录播技术方案

全自动高清录播系统建设与应用方案
北京中庆现代技术有限公司
201X年ＸX月XX日
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第一章项目设计概述ﻩ错误!未定义书签。

1．1方案背景ﻩ错误!未定义书签。

１.2需求分析ﻩ错误!未定义书签。

１。

3方案目标ﻩ错误!未定义书签。

第二章系统优势ﻩ错误!未定义书签。

2。

1服务器级产品设计.................................................................. 错误!未定义书签。

2。

１．1 核心运算模块............................................................... 错误!未定义书签。

2。

1。

2 定制专业机箱，内部模块化设计................................. 错误!未定义书签。

２.１。

３服务器安全组件........................................................ 错误!未定义书签。

2。

2视频技术ﻩ错误!未定义书签。

２．2.1全过程、全高清视频的拍摄ﻩ错误!未定义书签。

２.2．2ＶGA画面侦测技术ﻩ错误!未定义书签。

2.3控制技术 ...................................................................................... 错误!未定义书签。

2。

３。

1空间网格技术............................................................. 错误!未定义书签。

2．３.２探测数据共享技术...................................................... 错误!未定义书签。

2.３.３图像识别技术ﻩ错误!未定义书签。

2.３.4 专业导播台......................................................................... 错误!未定义书签。

2。

4音频采集ﻩ错误!未定义书签。

2。

4.1 智能侦测、定向拾音技术................................................ 错误!未定义书签。

2。

4。

2 自动语音增益技术ﻩ错误!未定义书签。

2.４。

3 无痕开关ﻩ错误!未定义书签。

2。

４.4 网络回音消除.................................................................. 错误!未定义书签。

2。

4.5 定向扩音技术.................................................................... 错误!未定义书签。

2.4。

6 双通道扩音技术................................................................ 错误!未定义书签。

２。

4。

7 资源云平台支持........................................................... 错误!未定义书签。

２。

5增值应用................................................................................ 错误!未定义书签。

2.5。

1微录播技术ﻩ错误!未定义书签。

2。

５.2 课堂活跃指数统计ﻩ错误!未定义书签。

2。

5。

3 一体化机柜..................................................................... 错误!未定义书签。

2．5.4专业网络中控ﻩ错误!未定义书签。

第三章硬件系统建设ﻩ错误!未定义书签。

3。

1综述 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

3。

2系统功能ﻩ错误!未定义书签。

3。

2。

１视频录制、播放........................................................... 错误!未定义书签。

3。

２。

2微录播......................................................................... 错误!未定义书签。

３.3系统构成 .................................................................................... 错误!未定义书签。

3.3。

１图像系统ﻩ错误!未定义书签。

3.3。

2 声音系统............................................................................ 错误!未定义书签。

３。

3.3 控制系统ﻩ错误!未定义书签。

3。

３。

４环境建设ﻩ错误!未定义书签。

第四章资源云平台支持ﻩ错误!未定义书签。

4。

１系统总体架构 ......................................................................... 错误!未定义书签。

4．2设计原则ﻩ错误!未定义书签。

4.2。

１实用性与可行性.............................................................. 错误!未定义书签。

４。

2。

２先进性......................................................................... 错误!未定义书签。

４.２。

3 安全性ﻩ错误!未定义书签。

4.3技术路线ﻩ错误!未定义书签。

4.３.1采用基于SOA的体系架构ﻩ错误!未定义书签。

4。

3.２统一的用户管理和权限管理........................................ 错误!未定义书签。

4.3。

3基于XML的数据支持和ＷｅｂServｉce技术ﻩ错误!未定义书签。

4。

４教育云基础支撑平台 ............................................................. 错误!未定义书签。

４.4。

1 概述ﻩ错误!未定义书签。

4．４。

2 功能体系..................................................................... 错误!未定义书签。

4.4。

3 业务实现ﻩ错误!未定义书签。

４．5教育云个人空间系统 ............................................................. 错误!未定义书签。

４．5。

1 概述ﻩ错误!未定义书签。

4.5.２功能框架ﻩ错误!未定义书签。

4。

5。

３业务实现....................................................................... 错误!未定义书签。

