极域高清全自动录播方案 （2012年10月）
教育信息化技术专家
极域荣誉出品
极域高清全自动录播方案
目录
1. 2.
公司简介 ...................................................................................................... 1 需求分析 ...................................................................................................... 2 2.1 2.2 3.
前言 .................................................................................................... 2 用户需求分析 .................................................................................... 2
系统特点 ...................................................................................................... 4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8
高清信号录制 .................................................................................... 4 集多路高清信号预监和多种特技切换功能 .................................... 4 从自动走向智能化的导播 ................................................................ 4 多种教师和学生自动摄像解决方案 ................................................ 5 国际领先的图像识别跟踪技术 ........................................................ 5 自动、手动无缝衔接 ........................................................................ 5 一键式操控、真正常态化 ................................................................ 5 最完备的配套软件 ............................................................................ 5
4. 方案设计 ...................................................................................................... 6 4.1 4.2 4.3
方案概述 ............................................................................................ 6 方案拓扑图 ........................................................................................ 7 方案主要功能 .................................................................................... 7 4.3.1 自动跟踪摄像 ............................................................................. 7 4.3.2 学生发言及自动场景切换 ......................................................... 8 4.3.3 板书自动切换及高清拍摄 ......................................................... 9 4.3.4 自动完成老师课件与板书的录制 ............................................. 9 4.3.5 高清网络直播 ............................................................................. 9 4.3.6 实时录制 ................................................................................... 10 4.3.7 点播服务 ................................................................................... 10 4.3.8 光盘刻录 ................................................................................... 10 4.3.9 索引添加 ................................................................................... 11
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4.3.10 自动生成点播资源 ................................................................. 11 4.3.11 后期编辑 ................................................................................. 11 4.3.12 播放器播放 ............................................................................. 11 4.3.13 后台管理系统 ......................................................................... 12 4.3.14 集中管理控制 ......................................................................... 13 4.3.15 U盘和移动硬盘自动导出 ...................................................... 13 4.4
