智慧課堂實驗室錄播系統

方案

-i-

目錄

方案......................................................................-1-

前言.............................................................................-4-

第1章.項目概述.......................................................-5-

1.1建設需求..................................................................-S-

1.2設計原則..................................................................-6-

第2章.方案設計......................................................-7-

2.1設計思路...................................................................-7-

2.2設計功能效果..............................................................-7-

2.3系統部署設計..............................................................-9-

2.3.1智能錄播室布局示意圖.................................................-9-

2.3.2智能錄播室討論模式示意圖...........................................-10-

2.3.3智能錄播系統架構示意圖.............................................-11-

2.3.4部署說明............................................................-II-

第3章.錄播系統功能.....................................................13

3.1錄播系統管理軟件平臺.......................................................14

3.1.1全智能導播系統.........................................................14

3.1.2課程錄制系統............................................................16

3.1.3課堂直播點播系統.......................................................17

3.1.4鼠標點擊跟蹤............................................................20

3.1.5管理系統................................................................21

3.2圖像識別智能跟蹤系統.......................................................22

3.2.1圖像識別智能跟蹤簡介...................................................22

3.2.2圖像跟蹤技術原理.......................................................25

3.2.3教師智能跟蹤攝像.......................................................27

3.2.4學生場景高速定位攝像...................................................29

第4章.教學視頻資源管理系統............................................30

4.1應用概述....................................................................30

4.1.1技術方向................................................................31

4.2系統架構....................................................................32

4.3系統功能應用................................................................32

4.3.1系統管理模塊...........................................................33

432資源管理模塊............................................................34

4.3.3多級平臺部署............................................................34

4.3.4分級分域管理............................................................35

4.3.5立體資源點播...........................................................36

4.3.6教研互動、在線輔導.....................................................36

4.3.7在線課堂點評（教學點評）...............................................37

4.3.8教學課堂發布功能（直播、點播）........................................38

4.3.9名師大講堂..............................................................38

4.3.10校園網絡電臺............................................................38

4.3.11虛擬切片檢索............................................................39

第5章.產品介紹.........................................................40

5.1AVAPROPRE6HD錄播系統.....................................................40

5.2AVAITS1000圖像跟蹤系統...................................................43

5.3AVAIAM-1208數字音頻處理器................................................44

5.4AVACAMPUS-II-MF多媒體中央控制系統........................................47

5.5AVAAT-680專業拾音話筒....................................................50

5.6AVAHD-lOOs高清彩色攝像機.................................................51

第6章.環境裝修的合理化建議.............................................53

第7章.售后服務計劃及培訓..............................................56

7.1設備安裝、調試..............................................................56

7.2保修與服務承諾..............................................................57

7.3售后服務響應時間............................................................57

7.4質保期后的服務承諾..........................................................58

前B

“明天的資本，就是智慧。”

課程改革，未來的路如何走，課改呼喚智慧教育。

智慧是力量的源泉，智慧是創造的源泉，智慧是財富的源泉。國家督學成尚榮教授

指出：“課堂教學改革就是要超越知識教育，從知識走向智慧，從培養知識人轉為培養

智慧者；用教育哲學指導和提升教育改革，就是要引領教師和學生愛智慧、追求智慧。”

我們相信，人的智慧將成為一種生產力，一種資源和資本。知I識經濟時代之后，人類將

進入智慧經濟時代。

智慧的教育需要教育的智慧。當我們的教育停留在教師帶著知識走向學生的時候，

教師的知識是最重要的；但當我們的教育己經發展到教師帶著學生走向智慧的時候，教

師的智慧無疑就更加重要了。葉瀾教授在《教師角色與教師發展新探》一書中將教育智

慧歸結為解決教育教學中的新情況、新問題的能力，轉化教育矛盾和沖突的教育機智，

及時選擇、調節教育行為的魄力，促進學生積極發展和創造的魅力等。我們認為，教育

智慧是教師良好的教學行為的體現，是一種崇高品質。孔子云：“不憤不啟，不俳不發。”

