全自动录播教室信息化建设方案.doc

全自动录播教室信息化建设方案导读：智慧教室-全自动高清录播系统整体设计方案北京 XX 信息技术有限公司 2018 年 X 月目第一章1.1 1.2录项目概述 -3项目背景-结束语: 全自动高清录播教室在教育信息化建设中属于优质教育资源的智慧教室-全自动高清录播系统整体设计方案北京 XX 信息技术有限公司 2018 年 X 月目第一章1.1 1.2录项目概述 -3项目背景- 3 项目需求- 4第二章2.1 2.2 2.3 2.4 2.5方案设计 -6系统概述- 6 设计原则- 8 设计目标- 10 系统设计- 11 应用优势- 12第三章3.1 3.2 3.3全自动高清录播系统概述 - 15系统概述- 15 系统详细功能介绍 - 18 产品参数- 23第四章4.1 4.2 4.3教学资源集中管理平台概述 - 48概述 - 48 平台功能详细介绍 - 49 产品参数- 58第五章5.1 5.2 5.3 5.4环境要求 - 66灯光系统设计 - 66 吸音处理- 69 温度和湿度要求： - 70 供电的要求： - 71第一章 1.1 项目背景项目概述以云计算、物联网、新一代互联网、新一代移动通信技术为代表 的新一轮信息技术革命，正在不断催生新技术、新产品、新业务，推 动信息产业升级，改变信息化发展模式。国家中长期教育改革和发 展规划纲要（20102020 年） 指出： “信息技术对教育发展具有革 命性影响，必须予以高度重视” ；教育部教育信息化十年发展规划 （2011-2020 年） 明确了教育信息化发展目标：基本建成人人可享 有优质教育资源的信息化学习环境；基本实现宽带网络的全面覆盖； 教育管理信息化水平显著提高； 信息技术与教育融合发展的水平显著 提升。2012 年 9 月 5 日，刘延东在全国教育信息化工作电视电话会议 上的把握机遇,加快推进，开创教育信息化工作新局面讲话中指 出， “十二五”期间，要以建设好“三通两平台”为抓手，也就是“宽 带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通” ，建设教育 资源公共服务平台和教育管理公共服务平台。这是当前教育信息化建 设的核心目标与标志工程。2012 年 11 月 23 日，第十二届中国教育信息化创新与发展论坛， 教育部副部长杜占元指出，学习贯彻十八大精神，全面落实全国教育 信息化工作电视电话会议要求， 就是要准确把握新形势下教育信息化 的主要任务，重点推动“三通两平台”建设。要通过探讨交流更多的教育信息化工作经验，相互促进，开拓创新，扎扎实实推进教育信息 化工作取得新进展。2014 年 4 月 22 日至 25 日，由教育部主办的“2014 年第一期教育 厅局长教育信息化专题培训班” 上， 教育部副部长杜占元做了题为 “深 入贯彻落实党的十八届三中全会精神，推进教育信息化工作大见成 效”的报告，重点分析如何构建推进教育信息化工作的有效机制，以 及不断探索创新有效机制， 加快构建信息技术与教育教学深度融合的 机制，在此基础上提出了“一个核心理念，两个方针的基本思路、三 个层次的战略部署”的具有中国特色的教育信息化发展路子。并就利 用信息技术探索教师协同备课和网络研修模式， 普遍提升教师课堂教 学质量，提出了“一师一优课，一课一名师”的活动。1.2 项目需求 在这些政策导向的作用下，依托精品录播系统+常态化系统+ 互动教学+资源管理应用的形式，形成教育视频资源的采集、制作、 管理、应用、分享的一套完整应用模式，形成“共建共享”的教育资 源累计，形成特色鲜明、符合当地需要的优质数字教育资源，促进信 息技术与教育技术的深度融合，促进教学质量提升，实现教育资源共 享，体现三通两平台的基础投资的实际应用价值。