1、 常态化教学录播系统解决方案常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 1 页目 录1. 背景概述 .22. 系统定位 .23. 系统应用设计 33.1. 系统整体设计框架 .33.2. 系统组成 43.2.1. 高清录播一体机 .43.2.2. 视频图像采集设备（教育球机） 63.2.3. 声音采集设备 73.2.4. 可视化教学系统平台 73.3. 系统功能 73.3.1. 课程计划编制与管理 73.3.2. 课程导播与录制 .83.3.3. 课程直播与点播 .123.3.4. 课件上传与下载 .133.3.5. 教学互动与评价 .144. 系统特点与优势 155. 系统配置
2、 .16常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 2 页1. 背景概述随着计算机多媒体技术、网络传输技术、视频图像采集及处理技术为代表的新技术的不断更新，推动了教学手段现代化的进程。基于网络的音视频录制点播成为学校多媒体教学应用的一项重要需求，国内许多有实力的学校逐渐尝试录播教室的建设，以此来实现对优质教学资源的录制及保存。但是，传统的录播教室建设成本投入较大，建设方案相对复杂，传统录 播教 室 的 建 设 ， 需 要 搭 建 视 频 服 务 器 、 视 频 编 码 器 、 混 音 器 、 功 放 等 众 多 设备 ,布 线 及 设 备 安 装 过 于 繁 琐 ， 工 程 实
3、施 较 为 复 杂 。 同时，传统的录播系统操作相对复杂，一 般 都 由 授 课 教 师 亲 自 制 作 课 件 ， 要 求 授 课 教 师 掌 握 一 些 计算 机 、 摄 像 和 课 件 编 辑 等 专 业 技 术 ， 但 就 目 前 而 言 ， 许 多 学 校 师 资 力 量 比较 紧 张 ， 教 师 教 学 任 务 繁 重 ， 如 果 按 照 传 统 的 思 路 去 制 作 课 件 势 必 会 给 教 师授 课 带 来 额 外 的 负 担 。海康威视从学校的实际需求出发，结合教师讲课的特点，充分考虑整体普及化建设成本，利用海康自身在图像采集、图像处理以及图像分析方面的优势，推出了一套简
4、单易用、经济实惠、高质量的常态化教学录播系统，该系统能轻松地将日常的授课场景（包含各类教学使用资源）录制为内容全面的视频课件，通过网络可面向学生提供课程直播与点播服务，以此实现远程教学，将教学资源最大共享化。2. 系统定位海 康 威 视 在 研 发 常 态 化 教 学 录 播 系 统 之 初 ， 即 对 系 统 有 了 明 确 精 准 的定 位 。 系 统 主 要 是 面 向 中 小 学 、 高 校 、 职 校 等 教 育 机 构 以 及 企 事 业 单 位 培训 中 心 等 ， 以 分 布 式 常 态 化 录 制 的 手 段 将 日 常 课 堂 教 学 录 制 成 内 容 全 面 的 视频
5、课 件 。 追 求 常 态 化 、 易 普 及 、 兼 容 性 以 及 经 济 性 ， 相 比 专 业 的 精 品 录 播教 室 的 建 设 ， 成 本 更 低 ， 使 用 更 简 单 ， 施 工 更 方 便 ， 并 能 兼 容 利 旧 已 建 的教 室 视 音 频 监 控 资 源 ， 更 能 为 广 大 学 校 日 常 教 学 所 接 受 。 同 时 系 统 的 建 设还 将 充 分 考 虑 兼 顾 学 校 在 日 常 监 控 、 电 子 考 场 等 方 面 的 综 合 应 用 ， 通 过 共常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 3 页享 设 备 及 软 件 平 台 ，
6、以 减 少 财 政 的 重 复 投 入 ， 降 低 建 设 成 本 。3. 系统应用设计3.1. 系统整体设计框架海康威视常态化教学录播系统主要由高清录播一体机、教育球机、音频采集设备及可视化教学系统平台软件构成。一般情况下，在一个标准的教室里，需要安装两个摄像机（教育球机：具备智能跟踪及智能放大缩放功能） ，分别对教师授课过程及学生听课过程进行视频图像采集。同时，在靠近讲台处还需要安装拾音设备，用于课堂教学的声音完整地进行采集。另外，在前端教室还需要安装一台高清录播一体机，该设备既支持图像及声音采集设备的接入，同时也支持各类教学资源（教学 ppt 等）的 VGA 信号接入，通过对各类信号的整
7、合，该设备可实现对课堂教学的全过程录制，生成高质量的教学视频课件，最后通过可视化教学系统平台将资源进行综合发布。图 1.系统整体设计架构常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 4 页3.2. 系统组成海康威视常态化教学录播系统由硬件及软件两部分组成，其中硬件主要包含高清录播一体机、视频图像采集设备（教育球机） 、课堂教学音频采集（音响系统、吊麦、拾音器）及可视化教学系统平台构成。3.2.1. 高清录播一体机海康威视推出的高清录播一体机产品集成了各种先进的信息技术，同时结合了教育教学领域的实际情况和需求，集课件录制、声音合成于一体，可以轻松地满足常态化教学录播的需求。图 2.设