4.6教育云资源管理系统 .................................................................. 错误!未定义书签。

4。

６。

1 概述............................................................................... 错误!未定义书签。

4.6。

2功能体系.......................................................................... 错误!未定义书签。

4.6。

3业务实现.......................................................................... 错误!未定义书签。

４．7教育云应用服务系统 ............................................................. 错误!未定义书签。

4.７。

1 概述ﻩ错误!未定义书签。

4.7。

2 功能体系............................................................................ 错误!未定义书签。

4.７.3业务实现ﻩ错误!未定义书签。

4。

8服务器基础配置建议 ............................................................... 错误!未定义书签。

第五章系统应用........................................ 错误!未定义书签。

5．1现场应用 ................................................................................... 错误!未定义书签。

5.1。

１资源建设.......................................................................... 错误!未定义书签。

5。

1。

２互动课堂ﻩ错误!未定义书签。

5.1。

3远程教育.......................................................................... 错误!未定义书签。

5.1。

4 优秀微视频开放ﻩ错误!未定义书签。

５。

2后期应用ﻩ错误!未定义书签。

5。

２.1 自主学习.......................................................................... 错误!未定义书签。

5．2。

2 教师教研ﻩ错误!未定义书签。

5。

2。

3 教学反思......................................................................... 错误!未定义书签。

第六章设备清单......................................... 错误!未定义书签。

第七章企业介绍ﻩ错误!未定义书签。

７。

1组织架构 ................................................................................. 错误!未定义书签。

７.２企业大事记 .............................................................................. 错误!未定义书签。

第八章售后保障ﻩ错误!未定义书签。

8。

1保修期内售后服务ﻩ错误!未定义书签。

８。

2产品售后服务 ......................................................................... 错误!未定义书签。

8。

3系统升级服务 ........................................................................... 错误!未定义书签。

8。

4网络平台维护服务ﻩ错误!未定义书签。

８。

５其他技术服务 ....................................................................... 错误!未定义书签。

8.6售后服务具体内容ﻩ错误!未定义书签。

8．6.1 热线支持服务ﻩ错误!未定义书签。

8。

6。

2 电话支持服务................................................................. 错误!未定义书签。

8．6.３上门支持服务ﻩ错误!未定义书签。

8.6.4电子邮件支持服务ﻩ错误!未定义书签。

8.6.5 应急服务ﻩ错误!未定义书签。

8。

７售后服务保障 ......................................................................... 错误!未定义书签。

８。

7。

1 产品质量保障ﻩ错误!未定义书签。

８.7。

2 平台稳定性保障ﻩ错误!未定义书签。

8．8培训方案 ................................................................................... 错误!未定义书签。

8.8.1 基础操作培训ﻩ
43
8。

8。

2 深入应用培训................................................................. 错误!未定义书签。

第九章用户及案例ﻩ错误!未定义书签。

第一章项目设计概述
1.1 方案背景
国家十二五规划明确指出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视"。

国家中长期教育改革和发展规划纲要（2011—2020年）指出“信息技术对教育改革发展具有革命性影响".
教育信息化是衡量一个国家和地区教育发展水平的重要标志，实现教育现代化、创新教学模式、提高教育质量,迫切需要大力推进教育信息化。

当前和今后一个时期,要大力推进“三通两平台”建设,即宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通,建设教育资源公共服务平台、教育管理公共服务平台。

当前，教育信息化建设经历了以网络建设为主的教育城域网基础网络建设，以购买教室硬件设备为主的班班通建设.这两个阶段后,对教育信息化的应用模式探索成为核心焦点.
教育部副部长杜占元同志在20１2年教育信息化试点工作座谈会谈话指出：教育信息化的核心理念是信息技术与教育教学实践的深度融合.简单的硬件设施不是教育信息化,只有把信息技术与教育教学过程结合起来,利用信息技术改造教育教学的过程才是教育信息化.教育信息化要从应用切入，而不是从单纯的硬件切入。