这些需求基本可以 归纳为： 在学校内的校级视频资源应用平台， 能有效管理校内的精品录 播教室及常态化录播教室所录制的视频， 录制的视频可以自动 上传到区域级平台； 在平台中，每个老师和学生有唯一的账号，可以通过平台进行 教育视频的点播、直播观看、参与教研活动；并可对视频进行 评价，通过使用形成优质资源的形成机制；实现多种基于视频 的业务目标：针对教师可以进行课后反思、公开课、优秀课评 比、微课制作；针对学生可以进行课后复习、课外学习、翻转 课堂学习；针对管理部门可以进行教学效果评估、微格教学、 网络教研、微课大赛等；平台为每一个用户提供符合三通两平 台要求的人人通学习空间，并实现“名师课堂” 、 “名校网络课 堂” ；后台提供组织结构、人员的管理；视频的自动转码、审 核、管理；教研活动的管理、评审标准、专家组织等，可在实 现对平台有效管理的情况下减少管理工作量； 充分符合目前移 动互联网的发展情况，提供多种访问形式，包括 PC 使用的版 本以及移动终端使用的 APP； 教育局可以对所有学校内的录播教室进行集中的管理， 包括设 备管理、集中录播、远程导播、集中巡课等； 可以利用校内的精品互动录播教室， 在学校之间组织开展远程 教师培训、网络教研、远程述职答辩、考场实时监控、远程教 学辅导等，实现教育资源共享； 常态化录播系统能够和精品课录播系统统一管理， 包含设备管 理、资源管理等； 常态化录播系统能够和视频监控及监考系统统一融合， 减少设 备投资，统一管理； 学校常态化录播教室作为平安校园及日常课程录制的基础设 备，授课教师上课时可以自行录制上课内容，并且可以通过教 师自己的 U 盘进行录制，下课即可以将上课视频点走； 所有录播教室（精品全自动录播和常态化录播）设备均具备多 个机位，包含老师机位和学生机位，并且可以自动跟踪拍摄老 师，实现镜头的自动切换； 所有的上课内容都可以实现录制， 并且在学校经过简单删选后 定时上传到教育局平台； 所有录播教室上课实况均可以通过教育局平台进行直播； 整个平台和方案的使用和管理要简单，维护工作量要小。第二章 2.1 系统概述 随着信息技术的发展， 现代教学技能与传统的教学技能有了根本 的不同。录播系统在现代教学中的应用已经越来越广泛,已越来越多 的被教育教学单位用来改善教育模式，改进教学、培训技术、提高教 学、培训质量的主要手段和必备措施。特别今年来随着国家“精品课 程”建设项目的开展，计算机多媒体技术、网络技术等新技术的不断 更新发展，推动了教学手段现代化进程。在现代化教学过程中，精品 课程建设已成为各大院校教学质量与教学改革工程的重要组成部分， 建立一套现代的多媒体录播系统，对于培养高素质、高教学技能的学 生有着重要的作用,使学生在受教育过程中将主观与客观有效结合把 握所学， 并在科学的教学模式中充分发挥受教育者立体思维的积极作 方案设计用，从而将传统教学活动与现代信息教学方法有机结合，提高整体教 学水平， 使之更好地适应正在到来的信息的信息化社会对于教育发展 的新要求。我们公司凭借多年的教育信息化经验， 结合自身强大的技术研发 优势，以国家教育部 2011 年出台的教育部关于国家精品开放课程 建设的实施意见和国家教育部 2012 年颁布了精品视频公开课拍 摄制作技术标准为设计标准，围绕学校落实“一师一优课、一课一 名师” 建设要求为建设目标，在充分了解学校需求的目标后设计精 品课堂教学录播系统应用方案； 本系统方案应用了现代多媒体网络技术，协同控制录制机、摄像 机、吊麦、音频处理器等现代视听设备，通过触摸屏或电子白板，营 造出一个高精度屏幕显示、高保真音质的现代化多媒体视听教学环 境。使多媒体教学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，减轻了工作人员跟踪拍摄及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，极大 程度上提高了教学质量。