系统组成 .......................................................................................... 13 4.4.1 高清摄录子系统 ....................................................................... 14 4.4.2 高清智能导播控制子系统 ....................................................... 18 4.4.3 音频子系统 ............................................................................... 22 4.4.4 智能集中控制子系统 ............................................................... 22 4.4.5 网络课程直播、点播平台 ....................................................... 25 4.4.6 辅助工具软件 ........................................................................... 27
5. 6.
方案产品列表 ............................................................................................ 30 环境建设方案建议 .................................................................................... 34 6.1 6.2
建声环境 .......................................................................................... 34 灯光照明 .......................................................................................... 35
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1. 公司简介
极域品牌自2000年创立以来，一直致力于为教育信息化领域提供性能好、服务优的软件系统产品以及一系列功能强大的解决方案。历经11载艰苦卓绝的探索与实践，极域品牌凭借其强大的研发实力和独特的技术优势，长期引领行业发展的趋势，在生产、销售、服务等方面的综合实力，不断获得用户的认可，并在业界赢得广泛声誉。INTEL、联想、DELL、HP、方正、同方、龙芯等国内外顶级厂商都是极域非常紧密的战略合作伙伴。
极域产品畅销海内外，在国内某些城市的市场占有率高达95%，并远销海外60多个国家和地区。极域核心产品拥有17个完美翻译的语言版本，全球学校用户数量超过30万所，用户人数超过1200万人。极域参与了众多国内外重大项目的建设，在中国教育部投资100亿元的农村远程教育项目中，极域成为了电子教室系统产品的最大份额中标商，还有英特尔1：1数字化学习项目、龙芯项目、校校通工程等等，产生了深远的市场影响。
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2. 需求分析
2.1 前言
为了满足精品课程录制、制作需要，同时加强优质课程资源的网络直播点播，结合学校实际发展需要启动建设全自动录播教室。全自动录播教室是一套采用自动跟踪、自动切换、智能发言定位、集中控制、网络实时直播、录制与编辑等多项技术的直录播系统。根据学校实际应用需要，要求整套全自动录播系统采用高清拍摄、编码和传输技术，在整个切换调度上体现专业化的效果，支持多种切换特技，让整个系统在录制和直播时体现更加柔和的场景。建成后的全自动录播教室能够在教师上课时自动跟踪、拍摄正在上课老师，学生回答问题时系统自动对回答问题的学生进行特写定位拍摄，同时借助于板书子系统可以非常清晰的对老师板书过程进行全面拍摄。系统中的直录播子系统完成对老师上课场景的网络直播和录制，使得校园内以及公众网上任何经过授权的用户可以轻松的点播和实时收看网络教学场景，并借助于资源管理平台完成教学观摩、培训、在线学习、对外交流等。
在整个工程建设中，本教室采用全高清拍摄系统，同时透过高清编码和直播主机对整个课堂进行高清信号直播，为了达到完美的拍摄效果，因此还要对整个教室进行光照设计和声学设计，保证整个录播教室音质清晰明亮，光线充足，布光均匀。
2.2 用户需求分析
根据学校的实际情况和教学要求，对整个系统提出以下需求：
1. 系统高度集成化、模块化，具有扩展性，操作简单，运行稳定；可通过系统配套讲台上的中控触摸屏控制，支持系统一键开关；
2. 系统采用高清摄像机对教师、学生、板书进行高清拍摄，其信号输出直接以720P/1080I/1280×1024分辨率输出。
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3. 系统录制和直播时以不低于2M码流进行高清视频直播和录制，体现更加清晰的视频画质。
4. 系统能够对教学全过程、教室全场景及多种信号源进行高清采集和录制，采集画面要求效果清晰、真实；
5. 系统支持整个录制过程全自动进行，同时，也提供全手动控制平台，可在全自动录制与手动录制间无缝切换；
6. 系统支持多种模式录制，包括单画面，多画面，画中画；
7. 系统录制的文件可添加片头片尾、logo等标示，片头片尾及文件中包含院系名称、课程名称、授课人等基本信息；
8. 基于IP网络运行，无需对现有网络进行调整。
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3. 系统特点
本方案充分运用了高清编码、高清智能导播、自动跟踪等多项领先的技术和成果，使学校在进行精品课程建设、日常教学录播及直播等过程中变得非常简单、方便。系统采用开放的体系结构和独立的功能模块，让录播系统能够很好地与多媒体教室原有音视频设备连接，避免了重复建设，也使得系统易于安装，管理维护简单方便。
