台进行操作。每个画面的地址、组播地址、端口、云台ID等都是可以设置的。数字监控提供数据的存储功能，可以设置将某路数据自动保存到硬盘上。文件可以直接用windows系统中的媒体播放器或超级解霸、PowerDVD、WinDVD等MPEG播放软件来进行播放。数字监控软件提供对已保存文件的回放功能。如下图所示：l 数字监控平台主要特点利用本系统强大的多媒体流数字化编解码能力和Internet城域网发布功能，可以轻松实现Internet和城域网上的远程教学与远程监控。其中远程教学包括两个方向的含义，一是指从Internet城域网上实时接收教育信息和教学场景，并在校园网内播放进行教学；其二是指把本校教师的教学过程和电子教案等实时发布到Internet城域网上，向异地学生远程授课。基于同样的原理，校园内的数字监控信息送到校园网上以后，再经过一个代理服务器的处理，就可以发布到Internet上，并且被Internet上任意的安装了接收软件的计算机接收到并显示，实现校长、家长远程监控。为了适应Internet发布，要求代理服务器具有Internet实际IP地址，可以采用WEB发布的方式，并且需要对校园内的数字监控信息作再压缩处理，变成适合Internet低速传输的形式。校园视频会议，前面说过，通过在教室安装摄像镜头（包括云台）和拾音器，并在教室的多媒体网络中控中安装数字编码模块，就可以把模拟的监控信号经过数字化后，从教室端送到校园网上。在校园网中的任意一台计算机，只要安装相应的接收服务软件，就可以接收监控信息并实时地显示出来，其它的教室终端，同样可以通过网络接收此数字监控信息，并经过解码后在本教室的电视机或其它显示设备上播放。班级之间可以互相发送和接收监控信息，并允许对接收的内容可以任意控制。并且“多网合一”系统通过实时数字化压缩编码技术、多媒体控制技术的应用，全面支持有线电视、卫星电视、录像机、VCD、DVD等传统节目源及相关设备的数字化传输与网络化控制的接入，可任意点播调用授权范围内的卫星电视、有线电视、公共广播、录像机、VCD、DVD等任意节目源，并可对录像机、VCD、DVD等传统节目源设备进行实时播放控制，如：切换、快进、快退、播放、暂停等。从而实现交互式网络电视教学和视频会议。l 数字监控主机配置的建议CPUP4 1.7G以上内存512M以上显卡Matrox G550以上，3D加速，支持YUV显示。64M以上显存软件Windows2000/XP Professional2.6.2.2. 多媒体教室主要设备终端编码卡多媒体网络中控配置终端编码卡，配合教室端的视音频采集设备摄像头套件，实现教室端视音频信号的编码回传。编码卡备有一路视频输入接口和一路模拟音频接口。接收来自摄像头的模拟视频信号和来自拾音器的模拟音频信号，将其数字化，利用硬件压缩芯片实时压缩为H.264/G.722码流，并通过PCI接口传送给主机CPU，经其以太网接口发送到网络上。根据用户应用需要，可在体育馆、报告厅、教室等任何有校园网信息点的地方，安装带有编码卡的“多媒体教学工作站”。该工作站可以接入CCD摄像机，并附有云台、镜头控制器。可以将现场声像编码压缩后，经过校园网传输到指定的教室、办公室等播放收看，实现网上教学评估、网上电视直播、教师自我评估训练、网上电子监考等功能。数字监控主机可将图像实时存储，并可对云台、镜头进行实时控制。l 产品特点u 多制式、高画质视频采集。视频采集芯片支持PAL-B/D/G/H/I/N/，NTSC-M/Japan/4.43/，SECAM等世界主要视频制式，可接收来自录像机、DVD/VCD机、摄像机、摄像头、具有视频输出功能的电视机等多种常用设备的视频输出信号；采集芯片内置抗闪烁滤波器、自适应梳状滤波器、亮度/色度/对比度校正器、视频模拟放大器及自动增益控制器等模拟处理单元，可对视频信号进行调理，确保信号质量；采集芯片的模数转换部分采用9BIT量化，保真度高，可达到广播机要求。u 高保真立体声采集。音频采集芯片内置多种信号调理单元，支持双声道96kHz，24BIT高采样率、高精度采样，采样信噪比高达100dB。可确保音频品质。u 硬件确保音视频同步。普通音视频采集卡音频与视频没有严格的同步关系，容易导致音视频失步。典型现象是在开始采集时，音视频基本同步，图像动作与声音基本一致；由于音视频之间的失步误差的累积效应，时间越长，误差越大，图像动作与声音之间的时间差会越来越大。为避免此现象，编码卡采用了锁相环技术，即音频采集的时钟与视频信号锁相，保证每帧图像对应的音频数据采样数量相同，从而保证了音视频的严格同步。u 采用低码率H.264编码方式，得到高质量的图像效果。同MPEG4相比，在同等图像质量下，H.264 的码流降低了40左右；在同样码率的情况下，图像质量可以提高40左右。u 容错能力强、网络适应能力强。提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具，能适应不同的网络环境。l 技术参数u 视频输入：1路复合视频信号CVBS，75欧，1Vppu 音频输入：1路立体声信号，1Vpp，u 视频压缩格式：H.264u 图像分辨率：D1, 2/3D1 1/2D1 CIFu 音频压缩格式：ITU G.7222.6.2.3. 其他功能软件l 双视频流/示范教学平台通过双视频流教学平台，可以将教师授课的场景，教师使用的电子教案内容（可以是任意一台联网的pc或笔记本）同步传送到网络上，通过接收软件可以同步显示现场图像及电子教案内容，并可将老师授课内容和课件画面进行编辑，将这些内容保存制作成教学评估素材，供大家观摩、评估。对于双视频流的传输内容，可以是以下四组信号的任意一组：u 镜头的视频（教室授课的场景）拾音器的音频（教室上课的声音）；u 计算机的VGA输出（老师所讲课件画面）计算机的音频输出（老师所讲课件声音）；u 实物展台的视频实物展台的音频；u 镜头的视频（教室授课的场景）麦克风（为提高讲课声音和评估音频质量，老师可用麦克来扩音）。双视频流的接收端，可以是多媒体网络中控，也可以是PC机。教室工作站可以通过菜单进入接收状态。在该状态下，会显示被监看的计算机画面和监控的教室画面。教室画面可以有四种