通过软硬件产品的全方位结合，把多媒体高 清视频采集进行广泛应用，以信息技术为手段，以精品课程建设为契 机，全面推进师资队伍建设和网络多媒体教材资源建设，发展优质资 源共享机制，提高教学水平，更加方便、快捷、有效的实现精品课、 评优课的课堂实时录制，实现远程视频直播，还可供广大师生、教研 员课后点播观摩评价，完成知识传承和进行校际课程交流。2.2设计原则 根据产品使用特点及设备维护特点进行综合评估， 本方案在设备选型均选择了经过社会广泛使用的成熟设备和技术，在系统整合上， 重点突出了整个系统技术的先进性、系统架构的灵活性和可发展性、 运行的稳定性和可靠性，同时又力求整个系统操作容易、便于维护、 兼容性强，具有一定的开放性，系统设备的选型应遵循以下原则： 1、 先进性 l 一体化硬件设备，嵌入式 Linux 操作系统，B/S 架构设计，高度 集成图像识别跟踪、自动导播、直播、点播、非线性后期编辑等 系统模块； l 系统采用自主研发的新一代图像跟踪导播技术，采用云台高清摄 像机进行跟踪，能平滑、准确、快速、自然的完成场景跟踪和定 位； l 平台具有丰富的功能模块，除了具备直播、录制、云录播、点播、 互动、教研等基础模块外，还具备视频切片、添加字幕、自动转 码、移动端软件等功能，能够满足一系列的教学活动； l 随时随地录制上传，完全不受时间、地点等因素影响；可在教室、 办公室、户外等场所录制上传； l 运用国际领先的标准音视频编码技术，同时满足多格式封装、高 清高质、高质底码等各种应用需求；率先将手动导播切换语言融 入到云录播中，实现教学场景的完整完美真实记录。2、 实用性 l 支持目前流行的流媒体格式文件； l 系统设计应符合工程的实际需要； l 远程控制，可通过 PC、移动终端等设备通过远程进行干预控制； l 系统配置即强调先进性也要注重实用性，应注意系统配置的经济 效益，达到综合平衡； l 管理智能化、录播图像高清化、数据网络化、使用自动化，集中 控制，方便操作，减少运营成本； 3、 灵活性 l 支持跨网段； l 建构完全简单化，减少繁琐、复杂的中间架构； l 支持手机、PC 等各种终端观看； l 系统简单安装布置，自动化程度高，使用方便，操作简单； 4、 可靠性 l 具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力，能长期 稳定的工作， 满足 724 小时工作要求； l 各种终端控制的可靠性：可通过远端 PC、移动终端进行控制； l 各种控制方式的可靠性：可通过教室端 WEB 页面控制和微课云平 台端进行控制 l 控制方式的多样性：远端控制教室录制、停止、码流设置、导播 切换、添加视频、片头片尾等功能； l 系统故障率低，维护维修方便；5、 兼容性 l 系统建设具有良好的兼容性，录制格式的多样性将保证系统建设 和现有的系统资源以及未来的资源格式需求， l 直播系统与 WINDOW 操作系统无缝连接， 支持各种 PC 浏览器终端、 Andriod 移动设备设备收看直播，无需安装专用播放插件。l 平台可上传各种格式的视频文件，并将视频文件自动转码为流媒 体格式。l 兼容各种浏览器打开，包括火狐、IE、百度、搜狗等各种浏览器。2.3 设计目标 “录”就是将教师上课、讲义（PPT） 、学生发言的上课内容，通 过摄像机、话筒、录播主机记录为视频格式或网络流媒体格式。在本 机录制的同时还可上传到资源管理平台上。“播”就是对录制的内容 通过网络同步播出，实现课件的直播和点播。IP 网络收看端通过 Internet Explorer 收看资源管理平台开放页面的直播或点播内容。但无论“录”或“播”都要取决于前端视频的“采集源”。随着多媒 体高清课件在教学过程中应用的日益广泛，专业摄像越来越主流，摄 像机也朝着高质量、固体化、小型化、自动化、数字化等性能全面的 方向发展，代表了现代摄像机的技术水平。