全自动课程录播系统方案

中庆全自动课程录播系统

建

设

方

案

目录

第一章项目设计概述.............................................................5

1.1项目概况.................................................................5

1.2设计描述.................................................................5

1.2.1设计原则.............................................................5

1.2.2设计标准.............................................................6

第二章需求分析及技术应答......................................................7

2.1物理建设需求分析........................................................7

2.2功能建设需求分析........................................................7

2.3技术应答.................................................................7

第三章录播系统方案综述........................................................8

3.1方案整体描述............................................................8

3.2系统背景介绍............................................................8

3.3系统应用范围............................................................9

3.3.1网络课件制作.........................................................9

3.3.2优质课程资源库建设..................................................9

3.3.3远程教学应用........................................................9

3.3.4教学技能训练、微格教学评估.........................................9

3.3.5企事业单位培训、专家报告、重要会议录制...........................9

3.4关键技术介绍...........................................................10

3.4.1DSP.......................................................................................................................10

3.4.2VGA采/编...........................................................10

3.4.3远距离拾音技术.....................................................11

3.4.4空间网络定位及跟踪技术............................................12

3.4.5网络流量控制技术...................................................13

3.4.1安全管理体系........................................................14

第四章全自动课程录播教室建设方案............................................17

4.1系统概述................................................................17

4.2系统拓扑图..............................................................17

4.3录播教室系统组成.......................................................18

4.3.1多媒体教室模块建设.................................................18

4.3.2跟踪系统建设.......................................................37

4.3.3环境建设............................................................39

4.4系统功能特点...........................................................45

4.4.1五种录制模式，满足不同场合需求...................................45

4.4.2三种录制控制方式（全自动/手动/手自一体）.........................47

4.4.3Windows标准流媒体格式输出.......................................49

4.4.4系统简单易用，一键录播............................................49

4.4.5场景智能策略控制，全程全场景全自动录制..........................49

4.4.6全场景全自动拾音，完美还原现场声音...............................51

4.4.7模板化录制.........................................................52

第五章课程资源管理系统.......................................................57

5.1网络中心系统概述.......................................................57

5.1.1网络中心系统概述...................................................57

5.1.2服务器..............................................................57

5.2系统管理程序...........................................................59

5.2.1用户和用户组管理...................................................59

5.2.2用户权限管理.......................................................62

5.2.3资源配置管理.......................................................63

5.2.4课表管理............................................................63

5.3课程应用系统概述.......................................................64

5.4课程资源管理系统......................................................64

5.4.1资源目录管理.......................................................64

5.4.2分级目录管理.......................................................64

5.5课程资源点播系统.......................................................64

5.5.1课程资源浏览、点播.................................................64

5.5.2课程相关参考资源上传..............................................65

5.5.3课程资源下载.......................................................66

5.5.4课程资源检索.......................................................67

5.6课程直播系统...........................................................67

5.6.1基于课表直播.......................................................67

5.6.2基于教室直播.......................................................69

5.7微格教学评估系统.......................................................70

5.7.1微格教学评估系统概述..............................................70

5.7.2课程资源的微格教学评估............................................71

5.7.3课程资源的打点.....................................................72

5.7.4课程资源评论及网络书签收藏.......................................73

5.7.5评估、打点记录的管理..............................................73

5.8教研交流系统...........................................................75

10.3.4进度管理..........................................................94

10.3.5文档管理...........................................................94

10.4产品质量保证体系......................................................94

10.4.1高质量的系统设计是质量保证的第一步..............................94

10.4.2完整的进度汇报制度、方案审核制度和问题反馈处理体系...........94

10.4.3严格的测试保证质量...............................................95

10.4.4工程质量管理措施..................................................95

第十一章工程实施及验收方案...................................................97

11.1实施组织规划..........................................................97

11.2实施前准备............................................................97

11.2.1系统联调测试......................................................97

11.2.2实施人员组织及安排...............................................98

11.3实施进度表............................................................98

11.4项目实施流程..........................................................99

11.5项目实施进度控制.....................................................99

11.6工程测试与验收.......................................................100

11.6.1关于工程测试与险收...............................................100

11.6.2文档的提交........................................................101

11.7培训方案内容和计划..................................................101

11.7.1系统管理员........................................................102

11.7.2应用教师..........................................................102

11.8培训方式.............................................................103

11.9培训课程.............................................................103

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顼目—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“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。

X2L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

空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。

122设计标准

1、网络设计和网络设备符合以下标准：

1)IEEE802.310Base-T网络标准;

