一、教學(xué)錄播解決方案概述

　　錄播教室是利用視音頻記錄技術(shù)完整記錄課堂的教學(xué)活動，實現(xiàn)實時直播和課后點播。課堂教學(xué)活動包括老師、學(xué)生的圖像與聲音，教師的計算機(jī)課件、板書等信息。

　　錄播教學(xué)系統(tǒng)在普通錄播教室基礎(chǔ)上增加和強(qiáng)化了系統(tǒng)的數(shù)字化、控制的自動化、傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化、視頻信號的高清化。使用者也從專業(yè)的電教教師轉(zhuǎn)向普通教師;系統(tǒng)集成了網(wǎng)絡(luò)化集中錄制技術(shù)、圖像跟蹤技術(shù)、智能導(dǎo)播技術(shù)、、非線性編輯技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)直播技術(shù).能夠?qū)浿粕傻母咔逡曨l畫面、三分屏模式畫面和四分屏模式畫面通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直播，并且能夠?qū)⑸傻恼n件，通過后期的一次性編輯，發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)。系統(tǒng)支持普通、標(biāo)清、高清標(biāo)準(zhǔn)的攝像機(jī)。

　　錄播教學(xué)系統(tǒng)利用先進(jìn)的圖像跟蹤定位技術(shù)，在教師和學(xué)生無須使用任何感應(yīng)設(shè)備的情況下，對教師攝像和學(xué)生攝像進(jìn)行自動跟蹤和定位，并且結(jié)合自動導(dǎo)播系統(tǒng)對畫面進(jìn)行自動導(dǎo)播，系統(tǒng)具備70種以上的特技切換技術(shù)，教師可以根據(jù)自己喜好選擇視頻特技切換，系統(tǒng)支持3D場景，系統(tǒng)具備非線性編輯系統(tǒng)，能夠?qū)φn件信息進(jìn)行一次性編輯，同時能夠根據(jù)學(xué)校素材(視頻、音頻、PPT)進(jìn)行合成，生成優(yōu)質(zhì)的視頻課件。

　　錄播教學(xué)系統(tǒng)以及移動錄制系統(tǒng)在錄制過程中能夠添加片頭、片尾、?；铡⑿?biāo)、其他音視頻素材、添加授課人的信息等，系統(tǒng)具備自動音頻導(dǎo)播功能，提供有主混音、次混音和均衡混音界面，在切換畫面的同時，保證音頻信號的導(dǎo)播控制。

　　1.1全自動高清錄播演播系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

　　全自動錄播教室跟蹤圖

　　方案說明

　　如圖所示：高清錄播方式。視頻信號包括兩個部分：用于拍攝的高清視頻信號和用于定位的視頻圖像分析信號，拍攝的高清視頻信號通過HD-SDI線纜，傳輸?shù)綄?dǎo)播控制主機(jī)，完成導(dǎo)播信號的自動或者手動切換控制，然后傳輸給錄播電腦，完成高清視頻信號的傳輸。教師的跟蹤定位可以采用跟蹤和分析攝像機(jī)組合完成，也可以直接采用的圖像跟蹤系統(tǒng),由教師攝像機(jī)自動完成，無需額外的分析攝像機(jī)輔助,減少在實際錄課中頻繁的切換帶來的課件不連貫及在實際點播觀看時不舒服感覺。學(xué)生的跟蹤定位由一臺攝像機(jī)分析完成，所有的圖像分析視頻傳輸給圖像定位主機(jī)，由圖像分析定位主機(jī)進(jìn)行圖像分析后，將控制信號傳輸給導(dǎo)播控制主機(jī)，完成教師的跟蹤和學(xué)生的定位，并且對教師視頻和學(xué)生視頻的導(dǎo)播切換進(jìn)行控制。

　　音頻信號由學(xué)生聲音采集和教師聲音采集兩個部分。學(xué)生的聲音采集通過無線麥克采集或安裝8個吊頂麥克進(jìn)行混音采集。教師的聲音通可通過無線麥克風(fēng)進(jìn)行采集，然后音頻信號傳輸?shù)秸{(diào)音臺，由調(diào)音臺輸出到導(dǎo)播控制主機(jī)，完成音頻信號的采集，其中有一路音頻信號輸出到功放，完成擴(kuò)音。

　　VGA信號通過錄播主機(jī)傳輸?shù)綄?dǎo)播主機(jī)，完成對VGA信號的采集錄制，然后通過VGA分配器分配輸出到交互式觸摸屏和液晶電視。

　　1.2圖像自動跟蹤系統(tǒng)