“佳源”+“优录”+“畅 播”构成了专业录播系统，用以实现教学现场和教学课件全方位、立 体化的录制、直播、编辑和点播。本方案主要完成以下目标： l 教室搭建全自动录播教学系统，完成国家级精品课程和省级精品课程录制，建立学校优秀/骨干教师课程库； l 全面提升学校的软硬件的信息化环境，为学校发展积累丰富的教 育教学资源，形成学校优质资源和特色资源； l 建立教育局教学资源云平台，搭建相互观摩、借鉴的网络平台， 实现远程教学互动，达到教学资源共享平衡； l 促进教育局教学信息化建设的进程，统一优质教学资源的标准， 提升教育信息化水平，从而推进义务教育均衡发展，提高教育质 量； l 建立在线学习交流平台，实现学生自主学习、充分享受优质资源 最佳的主动学习环境。l 开放的优质教育资源为学生提供服务，利用各种教学课件，激发 学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力； l 建立教师教研空间，为教师进行自我学习、评估评比，教学能力 提高，提供交流学习的平台； l 积极做好教师个人知识管理，专家引领、同伴互助，提高教科研 能力； 2.4 系统设计2.4.1 方案设计概述 通过对项目建筑和应用需求了解，项目共有教室 XX 间，涉及目标 对象包括有精品录播教室、观摩室、直播观看教室等，在充分了解学 校需求和项目现场情况后，整体方案设计架构如下： 1) 学校教室端设备：常态化录播教室/多媒体显示设备；2) 学校机房：教育视频资源应用平台；集中录播管理平台；硬件 服务器2.4.2 产品组成 录播教室的作用在于对教师行为、学生行为、教师电脑的 VGA 信 号进行采集，在全自动的模式下，老师、学生只需正常上课即可，无 需佩戴任何设备。系统自动将视音频记录后存放到录播主机中，保存 为标准的 MP4 视频格式。录播教室设置有教室特写摄像机一台、教室 全景摄像机一台， 学生全景摄像机一台， 讲台 8 英寸触控导播台一台， 教室音响系统一套、交互式教学一体机一台； 2.5 应用优势1、 一体化设计、功能高度集成 录播主机硬件一体化设计，内嵌采集模块、录制模块、直播模块、 点播模块、 图像识别跟踪模块、 导播切换模块、 图像分割及拼接模块、 本地回显输出模块。2、 创新图像识别跟踪设计，性能优越录播主机内嵌图像识别跟踪模块，无需额外跟踪主机和分析摄像 机，采用全景摄像机进行高清图像分析，创新图像识别跟踪设计，相 比传统录播主机+跟踪主机的组合方式，架构更简单，性能更优越， 稳定性更高，跟踪更精确。3、 先进的图像识别跟踪技术、高清图像分析 录播主机内嵌图像识别跟踪系统，无需额外增加跟踪主机及分析 摄像机，利用全景高清摄像机进行图像分析，采用行业最先进的三维 立体高清图像分析技术+目标外形特征检测方法+脸部特征检测方法 最先进跟踪算法，跟踪准确率达到 90%以上，支持低龄学生、身高差 大的班级。4、 优秀的跟踪切换策略 图像识别跟踪系统支持创新的“宽动态画面防抖技术” ，支持多种 自定义跟踪策略、支持多种自定义切换策略，支持多级特写模式； 5、 高清采集、广播级画质 录播主机支持同时采集 3 路高清云台摄像机/广播级摄像机+2 路 电脑 DVI/VGA 信号采集，每路视频图像分辨率达到 1080P，视频处理 器采用顶尖 H.264high profile4.2 高清视频编码技术， 纯硬件 DSP 方式 采集高清视频及 VGA 信号，代表了业界最高的画质水平，更清晰更 细腻画质；AAC 高清音频编码技术，CD 级音质； 6、 多流&单流同步录制 单流文件&多流文件同步录制，单流文件可选电影模式/画中画模 式/画外画模式，多流文件支持多路信号录制，可实现每路输入信号分别保存为单独的文件的功能，可自定义类别进行分类录制、分类存 储，支持高码流和低码流同步录制。