3.1 高清信号录制
全高清（720P/1080I）信号采集；
采用标准的WMA/WMV编码及ASF高清流媒体格式，可直接使用Windows Media Player 进行播放；
录制下的单一文件（流）利于保存、分发，可支持多服务器级联、卫星网络等各种组网方案，及DRM数字版权管理。
3.2 集多路高清信号预监和多种特技切换功能
多路高清视频实时采集、预监、切换、合成； 内置淡入淡出、画中画等切换特技； 自动添加片头、片尾、Logo； 实时添加索引及PPT索引自动生成。
3.3 从自动走向智能化的导播
多种突破性智能导播策略，如触发、容错、时间、学习等； 丰富的场景模式：开始序列、非事件切换、特技切换„„； 媒体播放自动感知，人工事件锦上添花；
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支持教师笔记本及展示台教学； 导播风格设定、选择。
3.4 多种教师和学生自动摄像解决方案
教师跟踪：图像识别、红外检测等；
学生定位：遥控器、无线话筒、会议话筒、起立感应一系列方案。
3.5 国际领先的图像识别跟踪技术
以特写镜头连续跟踪拍摄，画面连贯、流畅，符合人像拍摄要求； 无需安装感应设备或佩带发射装置。 3.6 自动、手动无缝衔接
智能自动、人工干预、人工控制三种操控模式无缝衔接； 自动和人工均支持特技选择、信号切换、摄像机控制等各项操控； 提供软件控制台、摇杆键盘、触摸屏等多种人工操控方式。
3.7 一键式操控、真正常态化
整个系统一键开启、一键关闭，全功能一体化控制； 开始、暂停、停止，录播控制如同操作录像机一样简单；
录播结束，文件可自动上传服务器、下载到PC或盲导入移动硬盘。
3.8 最完备的配套软件
播放器、光盘刻录器、文件管理器、编辑器； 网络课程资源平台。
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4. 方案设计
4.1 方案概述
极域高清全自动录播方案主要用于满足国家精品视频课程、哈佛耶鲁公开课等多镜头采集、单路输出的录播需求。方案支持多种录播模式，尤其特有的自动导播技术能够自动捕捉教学或会议过程中的重点环节，自动在主讲视频、学生视频、主讲电脑屏幕等多路信号中选择一路，生成单路视频文件。
极域高清全自动录播方案利用学校现有的校园网络，用较小的投资成本，以现代计算机网络技术为依托，着眼于教研、教学、管理、校园信息通讯的实际需要的一套教学系统。整个系统是日常教学系统、精品课程录播系统与多媒体教室视音频系统的完美结合，通过网络传输、影像存储等技术手段，突破时间和空间的限制，使得任何人通过网络权限都能实时或者事后通过网络观看教学过程。基于数字视音频、网络流媒体、信息识别、人工智能、自动化控制等多项先进技术，具有开放的设计体系、领先的技术架构及较强的灵活性与伸缩性，在国内外同类产品中处于领先地位。该系统具有自动化、智能化、常态化的特点，部署简单、使用便捷，适用于各类学校精品课程建设，为网络远程教学提供完整的产品系列和整体的解决方案。
极域高清全自动录播方案采用最新的高清视频采集、传输技术，运用符合业界标准的现代流媒体高清实时编码技术，实时同步采集教师讲课、学生答问、计算机课件、电子白板、实物展示台、教师板书等全方位教学实况，编码进而录制，最终保存成可以通过网络进行实时或后期观看的计算机文件等一整套全面解决方案。
极域高清全自动录播方案则是在网络课程录播系统的基础上，引入了自动化控制理念，以全自动、常态化的工作模式，使整个系统在使用过程中更符合实际教学的要求。极域高清全自动录播方案不仅采用全系列高清摄像机进行拍摄，系统在整个信号采集和编码上均采用高清视频处理技术，以近乎完美的视频画面效果完成课堂教学的录制和直播。整个系统在全自动场景切换中采用了专业级的高清特效切换设备作为导播系统支撑平台，让全自动录
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播过程中各场景的切换不仅仅是自动，还体现出了丰富而专业的特技切换效果，使得其无需经过任何的特效编辑便可以制作出专业化的媒体资料。全自动录播系统自动生成教学资源，可供广大师生、教研人员开展教学观摩、课程评估、重修课和选修课教学、以及网络远程教学等教研活动。
由高清摄录系统、高清智能导播控制系统，智能集中控制系统，音频系统等几部分组成，这若干个部分囊括了网络课程录播中“摄、录、编、播、管用”的所有环节以及全自动录播解决方案，是真正全面的解决方案。系统采用模块化结构，可以根据需求灵活的进行组合、扩展，亦可和其他会议、演播系统无缝接合，从而达到更完美的视听效果。
4.2 方案拓扑图
4.3 方案主要功能
4.3.1 自动跟踪摄像
极域全自动录播系统核心功能之一便是自动跟踪摄像功能。自动跟踪摄像子系统采用国际国内领先的人工智能图像处理技术，完全不需要安装任何感应设备便可以高质量、高可靠的对主讲老师进行跟踪拍摄。自动跟踪摄像功能摒
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弃了传统的直录播系统中需要专人对主讲老师进行拍摄的模式，使得在实际使用中无需任何人为干预，系统便可以自动对主讲老师进行跟踪拍摄。在跟踪拍摄时，所有操作均有系统自动处理完成，主讲老师只需和通常一样进行正常的教学，完全不受系统干扰，消除了以往系统拍摄时对主讲老师所造成的教学干扰。自动跟踪技术采用最前沿的跟踪技术和多项智能算法，在跟踪时自动对主讲老师进行全程特写拍摄，能够清晰展示主讲老师的授课风采，其跟踪画面流畅稳定，完全避免了市场上其它系统采用感应装置对主讲老师进行拍摄时所出现的画面抖动、画面频繁切换等问题。
自动跟踪系统具有强大的智能处理技术，具有跟踪目标智能找回功能。当老师在上课过程中，如果因事暂时离开教室时，AIT自动跟踪系统能在教师重回教室时自动对其进行继续跟踪，完全不用人工干预。
4.3.2 学生发言及自动场景切换
极域全自动录播系统能够在学生发言时自动对学生场景进行拍摄，当学生发言完毕摄像机能自动切回主讲老师。极域全自动录播系统中学生发言智能场景切换子系统支持学生发言时，当某个学生发言完毕后，系统会自动对整个学生场景进行拍摄直至全部发言完毕。
学生发言场景智能切换系统集声音采集、场景调度、拍摄于一体，学生只需打开手持无线话筒并开始讲话，整个学生发言及自动场景切换系统便可自动对其整个学生场景进行定位拍摄，同时又能清晰的将学生发言进行音频扩声。通过学生定位发言及自动场景切换系统，极域全自动录播系统能够清晰的对学生、主讲老师音频进行录制、扩声，消除市场上其它系统采用拾音器所带来的声音干扰、学生讨论时音质不清等问题。
通过学生发言及自动场景切换功能，系统能够完整的对整个教学现场进行直播和录制，即使是多个学生发言也能完整的记录教学现场。
