酷睿录播系统技术方案

技术方案1酷睿型录播系统技术方案一、酷睿型智能教室的系统构成酷睿型智能教室，有四大部分组成：酷睿型智能教室操作台，输入、输出及多媒体设备，全自动录播编辑机，和图形图像工作站，可以根据需要自由选配学生互动模块。如果用人体器官形容酷睿型智能教室的主要设备，全自动录播编辑机就是大脑，图形图像工作站就是心脏，酷睿型智能教室操作台就像四肢。全自动录播编辑机智能的判断教师的讲授意图，根据教学实际过程以及对教师行为模式的理解，自动地通过全自动录播编辑机，控制所有输入输出和多媒体设备，进行智能的场景调度，实时地将符合当前教学状况的场景剪辑处理送给图形图像工作站，由图形图像工作站做数据编码处理，制作成标准格式的流媒体文件，存储并直播出去。酷睿型智能教室中的专利技术：包含了我们拥有的自主知识产权的《自动编辑策略系统》，和以我们的专利技术—《SSV流媒体技术》为内核的《酷睿型智能教室软件》，在板书型号中，还应用了我们的技术方案2专利技术—《智能定位系统》和《多镜头覆盖技术》。这多项专利技术和自主的知识产权技术的引入，充分发挥无意识控制理论，授课教师可以在无人值守的状况下，无需任何人的帮助和干预，完成授课过程的录播，授课教师可以只关注自己的授课质量，无需复杂、昂贵的录播设备，也无需录播人员在幕后进行复杂的非线性编辑操作。授课结束后，系统可以根据录播前所设定的片头、片尾资料，结合实际录播过程中的参数，为授课过程的视频文件配置片头、片尾，并实时生成教学过程录像。二、酷睿型智能教室的设计背景教育的过程不仅仅是一个简单的知识传授和宣讲的过程，教和学本身也是一个知识创造和再加工的过程。老师的面授过程是教育核心业务。在教育核心业务信息化的过程中不可或缺的三个重点：第一要做到教师面授过程的信息化；第二要做到师生互动的信息化；第三要做到教学活动常态化信息化。教师面授作为一个可以不间断的知识源和信息源，怎么样被自动化保留下来，实时保留下来，并让它能够利用最新网络技术共享使用？精品课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分，国家教育部要求精品课程用两三年内实现课程的全程录像上网，旨在充分利用名师名教的先进教学效果，培训一批骨干师资队伍，实现校内外优质资源共享；学校精品课程的大量录像，还应用于课程评估、教学观摩、师资培养、论坛实录、名师讲堂、学生点课、评课、重修课程、评职评优。课程资源建设自然成了各高校教学建设的最新课题问题，因为这对录课技术、网络技术、录课成本、编辑时效提出了严峻的挑战，技术往往在此时起关键作用。课程全自动录制系统，推向市场，意味着教学核心业务的信息化，意味着我国教育技术登上崭新的台阶——教育技术以课程建设为中心。酷睿型智能教室，可以在教师现场授课的同时自动生成教学实况录像，完整地记录教师在授课中的活动，不仅包含教学现场实况，还包含过程中教师使用的任何课件，并把他们按照发生的时间、顺序、流畅剪辑，自动编辑；生成该课程有价值的授课实况录像，同时以流媒体的方式在网络中直播、保存起来，以供广大师生、管理者实时收看，课后点播观研。酷睿型智能教室，适用于高等院校精品课程的建设，也适用于那些人为技巧性强的学科建设，还适合那些需要广泛使用多媒体技术手段的学科建设。该系统扩大了教学获益的学生范围；鼓励教师间相互学习观摩，促进教学业务；帮助管理者及时了解一线教学状况，直接帮助学校提高教学质量，从而在根本上提升学校的核心竞争力。传统的录课技术存在的问题：技术方案31.录制后需花大量时间，编辑当课程多的时候，也就失去了时效性2.录制后需大量的人力物力编辑，受人力和设备限制，无法大量生成3.上课教师很难自行编辑，编辑结果不一定是教师授课的全过程、全场景4.利用非线性编辑无法实现教师授课现场直播有没有一种方法能够全自动完整地记录教学中教师面授的全过程，并把它们变成能保存的、有价值的资料，方便学习、观摩、和传播呢？于是我们决定开始技术探讨和产品规划。在2003年下半年，我们首先开始组建研发队伍，并且开始产品的需求分析工作。在这个阶段，我们走访了大量的专家、一线教师、教育管理者，我们向大家了解：什么样的系统是符合教学需求的？一个优秀的系统应该符合哪些基本要求？在走访过程中，许多学校比如北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、浙江大学、中国电子科技大学、华南理工大学的专家、教师，给我们提供了许多宝贵的建议和意见。通过对大量的需求的整理，我们逐渐清晰了设计的目标。综合这些专家和老师的意见，我们了解了用户对全自动录播系统的基本要求，按照这些指导原则，我们经过两年的开发，终于完成了卓越SmartPR全自动录播系统的研发工作，并于2008年对SmartPR全自动录播系统进行全面升级，形成酷睿型智能教室，现在该系统已经在国内外同类产品中处于领先地位，系统达到了：1.实时性录制后直接生成，无需大量时间编辑，当课程多的时候，也不影响其时效性2.量产性录制后不需大量的人力物力编辑，不受人力和设备限制，可以大量及时生成3.真实性授课教师自然讲课，无需控制，录制结果真实体现教师授课的全过程、全场景，彻底解决了“会教的人不会编，会编的人不会教”的问题4.直播性支持老师上课直播，直播时不限制远程收视客户!技术方案4三、性能参数序号项目要求参数1摄像机支持数系统至多能够支持九台摄像机同时接入，并完成同步切换。其中至少一台摄像机能够通过讲台的操控键进行变焦和角度的操控2音频输入源系统至少可以支持三路的音频接入，并同时使用3图形图像工作站系统采用专业图形图像工作站，完成采集，编辑，直播等工作。4音视频录制格式流式音频格式，采样频率16位、22KASF流媒体格式，可支持800*600，1024*7685录制音频指标频响范围20Hz～20KHz，信噪比65db（A计权），失真度1%6视频色彩在1024*768分辨率的情况下，可达到32Bit的色彩7压缩码流可以根据要求改变码流大小（码流300k～2M可调）,1024*768分辨率，32Bit色彩的情况下，码流小于1M。8录播文件格式标准的流媒体格式文件，Mpeg4.ASF文件格式9录播文件方式以电视直播模式为主，支持电子课件和教师形象画中画方式，支持在录播过程中随时切换和移动10图像切换具有自动和手动两种模式，在自动状态下，所有视频，音频，课件资源的切换自动进行11录播特技系统能够提供方便的自动合成包括学校信息，教师信息，课程信息在内的片头，片尾12录播帧率20帧/秒～30帧/秒13唇音同步声音和图像之间的时差不得超过100ms14板书录播系统支持板书的智能录播，支持至多8米长的黑板。8cm*8cm的黑板字体能够清晰的录播15使用人数系统不需要借助任何其他人员的帮助，也能让教师独立完成授课全过程的录播技术方案5四大特点1.录播使用特点:教学常态化，超级易用2.录播方式特点:以电影模式记录授课全过程全场景真实性原则电影模式录制技术方案6自动清晰录制板书支持所有课件使用我们的特点1.录制的是一个单独的流媒体文件2.支持使用任意格式的课件支持使用任意格式的课件3.支持后台非线性编辑3.录播方式特点:低码流，高清晰，智能编辑我们的追求同样的分辨率下，追求更低的码流；同样的码流下，支持更高的分辨率。以下这张图表，显示的是“国家教育部关于精品课程建设技术要求”中的录播文件技术技术方案7指标要求，与我们的卓越SmartPR全自动录播系统生成的录播文件技术指标的比较：产品分辨率色彩帧数码流范围国家精品课程标准320*2408bit18200k-300k常见系统800*6008bit10-18200k-1M卓越全自动录播系统1024*76832bit20～30200K-6M技术方案84.录播结果特点:国际标准的流媒体ASF格式文件课程录制结果必须具备的特性课程录制的结果必须满足一下特性1.时效长久性：保证传承久远，不会由于时间的原因无法使用。2.广泛传播性：保证全球共享，不会由于地域的原因阻隔使用。3.方便易用性：无论何时何地，保证授权用户的方便使用。（二）三大专利1专利技术1智能定位专利技术2专利技术2多镜头智能覆盖专利技术SMART-PR全自动录播系统，引入了卓越电子的专利技术---智能定位和多镜头覆盖技术，将教师的板书拍摄变得轻松自如。对于教师在授课过程中的一些习惯，都人性化地做了处理。比如教师在讲台前自由走动，系统启动智能定位设备，判断教师的位置，同步调技术方案9度该位置的板书摄像机工作。在系统镜头切换的过程中，图象和声音也同步切换，镜头间视频切换延时可以达到50ms以内，逼近理论极限。3专利技术3SSV超级流媒体专利技术我们与微软全球技术支持中心的工程师一起，联合攻关，修改核心算法，优化硬件参数，经过我们和微软共20多名工程师，历时一年的努力，终于在2004年下半年解决了这个问题，并将这个方法命名为“SSV技术”申报了发明专利。专利“SSV技术”，使我们可以将摄像机的图像、计算机屏幕的显示内容、各种辅助教学设备（如DVD，视频展台）输出的音视频信号，经过编码处理，变成标准的.asf（微软的标准流媒体格式）格式文件保存/直播。技术方案104，新旧设备对比一览表比较内容考察系统现有系统备注方便易用性专业化产品设计，可以一键操作，全自动智能化录播靠后台人工控制，比较耗时耗力方便性、易用性、常态化教学考虑拍摄效果1、多镜头切换，画面全，避免镜头推拉转移产生的垃圾镜头2、可以拍摄超宽幅的板书画面3、标准录制格式，更容易使用，通用性强传播范围广1、单镜头，人工控制跟踪，无法清晰拍摄板书画面，易产生垃圾镜头2、格式专用，不利于校内无障碍交流定位效果智能定位，自动切换无智能定位切换自动化程度高，智能化程度高画面质量画面质量高，高清晰低码流，更能满足网络视频资源的要求分辨率低而码流高，占用网络资源较多一体化程度一体化程度高，都是产品模块化设计，稳定性高，易维护管理集成项目，系统故障点较多应用成熟国内众多高校成功应用，应用广泛推广价值不高考虑到同学校资源整合后台控制智能化程度高操作复杂技术方案11酷睿型智能教室的设备清单设备组件名称外形（供参考）功能及技术参数数量BL-TT1人体力学讲台造型美观大方、符合人体工程力学。高级烤漆轧膜成型工艺，含半旋式媒体设备仓主讲台尺：1440(长)*710(宽)*770(高)mm设备舱尺寸：615(长)*640(宽)*650(高)mm(卓越)1BL-STT录播编辑控制台用户通过该设备自动或手动控制附属设备协同工作，控制设备的切换、使用、参数调节；并通过该设备提供的显示、指示功能，直观的得到结果。参数：17寸上、下、左、右角度可调课件显示液晶屏、15寸状态控制液晶屏，6寸液晶监视器、摄像机控制装置、桌面外接设备接口组、九组设备控制按键及音量调节按钮、音量液晶指示；手/自动控制切换等（卓越）1BL-STC智能录播编辑机智能剪辑，自动编辑；提供多类多组输入输出接口；自动图标、主题图像叠加；自动镜头切换、自动切换特技效果。通讯方式：RS-232,RS-485,IEEE802.3u-100BaseTX端口类型：VGA口（9组）、COM口（7组）、A/V口（46口），RJ-45口（卓越）1BL-PHS图形图像工作站图像数据处理中心，对音视频数据编解码;配置：INTELX5110*2/1G内存/80GBSATA-150硬盘（7200RPM）/1个千兆网口/双头输出显卡（256M显存）键盘/鼠标/其他视频获取设备（服务器架构，高稳定性）1BL-VID特写摄像机拍摄主讲人的摄像机设备包含：一体化电动变焦1/2CCD镜头、焦距8～80mm、光圈：1.8～360、匀速云台控制器、SONY483P摄像机，壁装或吊装云台等1BL-MIC2无线麦克接收机采集现场移动的声音设备;频响范围：80Hz～16KHz（湖山）1技术方案12BL-WVID学生场景摄像机拍摄学生场景的摄像机SONY483P，成像装置：1/3CCD；焦距：5～50mm;光圈：1.4～1851BL-SLT智能录播系统内嵌SSV专利技术，实现高分辨率、低码流编解码；音视频信号数字降噪处理