奧威亞——常態(tài)化錄播系統解決方案

　　第一章 方案背景

　　國家教育部為深入貫徹落實(shí)中央有關(guān)教育信息化的戰略部署，完成《國家中長(cháng)期教育改革和發(fā)展規劃綱要(2010-2020年)》確定的教育信息化目標任務(wù)、全面深入推進(jìn)“十三五”教育信息化工作，在《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導意見(jiàn)》中明確了以下內容：

　　(1)積極推動(dòng)管理平臺與資源平臺的深入應用與協(xié)同發(fā)展，不斷擴大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面，全面推進(jìn)“優(yōu)質(zhì)資源班班通”;

　　(2)繼續推進(jìn)“一師一優(yōu)課，一課一名師”活動(dòng)，鼓勵教師利用信息技術(shù)創(chuàng )新教學(xué)模式，推動(dòng)形成“課堂用、經(jīng)常用、普遍用”的信息化教學(xué)新常態(tài)。

　　第二章 方案設計

　　系統介紹

　　錄播系統成為解決大批量教學(xué)資源專(zhuān)業(yè)制作的最有效工具。運用常態(tài)化錄播系統的力量，在課堂常態(tài)化教學(xué)的同時(shí)就可以完成課堂的全過(guò)程實(shí)況拍攝，0人工投入也可以做出媲美專(zhuān)業(yè)攝像師的精品教學(xué)視頻。

　　常態(tài)化錄播系統憑借強大的圖像識別跟蹤技術(shù)，師生無(wú)須佩戴任何設備，可以按照授課邏輯自主對老師行為、學(xué)生行為、電腦畫(huà)面進(jìn)行跟蹤拍攝，并自動(dòng)制成優(yōu)質(zhì)的教學(xué)視頻，真實(shí)記錄整個(gè)教學(xué)過(guò)程，給視頻觀(guān)看者置身真實(shí)授課現場(chǎng)的完美體驗。支持網(wǎng)絡(luò )直播轉發(fā)功能，實(shí)現遠程聽(tīng)課、觀(guān)摩。

　　圖表 1 常態(tài)化錄播教室效果圖

　　系統拓撲

　　標準錄播系統主要由錄播主機、視頻采集系統、音頻處理系統、圖像跟蹤系統和智能導播系統組成。系統拓撲圖如下圖所示。

　　錄播主機支持接入2路3G-SDI、1路VGA和2路HDMI信號。高清圖像信號傳輸到錄播主機，經(jīng)導播控制平臺對各路圖像信號進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)導播處理，實(shí)現高清圖像視頻的錄制。支持錄播主機直接環(huán)出錄制畫(huà)面進(jìn)行同步觀(guān)摩。

　　圖表 2 常態(tài)化錄播系統拓撲圖

　　視頻采集系統

　　構建常態(tài)化錄播系統。通過(guò)該系統的搭建，能智能實(shí)現課堂實(shí)況自動(dòng)拍攝的功能，真實(shí)完整還原教師講解、學(xué)生聽(tīng)課、提問(wèn)等各個(gè)環(huán)節的授課情況。常態(tài)化教室構建簡(jiǎn)單，能將日常的教師授課高效優(yōu)質(zhì)錄制。

　　采用電子云鏡技術(shù)，通過(guò)兩臺400萬(wàn)像素非云臺攝像機即可實(shí)現“教師特寫(xiě)”、“教師全景”、“學(xué)生特寫(xiě)”、“學(xué)生全景”和“授課電腦”五個(gè)場(chǎng)景畫(huà)面拍攝與錄制。每個(gè)拍攝畫(huà)面均為1080P高清畫(huà)質(zhì)，實(shí)現真正全高清錄制。輔助于“一線(xiàn)通”技術(shù)，大大優(yōu)化了系統結構、提高部署效率、減少故障節點(diǎn)。

　　圖表 3 電子云鏡技術(shù)示意圖

　　音頻處理系統

　　教師和學(xué)生的語(yǔ)音信號通過(guò)兩支全向型拾音話(huà)筒拾取。全向型拾音話(huà)筒，采用白色的吸頂設計，聲音明亮通透、細節豐富、層次感強，適用于錄播教室錄音。

　　無(wú)需額外配置調音臺、音頻處理器等設備，常態(tài)化錄播主機內置數字音頻處理模塊，支持音量調節、自動(dòng)混音、EQ均衡調節、回聲抑制、自動(dòng)增益等功能。

　　最終所有的視、音頻均傳送到錄播主機中進(jìn)行編碼處理，錄制文件為標準MP4格式，保存在錄播主機中，支持后期再次編輯或上傳到平臺進(jìn)行點(diǎn)播。

　　圖像跟蹤系統

　　全自動(dòng)跟蹤技術(shù)

　　整個(gè)跟蹤功能無(wú)需額外配置跟蹤主機和輔助定位攝像頭。常態(tài)化錄播系統解決方案采用先進(jìn)圖像智能識別跟蹤技術(shù)，通過(guò)攝像機進(jìn)行視頻采集的同時(shí)實(shí)現教師行為和學(xué)生行為的跟蹤信息捕捉。錄播主機內置跟蹤功能，對攝像機采集的跟蹤信息進(jìn)行快速分析處理，實(shí)現畫(huà)面實(shí)時(shí)跟蹤切換。