7、 大容量的直播/点播平台 录播主机采用高性能处理器，2 路千兆网络接口，无需额外增加 服务器或 PC 机，即可实现 50 路直播视频并发，内置 VOD 点播模块， 可通过网络进行视频文件在线点播。支持用户、节目的分级别管理功 能，用户经过认证和授权后才能观看直播和点播文件。8、 多种导播方式，操控一步到位 录播主机内嵌导播模块，打开浏览器即可实时导播，可选择自动/ 半自动/手动三种导播方式，可多个预置位设置，支持预置位导播模 式，具有扩展硬件导播台及 8 英寸触控屏导播等多种导播方式。9、 嵌入式触控屏一键管控 录播主机可外扩展 8 英寸嵌入式触控屏，布置于教室讲台，一键 式管控录播主机，实现输入源画面监控或输入源画面导播切换，可对 主机进行录播模式功换、启动及停止等操作，触屏一键设计，操作方 便快捷，轻松掌控课堂。10、 互动视频终端无缝对接录播主机配备 DVI 高清视频输出接口及音频输出接口，可与我们 互动视频终端无缝对接，实现远程互动实时教学，轻松搭建在线课堂 /互动课堂。11、 简约设计、简单易用录播主机高度集成采集、录制、直播、点播、图像识别跟踪、导播等所有功能，硬件一体化简约设计，B/S 架构网页管控，安装、调 试简单易用，1 小时可完成系统安装和调试； 12、 ST 分析技术在获得课堂视频的同时， 自动采集生成记录大量名优教师教学习 惯的行为数据，为年轻教师的模仿学习提供前沿技术支持。13、 虚拟切片技术该技术是一项由录播设备及平台软硬结合的技术，用户可在录制 完视频后，由平台自动生成知识点微课、教学环节微课，大大降低传 统微课制作的难度。第三章 3.1 系统概述 我们全高清智能录播系统是一款为教育行业制作高质量精品 课件而量身定做的专用设备，可以为各类学校提供实时录制、直播及 后期点播精品公开课视频服务。系统为一体化硬件设备， 静音式设计， 采用 12V DC 电源供电，嵌入式 Linux 操作系统；采用纯硬件 DSP 方 式采集高清视频及 VGA 信号， 支持 6 组本地信号输入以及 1 组 6.35mm 立体声音频输入接口和音频 RCA 立体声音频输入接口。系统支持多流 多画面/单流单画面/单流多画面录制方式， 录制的文件格式支持 MP4 方式，支持多种文件格式同步录制的功能。系统支持多路信号合并录 制成单一文件的同时， 可实现每路输入信号分别保存为单独的文件的 功能。全自动高清录播系统概述我们全高清智能录播一体机不仅可使用 IE 浏览器、专用管理软 件及中央控制系统进行控制，主机还配备无线触摸屏，通过触摸屏点 击可实现输入源画面监控或输入源画面导播切换； 可对主机进行录播 模式功换、启动及停止等操作；支持互动远程画面切换功能。为了更 方便管理员对录播主机的画面信号进行集中式监控， 系统配备了 HDMI 监控输出接口，支持本地高清视频信号的实时预监。1、 高度集成化，功能 ALL IN ONE； 嵌入式硬件设备，内嵌实时录制、实时直播、后期点播、图像点 击跟踪等功能，在提供强大的功能的同时，也体现了非凡的集成性。2、6 路 1080P 同步编、解码，H.264 高清视频编码，AAC 高清音频编 码，还原真实场景； 我们全高清智能录播一体机采用嵌入式操作系统及 DSP 硬件采 集芯片，支持 6 路本地 1080P 高清视频信号/VGA 信号的同步采集， 视频编码采用目前国际上领先的 H.264 High Profile 高清编码方式， 音频编码采用 AAC 高清音频编码方式， 正由于采用了这些优秀的编码 算法， 让我们全高清智能录播一体机可以轻松获得纤毫毕现的细腻画 质，丰富绝伦的图像细节。3、 全新内嵌“图像识别+图像点击”双核图像跟踪处理模块，轻松 实现摄像控制； 我们全高清智能录播一体机内嵌 “图像识别+图像点击”双核图 像跟踪处理模块， 图像识别跟踪模块采用我们新一代图像识别处理技 术，仅需简单的初始化设置，自动图像跟踪拍摄，同时，系统提供了视频的图像点击跟踪功能，所见所点即所得，操