第一章 方案背景

　　國家教育部為深入貫徹落實中央有關教育信息化的戰(zhàn)略部署，完成《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》確定的教育信息化目標任務、全面深入推進“十三五”教育信息化工作，在《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見》中明確了以下內(nèi)容：

　　(1)積極推動管理平臺與資源平臺的深入應用與協(xié)同發(fā)展，不斷擴大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面，全面推進“優(yōu)質(zhì)資源班班通”;

　　(2)繼續(xù)推進“一師一優(yōu)課，一課一名師”活動，鼓勵教師利用信息技術創(chuàng)新教學模式，推動形成“課堂用、經(jīng)常用、普遍用”的信息化教學新常態(tài)。

　　第二章 方案設計

　　系統(tǒng)介紹

　　錄播系統(tǒng)成為解決大批量教學資源專業(yè)制作的最有效工具。運用常態(tài)化錄播系統(tǒng)的力量，在課堂常態(tài)化教學的同時就可以完成課堂的全過程實況拍攝，0人工投入也可以做出媲美專業(yè)攝像師的精品教學視頻。

　　常態(tài)化錄播系統(tǒng)憑借強大的圖像識別跟蹤技術，師生無須佩戴任何設備，可以按照授課邏輯自主對老師行為、學生行為、電腦畫面進行跟蹤拍攝，并自動制成優(yōu)質(zhì)的教學視頻，真實記錄整個教學過程，給視頻觀看者置身真實授課現(xiàn)場的完美體驗。支持網(wǎng)絡直播轉(zhuǎn)發(fā)功能，實現(xiàn)遠程聽課、觀摩。

　　圖表 1 常態(tài)化錄播教室效果圖

　　系統(tǒng)拓撲

　　標準錄播系統(tǒng)主要由錄播主機、視頻采集系統(tǒng)、音頻處理系統(tǒng)、圖像跟蹤系統(tǒng)和智能導播系統(tǒng)組成。系統(tǒng)拓撲圖如下圖所示。

　　錄播主機支持接入2路3G-SDI、1路VGA和2路HDMI信號。高清圖像信號傳輸到錄播主機，經(jīng)導播控制平臺對各路圖像信號進行自動/手動導播處理，實現(xiàn)高清圖像視頻的錄制。支持錄播主機直接環(huán)出錄制畫面進行同步觀摩。

　　圖表 2 常態(tài)化錄播系統(tǒng)拓撲圖

　　視頻采集系統(tǒng)

　　構建常態(tài)化錄播系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)的搭建，能智能實現(xiàn)課堂實況自動拍攝的功能，真實完整還原教師講解、學生聽課、提問等各個環(huán)節(jié)的授課情況。常態(tài)化教室構建簡單，能將日常的教師授課高效優(yōu)質(zhì)錄制。

　　采用電子云鏡技術，通過兩臺400萬像素非云臺攝像機即可實現(xiàn)“教師特寫”、“教師全景”、“學生特寫”、“學生全景”和“授課電腦”五個場景畫面拍攝與錄制。每個拍攝畫面均為1080P高清畫質(zhì)，實現(xiàn)真正全高清錄制。輔助于“一線通”技術，大大優(yōu)化了系統(tǒng)結構、提高部署效率、減少故障節(jié)點。

　　圖表 3 電子云鏡技術示意圖

　　音頻處理系統(tǒng)

　　教師和學生的語音信號通過兩支全向型拾音話筒拾取。全向型拾音話筒，采用白色的吸頂設計，聲音明亮通透、細節(jié)豐富、層次感強，適用于錄播教室錄音。

　　無需額外配置調(diào)音臺、音頻處理器等設備，常態(tài)化錄播主機內(nèi)置數(shù)字音頻處理模塊，支持音量調(diào)節(jié)、自動混音、EQ均衡調(diào)節(jié)、回聲抑制、自動增益等功能。

　　最終所有的視、音頻均傳送到錄播主機中進行編碼處理，錄制文件為標準MP4格式，保存在錄播主機中，支持后期再次編輯或上傳到平臺進行點播。

　　圖像跟蹤系統(tǒng)

　　全自動跟蹤技術

　　整個跟蹤功能無需額外配置跟蹤主機和輔助定位攝像頭。常態(tài)化錄播系統(tǒng)解決方案采用先進圖像智能識別跟蹤技術，通過攝像機進行視頻采集的同時實現(xiàn)教師行為和學生行為的跟蹤信息捕捉。錄播主機內(nèi)置跟蹤功能，對攝像機采集的跟蹤信息進行快速分析處理，實現(xiàn)畫面實時跟蹤切換。

