譽(yù)融科技遠程多媒體互動(dòng)教學(xué)解決方案

　　項目背景

　　孩子是祖國的未來(lái)，教育是人類(lèi)生存和發(fā)展之根本，因此發(fā)展教育事業(yè)才是關(guān)系國昌民興的大計。近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò )教育正以其靈活、安全、方便的優(yōu)勢在教育領(lǐng)域掀起一股熱潮，一時(shí)間，如何利用網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行學(xué)習成了當前的熱門(mén)話(huà)題之一，大、中、小學(xué)生紛紛在家通過(guò)網(wǎng)絡(luò )開(kāi)展自主學(xué)習，各大網(wǎng)絡(luò )教育機構也異常地忙碌了起來(lái)。

　　網(wǎng)絡(luò )教育以其靈活、安全、方便等優(yōu)勢，突破了傳統校園教學(xué)所受時(shí)間和空間的限制，讓任何學(xué)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，都能夠以任何方式學(xué)習任何課程，從而真正做到工作、生活、學(xué)習"三不誤"，這尤其適合工作、生活節奏較快的在職人員，以及在校大學(xué)生進(jìn)行第二學(xué)歷的學(xué)習。網(wǎng)絡(luò )教育從誕生至今，得到了國家和全社會(huì )的大力支持，在國務(wù)院相關(guān)會(huì )議上，網(wǎng)絡(luò )教育還被列為了政府大力培育的新的消費熱點(diǎn)和經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)之一。

　　早期的網(wǎng)絡(luò )教育主要以視頻點(diǎn)播、視頻直播、課件下載、文字答疑等方式為主，相對于真實(shí)的課堂教學(xué)，在教與學(xué)之間音視頻互動(dòng)方面的表現力仍有一些缺憾，因此在教學(xué)效果上交互的效果較差。而在真實(shí)的課堂中，為了達到良好的學(xué)習效果，往往需要教師能夠及時(shí)的與學(xué)生進(jìn)行雙方甚至是多方的溝通，及時(shí)的答疑解惑、指點(diǎn)迷津。而多媒體互動(dòng)教學(xué)一直以來(lái)更側重于多媒體交互技術(shù)，在處理多方多層次(如音頻、視頻、數據等)交互方面有著(zhù)更多的技術(shù)處理手段和應用積累，因此，在網(wǎng)絡(luò )教育中的應用，為遠程教育和遠程培訓真正的打造出了基于網(wǎng)絡(luò )的互動(dòng)課堂，使網(wǎng)絡(luò )教育更加生動(dòng)和具體。

　　深圳譽(yù)融科技有限公司做為國內專(zhuān)注于遠程多媒體互動(dòng)教學(xué)平臺及互聯(lián)網(wǎng)多媒體視訊平臺的生產(chǎn)、研發(fā)、銷(xiāo)售和運營(yíng)的高科技公司，擁有12項網(wǎng)絡(luò )多媒體壓縮及傳輸技術(shù)專(zhuān)利，在網(wǎng)絡(luò )多媒體應用領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權。遠程多媒體互動(dòng)教學(xué)平臺的目標是滿(mǎn)足遠程教學(xué)，同時(shí)將先進(jìn)的多媒體技術(shù)與教、學(xué)需求完美結合，建設出穩定可靠的，可常態(tài)化的，全景式現場(chǎng)跟蹤與互動(dòng)的，具有良好現場(chǎng)感的遠程教與學(xué)互動(dòng)模式。

　　項目需求分析

　　需求分析

　　為了加快教育事業(yè)的發(fā)展，實(shí)現學(xué)校優(yōu)質(zhì)師資資源的最大化利用，為全校師生提供便捷先進(jìn)的學(xué)習條件， “遠程多媒體互動(dòng)教學(xué)平臺”項目(以下簡(jiǎn)稱(chēng)項目)應運而生。此項目的建成將在校的學(xué)生得以遠程共享到學(xué)校課堂及課件的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。同時(shí)，家長(cháng)、學(xué)生在家里可以點(diǎn)播瀏覽課件，在有需要的情況下還可以跟老師實(shí)現互動(dòng)，最大化地共享優(yōu)質(zhì)教育資源。

　　綜上所述，本項目應具備將教室與教室、課堂與學(xué)生家里，甚至老師與學(xué)校通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)“連接”在一起，滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)師資最大化共享的需求。

　　具體體現在以下幾個(gè)方面：

　　課堂上老師、學(xué)生、板書(shū)的畫(huà)面實(shí)況進(jìn)行傳輸，實(shí)現遠程多媒體互動(dòng)授課;

　　學(xué)生可以隨時(shí)遠程進(jìn)行課件點(diǎn)播;