“憤者，心求通而未得;俳者，口欲言而未能。”“憤”與“徘”是一種疑非疑，懂非懂,

知未知的狀態。“憤俳”其實是教育者刻意尋求的一種時機，一種激發興趣和調動探求

的手段。當學生有疑問時，你能啟發他頓悟出來：當學生心理出現矛盾時，你能用巧妙

的方法疏通；當學生心有余而力不足時，你能及時地捕捉并授之以漁；這就叫教育改革

呼喚的智慧。

“用心靈塑造心靈，用智慧啟迪智慧”，這是課改賦予教育工作者的使命。我們應

該帶著真誠與愛心走進學生，帶著敏銳與智慧走進課堂，給學生以心靈和智慧的啟迪。

第1章.項概述

XXX學校為實現智慧教學宗旨，在校內建設智慧課堂實驗室（即：智能錄播室）為

促進智慧課改，為學生提供心靈和智慧的啟迪，同時實驗室建設是學校教學質量與教學

改革工程的重要體現，在充分利用智慧教學的先進教學理念，培養國家未來的棟梁，實

現校內外優質資源共享；本次智慧課堂實驗室生成的大量教學視頻，還可應用于課程評

估、教學觀摩、師資培養、論壇實錄、學生點課、現場評課、評職評優。

同時實驗室生成的課程資源可成為教學視頻資源，通過資源的建設為本校區或其他

學校提供優質的精品課程，通過資源平臺系統為校內名師提供個人空間，為其建設精品

課件，并能夠實現資源評優，為教研提供優質素材，增進校內互動交流的氣氛，充分實

現智慧教學理念。

1.1建設需求

根據上述說明，最終可以達成如下需求：

1、能制作出完全符合國家教育部《精品課程教學錄像上網技術標準》的教學錄像

和課件；

2、全智能圖像跟蹤模式對現場教學的講師與聽課的學生進行全方位自動攝喙跟蹤,

現場教學中講師與學生的音視頻采集完全自動化完成，不需要后臺管理人員參與；在必

要時，管理人員亦可通過AVA錄播管理系統進行手動控制；

3、導播集中管理模式使得學校只需投入一到二個人即可獨立完成錄播教室精品課

程的錄像和課件制作、編輯處理、發布等復雜的后期工作，解決了大多數學校因為人力

資源嚴重不足而無法順利開展精品課程工作的問題。

4、通過建設系統后，能夠實現教學資源的建設、遠程教學、實時直播、經典課程

點播、教學資源的統一管埋，以及通過教學資源應用平臺系統實現我校與其他各校區精

品課程錄播系統進行點對點或點對多點視頻互動、學習交流、會議教研等應用c

5、系統部署完全達到隨需而動，方案組合靈活多變。

L2設計原則

標準化及規范化：采用標準網絡通信協議，選擇符合工業標準的網絡設備、通信介

質。工程實施遵照國家相關實施標準進行。

先進性和成熟性：按照生命周期的原則，系統設計的基本思想符合技術發展的基本

潮流，使系統在其整個生命周期內保持一定的先進性。選擇合理軟件?、網絡結構；項目

中所用的設備及軟件平臺，應該選擇與網絡技術發展潮流相吻合的、先進的、有技術保

證的產品。

安全性與可靠性：為了保證整個系統安全、可靠地運行，首先必須在總體設計中從

整體考慮系統地安全性和可靠性。在系統設計階段以及在實施各個階段都必須考慮到所

有影響系統安全、可靠性的各種因素。項目實施完成后，必須按照標準進行測試。

可管理性與可維護性：系統集成項目是比較復雜的系統，在設計、組建系統時，除

了要保證相關硬件、軟件便于管理與維護外，確保文檔齊全，以便提高對系統的可管理

性與可維護性。

靈活性及可擴充性：為了保證用戶的己有投資以及用戶不斷增長的業務需求，系統

必須具有靈活的結構并留有合理的擴充余地，以便月戶根據需要進行適當的變動與擴

充。

實用性：一切以用戶的應用需求為出發點，科學地、合理地、實事求是地組建一個

實用系統。

性價比：在滿足系統性能、功能以及考慮到在可預見期間內仍不失其先進性的前提

下，盡量使得整個系統所需投資合理。

第2章.方案設計

根據本項目建設需求，我司為東城學校提供由我司自主研發生產銷售的錄播系統，

它作為本次項目建設的核心組建部分；方案的設計思路，主要由東城學校提出的系統建

設需求以及結合我司多年的教學系統建設經驗，綜合設計而成；

2.1設計思路

智慧課堂實驗室的建設我司按照客戶提供的場地及建議，我司把它分成智能自然教

室（智能錄播室）與觀摩室（教師觀摩室）兩部份，主要為了還原一個“原生態”的智