　　基于電子云臺和圖像智能識別跟蹤技術(shù)，解決機械云臺導致切換畫(huà)面晃動(dòng)、緩慢的困擾，能夠迅速鎖定跟蹤目標，使整個(gè)跟蹤切換過(guò)程更加平穩、切換過(guò)程畫(huà)面不會(huì )抖動(dòng)。使教學(xué)錄播的全自動(dòng)跟蹤模式得到進(jìn)一步的技術(shù)提升。

　　全自動(dòng)跟蹤邏輯

　　老師跟蹤：實(shí)現老師特寫(xiě)、全景切換跟蹤。

　　學(xué)生跟蹤：捕捉學(xué)生行為，當學(xué)生起立回答問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)檢測并切換到學(xué)生畫(huà)面。

　　跟蹤邏輯：當教師站立不走動(dòng)時(shí)為特寫(xiě)畫(huà)面;當教師在講臺區域走動(dòng)講解時(shí)為教師區域全景畫(huà)面;學(xué)生起立發(fā)言時(shí)，首先切換到學(xué)生去區域全景畫(huà)面，再過(guò)渡到發(fā)言學(xué)生的特寫(xiě)畫(huà)面。當多個(gè)學(xué)生同時(shí)起立時(shí)則切換為學(xué)生全景畫(huà)面;當教師進(jìn)行PPT課件講解時(shí)，跟蹤系統應自動(dòng)檢測并觸發(fā)，錄制畫(huà)面切換到電腦畫(huà)面。

　　智能導播系統

　　為方便導播人員進(jìn)行導播管理控制，錄播主機內嵌導播管理系統，提供滿(mǎn)足課程錄制功能的導播操作平臺。PC導播平臺基于B/S架構設計，支持使用IE、360、chrome等瀏覽器通過(guò)網(wǎng)絡(luò )直接訪(fǎng)問(wèn)導播平臺，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )遠程導播。

　　導播平臺具有完善的錄課導播功能，包括畫(huà)面切換、場(chǎng)景布局、攝像機控制、添加LOGO與字幕、音量調節等功能。

　　支持EPTZ電子云臺功能，通過(guò)軟件技術(shù)實(shí)現對非云臺攝像機特寫(xiě)畫(huà)面的電子云臺控制、數字變焦功能。

　　支持基于IOS系統的IPAD移動(dòng)導播功能，提供自主研發(fā)的移動(dòng)導播APP應用服務(wù)。

　　圖表 4導播系統

　　直播與資源共享

　　常態(tài)化錄播系統支持標準RTMP視頻傳輸協(xié)議，支持與資源平臺進(jìn)行無(wú)縫對接，實(shí)現優(yōu)質(zhì)視頻資源基于局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的大范圍共享。支持基于資源平臺和第三方系統平臺的直播與推送功能，實(shí)現教學(xué)觀(guān)摩、大規模公開(kāi)課等直播服務(wù)應用。

　　第三章 方案特色與優(yōu)勢

　　領(lǐng)先的錄播技術(shù)

　　軟硬件全嵌入式設計，擁有多項技術(shù)自主知識產(chǎn)權，精巧的機身設計。高集成度，八合一錄播主機，單板卡集成視頻編碼、實(shí)時(shí)導播、同步錄制、音頻處理、圖像跟蹤、電子云鏡、網(wǎng)絡(luò )直播、在線(xiàn)點(diǎn)播等功能。

　　雙攝像機實(shí)現五場(chǎng)景

　　非簡(jiǎn)單的雙目攝像機，采用電子云鏡技術(shù)，兩個(gè)400萬(wàn)像素非云臺高清攝像機完成“教師特寫(xiě)”、“教師全景”、“學(xué)生特寫(xiě)”、“學(xué)生全景”和“授課電腦”五個(gè)場(chǎng)景畫(huà)面拍攝錄制。采用專(zhuān)業(yè)會(huì )議全向話(huà)筒實(shí)現課堂教學(xué)聲音采集?；贖.264 highprofile和AAC音視頻編碼技術(shù)，高質(zhì)量的聲畫(huà)同步錄制，1080P高清畫(huà)質(zhì)視頻輸出。

　　智能圖像跟蹤技術(shù)

　　全自動(dòng)跟蹤拍攝?；陔娮釉婆_和圖像智能識別跟蹤技術(shù)，解決機械云臺導致切換畫(huà)面晃動(dòng)、緩慢的困擾，能夠迅速鎖定跟蹤目標，使整個(gè)跟蹤切換過(guò)程更加平穩、切換過(guò)程畫(huà)面不會(huì )抖動(dòng)。使教學(xué)錄播的全自動(dòng)跟蹤模式得到進(jìn)一步的技術(shù)提升。

　　專(zhuān)業(yè)音頻處理技術(shù)

　　常態(tài)化錄播主機內置數字音頻處理模塊，支持音量調節、自動(dòng)混音、EQ均衡調節、回聲抑制、自動(dòng)增益等功能。

　　“一線(xiàn)通”傳輸技術(shù)

　　支持一線(xiàn)通功能，常態(tài)化錄播主機與高清攝像機之間，僅通過(guò)一根標準SDI線(xiàn)纜即可實(shí)現圖像信號，控制信號，供電同傳。優(yōu)化傳輸系統、提高部署效率、減少故障節點(diǎn)。

　　強大的可擴展性

　　強大的系統擴展性，支持通過(guò)軟件升級擴展基于國際標準H.323、SIP協(xié)議的互動(dòng)功能，實(shí)現基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程互動(dòng)教學(xué)教研應用。

　　第四章 方案清單