　　家長(cháng)可以遠程觀(guān)看課堂直播;

　　其他班級甚至家長(cháng)在授權的情況下可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程參與課堂互動(dòng)。

　　可行性方案設計

　　設計原則

　　根據本項目文件的要求并結合譽(yù)融科技在遠程教育行業(yè)的多年經(jīng)驗，本方案依據以下原則進(jìn)行設計：先進(jìn)性、實(shí)用性、集成性、可擴展性、便利性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

　　·先進(jìn)性

　　系統設計達到國際一流水平，且切實(shí)可行并容易實(shí)現;

　　遵循國際標準和國內外有關(guān)的規范要求;

　　符合計算機、網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)和視頻會(huì )議技術(shù)的最新發(fā)展潮流，且是應用成熟的系統。

　　·實(shí)用性

　　針對實(shí)際應用的特點(diǎn)，簡(jiǎn)單的管理界面，操作簡(jiǎn)單;

　　系統設計應符合工程的實(shí)際需要;

　　系統配置即強調先進(jìn)性也注重實(shí)用性，應注意系統配置的經(jīng)濟效應，達到綜合平衡。

　　·集成性

　　高度集成化，體積小、重量輕、移動(dòng)方便、低功耗;

　　在高度集成化小型化前提下，應具有多種功能。

　　·擴展性

　　系統設計要考慮今后的發(fā)展，留有充分的擴充余地，對未來(lái)技 術(shù)具有平滑過(guò)渡功能;

　　應既能支持廣域網(wǎng)也能支持局域網(wǎng)，支持多種互聯(lián)網(wǎng)接入方式;

　　既能應用于互動(dòng)教學(xué)，以可與點(diǎn)播系統結合，供學(xué)生課后點(diǎn)播復習。

　　·靈活性

　　能夠適應多功能、外向型的要求，講究便利性和舒適性，達到提高工作效率、節省人力物力和能源的目的;

　　提供符合國際標準的軟件、硬件、通訊、網(wǎng)絡(luò )、操作系統和數據管理系統等方面的接口和工具，使系統具有良好的靈活性、兼容性;

　　系統參數配置少，調整快，自動(dòng)化程度高，使用方便，操作簡(jiǎn)單。

　　·安全性

　　具有高度的安全性，不易受攻擊;

　　對會(huì )議內容加密，保證用戶(hù)信息安全性;

　　數據傳輸的安全性，保證數據的完整性。

　　·可靠性

　　具備在規定條件和時(shí)間內完成用戶(hù)所要求的功能的能力，能長(cháng)期穩定的工作;

　　結構簡(jiǎn)單，連接點(diǎn)少，可靠性高;

　　對工作條件和工作環(huán)境要求較低;

　　系統啟動(dòng)快，系統掉電或網(wǎng)絡(luò )傳輸中斷，系統恢復工作迅速;

　　故障率低，維護維修方便。

　　·經(jīng)濟性

　　系統本身的價(jià)格低(包括系統、技術(shù)服務(wù)和培訓);

　　系統運行后經(jīng)濟效應預算的可能收益，回報快。

　　方案設計

　　系統拓樸圖

　　遠程教室之間互動(dòng)：

　　學(xué)校與校外之間直播互動(dòng)：

　　設備布署

　　在學(xué)校多媒體教室布署互動(dòng)教學(xué)終端、攝像自動(dòng)跟蹤系統;

　　本地多媒體教室部署錄播服務(wù)器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接中心機房，實(shí)現學(xué)生在家可以進(jìn)行課件點(diǎn)播。

　　各功能系統說(shuō)明

　　·服務(wù)器

　　EMCU(多媒體教學(xué)互動(dòng)服務(wù)器)：互動(dòng)教學(xué)服務(wù)器是連接互動(dòng)教學(xué)終端，提供互動(dòng)教學(xué)環(huán)境的服務(wù)器?；?dòng)教學(xué)服務(wù)器負責互動(dòng)教學(xué)用戶(hù)驗證、信令處理、文件傳輸、屏幕廣播、音視頻轉發(fā)、遠程設置等功能?；?dòng)教學(xué)服務(wù)器可通過(guò)級聯(lián)的方式擴大用戶(hù)支撐量，課堂管理對用戶(hù)是透明的。在開(kāi)始課堂的同時(shí)，互動(dòng)教學(xué)服務(wù)器就已經(jīng)安排好互動(dòng)課堂所需要的資源。教師只需要登錄到與之關(guān)聯(lián)的課堂便能開(kāi)展遠程互動(dòng)教學(xué)。