能課堂，使得教師與孩子能夠自然、放松的沉浸在教與學的快樂之中，同時通過觀摩室

為課堂授課教師提供教學技能診斷、教師的自我行為研究、群體教師的協同學習提供有

力的支持，并以真實的課堂教學情景為基礎，通過智慧課堂實驗室提高教師授課經驗、

群體教師隱性知識的挖掘，從而提升學校整體教學實力；并作為學校教育課改的創新平

臺，為順德教育信息化“一二五”規劃的智慧教育提供經驗；為此，智慧課堂實驗室系

統能夠完整記錄教與學的全過程，并制成標準的網絡流媒體格式，同時利用網絡及服務

器進行同步直播；下面為功能設計介紹。

2.2設計功能效果

AVA全自動錄播系統能將教學場景中教師、學生的視、音頻信號、板書以及計算機

動態屏幕甚至把教師觀摩室等所有信號同步錄制、直播；既能單畫面畫中畫形式錄制

（即電影模式），也能多畫面形式錄制（即三分屏網頁模式，此模式下具有自動生成課件

索引功能），兩者也能同時錄制。錄播系統的導播要操作簡單，可由講課教師自主控制,

也可由主控室遠程集中控制。真實再現授課情景，實時生成采用Mpcg4/H.264標準壓縮

的流媒體文件，在課堂結束后能自動以文件形式保存，并能進行后期編輯；能通過網絡

實現遠程直播、點播，能達到播放流暢、控制方便；生成的課件符合國家精品課程教學

錄像上網技術標準，適用于各種學習管理平臺，輕松構建精品級的教學資源，并能實現

以下功能需求：

系統可以支持多個場景的攝像錄制，分別用于教學現場教師場景、學生場景、師生

互動場景、教師板書場景的攝像采集。錄播系統在錄制教師授課畫面和講課內容的同時,

支持錄制授課中用于教學的教師授課計算機輸出的聲音和畫面、學生回答問題的聲音和

畫面的視頻圖像和聲音。

-7-

系統可以支持全自動/半自動的錄播方式，即可以在無人協助的情況下，自動完成

各場景之間的自動切換圖像跟蹤；同時也支持人工干預錄制的半自動錄播方式；系統的

錄播操作既可由教師在講臺上控制（“一鍵式”錄播中控系統界面可隱藏），也可由管理

員在主控室控制。由主控室控制時，在實時錄制過程中，如果教師走到學生中間或距講

臺計算機很遠無法操作電腦時，主控室通過AVA導播平臺（AVA錄播系統管理軟件V4.2）

可以對錄播教室的主機進行操作，也可以對各攝像機遠程遙控。

在錄制教師場景時，利用AVA圖像跟蹤系統和全方位AVA攝像系統（AVA一體化云

臺攝像機），自動跟蹤無盲區，無須攝像人員控制，教師能夠在教室內自由走動，攝像

機自動連續跟蹤拍攝，其跟蹤拍攝的活動范圍不局限于講臺，具有移動平穩性，確保教

師圖像被牢牢地鎖定到圖像中央而不會跑到畫面之外，不會出現半個人像現象可在教師

自動跟蹤攝像時教師走出講臺范圍能夠自動變焦，當教師寫板書時能夠自動給予板書的

特寫鏡頭清楚睇將教師的板書拍攝下來，當教師轉身面對學生時自動變中景鏡頭。

在采集學生場景時，同樣采用上述的AVA圖像跟蹤系統和全方位AVA攝像系統，實

現預置位之間的切換攝像，可以進行學生全景、分區特寫、個別學生特寫位之間的高速

切換錄制。

為保證錄像效果具備課堂教學的真實性，教師聲音的采集使用領夾式無線話筒，而

學生聲音的采集使用吊麥或無線話筒。

在開始上課前，教師只需登陸AVA錄播系統管理軟件，即可輸入授課教師姓名，課

程名稱，課標及內容簡介，片頭、片尾場景，在直播或錄制過程中自動添加到輸出畫面

中，給學生必要的信息提示。達到高質量課件錄制效果。

系統能夠全自動錄制，生成的課件支持標準的流媒體格式文件（碼率支持

48Kbps-10Mbps可調；VGA分辨率支持：1024*768~1600*1200可調），適用于各種學習

管理平臺。

計算機信號兼容性：系統能夠支持任意格式電子文件和任何電腦軟件，如DVD視頻

流文件、PDF、Office、各種圖片、CAD、Flash等,在教師講課時可同步錄制。在課堂

結束后自動以文件形式保存，教師可簡單、快捷瀏覽本次上課錄制內容。

系統具有開放性、可擴展性。隨著以后課程的增多，錄播教室的增加，在后臺主控

室可同時錄制和管理全部教室的課件錄制工作，操作方便快捷，便于集中管理、編輯和

分發，課件資源的管理高度集中化。

2.3系統部署設計

2.3.1智能錄播室布局示意圖

智能錄播室布局示意圖AS敏.