1.2 需求分析
由于我国各地区具体情况的差异,以及信息技术应用程度不同,使地区之间的教育出现不均衡发展的现象。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2０10—2020年）》明确指出，到2020年，基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进教育内容、教学手段和方法的现代化,基本实现教育区域内均衡发展。

教育均衡发展是我国当前教育改革的一个热点和难点问题。

在当前情况下,实现义务教育均衡发展,要解决两个最为核心的问题，一是培育更多的优质教育资源。

优质资源的核心要素就是高水平的教师队伍。

二是要充分发挥优质教育资源的作用,而优质教育资源必须得到高效传播与共享。

因此,利用信息化技术有效地解决这两个问题成为各地教育部门最迫切的需求。

随着我国教育信息化建的快速推进，各地教育部门对教育信息资源的需求愈来愈紧迫．经过几年的制度建设和资源建设,到目前为止，网络教育资源有了量和质的提升,进入了资源应用新的发展时期。

但是，由于缺乏畅通的资源需求分析渠道以及资源开发理念不
到位，导致通过卫星等方式免费提供的教学资源缺乏针对性，形同"垃圾"或”鸡肋＂。

如何以信息技术为推手，努力架起跨区域、跨校际的教育资源共建共享平台，发挥优质学校的辐射作用,促进教育均衡发展,是当前教育信息化建设与发展迫切需要解决的问题。

“现代中庆”凭借多年服务教育的经验,结合自身强大的科研优势,在充分理解市场需求后,推出了中庆全自动课程录播系统解决方案.本方案应用先进的信息化手段,将教室实况、教师课件、课堂产生的随机资源（比如纸质的文字等)，按照授课进度录成精品课程，供广大老师、教研员课后点播观摩评价，学生课后有选择的个性化学习,建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。

同时，建设专业的教育云平台,为传统的教学评估、示范课录制、教学观摩、远程教学和学生自主学习等提供一种新的解决模式。

1.3 方案目标
教育均衡实践表明,教育技术和区域教育信息化建设是实现区域教育均衡的最好路径和抓手。

而录播教室的建设又是各级教育部门资源建设及学校之间帮扶互助的有效解决途径,对学校及教育管理部门具有极高的应用价值.
一是促进学校之间的互动交流,学校之间可通过录播教室展开视频互动课程,优势学校与帮扶学校之间的交流可随时进行,不受地域的限制。

二是及时的把学校的课堂资源通过录播系统真实的记录下来。

通过系统根据不同的需求是现场直播还是录完以后再播出,帮助学校实现优质的资源网络共享；三是通过录播系统使教师在教学过程当中可以及时的重放,更深一步的研究教学当中的内容、进行反思。

比如我们分析教师是怎样教的,学生是怎样学的,怎样突出教学的重点,突破教学的难点,提高学生学习的效果，就解决了教师的教研和科研深入开展的问题;四是通过录播系统我们录成了教学资源,可以给学生也可以给家
长看，让学生在课后进行自主的学习,家长可以作为家庭辅导，作为参考,解决了学生自主学习和家长辅导的需求。

录播系统对于教学资源的建设，对于教育信息化是有着不可置疑的推动作用,加速了学校信息化的进程。

目前，从全国范围来看,海量资源的存在与优质资源的匮乏以及如何有效应用资源等问题仍然没有得到完全有效的解决。

通过全自动录播教室系统，建设数字化教育资源,使之能够体现应用特色、学科特色、区域特色，既能支持优质资源的高效共享，又能支持个性化教育，真正为课程改革服务。

主要体现在以下几个方面:
一是及时的把学校的课堂资源通过录播系统真实的记录下来。

通过系统根据不同的需求是现场直播还是录完以后再播出,帮助学校实现优质的资源网络共享；二是促进学校之
间的互动交流，学校之间可通过录播教室展开视频互动课程,优势学校与帮扶学校之间的交流可随时进行，不受地域的限制；三是通过录播系统使教师在教学过程当中可以及时的重放，更深一步的研究教学当中的内容、进行反思。