8、计理念图 3.DS-8104LHFH-E2 高清录播一体机实拍图常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 5 页图 4.高清录播一体机开启界面产品主要特点： 该产品为分布式的教学录播量身定制，软硬件全部采用嵌入式构架，设备稳定，性能强劲，且超低功耗, 超低噪音； 设备美观，小巧（标准 1U 大小） ，大存储容量（支持 2 块 4T 的 SATA硬盘） ，接口丰富、功能专业； 节省客户投资，具有高兼容及高集成性。支持接入高清数字 HD-SDI 摄像机，兼容接入模拟摄像机；自带 VGA 和 HDMI 编码接口，节省 VGA 编码器（教学电脑的课件编码）成本；同时还自带混音和回声消除
9、功能，节省专用音频处理设备成本。 支持多种教学录播模式，包括电影模式、资源（多画面）模式、画中画模式等。 支持三码流：高清、标清、流畅，满足更多的网络情况和学习终端。 具有一键发布功能，可以将课件一键发布到资源 FTP 库。 可以结合课程表使用，根据课程表进行课件的自动录制，支持对课件的关键字搜索。 标准性和开放性：设备符合行业标准，采用标准 H.264 编码，具备完整开发接口，能够无缝的接入各方软件平台。常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 6 页3.2.2. 视频图像采集设备（教育球机）考虑到教师课堂教学的需要，教师经常会在讲台上来回走动，并且经常会与学生互动。海康威视
10、推出了带智能跟踪的教育球机，该设备内嵌智能分析算法，当教师授课时有较大的位置挪动或者当学生有起立回答问题或答问结束坐下时，教育球机会自动检测分析，并对此作出智能跟踪及特写的动作。图 5.教育球机实拍图产品主要特点： 采用高性能传感器，图像清晰，最大分辨率可达 1920*1080，以保证录播文件的清晰度，增加教师与学生的体验感； 采用人脸检测和人体检测技术，教师无需佩戴任何辅助设备，也无需在座椅安装辅助设施，即可实现对教师与学生的精准跟踪定位，最大限度的保证常态化教学； 采用智能分析技术，设备内嵌了智能分析算法，实现对教师与学生的智能跟踪的同时还具备特写功能； 采用智能检测技术，当学生回答问题时
11、，能智能检测学生的起立与坐下动作，并实现对学生的智能跟踪； 安装方式灵活，除了支持传统的吊装、臂装和吸顶方式外，设备还支持桌面式摆放的方式，满足更多更广的场景应用； 除了满足教学录播应用以外，该球机还支持学校的日常安防与电子考场应用，可以无缝地接入校园安防平台与电子考场平台； 对于外界环境的自适应，该款教育球机会对对外界的环境如光线、声音、电磁等进行自动分析与自适应，可以保证最佳的图像采集效果。常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 7 页3.2.3. 声音采集设备针对教师课堂教学声音的采集，如果教室内已安装了专业的功放系统，可以直接利用该套系统将采集的声音输出并接入录播一体
12、机。还可以额外增加课堂教学专用的拾音器、吊麦等设备，最大限度地保证课堂教学声音的高保真采集。3.2.4. 可视化教学系统平台可视化教学系统平台是由海康威视结合日常教学录播、资源发布、远程教学的要求推出的一套综合应用系统，总体围绕课件课程管理、课程直播、课程点播、教学互动评价等四个方面进行系统设计，满足用户对课件的综合管理应用的需求，解决学校对于课件的常态化制作的需求。通过常态化的课件录制，能够实现对课堂教学实况的实时直播与精彩回放，轻松地实现远程教学功能。同时，系统还设置了教学点评模块，可以满足教学评估与学生对教师的评价，增加师生间的交流与互动。图 6.可视化教学系统平台登陆界面3.3. 系统
13、功能3.3.1. 课程计划编制与管理系统支持对课程的计划进行编制与管理，管理员可以在后台自行编制课程常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 8 页直播计划，并且可以将课程直播通告发布到资源展示界面，同时，管理员还可对课程进行统一管理，以保证系统的正常运行。图 7.课程计划编制与管理3.3.2. 课程导播与录制本系统支持自动导播和手动导播，方便配置和控制。支持电影模式、画中画、资源模式（多画面合成）等三种模式的课程导播与录制。支持根据课程表自动进行课件的录制，无需人工干预。录制的画面支持高清、标清、流畅三种码流，以应对不同的网络要求和学习终端。（1）. 电影模式录制主画面主要显