AVA(ucnK?c$Sem!UU

Bnaamnaa

控制室

□□□□□□□□□□□

□□□onggpnonn

觀摩室攝像機A觀摩室攝俅她_

電移動式顯示屏

教肺攝像機鼻X板書攝像機

□□□05,

00551

齊麥

0050,

so

00IS□□

學生攝像機

駕舞喈絲a機

2.3.2智能錄播室討論模式示意圖

智能錄播室討論模式布局示意圖Z奧威亞

oooqgpoDO控制室

oonononooo

□□□oononnooo

觀摩室攝像機A觀摩室攝像機B

，移動式顯示屏XIXL

教肺攝像機或^，皇I板書攝像機

教師輔助攝像機

□□□□OC^D

吊麥

QQQQoogg□□□□

□

，線話筒■

QQQQ口冒二口QQQQ

電子白板多媒體講臺QQ

<=,板書輔助攝像機

學生輔助攝像機78有學生攝像機tI

2.3.3智能錄播系統架構示意圖

智能錄播系統示意圖

實時導播界面

.____________觀，家移動式顯示屏.

置工置

樽能錄播室鼻示互動系統

互動教研叱板電視

交互式電夕門板H能錄播空收Mu板行、學生攝像機授原電■觀摩空攝像機

自動跟蹤切換系統

軟加C、板T書、5學生B市助跟蹤?