同时极域全自动录播系统还提供学生智能发言及定位系统以满足对发言学生进行定位拍摄的应用需求。
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4.3.3 板书自动切换及高清拍摄
极域全自动录播系统不但能够对主讲老师进行跟踪拍摄、对学生进行场景定位拍摄，还采用了高清晰板书拍摄系统。板书定位及拍摄系统能够在主讲老师进行正常的黑板书写时通过感应系统自动调用高清晰摄像系统进行拍摄，并通过控制系统对其进行直播和录制。板书定位拍摄子系统，采用高清拍摄系统进行板书定位拍摄，其分辨率达到720P，能够清晰的对板书进行拍摄。同时通过控制模块，极域全自动录播系统将自动的对板书拍摄的内容进行实时录制和直播。
板书定位及拍摄系统由于采用高清拍摄系统对板书进行高分辨率拍摄，并通过自动控制模块对其进行录制和直播，因此在教学活动中无论老师的板书字体多么小，系统都能够进行清晰的再现。相比采用普通视频拍摄系统对板书的拍摄，由于其清晰度不高，画面干扰严重，再通过后端的编码系统进行视频编码后，往往让老师的板书模糊不清，失去了实际意义。板书定位及拍摄系统配合后端的录制系统则完全解决了这个问题，从而让老师的板书能够清晰的呈现，达到了完全呈现，真实还原的效果。
4.3.4 自动完成老师课件与板书的录制
极域全自动录播系统通过智能导播控制系统，能够自动的完成老师课件与板书之间的自动切换，并通过录制系统进行直播和录制。
在教学录制和直播中，当主讲老师正常讲解计算机教学课件时，系统对教师计算机屏幕进行录制和直播，在老师进行板书时，系统将自动开始对教师板书进行录制和直播，而当板书完成后，系统自动切回教师机屏幕并对其进行录制。
4.3.5 高清网络直播
直播服务类似于传统的电视直播一样，通过高清录播主机对现场的视频、音频以及教学计算机屏幕进行实时编码压缩，并透过数据中心的媒体分发服务器进行数据分发。终端用户借助于网络和普通计算机即可实时收看教学场景，
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与在教室上课完全一致。高清录播主机采用高效的流媒体传输系统，使得其在普通网络上即可非常流畅的传送直播数据，其开放的体系结构和可扩展的设计理论上可以支持无限量的终端用户。
在高清编码主机上或透过控制屏幕点击开始，系统即可进行直播服务。 终端用户用IE浏览器透过系统管理平台，经过授权后即可在线观看课堂直播场景。
点击播放后，即可能过网络进行实时直播。
4.3.6 实时录制
高清录播主机除了能进行实时直播以外，还具有实时录制功能。系统可以将教学场景包括教师音视频、学生音视频、教室全景以及教师机计算机屏幕进行实时的录制并生成课件，供作为资料保存和课后点播。录制服务功能可以与直播功能同时进行，也可以只进行录制而不进行直播。 在系统任务配置对话框中，可以针对基本信息、编码配置、保存文件以及自动生成点播等进行设置。当选择记录至文件选项并指定好保存的路径后，系统将可以在编码过程中实时生成录制文件。
4.3.7 点播服务
系统可以将录制生成的文件通过手工或自动的方式上传到点播服务器，并在后台管理系统中生成点播列表。经过授权的终端用户通过IE浏览器登录到系统平台，便可根据需要点播相应的课程，随时随地的看自己想看的课件，从而从根本上扩展了课堂教学的概念。
4.3.8 光盘刻录
系统在课堂教学活动录制结束后，可以借助于系统强大的光盘刻录功能将录制的课件刻录成多媒体课件光盘。终端用户通过光盘就可观看录制的整个课堂教学活动，无论是教师音频、视频还是教师计算机屏幕都可以完整的回放。
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4.3.9 索引添加
索引信息是指在录制系统录制生成的课件在回放过程中供终端用户进行快速跳转定位的标识符。通过索引信息，我们可以根据教师具体的教学内容进行章节的划分，以使终端用户在回放时能够根据需要快速定位到自己想看的内容。
极域全自动录播系统可以在直播或者实时录制过程中实时添加索引信息，通过这种实时索引信息的添加，课堂录制完成后生成的文件无需再做任何处理即具有添加的索引信息，非常方便、快捷。
同时，极域全自动录播系统录制的文件也可以通过系统工具包中的文件编辑器对索引信息进行再修改以及添加、删除操作。
4.3.10 自动生成点播资源
极域录播主机除了能直播和录制外，还具有自动生成点播功能。完成教学活动录制后，可以通过网络在位于网络中心的媒体服务器上自动生成点播文件，并同时在后台管理系统形成点播列表。终端用户只需在课程直播或录制结束后，便可立即登录后台管理系统进行播放相应的点播资源。
4.3.11 后期编辑 后期编辑工具是极域全自动录播系统的后期处理工具。其主要完成对极域全自动录播系统录制时所生成的文件进行剪切、合并、索引及索引信息的添加、删除和修改。
后期编辑工具具有动态标识、精确定位功能，在剪切、合并等编辑过程中能够实时的对录制系统生成的文件进行多窗口同步完整回放。用户在使用过程中能够非常方便、直观的进行编辑操作。
4.3.12 播放器播放
极域全自动录播系统具有与WINDOWS平台无缝的兼容集成性，无论是直播或点播，终端用户利用运行WINDOWS平台的计算机无需安装任何插件即可
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用MEDIA PLAY播放器同步回放所有窗口内容，这在利用极域全自动录播系统进行大范围直播以及将录制成的课件进行分发时具有非常好的易用性，避免了必须要安装第三方插件或者专用播放器才能播放的严重问题。
4.3.13 后台管理系统
后台管理系统是极域全自动录播系统的支撑运行平台，承担着系统直播管理、点播管理、用户管理、课程管理、统计分析、用户认证、权限鉴别等功能。
直播管理主要完成对直播任务的创建、添加、修改以及直播统计等管理功能。当一个直播经过授权的管理人员创建完成后，终端用户通过IE浏览器即可实时收看直播内容。直播管理中的统计分析功能可以实时统计直播的访问人数、访问来源以及访问时长等数据，并可生成统计报表供管理人员分析。
点播管理是点播资源的主要处理模块，主要完成对点播列表的自动生成、点播资源手动添加、修改、删除，点播行为的统计分析等。透过点播管理模块后台管理系统可以动态实时的生成点播列表供终端用户点播，同时管理人员也可以手工的创建、删除和修改点播资源。点播管理中的统计分析功能可以帮助管理人员实时统计每个点播资源的访问人数、来源以及停留时长，并可形成统计报表。
课程管理模块是极域全自动录播系统针对教育教学特点而设计的功能模块，在课程管理模块中，我们可以根据实际教学情况添加多门需进行网络远程直播或者点播的课程。当添加完相应的课程后，极域全自动录播系统便可根据直播和录制的课程内容自动在相应的课程中生成直播和点播课件。当终端用户通过授权认证后，可直接在相应的课程名称下找到正在直播的课件以及点播资源。课程管理模块采用多级树形结构设计，在实际运行中可以根据需要进行多次分级。如：一年级------》一年级一班--------》政治。
