海康威视常态化教学录播系统解决专业方案基础标准版.docx

长久化教学录播系统处理方案

目 录
1. 背景概述 2
2. 系统定位 2
3. 系统应用设计 3
3.1. 系统整体设计框架 3
3.2. 系统组成 4
3.2.1. 高清录播一体机 4
3.2.2. 视频图像采集设备（教育球机） 6
3.2.3. 声音采集设备 7
3.2.4. 可视化教学系统平台 7
3.3. 系统功效 7
3.3.1. 课程计划编制和管理 7
3.3.2. 课程导播和录制 8
3.3.3. 课程直播和点播 12
3.3.4. 课件上传和下载 13
3.3.5. 教学互动和评价 14
4. 系统特点和优势 15
5. 系统配置 16

1. 背景概述
伴随计算机多媒体技术、网络传输技术、视频图像采集及处理技术为代表新技术不停更新，推进了教学手段现代化进程。基于网络音视频录制点播成为学校多媒体教学应用一项关键需求，中国很多有实力学校逐步尝试录播教室建设，以此来实现对优质教学资源录制及保留。
不过，传统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，工程实施较为复杂。同时，传统录播系统操作相对复杂，通常全部由讲课老师亲自制作课件，要求讲课老师掌握部分计算机、摄像和课件编辑等专业技术，但就现在而言，很多学校师资力量比较担心，老师教学任务繁重，假如根据传统思绪去制作课件势必会给老师讲课带来额外负担。
海康威视从学校实际需求出发，结合老师讲课特点，充足考虑整体普及化建设成本，利用海康本身在图像采集、图像处理和图像分析方面优势，推出了一套简单易用、经济实惠、高质量长久化教学录播系统，该系统能轻松地将日常讲课场景（包含各类教学使用资源）录制为内容全方面视频课件，经过网络可面向学生提供课程直播和点播服务，以此实现远程教学，将教学资源最大共享化。
2. 系统定位
海康威视在研发长久化教学录播系统之初，即对系统有了明确正确定位。系统关键是面向中小学、高校、职校等教育机构和企机关培训中心等，以分布式长久化录制手段将日常课堂教学录制成内容全方面视频课件。追求长久化、易普及、兼容性和经济性，相比专业精品录播教室建设，成本更低，使用更简单，施工更方便，并能兼容利旧已建教室视音频监控资源，更能为广大学校日常教学所接收。同时系统建设还将充足考虑兼顾学校在日常监控、电子考场等方面综合应用，经过共享设备及软件平台，以降低财政反复投入，降低建设成本。
3. 系统应用设计
3.1. 系统整体设计框架
海康威视长久化教学录播系统关键由高清录播一体机、教育球机、音频采集设备及可视化教学系统平台软件组成。通常情况下，在一个标准教室里，需要安装两个摄像机（教育球机：含有智能跟踪及智能放大缩放功效），分别对老师讲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接入，同时也支持各类教学资源（教学ppt等）VGA信号接入，经过对各类信号整合，该设备可实现对课堂教学全过程录制，生成高质量教学视频课件，最终经过可视化教学系统平台将资源进行综合公布。

图1. 系统整体设计架构
3.2. 系统组成
海康威视长久化教学录播系统由硬件及软件两部分组成，其中硬件关键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组成。
3.2.1. 高清录播一体机
海康威视推出高清录播一体机产品集成了多种优异信息技术，同时结合了教育教学领域实际情况和需求，集课件录制、声音合成于一体，能够轻松地满足长久化教学录播需求。

图2. 设计理念

图3. DS-8104LHFH-E2高清录播一体机实拍图

图4. 高清录播一体机开启界面
产品关键特点：
Ø 该产品为分布式教学录播量身定制，软硬件全部采取嵌入式构架，设备稳定，性能强劲，且超低功耗, 超低噪音；
Ø 设备美观，小巧（标准1U大小），大存放容量（支持2块4TSATA硬盘），接口丰富、功效专业；
Ø 节省用户投资，含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（教学电脑课件编码）成本；同时还自带混音和回声消除功效，节省专用音频处理设备成本。
Ø 支持多个教学录播模式，包含电影模式、资源（多画面）模式、画中画模式等。
Ø 支持三码流：高清、标清、流畅，满足更多网络情况和学习终端。
Ø 含有一键公布功效，能够将课件一键公布到资源FTP库。
Ø 能够结合课程表使用，依据课程表进行课件自动录制，支持对课件关键字搜索。
Ø 标准性和开放性：设备符合行业标准，采取标准H.264编码，含有完整开发接口，能够无缝接入各方软件平台。
3.2.2. 视频图像采集设备（教育球机）
考虑到老师课堂教学需要，老师常常会在讲台上往返走动，而且常常会和学生互动。海康威视推出了带智能跟踪教育球机，该设备内嵌智能分析算法，当老师讲课时有较大位置挪动或当学生有起立回复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动作。