KMS-1000物能切換騫

@AYA高清北播主機PROPRE6HD

圖像是除ktaiTs-ioooCawxis-U-Ir網絡中央校

功放

AM-1200數字在賴處理器IAM1208

<=>1

1

w健量播空音箱觀摩室音種rijk

判■錄播室吊麥、無一話背—?動話僭

奧成亞

234部署說明

根據上述圖示可得知，按照用戶的要求，將實驗室進行了劃分，它由自然教室（智

能錄播室）與觀摩室（教師觀摩室）組成，我司在設計系統功能的同時考慮教室與觀摩

室的設備部署，并在保證建設成本的基礎上實現用戶的需求；

即：在教師授課的同時對教室內所有課堂發生的場景做全程錄像，全面反映教師教

學與學生情景調動及教學過程中教師使用的任何課件及板書內容等場景元素，這種方案

需求下，需要對教師、學生、板書及全景視頻信號進行采集，并需要進行音視頻切換，

同時要求分教室和網絡上用戶能同時以流媒體的方式在網絡中觀看直播課堂并能存儲

在服務器上供課后點播，進行在線學習。在智能錄播室的傍邊建設了教師觀摩室，提供

學校對授課教師的實時考核、群體教師的授課技能提升、教研互動起到很大的作用。

要實現上述功能，系統組建需要以下配置（最終以實際配置清單為準）：

1）錄播管理軟件智能導播平臺系統V4.2版：課程智能導播子系統做教師、學生的

相應場景自動導播、課堂同步直播、點播發布（將錄制好的課件發布到服務器上供課后

點播）、錄播系統管理、用戶管理、課堂節目管理等功能。

2）錄播硬件系統（AVAPROPER6HD錄播系列）：硬件系統提供錄播管理軟件系統的

安裝平臺，即提供了直播、點播、導播的嵌入式硬件平臺；并提供課堂實況的音視頻實

時采集錄制編碼（即實現教師、學生的視音頻和教學電腦VGA的采集編碼），經錄播硬

件系統進行高清的編碼后，由錄播管理軟件系統進行課件發布、課堂管理、用戶管理等

功能；

3）圖像紅外智能跟蹤系統：主要由一個教師輔助跟蹤攝像機、一個學生場景輔助

跟蹤攝像機、一個板書輔助跟蹤攝像機以及后臺進行圖像處理智能跟蹤的AVAITS-1000

圖像智能跟蹤設備共同構成該系統；同時該系統還具備紅外跟蹤輔助功能，當智能錄播

室進入討論教學模式式,通過紅外無線話筒進行定位跟蹤，滿足客戶對智能跟蹤的需求。

4）音頻系統部分：采用一套數字音頻處理器IAMT208高清晰聲音處理系統對教室

內以觀摩室的全部音頻信息做優化降噪DSP處理和采集；在智能錄播室中采用兩種模

式，一、在正常授課模式中采用吊麥與教師領夾話筒進行聲音采集；二、在討論模式下

采用紅外無線話筒與教師領夾話筒進行聲音采集，紅外無線話筒的作用是結合圖像紅外

智能跟蹤系統進行對每個小組的定位跟蹤，實現用戶對討論跟蹤的需求。聲音擴聲則采

用一臺功放進行聲音放大輸出至兩組音箱，一組為智能錄播室另一組為觀摩室音箱分別

負責現場聲音的輸出，這樣可以確保兩個室的聲音同步，實現兩室互動交流。

5）視頻采集系統部分：由智能錄播室的教師、板書、學生跟蹤攝像機以及觀摩室

攝像機組成。

6）視頻顯示部分：智能錄播室的視頻顯示部分分為教學示教的電子白板（正常教

學使用）以及教研活動的交互式平板電腦（可實現與其他遠程交互教研點進行遠程互動

教研、課堂教研互動）。觀摩室的視頻顯示則采用兩套移動式液晶顯示器進行走現場的

實時監控顯示，

第3章.錄播系統功能

AVA全自動錄播系統，可以在教師現場授課的同時自動生成教學實況錄像，完

整地記錄教師在授課中的活動，不僅包含教學現場實況，還包含過程中教師使用的

任何課件，并把他們按照發生的時間、順序、流暢剪輯，自動編輯、手動編輯；生

成該課程有價值的授課實況錄像，同時以流媒體的方式在網絡中直播、保存起來，

以供廣大師生、管理者實時收看，課后點播觀研。

AVA全自動錄播系統，適用于各校精品課程的建設，也適用于那些人為技巧性

強的學科建設，還適合那些需要廣泛使用多媒體技術手段的學科建設。該系統擴大

了教學獲益的學生范圍；鼓勵教師間相互學習觀摩，促進教學業務；幫助管理者及

時了解一線教學狀況，直接幫助學校提高教學質量，從而在根本上提升學校的核心

競爭力。

AVA錄播系統包括一體化設計的AVAPROPRE系列錄播主機與高度安全嵌入式的

錄播系統管理軟件共同組成；錄播主機與錄播管理軟件相互依存，互為因果，且不

可互相替代；錄播管理軟件系統平臺通過錄播主機硬件平臺實現功能，如果沒有錄

播硬件平臺，軟件系統沒有用武之地；如果沒有軟件系統平臺，硬件就只是一些零

件。因此它們是兩者缺一不可的系統。

應用與管理

硬件與軟件平臺示意圖

AVAPROPRE系列錄潘主機采用一體化硬件設計，高效率的運行，穩定可靠、操

作便捷，硬件結構精簡美觀，同時集數據采集、視音頻編碼、支撐軟件平臺的內嵌

（錄播系統管理軟件）、數據處理發布、存儲、應用管理于一體的設備。

3.1錄播系統管理軟件平臺

錄播系統管理軟件平臺涵蓋了以卜.功能模塊：

3.1.1全智能導播系統

作為視音頻采集處理與切換控制的核心，全智能導播平臺起到了至關重要的作