用户认证及管理模块完成系统所有用户的添加、删除和修改操作。只有经过管理员创建的用户才有权限进行后台管理系统访问相应的资源，在用户管理模块中，可以根据需要指定用户的权限和类别。
权限鉴别模块是整个系统的安全入口，承担着对所有访问的权限鉴别处理，并记录正常和非正常的访问事件。
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4.3.14 集中管理控制
极域全自动录播系统整体管理和控制均由集中控制系统完成。集中控制子系统能够完成系统中所有设备的自动开启和关闭，并使老师在上课时只需按动触摸屏上的几个控制健即可完成整个系统的录制、直播操作，真正省时、方便。
集中控制子系统采用了先进的集中控制技术及通讯技术，具有灵活的编程能力和广泛的适用性，能够控制所有串行通讯设备，能够根据具体的项目特点完成差异化的解决方案。
4.3.15 U盘和移动硬盘自动导出
极域全自动录播系统文件管理平台不但支持自动上传、下载、点播生成外，还能够对U盘和移动硬盘授权自动导出功能。经过授权的U盘和移动硬盘，只需插入极域高清编码主机，系统便会自动将当前存储录制的媒体文件复制到U盘或移动硬盘，复制完成后系统发出“嘟嘟”提示音并自动关闭移动硬盘。利用此功能，老师能够非常方便的将自己录制的媒体文件即时导出，不需要老师进行任何的操作。整个操作简单、方便，同时由于其采用内部程序实现文件复制，能够避免U盘或移动硬盘上的病毒对系统进行感染。
4.4 系统组成 极域高清全自动录播系统从使用区域上，主要分为三个部分，分别是现场采集录制、后台控制管理、客户应用。综合网络课程录播系统的五大环节， “摄、录”环节主要在现场采集录制中体现，后台控制管理承载了“编、播、管”环节的部分内容，客户应用部分主要体现了“编、用”环节的部分功能。
一个完整的自动录播系统应由如下几个部分构成：
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其中：
摄录子系统负责整个教学现场所有信号源的采集、编码、录制； 智能导播控制子系统主要负责各个信号源间的切换及摄像机的控制； 智能集中控制子系统主要负责系统各个硬件的控制，包括系统开关机控
制等；
音频子系统负责现场所有音频源的采集、混音，并将信号输出给其他有
需要的子系统；
多媒体教学子系统负责常规多媒体教学的所有功能。
极域全自动录播系统采用全高清的拍摄、传输、编码技术，基于校园基础网络平台，通过高清录播主机完成对录播教室教师视频、音频以及计算机屏幕内容进行编码、压缩以及对外直播和存储。同时自动完成教师摄像的自动跟踪、板书定位及自动切换系统、学生发言及定位拍摄。 高清录播主机采用专业的高清硬件采集设备实时对前高清摄像机进行视频采集，并利用领先的高清编码技术，对输入的音视频进行高质量直播和录制，系统支持720P/1080I高清视频，计算机屏幕支持最高1920x1080分辨率的传输。
系统通过智能化跟踪系统自动完成对上课老师视频的跟踪拍摄，无需专人干预，同时通过上课教室内的板书定位系统及高清晰拍摄系统，在上课老师进行板书时能自动的对黑板板书进行高清晰高分辨率的直播和录制。而学生发言系统则能在学生回答问题时对学生进行定位拍摄和声音采集，以达到完美真实再现课堂场景的要求。系统的跟踪及切换均自动完成，无需专人负责，从而大大的减少了对上课老师的影响以及人力的投入。
系统还具备自动生成光盘的功能，用户在录制完成后可直接通过光盘记录功能生成演示或教学光盘。同时提供了强大而丰富的后期编辑功能和工具。
4.4.1 高清摄录子系统
摄录子系统需实现现场所有信号的采集、编码并保存。
教学过程中，视频画面和音频信号是密不可分的两个重要元素，音频信号由音频子系统提供，将在后文中详细叙述。视频画面由教师画面、学生画面、板书画面/全景画面构成，所视频画面构成了完整的教室视频场景。
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根据学校的建设需求，我们采用高清录播主机作为摄录子系统核心设备，如图：
（高清录播主机外观）
其特点如下：
采用INTLE最新I5平台架构，提供更强劲的编码性能和稳定性； HD-SDI高清信号实时采集，支持720P/1080I高清视频； 基于标准微软流媒体架构，采用标准的WMV9和WMA9编码压缩，录播生成的文件无需安装任何第三方插件或播放器，即可正常播放； 可添加片头、片尾及LOGO标志；可实时添加索引； 编码码流可调，录制文件分辨率大小可调；
录制文件支持DRM数字版权保护，支持多服务器级联的直播、点播以及上星等形式发布；
录制完成的文件可以人工或自动上传服务器；
提供自动文件导出功能，U盘和移动硬盘经过系统授权后，插入系统时将自动导出媒体文件，无需人工干预；
提供网络远程媒体文件管理功能，管理员可通过网络远程管理录播服务器中的媒体文件，包括复制、移动、改名、删除、下载、上传服务器等。
采用Sony EVI-HD1高清摄像机作为教师跟踪摄像机，如图：
其特点如下：
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200万像素 1/3英寸CMOS成像芯片； 10倍光学变焦，4倍数字变焦；
视频输出：HD-SDI，高清分量（Y/Pb/Pr），标清VBS，Y/C； 最低照度：15Lx（50IRE，F1.8）； 快门速度：1/2—1/10000秒； 最大水平视角70度(wide)； 一体化云台控制；
采用VCC-HD11高清摄像机作为板书及全景摄像机主机，如图：
其技术特点如下：
1/3 200万像素的HD CMOS传感器 宽范围的快速云台 水平角度：340度 最大速度：200度/秒 垂直角度：-30度到+90度 最大速度：120度/秒 NTSC/PAL全高清 HD多格式输出
HD: 1080i 60/50 ; 1080P 30/25 ; 720P 60/50 SD: video 480TVL 多功能红外遥控
RS-232C 遥控 (VISCA PELCO P/D协议) 120x 变焦 (10x 光学 + 12x 数字)
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快速稳定的自动聚焦镜头，达120倍变焦 128个预置位
可记忆设置128个预置位，快速调用设置的云台位置， 采用VCC-HD11高清摄像机作为学生摄像机，如图：
其技术特点如下：
1/3 200万像素的HD CMOS传感器 宽范围的快速云台 水平角度：340度 最大速度：200度/秒 垂直角度：-30度到+90度 最大速度：120度/秒 NTSC/PAL全高清 HD多格式输出