比如我们分析教师是怎样教的,学生是怎样学的，怎样突出教学的重点,突破教学的难点，提高学生学习的效果，就解决了教师的教研和科研深入开展的问题;四是通过录播系统我们录成了教学资源,可以给学生也可以给家长看，让学生在课后进行自主的学习，家长可以作为家庭辅导，作为参考，解决了学生自主学习和家长辅导的需求。

录播系统对于教学资源的建设,对于教育信息化是有着不可置疑的推动作用，加速了学校信息化的进程.
全自动课程录播系统在学校具有极高的应用价值，对于学校而言是一个积累资源的手段,其主要体现在一下的四个方面:一是及时的把学校的课堂资源通过录播系统真实的记录下来。

通过系统根据不同的需求是现场直播还是录完以后再播出，帮助学校实现优质的资源网络共享,解决了学校与学校之间的交流;二是通过录播系统使教师在教学过程当中可以及时的重放,更深一步的研究教学当中的内容、进行反思。

比如我们分析教师是怎样教的，学生是怎样学的,怎样突出教学的重点,突破教学的难点，提高学生学习的效果，就解决了教师的教研和科研深入开展的问题；三是通过录播系统我们录成了教学资源,可以给学生也可以给家长看，让学生在课后进行自主的学习，家长可以作为家庭辅导,作为参考,解决了学生自主学习和家长辅导的需求;四是通过录播系统可以实现会议的实况、直播和会后的点播，提高了会议的效率。

录播系统对于教学资源的建设，对于教育信息化是有着不可置疑的推动作用,加速了学校信息化的进程。

第二章系统优势
全自动课程录播系统解决的问题就是把一些非常优质的教育资源通过现代化的教学手段,得到共享。

中庆全自动课程录播系统：针对现今高教、职教、普教等信息化教学的重点需求，利用纯硬件的VGA采集压缩编码技术实现老师的讲稿、多媒体课件、现场多路的音视频信号实时采集压缩，以标准的流媒体方式实现在网络中的传输、管理、控制,支持网络的点播、广播、直播、存贮、后期编辑等多种利用。

信赖源于专业。

不同于其他涉足多个领域的信息化公司，“现代中庆”2０余年坚持扎根教育,经验使我们更加了解教育机构的实际需求，在系统设计伊始就提出了常态化录播、环境建设等多项先进理念,促成了中庆录播在行业内的领军地位。

在视频采集、跟踪探测、音频采集乃至增值应用等多方面形成了中庆特色。

2.1 服务器级产品设计
在高端录播教室建设过程中,ＰC架构的录播工作站是当前的主流产品;在中低端录播教室中,嵌入式产品则更有优势．中庆公司在综合考察了普通PC架构录播产品及嵌入式架构录播产品后,根据录播产品特性,推出了服务器级录播专家Ｒ3０0，其核心录播工作站采用服务器级录播工作站-—ＪP100ＨD。

录播工作站是录播系统的核心设备,是集音视频采集、导播、编码、录制、直播于一体的高度集成化设备；其承担整套系统的核心工作,对于设备的功能、性能、稳定性等都有极高的要求。

服务器级录播工作站ＪP100HD的推出,是中庆公司在教育录播领域的又一次重大创新.产品的设计突破性的采用了全新的服务器构架和模块化的建设理念，具有性能高、运行稳定和极高的可扩展性的特点。

2.1.1核心运算模块
在125*9５mm的主板上集成了普通电脑的所有功能．通过使用核心运算模块，将通用功能继承于一个模块上,从而使系统开发者可以将精力集中到他们的核心竞争力和系统的独特功能上，可以在更短时间里开发出紧凑的高性能系统．
2.1.2定制专业机箱，内部模块化设计
专业为录播工作站定制机箱，机箱与内部组件,模块化;便利扩展．内置两组高性能扩展模组,支持标准录播３路或６路视频信号的输入,最高可扩展支持20路信号输入；机箱前置模组，支持热插拔硬盘及多功能读卡器；散热风扇模组,可根据需要灵活增减风扇数量。

2.1.3服务器安全组件
采用服务器专用电源,保证系统持续稳定运转．处理器采用Intｅl的嵌入式系列，同时配备双网卡及6路Ｓata接口,整体系统在稳定性、可扩展性等方面远超普通录播工作站。