　　·多媒體教室設備

　　互動(dòng)教學(xué)系統：互動(dòng)教學(xué)系統是教學(xué)平臺的核心所在，教師通過(guò)互動(dòng)教學(xué)系統登錄到互動(dòng)課堂中，與遠程課堂展開(kāi)互動(dòng)教學(xué)?；?dòng)教學(xué)系統由遠程互動(dòng)教學(xué)終端及智能錄播系統兩部分組成。

　　互動(dòng)教學(xué)終端提供現場(chǎng)圖像采集、音頻采集、數據采集、信息編碼、信息解碼等功能。教師通過(guò)遠程教學(xué)終端提供的功，能完成遠程互動(dòng)教學(xué)任務(wù)?；?dòng)教學(xué)終端還提供遠程設置功能，提供遠程技術(shù)保證的功能。

　　互動(dòng)教學(xué)系統提供雙屏雙流的展現方式，可在其中一個(gè)屏幕中展示教師教學(xué)過(guò)程中的數據部分，即教學(xué)課件。另一個(gè)屏幕中展示教學(xué)過(guò)程中的視頻，如教師講課視頻或互動(dòng)教學(xué)視頻。使現場(chǎng)學(xué)生能跟好地領(lǐng)會(huì )教師的授課意圖，也為遠程的學(xué)生提供身臨其境的上課氣氛，讓遠程學(xué)生感受猶如現場(chǎng)一般的上課感受。

　　自動(dòng)跟蹤錄播系統：自動(dòng)跟蹤錄播系統由攝像頭、信號發(fā)射模塊、信號接收模塊、運動(dòng)模塊、云臺等視頻拍攝部分以及自動(dòng)跟蹤服務(wù)器構成。

　　自動(dòng)跟蹤主機負責跟蹤策略實(shí)施及跟蹤圖像切換的服務(wù)器，通過(guò)策略設置可以實(shí)現不同的跟蹤方式。從跟蹤區域上劃分，可分為板書(shū)特寫(xiě)區域、講授跟蹤區域、學(xué)生區域等。從教學(xué)場(chǎng)景上，可分為教師跟蹤場(chǎng)景、板書(shū)跟蹤場(chǎng)景、課件教授場(chǎng)景、互動(dòng)問(wèn)答場(chǎng)景。自動(dòng)跟蹤服務(wù)器會(huì )根據區域設置及場(chǎng)景設置智能切換跟蹤采集信號。

　　傳統的跟蹤錄播系統之所以將教師限制在講臺，是因為教室的環(huán)境比較復雜，不便于在四周安裝感應設備，眾多學(xué)生也會(huì )給感應設備造成大量干擾?，F在采用帶跟蹤策略的自動(dòng)跟蹤錄播系統，徹底擺人員及區域的干擾，無(wú)論授課教師走到哪里，只要在跟蹤設置范圍內，均能完成自動(dòng)跟蹤任務(wù)。

　　系統功能應用及優(yōu)勢介紹

　　系統各種應用模式介紹

　　該平臺能夠提供如下的幾種主要的應用模式

　　遠程互動(dòng)課堂教學(xué)

　　利用系統的雙向傳輸功能，實(shí)現互動(dòng)教學(xué)的遠程課堂。授課者可以利用系統提供齊全的數據功能配合使用各種多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，使授課更加生動(dòng)活潑、直觀(guān)易懂;授課者可以向現場(chǎng)或者遠程聽(tīng)課者進(jìn)行即時(shí)提問(wèn)，聽(tīng)課者也可以與授課者隨時(shí)交流意見(jiàn)，探討問(wèn)題，從而實(shí)現真正的遠程互動(dòng)課堂教學(xué)。學(xué)生在家里、甚至家長(cháng)，在授權的情況下都可以參與課堂互動(dòng)。

　　教學(xué)課堂現場(chǎng)實(shí)況錄制

　　利用該系統，提供了功能齊全的課堂教學(xué)現場(chǎng)實(shí)況錄制功能，可以對授課教學(xué)的音、視頻及課件進(jìn)行全程的錄制，存儲查看使用簡(jiǎn)單。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )可以方便老師對課堂教學(xué)的歷史資料進(jìn)行查閱。

　　可移動(dòng)課堂學(xué)

　　利用桌面終端的靈活性，講師可在任何地方進(jìn)行教學(xué)，實(shí)現移動(dòng)教學(xué)授課功能。

　　優(yōu)質(zhì)課堂教學(xué)案例現場(chǎng)直播

　　利用該系統，搭配直播服務(wù)器，可以實(shí)現課堂教學(xué)現場(chǎng)的直播，學(xué)生、老師能夠觀(guān)看遠在千里之外精彩的課堂教學(xué)實(shí)況，學(xué)習新知識。學(xué)生在家里不但可以觀(guān)看直接課堂，還可以進(jìn)行課件點(diǎn)播，家長(cháng)也可以在家里觀(guān)看學(xué)生的實(shí)時(shí)課堂教學(xué)。

