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(dòng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)直播和課后點(diǎn)播。課堂教學(xué)活動(dòng)包括老師、學(xué)生的圖像與聲音，教師的計(jì)算機(jī)課件、板書(shū)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(dòng)化、傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化、視頻信號(hào)的高清化。使用者也從專(zhuān)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(huà)面、三分屏模式畫(huà)面和四分屏模式畫(huà)面通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行直播，并且能夠?qū)⑸傻恼n件，通過(guò)后期的一次性編輯，發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，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(wú)須使用任何感應(yīng)設(shè)備的情況下，對(duì)教師攝像和學(xué)生攝像進(jìn)行自動(dòng)跟蹤和定位，并且結(jié)合自動(dòng)導(dǎo)播系統(tǒng)對(duì)畫(huà)面進(jìn)行自動(dòng)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(chǎng)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(shí)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(dòng)錄制系統(tǒng)在錄制過(guò)程中能夠添加片頭、片尾、校徽、校標(biāo)、其他音視頻素材、添加授課人的信息等，系統(tǒng)具備自動(dòng)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(huà)面的同時(shí)，保證音頻信號(hào)的導(dǎo)播控制。

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

　　全自動(dòng)錄播教室跟蹤圖

　　方案說(shuō)明

　　如圖所示：高清錄播方式。視頻信號(hào)包括兩個(gè)部分：用于拍攝的高清視頻信號(hào)和用于定位的視頻圖像分析信號(hào)，拍攝的高清視頻信號(hào)通過(guò)HD-SDI線纜，傳輸?shù)綄?dǎo)播控制主機(jī)，完成導(dǎo)播信號(hào)的自動(dòng)或者手動(dòng)切換控制，然后傳輸給錄播電腦，完成高清視頻信號(hào)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(dòng)完成，無(wú)需額外的分析攝像機(jī)輔助,減少在實(shí)際錄課中頻繁的切換帶來(lái)的課件不連貫及在實(shí)際點(diǎn)播觀看時(shí)不舒服感覺(jué)。學(xué)生的跟蹤定位由一臺(tái)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(hào)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(duì)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(hào)由學(xué)生聲音采集和教師聲音采集兩個(gè)部分。學(xué)生的聲音采集通過(guò)無(wú)線麥克采集或安裝8個(gè)吊頂麥克進(jìn)行混音采集。教師的聲音通可通過(guò)無(wú)線麥克風(fēng)進(jìn)行采集，然后音頻信號(hào)傳輸?shù)秸{(diào)音臺(tái)，由調(diào)音臺(tái)輸出到導(dǎo)播控制主機(jī)，完成音頻信號(hào)的采集，其中有一路音頻信號(hào)輸出到功放，完成擴(kuò)音。

　　VGA信號(hào)通過(guò)錄播主機(jī)傳輸?shù)綄?dǎo)播主機(jī)，完成對(duì)VGA信號(hào)的采集錄制，然后通過(guò)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(dòng)跟蹤系統(tǒng)

　　圖像自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)示意圖

　　1.2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　教師、學(xué)生跟蹤系統(tǒng)采用獨(dú)有的智能視覺(jué)跟蹤技術(shù)，完全基于高速DSP處理器及先進(jìn)的智能視覺(jué)處理算法，一鏡實(shí)現(xiàn)360度全域精準(zhǔn)目標(biāo)跟蹤、定位，無(wú)需目標(biāo)佩戴任何輔助裝置;也無(wú)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(wú)需安裝額外圖像定位攝像機(jī)，完全實(shí)現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)。跟蹤過(guò)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(guò)濾所跟蹤目標(biāo)的微小動(dòng)作干擾，具有非常穩(wěn)定平滑自然的平移/俯仰/縮放動(dòng)作，十分適合在教室、會(huì)議室等場(chǎng)合使用。

　　采用目前先進(jìn)的智能視覺(jué)跟蹤技術(shù)，完全基于高速DSP處理及先進(jìn)的智能視覺(jué)處理技術(shù)，一鏡實(shí)現(xiàn)360度全域精確目標(biāo)跟蹤、定位，無(wú)需目標(biāo)佩戴任何裝置;也無(wú)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(wú)需安裝圖像定位攝像機(jī)，完全實(shí)現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)。視覺(jué)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(dòng)鎖定目標(biāo)

　　通過(guò)智能視頻分析算法，自動(dòng)識(shí)別并鎖定授課教師。當(dāng)有其他多人活動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)探測(cè)到多個(gè)人活動(dòng)，能夠自動(dòng)鎖定教師，跟蹤效果不會(huì)受其他活動(dòng)目標(biāo)的影響。

　　2)自動(dòng)跟蹤目標(biāo)

　　通過(guò)實(shí)時(shí)視頻圖像分析，自動(dòng)測(cè)算教師的當(dāng)前位置，傳輸控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)實(shí)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(guò)程中始終保持鏡頭的平滑，保證了拍攝畫(huà)面的清晰流暢。

　　跟蹤策略：

　　l 當(dāng)教師在課堂中走動(dòng)時(shí)，360度自動(dòng)跟蹤，并自動(dòng)調(diào)整焦距，確保老師始終處于畫(huà)面中心位置;

　　l 多人同時(shí)出現(xiàn)在講臺(tái)時(shí)，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(dòng)跟蹤;

　　l 當(dāng)教師無(wú)走動(dòng)講課或板書(shū)時(shí)，自動(dòng)調(diào)焦對(duì)老師進(jìn)行特寫(xiě)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(dòng)脫離教師，并主動(dòng)跟蹤嘉賓;

　　l 僅通過(guò)一臺(tái)攝像機(jī)即可完成多個(gè)對(duì)象的自動(dòng)跟蹤;

　　l 當(dāng)對(duì)象靜止，可通過(guò)預(yù)設(shè)策略自動(dòng)對(duì)焦并進(jìn)行全景拍攝。

　　1.2.3學(xué)生跟蹤系統(tǒng)

　　l 自動(dòng)識(shí)辨站立學(xué)生

　　通過(guò)實(shí)時(shí)視頻圖像分析，當(dāng)教室里有學(xué)生起立發(fā)言時(shí)，系統(tǒng)能快速識(shí)別，自動(dòng)測(cè)算站立學(xué)生的空間位置，傳輸控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生攝像機(jī)拍攝站立學(xué)生特寫(xiě)鏡頭，實(shí)現(xiàn)學(xué)生定位。

　　l 全景模式與特寫(xiě)模式切換

　　系統(tǒng)自動(dòng)辨識(shí)學(xué)生場(chǎng)景，當(dāng)無(wú)站立學(xué)生時(shí)，攝像機(jī)拍攝學(xué)生全景;當(dāng)有學(xué)生站立時(shí)，攝像機(jī)自動(dòng)切換到特寫(xiě)模式，拍攝站立學(xué)生特寫(xiě)鏡頭。

　　跟蹤策略：

　　l 無(wú)學(xué)生活動(dòng)時(shí)進(jìn)行全景拍攝;

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

　　l 多個(gè)學(xué)生同時(shí)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(dòng)跟蹤，或者還可以對(duì)站立學(xué)生進(jìn)行全景拍攝;

　　l 僅通過(guò)一臺(tái)攝像機(jī)即可完成多個(gè)發(fā)言學(xué)生的自動(dòng)跟蹤;