HD: 1080i 60/50 ; 1080P 30/25 ; 720P 60/50 SD: video 480TVL 多功能红外遥控
RS-232C 遥控 (VISCA PELCO P/D协议) 120x 变焦 (10x 光学 + 12x 数字) 快速稳定的自动聚焦镜头，达120倍变焦 128个预置位
可记忆设置128个预置位，快速调用设置的云台位置
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4.4.2 高清智能导播控制子系统
高清智能导播控制子系统需实现自动智能场景切换、学生摄像机发言定位控制，教师摄像机自动跟踪控制，手动导播控制的接管和干预。
高清智能导播控制子系统由高清特效切换处理器、切换操作控制台、高清信号变换处理器、教师摄像自动跟踪控制模块、板书拍摄触发模块、场景调度策略系统组成。整个导播控制系统借助于领先的教师摄像自动跟踪控制模块无需对教室进行任何改造，教师授课时不需佩戴任何感应或识别设备，学生答问时也只需开启话筒即可实现定位拍摄，使系统运行时保持教学常态化。 采用高清智能导播控制子系统作为策略控制主机和自动跟踪处理主机完成场景智能控制切换和教师的自动跟踪，如图： 其技术特点如下： 能自动完成教师、学生、板书、计算机画面等多个场景的切换，切换画面合理、平滑、稳定； 提供手动导播功能，管理人员可使用软件或硬件对教师、学生、板书、教师PC等所有场景进行手动干预或完全接管控制； 系统支持板书摄像机对板书进行定位拍摄，教师书写板书或站立在黑板前讲解板书时画面可自动切换至板书画面； 支持教师跟踪摄像机对授课教师进行自动跟踪拍摄，无需摄像人员控制，
跟踪效果平滑、细腻；
跟踪系统采用领先的图像分析技术，教室不安装感应设备，授课教师也无
需佩戴任何发射或感应器；
跟踪时教师图像始终以特写镜头拍摄，同时老师图像始终位于整个画面中
央，符合人像拍摄要求；
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跟踪系统具有灵活的扩展性，支持SONY D70、BRC300、HD1等各种
一体化摄像机；
系统采用一台摄像机完成对老师的连续跟踪拍摄，不采用多机位切换或者
预置位调用拍摄的方式。
系统自动完成对发言学生的特写定位拍摄，无需任何人为干预，学生发言
结束时自动切回其他场景；
采用全高清特效切换处理器作为各高清信号场景调度的核心切换设备，如图：
其技术特点如下：
全高清：1920*1080i & 1280*720p 四路HD-SDI和一路DVI-D输入 主输出：HD-SDI和HD-YUV全高清输出 预监输出：DVI-D
八分割画面预监输出及内建数字时钟显示
具有LOGO输入功能，最大存储14个分辨率为128*96的LOGO 4通道XLR接口音频输入（具有MIC及LINE输入选择） 音视频同步切换功能
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具有LUMA抠像功能，可做实时制作简易字幕 具有画中画、静帧及黑场输出功能 Tally信号输出及RS-232远距控制功能 教师自动跟踪摄像采用“图像识别自动跟踪技术”
自动录播系统核心功能之一便是授课教师的自动跟踪摄像功能。教师自动跟踪摄像功能摒弃了传统的直录播系统中需要专人对主讲老师进行拍摄的模式，在实际使用中无需任何人为干预，便可以自动对老师进行跟踪拍摄。在跟踪拍摄时，所有操作均有系统自动处理完成，主讲老师只需和通常一样进行正常的教学，完全不受系统干扰，消除了以往系统拍摄时对主讲老师所造成的教学干扰。
在方案中我们采用了最新的图像识别自动跟踪技术，该技术采用与国际尖端实验室紧密合作的成果，突破性地将多项信息识别和人工智能技术应用于摄像自动跟踪系统。应用中摄像机可自动跟踪拍摄教师授课时在讲台上的一举一动，而且教师无需穿戴任何特殊标志物，录制的画面也非常平滑、流畅、细腻，完全可与人工操作控制媲美。更重要的是避免了红外定位跟踪技术经常发生的因障碍物遮挡而失去跟踪的情况，以及采用多镜头切换技术容易产生的图像不连贯、抖动及闪烁现象。
自动跟踪系统具有强大的智能处理技术，具有跟踪目标智能找回功能。当老师在上课过程中，如果因事暂时离开教室时，自动跟踪系统能在教师重回教室时自动对其进行继续跟踪，完全不用人工干预。
学生发言定位系统采用智能图像分析定位方式（学生摄像机发言定位） 学生摄像机发言定位方式能够在学生发言时自动对正在发言的学生进行定位拍摄，当学生发言完毕摄像机能自动切回主讲老师或教室全景。系统采用智能图像分析定位技术，学生无需进行任何额外操作，只需和普通上课一样起立回答问题，系统便能自动定位正发言的学生直至学生坐下，当某个学生发言完毕后，系统会自动对结束定位拍摄。整个过程无需老师和学生进行任何人为干预，完全实现常态化拍摄。
该方式定位准确，可靠性高，学生无需进行任何特殊操作，发言的学生只需在座位上站立，系统便可自动对其进行定位拍摄，同时借助于拾音采集系统
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又能清晰的将学生发言进行音频采集。当学生发言完毕后坐下时，系统摄像又自动返回主拍摄画面。通过学生发言定位系统，系统能够完整的对整个教学现场师生的互动进行直播和录制，即使是多个学生发言也能完整的记录教学现场，清晰地对学生音频进行录制、扩声，消除了市场上其它系统采用拾音器所带来的声音干扰、学生讨论时音质不清等问题。
如图：
其特点是： 智能图像分析
自动定位起立发言的学生 完全常态化
定位准确、可靠，不受外部环境干扰 结构简单，易于维护
板书触发定位采用RK308感应器，如图：
技术特点：
12VDC，15MA 警戒距离12M
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4.4.3 音频子系统
音频子系统需实现教师讲课、学生答问及课件音频的采集和混音，并将信号输出到录播服务器和多媒体教学系统的功放。
根据学校的建设需求，我们采用了Claudio数字媒体矩阵（数字调音台）作为音频子系统的核心设备，如图：
它具备以下特点：
全数字式音频混音矩阵，独立音频输出，可以对输出到录播服务器和功放的音频分别调音。
参数记忆、开机自动恢复，更适合教育录播应用。 具备232控制接口，灵活控制。 便于安装、管理。
4.4.4 智能集中控制子系统
智能集中控制子系统是实现真正全自动录播必不可少的一个环节，该子系统能够实现包括录播设备、多媒体教学设备、音频设备及周边设备在内的全自动录播教室所有设备的一体化控制管理，所有的操作简单至只需授课教师在触摸屏上轻轻按击“开始”、“暂停”、“结束”几个按键即可，除此之外，跟平常上课并无二异，使不同年龄、不同学科的教师都能放松地进行常态化教学活动，无需管理人员的协助，实现真正的全自动录播。