图5. 教育球机实拍图
产品关键特点：
Ø 采取高性能传感器，图像清楚，最大分辨率可达1920*1080，以确保录播文件清楚度，增加老师和学生体验感；
Ø 采取人脸检测和人体检测技术，老师无需佩戴任何辅助设备，也无需在座椅安装辅助设施，即可实现对老师和学生正确跟踪定位，最大程度确保长久化教学；
Ø 采取智能分析技术，设备内嵌了智能分析算法，实现对老师和学生智能跟踪同时还含有特写功效；
Ø 采取智能检测技术，当学生回复问题时，能智能检测学生起立和坐下动作，并实现对学生智能跟踪；
Ø 安装方法灵活，除了支持传统吊装、臂装和吸顶方法外，设备还支持桌面式摆放方法，满足更多更广场景应用；
Ø 除了满足教学录播应用以外，该球机还支持学校日常安防和电子考场应用，能够无缝地接入校园安防平台和电子考场平台；
Ø 对于外界环境自适应，该款教育球机会对对外界环境如光线、声音、电磁等进行自动分析和自适应，能够确保最好图像采集效果。
3.2.3. 声音采集设备
针对老师课堂教学声音采集，假如教室内已安装了专业功放系统，能够直接利用该套系统将采集声音输出并接入录播一体机。还能够额外增加课堂教学专用拾音器、吊麦等设备，最大程度地确保课堂教学声音高保真采集。
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、资源公布、远程教学要求推出一套综合应用系统，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，满足用户对课件综合管理应用需求，处理学校对于课件长久化制作需求。经过长久化课件录制，能够实现对课堂教学实况实时直播和出色回放，轻松地实现远程教学功效。同时，系统还设置了教学点评模块，能够满足教学评定和学生对老师评价，增加师生间交流和互动。

图6. 可视化教学系统平台登陆界面
3.3. 系统功效
3.3.1. 课程计划编制和管理
系统支持对课程计划进行编制和管理，管理员能够在后台自行编制课程直播计划，而且能够将课程直播通告公布到资源展示界面，同时，管理员还可对课程进行统一管理，以确保系统正常运行。

图7. 课程计划编制和管理
3.3.2. 课程导播和录制
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）等三种模式课程导播和录制。支持依据课程表自动进行课件录制，无需人工干预。录制画面支持高清、标清、流畅三种码流，以应对不一样网络要求和学习终端。
（1）. 电影模式
录制主画面关键显示老师讲课画面，但画面会依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老师画面，学生起立回复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老师画面。

图8. 电影模式

图9. 轮巡切换

（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，通常主画面为老师讲课画面，子画面为教学课件画面（PPT），并可选择依据触发条件进行画面间切换，满足用户多个需求。

图10. 画中画模式
（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放和传输（占用一路带宽），能够选择两画面（左右）、三画面（左一右二）、四画面（左一右三）等多个组合方法，完美实时地显示整个课堂教学过程。其中三、四画面模式中主画面能够选择依据触发条件进行自动切换。

图11. 两画面模式录制

图12. 三画面模式录制

图13. 四画面模式录制
3.3.3. 课程直播和点播
系统含有课程直播和点播功效，学生能够登陆系统在线地观看课程直播或点播历史课程，以此实现远程学习。另外，学生能够依据所处网络环境，选择最好分辨率码流进行课程学习。

图14. 课件资源搜索

图15. 课程直播和点播
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. 课件上传和下载
系统支持课件上传和下载功效，在课件录制完成以后，管理员能够经过系统实现对课件快速上传，以丰富课件资源库。学生能够经过网络远程对资源库中课件进行选择性下载，方便于课程观看学习。

图17. 课件上传界面
3.3.5. 教学互动和评价
该套系统支持教研员及学生对课程评价，教研员及学生在进行课件浏览后，能够经过系统对课件及老师进行综合评价，并统一上传评论，评论可作为教学评价参考。

图18. 教学互动和评价
4. 系统特点和优势
海康威视长久化教学录播系统含有以下多个特点及优势：
1） 教育球机前置跟踪
本系统所采取教育球机自带智能跟踪算法，无需额外跟踪主机，即可实现对老师自动跟踪、对学生起立及坐下自动捕捉。
2） 录播一体机高集成
本系统所采取高清录播一体机含有高集成度特点，功效强大，集成视频编码、混音控制、自动导播、录播控制、语音对讲等功效，一机多用，且课件自动合成，自动上传公布，需讨老师额外操作。能够为用户节省成本同时满足长久化教学录播应用。
3） 录播效果丰富
本套系统提供了多个课程导播模式，老师、学生、课件间能够自动切换，画面支持三码流传输，能够满足并适应更多网络情况和学习终端。
4） 三位一体、资源共享
整套教学录播系统建设充足考虑兼顾学校在日常监控、电子考场等方面综合应用，经过共享设备及软件平台，以降低财政反复投入，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，安装施工方便，建设周期短，是学校长久化课程建设最好伴侣。

5. 系统配置
在进行摄像机选型时，通常提议老师画面和学生画面采集摄像机全部采取教育球机，带智能跟踪，以增强课件整体导播效果，增强用户体验。另外，针对不一样项目，依据项目预算和用户要求，学生画面采集摄像机可选择不带智能跟踪一般高清摄像机。
配置及推荐模式以下表：
导播资源
配置
老师画面
学生画面
教学课件
导播模式推荐
特点
教育跟踪球
一般高清摄像机（带BNC输出）
教育跟踪球
一般高清摄像机（带BNC输出）
教学电脑
★标准
●

●
●（可选）
教室全景
●
四画面或电影模式
针对老师和学生全部可实现智能跟踪和局部特写，录播效果丰富，能够给用户极佳使用体验
一般
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●
三画面或画中画
针对老师可跟踪，学生图像以静态录制方法采集，一定程度上可合适降低投入