2.2 视频技术
视频采集是录播系统的根本所在,“现代中庆”在2０0９年率先推出了全高清系统。

该系统采用ＤSＰ、H．２64等技术,在保证了视频高清晰度的同时，又不会给录播工作站形成过高的负荷，保证了整个系统的先进性和稳定性。

2.2.1全过程、全高清视频的拍摄
全高清并非简单的高清显示，它要求从全高清的拍摄开始,经过全高清的数字化采集、压缩、编辑、录制、传输等,到客户端解码播放最终显示，而全高清就是体现在这全部过程之中。

我公司的全高清录播机,为真正的全过程、全高清。

并且支持１92０×10８０分辨率的视频采集，并向下兼容1２80×７２０分辨率以及标清分辨率。

2.2.2ＶGA画面侦测技术
随着数字信息的不断发展,很多行业对ＶGA信号的采集需求不断提升,面对市场的迫切需求,VGA信号实时采集压缩卡它可以把输入的VGA模拟信号实时采集压缩，不用再增加额外的设备,既能保证信号的连续实时，又能保证清晰不失真.在采集VGA信号的同时,随之而来的问题是何时将采集的VＧA画面切换至主画面上，多数厂家在解决这一问
题时采用数据线将教学PC与录播系统相连接，并需在教学ＰC上安装探测软件，这样也就限制了仅能够对固定PＣ的VＧA信号进行采集。

“现代中庆”在VGA采集方面采用了ＶGA画面侦测技术，对采集的VＧA画面进行实时分析对比，一旦画面有所变化,即刻通知录播系统将录制画面切换至教学PC，这一技术不仅适用于教学PＣ,也适用于数字展台等设备。

通过这一技术，无需在教学PC与工作站之间加装信号探测线路，解决了多数厂家仅能针对固定PC进行ＶGA侦测的不足.提升了系统应用的灵活性和便利性．
2.3 控制技术
如果将全自动录播系统形容成一个人的话,控制系统可谓是整个系统的“大脑＂，控制系统的优劣直接决定了整体系统的实用度。

“现代中庆"在充分考察了教室授课情况后，设计了“空间网格技术”（专利技术,专利号:ZＬ2008 2 01２35０3。

8),并在该技术中革命性的提出了“教师区”、“学生区”的概念.系统跟踪定位准确,切换策略合理,基本达到人工拍摄的水平。

2.3.1空间网格技术
空间网络定位及跟踪技术,定位精度高,抗干扰性能强,教师与学生不需要佩戴和操作任何设施，探测、跟踪、切换策略综合(布局）考虑，总体设计,画面严谨周密,无垃圾镜头。

当前市场上的全自动录播系统的核心技术主要
有两种：空间网格技术和预置位技术。

空间网格技
术的核心理念是“跟”,也就是不论目标移动到任何
位置,摄像机均可以采用平滑跟踪模式对目标进行拍
摄，保证目标一直处于画面的中央位置，录制下来
的课程视频准确、流畅。

而预置位技术的核心理念
是“切”,其将整个教室划分为几个区域，当某区域
出现目标时，摄像机将镜头切换至该区域。

与空间
网格技术相比,预置位技术主要有以下三个问题,一是无法保证目标一直处于镜头的中心位置;二是当教师移动至学生区域后，无法保证对教师的平滑跟踪,只能采用全景镜头进行处理，对教学互动的细节记录不足;三是对教室布局有严格要求，一旦教室座位发生位置调整,就无法保证对学生区的拍摄。