2)IEEE802.3lOOBase-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办议，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)ANSIEIA/TIA607民用建筑通讯接地标准；

3)ANSIEIA/TIA-568A商务建筑布线标准；

4)ANSIEIA/TIA-569A商务建筑通道标准；

5)ANSIEIA/TIA~606商务建筑布线系统文档建立标准；

6)EIA/TIATSB-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)GB6510-86《30MHz-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/HDzQX001-2002o

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、视撅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，货源孤立，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，通过录播系统遂行全方位的录制，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

3.4.1DSP

数字信号处理是一种将现实世界中真实的模拟信号(Analogsignals)转换为计算机能

够处理的数字信息(Digitalsignals)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)o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

SignalProcessor)©

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(RealTime),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儿点优势：

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

3.4.2VGA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*1024

6、刷新率自适应：60~85Hz

3.4.3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米左右的距离莉;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静的设置。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空间网络定位及艰踪技术

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亿方式，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

实现后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，标识本证竹所代表的用户能够访恒的目标实体（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

Client}Target

ClientSideAccessDecisionTargetSideAccessDecision

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（AccessDecision）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涟示意图

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。这种方案采外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

IPOWER全自动课程录播系统拓扑图

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。

431.1信息交互式中控——(3I10D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，8MFLASHROM,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

接口介绍:

1、具备4x2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①6.35话筒输入，带卡拉0K混响功能；

1()、4路模块扩展插槽

1)2路CVBS、Audi。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6WX4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-L

E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:

［卜，1

EEJCD

GI卜，1

接口说明:

1、为电动幕供电；

2、总电源，交流AC220V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V的输入;

6、电脑2的V的输入;

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:

二------导播台

规格说明：

1、高度：1000MM；

2、宽度:545MM；

3、深度：580MM；

4、标准:符合ANSI/E1ARS-310-D、IEC297-2、D1N41491;PARTKDIN41494;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M,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共100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Intel17920

内存4GB

硬盘控制器两个SATA通道，标配500GSATA

存储SATA配置：可支持到4块硬盘

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

集成I/O端口

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(WaleOnLan)等高级网络特性

显示ATI适配器，512MB显存

电源300W单电源

光驱16XDVDRW光驱

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）

VGA采集编码采集编码同步完成：对VGA信号进行实时采集、模数转换、压缩编码、传

卡输。（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

视频压缩标准：H.264

采集分辨率：QCIF,CIF,2CIF,HD1,D1；

回放分辨率：QCIF,CIF,2CIF,HDI,D1；

采集码率：64K-2M,动态调整；

视频采集卡视频输入：1路（NTSC,PAL制式自动识别），RCA（电平：l.OVp-p,阻抗：

75Q）o

视频帧率：1/16—25帧/秒可调；

音频输入：1,RCA（线性输入，2Vp-p,阻抗：IkQ）。

拾音器电源：1,+I2V,RCAo

支持操作系统WIN2KServer+SP4,Win2003EE。

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

预装软件

其他：基础运行时库.keyFramework,MDAC,NETFramework2.0;

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：充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*1024

7）刷新率自适应：60~85Hz

3、视频采集卡

指标参数

视频压缩格式H.264/MPEG4

压缩码率64K~2M动态可调

采集分辨率PAL：176*144(QCIF),352*288(CIF),704*288(2CIF),528*384(DCIF),

7O4*576(D1)；

NTSC：176*120(QCIF),352*240(CIF),7(M*240(2CIF),528*340(DCIF),

704*480(Dllo

回放分辨率PAL：176*144(QCIF),352*288(CIF),704*288(2CIF),528*384(DCIF),

704*576(Dli；

NTSC：176*120(QCIF),352*240(CIF),704*240(2CIF),528*340(DCIF),

704*480(Dl)o

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：1/16—25帧/秒可调

NTSC：1/16—30帧/秒可调

音频输入1路，RCA（线性输入，2Vp-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，没有声音5秒钟以后自动关闭；开关

电路采用无痕进入和退出技术，不会因话筒的接入与关闭产生噪音；

2路立体声线路输入，可接入笔记本电脑、中控台等声音信号；

6、导播台

导播控制台更能达到精确控制和录制的目的，更加便于用户录制出自己所需要的影像

效果。

导播台

专业的录课教师，在导播控制台或监视器的预监画面中，可看到完整的教学场景，通

过对控制键盘上定义的热键快速在多台摄像机之间切换、控制，电影模式下，根据定义好

的预制位，即可完成对指定场景的录制。

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导播控制台

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导播台前面板

导播台后面板

技术规格: