TC-HD401录播教室4+1设计方案

精品课堂录播教室4+1设计方案（TC-HD401）HRS高清智能互动录播系统2014年11月18日一、前言录播教室4+1方案，四路高清视频、一路VGA/DVI/HDMI，教师自动跟踪和学生自动跟踪各两台高清摄像机，一路VGA/DVI/HDMI课件采集，共四台高清摄像机一路课件采集完成录播工作，其中两台教师跟踪机中，一台全景，一台特写跟踪。两台学生跟踪机中，一台全景一台特写跟踪：（一）单录播教室系统结构示意图：（二）多点互动录播系统结构示意图：（三）本文使用者：用户选型及编写需求参考市场业务协助用户进行录播教室选型。工程设计人员和实施人员安装设计应用。本方案为设计方案，描述主要设备和系统的构成，不能代替施工方案，具体施工请参照《高清智能互动录播系统施工方案》。二、方案特点（要求）：本方案是常用于对课件画面要求较高的课件录播，教师和学生各用两台高清机完成，满足精品课堂课件录像需求，其主要特点（要求）：（一）录播服务器：1.高清集成：集导播录像、资源录像、手动导播、自动导播、自动定位跟踪、直播、点播一体化。2.4+1机位，画面无晃动：四路高清SDI采集，讲台、学生各两路，其中一路全景，一路自动踪踪，当学生或教师在移动时，自动切到全景摄像机，同时自动跟踪摄像机随学生和教师移动跟踪，当学生或教师站立在某位置时，自动切到跟踪摄像机。导播录像画面无科动晃动现像。一路DVI/HDMI/VGA多接口采集。3.维护与扩展：通用的OS环境，具有一键灾难恢复功能；随应用需求变化，增加版卡可扩展；录播系统永久免费升级；更新硬件配置可升级扩展性能。（二）课件录制：1.视频源：支持高清视频、VGA源、媒体文件、图片、网络IP视频流等视频源采集。支持视频源进行拼接、叠加，形成固定通道视频源，用于导播应用。2.导播与资源录制：1)导播录像（电影录像），支持资源录像，为后期编辑提供素材。2)视频编码：标准H.264/MPEG2；音频编码：AAC3)录像格式：MP4、ASF、FLV、TS、WMV可选4)录像质量：分辨率：支持1080P、720P、960*540、720*480、640*360、480*272可选，帧率30fps，725fps可选。录像码流可设置。5)录像控制：支持一键启动、暂停、停止节目录制；暂停后重新恢复录制时，不产生新文件6)片头/片尾：支持添加片头、片尾,支持图片格式和视频格式。3.互动双画面：支持教师与学生、教师与VGA、学生与VGA等互动双画画。4.单流多画面：支持画中画，教师、VGA、学生画面任意拼接与叠加等单流多画面录像。5.三流三画面：支持教师、学生、VGA三流三画面模式。6.课件自动上传：录制课件，自动上传到资源平台，集中存储，自动生成点播课件。（三）教师跟踪方式：1.无晃动自动跟踪切换两台高清摄像机跟踪讲台位置，当教师移动或多人在讲台上时，自动切到全景摄像机画面，同时另一台自动跟踪摄像机快速跟随移动教师。当教师停止移动时，自动切换到自动跟踪到位的摄像机位。实现导播输出画面无晃动现像。2.板书特写具有板书特写功能。3.下讲台教师下讲台自动切到全景摄像机，进入学生区时，自动切入到学生跟踪策略。4.防晃在自动切到特写时，教师在摄像机视野范围内活动，摄像机处于静止防晃状态。（四）学生跟踪方式：两台高清摄像机跟踪学生区，一台全景，一台特写。单学生起立、多学生起立自动识别，自动切到全景摄像机，同时特写摄像机自动快速定位跟踪，当特写摄像机跟到指定位置后，自动切到特写。（五）VGA信号采集：VGA采集，采用高品质硬采集方式，避免了软采集中需要禁用硬件加速造成的教师机性能受限，或不禁用硬件加速造成的景片播放无法采集的现像。讲解内容变化或PPT等切换时，自动识别切到导播输出。自动识别不同情况下的鼠标操作行为，当切到导播输出时，教师鼠标或光笔在讲解时，VGA自动保留在播出画面中，自动识别非讲解时鼠标动作。自动排除系统网卡、杀毒软件提示信息等可能造成误报的信息。