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智能集中控制子系统由控制主机模块、时序电源管理模块和液晶触控屏组成（如图所示）。主要的系统功能包括：电源管理、设备控制和信号管理三大部分。
① 电源管理
电源管理是通过时序电源管理模块实现的，全自动录播教室涉及的所有设备电源都由该模块提供。系统开启时，时序电源按合理顺序依次给设备供电；关闭时需先延时等待设备关闭，再按合理的顺序依次断电，老师无需等待。
② 设备控制
智能控制子系统可以实现以下设备控制功能： 系统一键开启和关闭 并非每一堂课都需要录播，因此我们提供两种开机模式供用户选择：教学模式和录播模式。选择教学模式时录播设备不启动；选择录播模式时录播服务器、智能导播控制主机等录播设备都能自动开启和关闭。 录播设备控制
系统提供开始/暂定/停止录播控制按键，轻松实现录播的智能控制。 多媒体教学设备控制
智能控制子系统集成了多媒体教学设备的控制，使日常多媒体教学控制和录播控制集成在一个界面，进一步降低了系统操作的复杂性。
当系统一键开启时，投影机会被自动点亮，银幕自动降下，其他多媒体教学设备都会处于就绪状态，可以立即进行教学。此外，系统还提供了：投
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影机开/关、屏幕升/降、展示台操控等常用的操作控制功能。 音频设备控制
中控和音频媒体矩阵连接，使老师可以自主控制现场扩声音量的高低，但不影响录播的音量。 ③ 信号管理
自动录播教室所需的VGA和视频信号分配、切换功能均由中控内置的信号矩阵完成，使系统更加简洁、可靠。主要的信号控制包括：
多媒体教学系统中教学信号源的选择
教学信号源通常包括：台式电脑、笔记本和展示台，由上课老师根据情况进行选择。
录播服务器显示监看信号的智能分配 录播服务器的显示监看信号除了在控制室提供给管理员观看以往，还可以分配至讲台提供给任课老师自己观看。如果讲台内只装备一台PC显示器，我们的处理方式是，当老师进行录播控制时（触控屏功能切换至录播控制页面），PC显示器会自动切换到录播服务器监看画面，以便给老师必要的信息。 附，智能控制子系统所采用的设备简介：
多路232/485控制接口；
具备多媒体教学和录播两种控制机制； 集成视频矩阵功能（4*4）； 集成VGA矩阵功能（8*8） 可选配6’液晶触摸屏 如图：
电源管理设备采用IPCS-R8，如图：
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4.4.5 网络课程直播、点播平台
网络课程直播、点播平台是极域全自动录播系统中重要的组成部分，采用B/S架构设计。不同权限用户在任何地方通过IE浏览器即可登录进后台系统进行相应操作，普通用户可以在平台收看直播、点播内容及直播点播的统计信息，管理员可以进行直播管理、点播管理、消息管理、服务器管理、用户管理及系统管理等多种操作。
直播管理模块实现直播任务的创建、修改、删除等管理功能； 点播管理模块实现点播资源的创建、修改、删除等管理功能；
消息管理模块实现消息的创建、修改、删除等管理功能；
服务器管理模块实现服务器的创建、修改、删除等管理功能； 用户管理模块实现各级用户的创建、修改、删除等管理功能； 系统管理模块实现系统版权、数据库连接等管理功能。 主界面如图：
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4.4.6 辅助工具软件
辅助工具软件是整个系统的重要组成部分，配合录播系统使用能更好的发挥系统的整体架构优势。
本方案中随系统提供的软件包括播放器软件、编辑器软件、光盘刻录软件。 播放器软件是极域全自动录播系统重要组成部分。软件基于Windows核心开发平台开发，能够在播时实时显示文件索引信息。还具备全屏播放、移动画中画播放、自动填充等功能；软件具备视频播放器的所有常规功能，包括观看网络直播、点播，播放本地文件，快进、快退等功能。同时系统也可以通过MEDIA PLAYER播放器实现直播和点播。如图：
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编辑器软件用于编辑音视频文件的工具，其主要功能有编辑音视频文件的基本信息、编辑索引、剪辑音视频文件、合并音视频文件等。专业版编辑器则提供非常强大的编辑功能，包括：非线性编辑功能；即时预览功能；添加多条音频或视频编辑轨；支持视频过渡、视频特效、音频特效，支持片头和片尾、图片Logo、文字字幕编辑，支持背景音乐和旁白，索引的输入等。
图示为标准版界面：
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光盘刻录软件支持将录制好的文件刻录至自启动光盘，可在课程录制完毕后第一时间拿到课程资源，如下： 29 www.mythware.net
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5. 方案产品列表 表1极域高清全自动录播系统产品列表 序号 设备名称 规格型号 技术参数 1. 工控式机架结构; 2. 内置4路HD-SDI高清、1路DVI计算机信号输入端口，所有输入信号及输出、录制信号均可同屏实时预览; 3. 支持淡入淡出、划像、画中画等常用特技切换方式，内置时基，1 极域录播主机 高清录播主机 保证视频稳定; 4. 支持LOGO、时钟添加，具备实时字幕叠加及LUMA抠像功能； 5. 须同时支持H.264&VC1两种编码算法，录制和直播分辨率可选480P、576P、720P以及1080P等多种格式; 6. 须同时支持ASF、SMOOTH STREAMING等多种流媒体协议; 7. 内置独立系统开关控制器，远30 www.mythware.net