14、示教师授课画面，但画面会根据教学场景关注点自动切换，教学课件（PPT）翻页时自动切换到 PPT 画面，停留一段时间后画面会自动跳转至教师画面，学生起立回答问题时自动定位聚焦并切换到学生画面，当学生答问结束后界面再次调回教师画面。常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 9 页图 8.电影模式图 9.轮巡切换常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 10 页（2）. 画中画模式系统支持画中画模式录制，在教学主画面中嵌入一个小画面，一般主画面为教师授课画面，子画面为教学课件画面（PPT） ，并可选择根据触发条件进行画面间的切换，满足用户多种需求。图 10. 画中画模
15、式（3）. 资源模式录制系统支持资源模式录制，多个画面自动合成一个教学画面进行存储和传输（占用一路带宽） ，可以选择两画面（左右） 、三画面（左一右二） 、四画面（左一右三）等多种组合方式，完美实时地显示整个课堂的教学过程。其中三、四画面模式中的主画面可以选择根据触发条件进行自动切换。常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 11 页图 11. 两画面模式录制图 12. 三画面模式录制常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 12 页图 13. 四画面模式录制3.3.3. 课程直播与点播系统具备课程直播与点播功能，学生可以登陆系统在线地观看课程直播或者点播历史课
16、程，以此实现远程学习。另外，学生可以根据所处的网络环境，选择最佳分辨率的码流进行课程的学习。图 14. 课件资源搜索常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 13 页图 15. 课程直播与点播系统不仅支持 pc 端，同时还支持移动端。图 16. Ipad 移动端应用3.3.4. 课件上传与下载系统支持课件的上传与下载功能，在课件录制完成之后，管理员可以通过系统实现对课件的快速上传，以丰富课件资源库。学生可以通过网络远程对资源库中的课件进行选择性下载，以便于课程的观看学习。常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 14 页图 17. 课件上传界面3.3.5. 教学
17、互动与评价该套系统支持教研员及学生对课程的评价，教研员及学生在进行课件浏览后，可以通过系统对课件及教师进行综合评价，并统一上传评论，评论可作为教学评价的参考。图 18. 教学互动与评价常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 15 页4. 系统特点与优势海康威视常态化教学录播系统具备以下几个特点及优势：1） 教育球机前置跟踪本系统所采用的教育球机自带智能跟踪算法，无需额外跟踪主机，即可实现对教师的自动跟踪、对学生起立及坐下的自动捕获。2） 录播一体机高集成本系统所采用的高清录播一体机具有高集成度的特点，功能强大，集成视频编码、混音控制、自动导播、录播控制、语音对讲等功能，一机多
18、用，且课件自动合成，自动上传发布，需求教师额外的操作。可以为用户节省成本的同时满足常态化教学录播应用。3） 录播效果丰富本套系统提供了多种课程导播模式，教师、学生、课件间可以自动切换，画面支持三码流传输，能够满足并适应更多的网络情况和学习终端。4） 三位一体、资源共享整 套 教 学 录 播 系 统 的 建 设 充 分 考 虑 兼 顾 学 校 在 日 常 监 控 、 电 子 考 场 等方 面 的 综 合 应 用 ， 通 过 共 享 设 备 及 软 件 平 台 ， 以 减 少 财 政 的 重 复 投 入 ， 降低 建 设 成 本 。5） 工程实施便捷系统总体架构简单，课件质量高、容量小，安装施工方
19、便，建设周期短，是学校常态化课程建设的最佳伴侣。常态化教学录播系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 16 页5. 系统配置在进行摄像机的选型时，一般建议教师画面和学生画面采集摄像机都采用教育球机，带智能跟踪，以增强课件的整体导播效果，增强用户体验。另外，针对不同的项目，根据项目预算和客户要求，学生画面采集摄像机可选择不带智能跟踪的普通高清摄像机。配置及推荐模式如下表：教师画面 学生画面 教学课件导播资源配置 教育跟踪球普通高清摄像机（带BNC 输出）教育跟踪球普通高清摄像机（带BNC 输出）教学电脑导播模式推荐特点标准 （可选）教室全景四画面或电影模式针对教师与学生都可实现智能跟踪与局部特写，录播效果丰富，能够给用户极佳的使用体验普通 三画面或画中画针对教师可跟踪，学生图像以静态录制的方式采集，一定程度上可适当降低投入