　　圖像自動跟蹤系統(tǒng)示意圖

　　1.2.1系統(tǒng)簡介

　　教師、學(xué)生跟蹤系統(tǒng)采用獨(dú)有的智能視覺跟蹤技術(shù)，完全基于高速DSP處理器及先進(jìn)的智能視覺處理算法，一鏡實現(xiàn)360度全域精準(zhǔn)目標(biāo)跟蹤、定位，無需目標(biāo)佩戴任何輔助裝置;也無需安裝任何紅外、超聲波、射頻發(fā)射器等輔助定位裝置;更無需安裝額外圖像定位攝像機(jī)，完全實現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)。跟蹤過程中不受光線變化、目標(biāo)姿態(tài)變化、干擾光源、其他干擾目標(biāo)等的影響，能夠過濾所跟蹤目標(biāo)的微小動作干擾，具有非常穩(wěn)定平滑自然的平移/俯仰/縮放動作，十分適合在教室、會議室等場合使用。

　　采用目前先進(jìn)的智能視覺跟蹤技術(shù)，完全基于高速DSP處理及先進(jìn)的智能視覺處理技術(shù)，一鏡實現(xiàn)360度全域精確目標(biāo)跟蹤、定位，無需目標(biāo)佩戴任何裝置;也無需安裝任何紅外、超聲波、射頻發(fā)射器等輔助定位裝置;更無需安裝圖像定位攝像機(jī)，完全實現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)。視覺跟蹤系統(tǒng)包含教師跟蹤和學(xué)生跟蹤兩大子系統(tǒng)：

　　1.2.2教師跟蹤系統(tǒng)

　　1)自動鎖定目標(biāo)

　　通過智能視頻分析算法，自動識別并鎖定授課教師。當(dāng)有其他多人活動時，系統(tǒng)探測到多個人活動，能夠自動鎖定教師，跟蹤效果不會受其他活動目標(biāo)的影響。

　　2)自動跟蹤目標(biāo)

　　通過實時視頻圖像分析，自動測算教師的當(dāng)前位置，傳輸控制信號，驅(qū)動攝像機(jī)實現(xiàn)教師跟蹤。使用特有的攝像機(jī)控制技術(shù)，使得攝像機(jī)在跟蹤過程中始終保持鏡頭的平滑，保證了拍攝畫面的清晰流暢。

　　跟蹤策略：

　　l 當(dāng)教師在課堂中走動時，360度自動跟蹤，并自動調(diào)整焦距，確保老師始終處于畫面中心位置;

　　l 多人同時出現(xiàn)在講臺時，根據(jù)預(yù)設(shè)跟蹤規(guī)則，按照服裝顏色、身高、體型等進(jìn)行自動跟蹤;

　　l 當(dāng)教師無走動講課或板書時，自動調(diào)焦對老師進(jìn)行特寫拍攝;

　　l 可設(shè)置多種跟蹤策略，如嘉賓跟蹤策略，當(dāng)嘉賓進(jìn)入拍攝區(qū)域，自動脫離教師，并主動跟蹤嘉賓;

　　l 僅通過一臺攝像機(jī)即可完成多個對象的自動跟蹤;

　　l 當(dāng)對象靜止，可通過預(yù)設(shè)策略自動對焦并進(jìn)行全景拍攝。

　　1.2.3學(xué)生跟蹤系統(tǒng)

　　l 自動識辨站立學(xué)生

　　通過實時視頻圖像分析，當(dāng)教室里有學(xué)生起立發(fā)言時，系統(tǒng)能快速識別，自動測算站立學(xué)生的空間位置，傳輸控制信號，驅(qū)動學(xué)生攝像機(jī)拍攝站立學(xué)生特寫鏡頭，實現(xiàn)學(xué)生定位。

　　l 全景模式與特寫模式切換

　　系統(tǒng)自動辨識學(xué)生場景，當(dāng)無站立學(xué)生時，攝像機(jī)拍攝學(xué)生全景;當(dāng)有學(xué)生站立時，攝像機(jī)自動切換到特寫模式，拍攝站立學(xué)生特寫鏡頭。

　　跟蹤策略：

　　l 無學(xué)生活動時進(jìn)行全景拍攝;

　　l 當(dāng)有學(xué)生站立，系統(tǒng)自動判斷，自動調(diào)整焦距，跟蹤站立學(xué)生;

　　l 多個學(xué)生同時站立，根據(jù)預(yù)設(shè)跟蹤規(guī)則，按照服裝顏色、身高、體型等進(jìn)行自動跟蹤，或者還可以對站立學(xué)生進(jìn)行全景拍攝;

　　l 僅通過一臺攝像機(jī)即可完成多個發(fā)言學(xué)生的自動跟蹤;