　　廣播電視教學(xué)

　　通過(guò)錄放像機或流媒體課件(*.RM，*.MPEG，*.AVI)，將事先錄制編輯好的教育教學(xué)錄像帶、或有關(guān)教育教學(xué)的DVD/VCD碟片，在網(wǎng)絡(luò )視頻系統上播放，實(shí)現廣播電視教學(xué)功課堂改革和教學(xué)改革的推廣。

　　通過(guò)該系統，可以將新課改理論經(jīng)驗的講座傳播到大部分學(xué)校，從面達到推廣和實(shí)施課程改革、教學(xué)改革的目。

　　遠程會(huì )議功能

　　系統也可以用來(lái)做為遠程會(huì )議使用，可以與全區各地市教育局、各高校、中學(xué)、職校之間隨時(shí)召開(kāi)各類(lèi)全區性的行政會(huì )議。

　　系統優(yōu)勢介紹

　　為更好的配合實(shí)施一套具有領(lǐng)先水平的遠程多媒體互動(dòng)教學(xué)平臺，系統的實(shí)施者依托深厚的大型遠程教育系統實(shí)施經(jīng)驗，加上良好的需求調研準備，輔以具有國際領(lǐng)先地位、擁有完全自主知識產(chǎn)權的多媒體視訊技術(shù)，充分為系統的使用者進(jìn)行周密的考慮，綜合起來(lái)本系統具有如下優(yōu)勢：

　　良好互動(dòng)模式

　　通過(guò)先進(jìn)的智能跟蹤技術(shù)、視音頻編解碼和傳輸技術(shù)的應用融合應用，使老師在教室的活動(dòng)空間不受限制，產(chǎn)生了良好的全景式自動(dòng)跟蹤場(chǎng)景和互動(dòng)效果，解決了傳統遠程教學(xué)中存在的現場(chǎng)感不強、缺乏師生互動(dòng)交流等問(wèn)題，虛擬教室的學(xué)生有親臨現場(chǎng)的感覺(jué)。

　　系統穩定可靠

　　QoS服務(wù)質(zhì)量保證相當于在網(wǎng)絡(luò )上為兩地之間建立了一條虛擬專(zhuān)用通道，保障傳輸道路的通暢;

　　數據恢復機制師丟失的數據得以快速恢復，從而在網(wǎng)絡(luò )丟包嚴重的情況下仍能保持良好視音頻的效果，保證了在互動(dòng)教學(xué)過(guò)程中視音頻傳輸的流暢性;

　　動(dòng)態(tài)編碼技術(shù)使系統能自動(dòng)適應網(wǎng)絡(luò )帶寬的波動(dòng)，自動(dòng)調節碼流以最佳碼流自適應當前帶寬，使系統具有了應變網(wǎng)絡(luò )突發(fā)性阻塞的能力，保持常態(tài)性的穩定;

　　RDCP數據流傳輸控制協(xié)議的應用，使系統在低帶寬情況下，能夠提供高清晰的流暢的數據共享功能;

　　混網(wǎng)混速技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò )冗余，支持用戶(hù)在不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )連接服務(wù)器，突破運營(yíng)商之間的封鎖壁壘，方便系統擴展到其他部門(mén)、院?；驅W(xué)術(shù)機構在不同帶寬情況下接入;

　　業(yè)界領(lǐng)先的核心編解碼技術(shù)在不損失畫(huà)面質(zhì)量的情況下高壓縮率、低碼率，僅需100Kbit/S的碼率即可達到VCD畫(huà)質(zhì)，降低網(wǎng)絡(luò )承載壓力。

　　整體性、多功能、一體化的優(yōu)勢

　　系統所涉及的核心技術(shù)是我司自有知識產(chǎn)權的，業(yè)界領(lǐng)先的，從而使整個(gè)平臺具有很強的整體性，同時(shí)也可以更貼近用戶(hù)需求，依托我司強大的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢提供可持續的個(gè)性化的服務(wù)。從而保證了平臺的適用性、科學(xué)性和先進(jìn)性。

　　可擴展性強

　　通過(guò)更換模塊，便捷實(shí)現功能和規模的升級擴展;系統可以支持擴展到移動(dòng)學(xué)習、分散學(xué)習或多種學(xué)習方式相結合等;滿(mǎn)足用戶(hù)不斷發(fā)展的應用需求。

　　人性化、易用性設計

　　界面友好，操作簡(jiǎn)單。通過(guò)對操作界面和使用流程的優(yōu)化，用戶(hù)無(wú)需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)培訓，很容易就能夠上手使用。