（六）音频采集：1.全方位采集：通过超芯型指向吊麦、智能混音器，全方位采集教师、学生、媒体播放或课件声音。具有自动降噪、自动增益功能。2.自动拾音麦序控制具有麦序功能，例如可设教师麦拾音先优，当教师和学生同时发言时，教师声音优先，当只有教师发言时，自动静噪学生区杂音。3.调音台1)支持八个音轨调音、一个主输出调音。2)支持随动声音切换，即通道切换，声音随通道自动切换。3)支持任意通道声音混音，支持混音源调整混音比例。4)支持视频叠加、拼接通道智能混音。5)支持混音延时修正。6)支持可用音源自动识别。7)支持通道音源静音。（七）录播系统扩展性能：1.适应性：录播系统支持教师单机位、双机位、多机位跟踪模式，学生单机位、双机位跟踪模式，且可根据现场应用需求任意组合。例如适应异型教室、实验室、舞台表演、文体活动应用自动跟踪。同时，录播系统集成了虚拟演播室、导播大屏输出等功能，可用于校园电视台、会议厅、学述厅录播。2.扩展性通过增加板卡等硬件，可扩展更多的应用。（八）资源平台：内建课件点播、课件管理，支持单机版和校园版，支持与排课连动，对录播教室进行授课排课分配后，自动生成直播列表,列表分当时直播时段及未来直播，自动排列；同时支持windows、android、iOS系统，实现PC、平板电脑、手机等观看直播，直播系统自动识别观看终端的操作系统平台，无须用户选择。系统具有：用户管理系统：教师用户与学生用户以及系统管理员，不同的用户权限不同。后台管理系统：分课件管理、排课、直播管理、年级管理、班级管理、科目管理、专题管理1.跨平台直播：1)流媒体协议：采用标准RTMP协议、HLS视频流、RTSP流，同时支持WINDOWS、android、IOS，跨OS平台WEB无插件直插。2)内建服务：录播软件内建WEB服务器与流媒体服务器3)支持单机直播、多录播教室直播。4)支持向FMS、MMS、HLS等直播服务器推送直播流。5)支持观看直播文字交流。6)网页收看：支持网页收看直播，客户机无需安装任何插件。2.课件、精品、微课堂、专题等点播：点播系统：供学生、教师点播课件，点播形式有三流、单流，可附带知识点，同时支持windows、android、iOS系统，实现PC、平板电脑、手机等点播，自动识别点播终端的操作系统平台，无须用户选择。课件分年级、科目两大类，各类细分章节，用户方便地进行查询所需课件，且可进行准确的关键字查询。3.点评、提问、回复点播课件点评、提问、打分、回复等互动功能，便于学生与教师异步交流。（九）互动授课：系统具有功能强大的远程授课系统，实现录制的同时，与远程听课教师互动。1.支持与远识听课教室进行音视频互动和数据协同。2.支持同时与多个远程听课教室和学生互动。3.支持多点互动。4.多方画面，有八种模式，任音拼屏，主次分明。5.支持远程语音激励发言、举手发言等6.支持网真模式多分屏显示，屏显内容可订制。三、方案参数指标：4+1高清智能互动录播教学终端主要功能详细参数录播服务器为了便于维护使用，要求录播服务器一体化设计，一台录播服务器集成了高清视频采集、VGA/DVI/HDMI课件采集、自动跟踪、自动导播、电景录像、资源录像、直播、互动授课、VGA输出。1.CPU配置Inteli7处理器、2*4GB双通道内存、60G以上固态硬盘，1TB高速数据硬盘、千兆以太网口。2.视频采集：广播级视频采集卡，支持八通道扩展，四路HD-SDI高清视频输入，一路DVI/VGA/HDMI/YPbPr高清输入（用于电子板板信号）。3.双路DVI/VGA/HDMI输出（用于校园有线电视或视频会议终端等输入）。4.四路定位摄像机采集。5.三路以上RS-232串口，支持VISCA控制。视频源采集与视频拼接、叠加1.视频源可以是教师课件演讲VGA，也可是SDI等摄像机信息，还可以是图片、MP4媒体文件。2.系统最高支持八通道高清视频源：四通道SDI，一通道DVI/VGA/HDMI/YPbPr高清输入，三通道高清软拼接和叠加高清视频画面。