本系统原则上分教师探测区和学生探测区两种方式，各自形成独立的探测的区域,又相互支持。

教师探测区可以弥补学生探测区的盲区，学生探测区也可以弥补教师探测区的盲区。

在画面切换的逻辑判断上又相互参考。

通过智能探测的定位，自动跟踪被摄目标和自动切换多机位画面。

可模拟人工操作的模式工作,自动拍摄并生成高质量的教学视频资源。

运用独特的空间网格化方式,跟踪机的各部分，根据景别对网格进行设置,通过坐标网格联系。

探测部分将探测到的目标位置,确定在相应的网格里。

跟踪部分则按该网格的坐标移动摄像机。

切换部分也会依据位置参数,作为切换镜头的条件。

控制多台摄像机,采用坐标绝对定位方式。

每一个空间包含３个摄像机的上下、左右、变倍数据。

即景别和位置．三个动作都有速度选择,可根据不同的要求使用不同的速度.这种空间网络定位及跟踪技术，充分考虑了学校教学的特点，从而对目标的跟踪更准确、更灵活,画面更流畅。

相较其它探测跟踪模式，空间网格技术对教室的布局没有任何要求.一般来说,大多数跟踪技术仅能对固定的教室布局进行跟踪,一旦教室布局发生调整后,必须要技术人员重新调整跟踪设备，否则跟踪设备将无法正常工作。

而由空间网格技术搭建的录播教室可随意调整教室的布局,如下图所示，教室内部布局由长条桌改为六角桌，对原有跟踪效果没有任何影响,仍可保证教师和学生的有效跟踪拍摄.
2.3.2探测数据共享技术
空间网格技术,在设计探测和跟踪系统时,采用的是探测数据共享技术.探测与控制摄像机由空间网格连接,不是一对一的，任何一台摄像机的任务都不是固定不变的，摄像机随时服从控制系统的调遣,既可以拍老师、也可以拍学生、也可以拍全景。

所以在实际应用中，老师在教室的前排讲课就用教室后面的摄像机拍。

老师在教室的后面辅导学生就可
用教室前面的摄像机拍,拍摄效果自然流畅。

基于探测数据共享技术，目标在任何区域时，所有摄像机均可知道,系统可自由选择任意摄像机对目标进行拍摄，拍摄的镜头自然更加生动，全景镜头较少,垃圾镜头自较少出现;探测数据独享的技术,目标只有在本探测设备的探测区域范围内时,相应的摄像机才可进行跟踪特写,否则就无法跟踪,只能采用全景镜头等模式弥补,其导致的结果就是,使用了大量的全景镜头而不是特写镜头,垃圾镜头较多,课程拍摄效果不够人性化等问题的出现。

2.3.3图像识别技术
中庆图像设别技术,定位精度高，抗干扰性能强，教师与学生不需要佩戴和操作任何设施,保证常态化教学，不需要使用有要求的桌椅，不受光线、声音、电磁等外在环境影响。

传统的图像跟踪技术采用精准定位技术,摄像头对演讲者采用"紧盯"方式：即使演讲者小幅度的转身、移动，摄像头也随之移动.过于频繁的移动,使得拍摄画面抖动过于频繁，录制下来的画面呆板、晃眼,完全不能满足高水准的拍摄需求。

我们的图像识别跟踪系统创造性的引入＂防抖技术＂,使得演讲者在可预见的范围内小幅移动时,自动跟踪系统仍能保持摄像头的稳定不动，尽可能在拍摄到演讲者画面的同时，减少摄像头的频繁转动,大大提升了拍摄效果的合理性、流畅性、稳定性.
2.3.4专业导播台
自动录播仅仅是针对大众化的课程拍摄,其核心跟踪策略完全按照普通课程设置,而对于一些需进行细节拍摄的特殊课程(如实验课)就不能到达拍摄需求了。

针对这类情况,“现代中庆”在走访了大量客户的情况下，专业针对教育研制了一款导播台。

不同于大型的专业导播台,该导播台操作简易,功能强大，电教老师乃至普通教师均可迅速掌握操作方式,为专业课程、精品课程的录制提供了有力的保障。

2.4 音频采集
声音效果是录播课程质量的重要指标，一定程度上，声音效果比图像效果更加重要,对于声音系统的建设需要更加的专业和细致,“现代中庆”充分研究了授课环境的声学特性,自主设计开发了全场景自动调音台,配合强指向性话筒吊装设计实现了声音的完美采集,准确还原教学现场声音。

并根据学校的需求进一步提出了定向扩音等技术理念。