　　基于電子云臺和圖像智能識別跟蹤技術，解決機械云臺導致切換畫面晃動、緩慢的困擾，能夠迅速鎖定跟蹤目標，使整個跟蹤切換過程更加平穩(wěn)、切換過程畫面不會抖動。使教學錄播的全自動跟蹤模式得到進一步的技術提升。

　　全自動跟蹤邏輯

　　老師跟蹤：實現(xiàn)老師特寫、全景切換跟蹤。

　　學生跟蹤：捕捉學生行為，當學生起立回答問題時，自動檢測并切換到學生畫面。

　　跟蹤邏輯：當教師站立不走動時為特寫畫面;當教師在講臺區(qū)域走動講解時為教師區(qū)域全景畫面;學生起立發(fā)言時，首先切換到學生去區(qū)域全景畫面，再過渡到發(fā)言學生的特寫畫面。當多個學生同時起立時則切換為學生全景畫面;當教師進行PPT課件講解時，跟蹤系統(tǒng)應自動檢測并觸發(fā)，錄制畫面切換到電腦畫面。

　　智能導播系統(tǒng)

　　為方便導播人員進行導播管理控制，錄播主機內(nèi)嵌導播管理系統(tǒng)，提供滿足課程錄制功能的導播操作平臺。PC導播平臺基于B/S架構設計，支持使用IE、360、chrome等瀏覽器通過網(wǎng)絡直接訪問導播平臺，實現(xiàn)網(wǎng)絡遠程導播。

　　導播平臺具有完善的錄課導播功能，包括畫面切換、場景布局、攝像機控制、添加LOGO與字幕、音量調(diào)節(jié)等功能。

　　支持EPTZ電子云臺功能，通過軟件技術實現(xiàn)對非云臺攝像機特寫畫面的電子云臺控制、數(shù)字變焦功能。

　　支持基于IOS系統(tǒng)的IPAD移動導播功能，提供自主研發(fā)的移動導播APP應用服務。

　　圖表 4導播系統(tǒng)

　　直播與資源共享

　　常態(tài)化錄播系統(tǒng)支持標準RTMP視頻傳輸協(xié)議，支持與資源平臺進行無縫對接，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)視頻資源基于局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的大范圍共享。支持基于資源平臺和第三方系統(tǒng)平臺的直播與推送功能，實現(xiàn)教學觀摩、大規(guī)模公開課等直播服務應用。

　　第三章 方案特色與優(yōu)勢

　　領先的錄播技術

　　軟硬件全嵌入式設計，擁有多項技術自主知識產(chǎn)權，精巧的機身設計。高集成度，八合一錄播主機，單板卡集成視頻編碼、實時導播、同步錄制、音頻處理、圖像跟蹤、電子云鏡、網(wǎng)絡直播、在線點播等功能。

　　雙攝像機實現(xiàn)五場景

　　非簡單的雙目攝像機，采用電子云鏡技術，兩個400萬像素非云臺高清攝像機完成“教師特寫”、“教師全景”、“學生特寫”、“學生全景”和“授課電腦”五個場景畫面拍攝錄制。采用專業(yè)會議全向話筒實現(xiàn)課堂教學聲音采集。基于H.264 highprofile和AAC音視頻編碼技術，高質(zhì)量的聲畫同步錄制，1080P高清畫質(zhì)視頻輸出。

　　智能圖像跟蹤技術

　　全自動跟蹤拍攝?；陔娮釉婆_和圖像智能識別跟蹤技術，解決機械云臺導致切換畫面晃動、緩慢的困擾，能夠迅速鎖定跟蹤目標，使整個跟蹤切換過程更加平穩(wěn)、切換過程畫面不會抖動。使教學錄播的全自動跟蹤模式得到進一步的技術提升。

　　專業(yè)音頻處理技術

　　常態(tài)化錄播主機內(nèi)置數(shù)字音頻處理模塊，支持音量調(diào)節(jié)、自動混音、EQ均衡調(diào)節(jié)、回聲抑制、自動增益等功能。

　　“一線通”傳輸技術

　　支持一線通功能，常態(tài)化錄播主機與高清攝像機之間，僅通過一根標準SDI線纜即可實現(xiàn)圖像信號，控制信號，供電同傳。優(yōu)化傳輸系統(tǒng)、提高部署效率、減少故障節(jié)點。

　　強大的可擴展性

　　強大的系統(tǒng)擴展性，支持通過軟件升級擴展基于國際標準H.323、SIP協(xié)議的互動功能，實現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的遠程互動教學教研應用。

　　第四章 方案清單