或八通道SDI与DVI/VGA/HDMI/YPbPr高清输入，八通道视频源用户自定义，要求有通道序号、通道名设置。3.视频拼接与叠加：支持课件与视频、视频与视频等任意源拼接与叠加，生成单流多画面视频流，采用软件实现无需硬件支持，代替硬件拼接与切换台。4.分辨率：支持1080i/60fps1080i/50fps1080P/30fps、720P/60fps(50fps、30fps)、720×576/25fps自适应。5.最大通道数：8路音频采集音频输入：SDI/HDMI/Line-In音频采样率：16位，48000Hz音视频录制1、视频编码：标准H.2642、音频编码：AAC3、录像格式：MP4、ASF、FLV、TS、WMV可选4、录像质量：分辨率：支持1080P/30fps、720P/60fps、720P/30fps，720×576/25fps可选。录像码流可设置。5、支持最高八资源和一导播同时录像。6、录像控制：支持一键启动、暂停、停止节目录制；暂停后重新恢复录制时，不产生新文件7、片头/片尾：支持添加片头、片尾,支持图片格式和视频格式。虚拟演播1.支持通道抠像功能。2.前景和背景可以是通道视频源、MP4媒体文件、图片等。3.支持红、绿、兰（RGB）和RGB混合色抠像。4.具有阀值、透明度调节。5.具有前景X/Y坐标位置分别调整功能；具有X/Y单向放大功能；具有X/Y等比放大功能。6.同时支持两通道抠像。智能调音台1.支持八个音轨调音、一个主输出调音。2.支持随动声音切换，即通道切换，声音随通道自动切换。3.支持任意通道声音混音，支持混音源调整混音比例。4.支持视频叠加、拼接通道智能混音。5.支持混音延时修正。6.支持可用音源自动识别。7.支持通道音源静音。导播1、导播模式：手动/半自动/自动双模式。2、支持讲台单机位、双机位、多机位跟踪导播，多机位跟踪导播用户可编程。3、支持学生单机位、双机位跟踪导播。4、支持教师三种机位跟踪导播与学生两种跟踪导播任意组合，生成自动导播系统。5、支持网络中控导播：教师通过IP网络进行控制录播系统，具备录像与直播开始、暂停、继续、停止，通道切换等功能。6、专用导播键盘：支持外接专用导播键盘7、校标：支持JPG、PNG格式校标（支持五位置校标或图像字幕）8、字幕：支持图片字幕和文本字幕（支持文本导入）9、录像时间：支持录像时长显示10、支持十六种特效11、最大导播路数：最大支持8路导播12、支持VGA+教师+学生单流三画面互动，支持教师+学生单流双画面互动。13、支持自动导播内容组合选择。14、教师、学生延时导播切换。自动定位跟踪老师自动跟踪：1、采用算法：智能图像分析算法、老师无需佩戴任何辅助设备，真正做到常态化2、跟踪模式与定位：点定位、区域定位、立体定位、移动侦测。3、图像跟踪与切换智能识别调度：自动识别摄像机机位，自动调度。4、跟踪切换方式可编程：可根据不同老师的授课行为习惯，进行编程，实现个性化跟踪策略。5、同时支持教师单机位随动跟踪、双机位切景与随动跟踪、多机位画面切换跟踪。6、在无需板书定位摄像机时，支持板书特写。7、支持单机位跟踪、双机位跟踪、多机位跟踪模式。学生自动跟踪：图像分析与人脸识别1、采用双目定位图像分析算法2、自动捕捉单人站起、坐下，单人到多人，多人到单人等课堂场景。3、人脸自动识别，避免光线变化误报。4、自动跟踪教师下讲台后，在学生区走动跟踪。5、支持手动导播时，点图智能自动定位功能。6、支持单机位跟踪、双机位跟踪其它:1、系统支持专业云台及广播级摄像机；课件采集与侦测1.支持一通道以上DVI/VGA/HDMI投影、PC、电子白板等课件演讲采集2.智能识别控制：1）自动识别内容变化、光标、鼠标行为。2）鼠标移动，不侦测切换。3）内容变化，进行侦测切换采集4）当进内容内容变化切换到课件演讲时，自动识别内容变化、光标、鼠标行为，其中正在课件演讲时，鼠标和内容变化为有效演讲状态，光标闪烁为无效演讲状态。5）支持工具栏侦测