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程控制开机、关机，不受操作系统影响，透过集中控制器一键开关； 8. 支持手动、自动操作控制方式，支持多种切换策略。 \"1. 基于图像智能分析技术，自动对回答问题的学生进行定位拍摄 \"学生发言定2 位系统 图像检测 2. 可根据教学现场，有效选择识别区域，最大限度避免干扰 3. 常态化教学，不受光线影响，无需安装任何感应设备，无需学生进行任何特殊操作 4. 嵌入式架构设计，稳定可靠\" \"1. 基于领先的感应技术，精确判断学生起座状态 2. 稳定可靠，绝无漏报、误报情况 \"学生发言定3 位系统 起立感应 3. 不受学生左右晃动，以及老师在学生区域活动的影响 4. 能够实现对学生的精确定位，实现对发言学生的独立定位拍摄 5. 2.4G传输，不受其它信号干扰 6.常态化使用，只需学生正常起立即可完成定位\" \"1、无线传输技术 4 \"学生发言定位系统 按键定位 2、按键定位 3、稳定可靠，不受环境影响 4、可精确定位每个发言学生 1. 2U机架式设计，远程开关控制，实现一键开启功能 2. 采用图像识别跟踪技术自动跟踪主讲人，被跟踪对象无需佩戴任5 智能控制系统 何设备以及在教室安装任何设备 3. 自动对跟踪老师进行全程特写拍摄，根据教师状态自动调整跟踪速度，画面连续稳定 4. 跟踪系统始终保持教师画面位于1/3位置，无需事先根据教师身高进行任何调节操作。 \"1、嵌入式设计 2、支持4路HD-SDI，1路DVI信6 导播处理器 号接入 3、支持LOGO实时叠加，支持抠象功能 4、支持画中画、划像、溶解等多31 www.mythware.net
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种画面特效 5、可支持字幕叠加 6、内置画面分割预监功能，可实时预览所有输入信号\" 有效像素：200万像素 成像装置：1/3英寸CMOS成像芯片 镜头：10倍光学变焦，4倍数字变焦 视频输出：HD-SDI，高清分量（Y/Pb/Pr)，标清VBS，Y/C 7 教师云台摄像机（高清） Sony HD1 最大水平视角70度(wide) 摇移：±100度（最快速度300度/秒） 俯仰：±25度（最快速度125度/秒） 最低照度：15Lx（50IRE，F1.8) 快门速度：1/2—1/10000秒 聚焦系统：自动/手动 预设位数量：6个预设位 RS-232C控制 有效像素：200万像素 成像装置：1/3英寸CMOS成像芯片 镜头：10倍光学变焦，4倍数字变焦 视频输出：HD-SDI，高清分量（Y/Pb/Pr)，标清VBS，Y/C 8 学生云台摄像机（高清） Sony HD1 最大水平视角70度(wide) 摇移：±100度（最快速度300度/秒） 俯仰：±25度（最快速度125度/秒） 最低照度：15Lx（50IRE，F1.8) 快门速度：1/2—1/10000秒 聚焦系统：自动/手动 预设位数量：6个预设位 RS-232C控制 HD CMOS感光,200万有效像9 板书摄像机 BOLIN HD11 素,18X光学变焦,128个预置位,1080I/720P高清输出，一体化控制云台 多功能无线10 激光演示器 1. 具备PPT翻页控制、媒体播放器控制、激光指示等激光教鞭功能 2. 用激光指示教师电脑内容时，32 www.mythware.net
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系统自动将播出主画面切换至教师电脑 3. 可随时中止学生发言时的定位拍摄 4. RF无线设计，可靠性高 指向性：Line-cardioid 频率响应：30Hz~15KHz 灵敏度：-45dB±3dB(0dB=1V/Pa at 11 专业拾音吊麦 Claudio SJ410 1KHz) 输出阻抗：200W±30%(at 1KHz) 信噪比：<60dB 最大声压级：140dB Phantom (at 1KHz≤1% T.H.D) 1. 10路话筒输入（带48V幻像供电）、智能混音、动态压限； 2. 6路线路输入、8路线路（监听）输出； 数字媒体矩12 阵 Claudio 3. 全数字矩阵混音，多种音频处理功能； 4. 8组参数记忆、开机恢复功能，更适合教育应用； 5. 具备232控制接口，输出音量可由中控控制。 13 视频服务器 PowerEdge PowerEdge 11G T410/至强11G T410 ® E5550，2.53 GHz，四核/4G内存 14 投影仪 Dell S300 短焦投影仪支持3-D功能，非常适合教室和会议室使用。 功能：交互、控制、书写、回放、电磁式电子15 白板 电磁式 擦除、图形绘制、手写识别、对象编辑、多用户登陆、动态节能、页面浏览、页面保持、文件导入、屏幕录制等功能 US-882D接收机 16 音频采集设备 Bardl US-882D 频道组数：双通道 载波频段：UHF 500～860MHz 接收方式：真分集式接收 33 www.mythware.net
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一分四 17 VGA分配器 最高分辨率：1920×1440 带宽为：350MHZ 18 19 20 视频线 网线 摄像头吊架 视频线 AMP 6类线 视频线75Ω-5 安普六类屏蔽双绞线 6. 环境建设方案建议
本方案中，对装修效果提出一定要求。
6.1 建声环境
要求上课时教室内声音清晰、自然。
出于常态化教学的需求，学生发言声音的录制将采用吊顶式专业枪式话筒采集，尽管专业枪式话筒具备强指向性，对周边噪音具备较强的隔离功能，但由于拾音距离较远，灵敏度不得不相应提高，因此要求录播教室需尽量隔离外界噪音传入，以及具备尽量小的混响时间，教室外部声音也要尽量隔离，不能影响录播教室内的正常教学活动及声音的录制。
技术要求：须做到教室与外界完全隔音，混响时间T60<0.8s、NR<30dB。由此，我们提出以下建议：
天花板采用矿棉板吸音吊顶
地面采用4.5mm厚运动静音胶垫铺设。
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墙体实贴赛丝纶吸音毡。
说明：
① 赛丝纶是一种理想的吸声装饰材料，其原料为100%的聚酯纤维，具有环保、阻燃、隔热、保温、防潮、防霉变、易除尘、易切割、可拼花、施工简便、性价比优等特点，有多种花纹和颜色可供选择，可满足不同风格和层次的装修要求应用非常广泛， 得到众多国内著名声学专家的肯定与赞扬，并深受各界室内设计师、声学设计师之信赖和选用，成为国内大部份城市的建筑声学、工业降噪、产品降噪等工程的材料首选。
6.2 灯光照明
灯光照明系统在全自动录播系统中扮演了一个很重要的辅助角色，它是录制出高质量画面效果文件的重要因素之一，对此，我们提出如下建议：
教师照明及讲台区域照明采用专业三基色电动翻转式面光灯2～4组，学生照明则使用普通隔栅灯，为了使拍摄的教师及学生画面风格统一，建议所有光源均采用色温一致的三基色灯管（3200k）。另外窗户选装窗帘，安装遮光层，避免不同色温的光源混合。
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理论上演播室最低照度需达到500LX以上，但此亮度对平常上课来说过高，长时间上课可能对学生视力产生不良影响，具体亮度的设计可根据需要在500LX的基础上适当降低，取得平衡。
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