用。它負責多路視頻之間的切換和自動返回控制，授課教師只需要適時觸發遙控感

應裝置，導播機根據多路信號之間的切換和自動返回控制策略，迅速發出相應的指

令，指揮對應的攝像球機來捕獲相應的視頻。當老師走到學生中間面向講臺講課時,

導播系統會智能地將畫面自動切換到教師正面，不會拍攝教師背部等壞畫面；當老

師走回講臺時又自動切回老師主畫面；而當老師走到講臺一側時，畫面會適時切到

整個講臺；當學生發言時導播平臺可以實現預置位之間的切換攝像，可以進行學生

全景、分區特寫、個別學生特寫位之間的高速切換，把課堂上每個學生畫面清晰的

拍攝下來，具有搶答功能，真實完整顯現發言情景，展示師生課堂交流的內容。在

錄制過程中，可以適時將教師的計算機動態屏幕切到視頻畫面，可以自由設定所需

切換的時長。當攝像主畫面由教師切換到學生或者整個講臺全景后，系統能夠在三

種方式下返回教師畫面：教師主動切回；教師操作電腦時自動切回；在設定的時間

內自動切回。正在有了全智能導播系統，這樣錄制生成的教學錄像才更加生動形象、

場景切換靈活、畫面配合流暢，而且也不會喧賓奪主之感。

導播示意圖

導播示意說明：

AVA的這套實時導潘平臺內嵌于錄播系統中，無需管理者電腦安裝任何插件,

只需使用IE瀏覽器登錄錄播系統導播平臺，就能夠實現實時導播功能。導播平臺將

多路視頻、VGA信號輸入及輸出監視畫面集中在一個IE瀏覽器顯示。

導播平臺集視頻監視，視頻切換、云臺控制，音頻調整，直播/錄制、暫停等控

制、直播監視等功能，在一個IE界面中顯示及操佇；每一路視頻支持6個預置位。

整合了全自動技術的控制，如跟蹤、智能切換等等控制功能；啟動錄制/暫停錄

制、音頻調整功能功能；

整個導播平臺管理界面直觀、簡潔、明了。如上圖所示，上方的圖像為最終輸

出內容；下面是輸入的視頻及VGA信號。所有的操作只需通過鼠標即可完成，筒單、

靈活，無需太多專業技術知識。

直接使用鼠標點擊相應的輸入視頻源窗口就能夠把該路視頻輸出。輸出圖像流

暢平滑，無抖動、花屏等現象，切換過程無縫，銜接自然，支持畫中畫特效。

每一路視頻都支持實時的云臺控制功能，不需要放置在直播端才能控制的弊端。

可以支持切換直播輸出前直接控制云臺或切換直播輸出后使用云臺功能。

3.1.2課程錄制系統

前面所述的攝像系統及導播系統是智能錄播系統非常重要的一部分，這部分考

慮得是否周到細致，決定了最終拍攝出來的教學錄像的效果。但實際上，從功能上

來講，整個精品課程制作過程，真正核心的部分還是精品課程錄制。如果采集視音

頻的部分已經非常完美了，但沒有一個好的錄制系統來配合，最終做出的錄像和課

件還是不能令人滿意的，甚至是失敗的。專業課件實時錄制系統是作為制作精品課

程最核心的系統，廣泛應用于全國不少于300家的大中專院校，是一款非常成熟的、

可作為單獨模塊使用的優秀的軟件系統。它可以運行在任何一臺微軟平臺的PC機或

服務器上，負責實時接收前端攝像系統采集來的音視頻信號和VGA信號，并最終合

成圖文并茂的符合標準的流媒體課件。

作為教學視頻資源建設的核心部分（前端教學視頻采集錄制），課件實時錄制系

統采用當今國際上最為先進的網絡流媒體核心技術，充分發揮現有網絡帶寬條件，

能夠輕松地將課堂教學過程以最方便快捷的手段錄制生成適合在網絡上傳送的網絡

多媒體課件，從而構成整個系統中最為重要的共享資源部分。

課件實時錄制系統主要用于在授課過程中對老師、學生、多媒體課件（視頻圖

像、flash文件等動態內容）、教師電腦操作過程、視頻展臺、DVD圖像等教學素材

信息的實時采集和錄制、同步錄制和網絡實時直播，可以滿足課教音像資料存檔、

課堂的完整回放，其它學生遠程觀摩和領導在線評估的需求。

課件實時錄制系統具有以下主要硬件特性。

AVA錄播系統在直潘的同時能實現錄制功能，直接記錄為多媒體文件，并保存

在錄播存儲中。

錄制的效果與直播效果完全一致。支持全屏、畫中畫、拼接、疊加等各種顯示

畫面，并支持特技切換效果。

錄制好的多媒體文件支持自動FTP自動上傳到服務器上；通過修改錄播的參數

設置后，即可支持上傳至指定的FTP服務器，供后期視頻資源管理應用。

3.1.3課堂直播點播系統

課程建設的最終目的是為了建設好更多更好的精品資源庫，讓更多的人來共享

這些精品資源而從中獲益。而共享這些資源的最好的辦法就是建立一個精品課堂資

源播放中心，根據時效性有三種方式：一種是現場直播，即授課教師在講課的同時,

網絡上的用戶即可以方便地登錄到PROPRE系列錄播主機.匕觀看授課教師的直播課

堂內容，這種方式授課結束，則網絡上的用戶也無條件結束了觀看；另一種是實時

直播轉發，即采用直播轉發軟件系統實時直播轉發，可減少校與校之間的帶寬的損

耗，減少錄播主機對外直播的負擔，并保證視頻實時性直播轉發的穩定可靠，達到

多點同時收看視頻的效果：最后則是點播，即在授課教師授課的同時，通過上述攝

像采集、課件錄制系統已課堂內容錄制成圖文并茂的精品課件，錄制完的視頻放在

錄播主機上供網絡上的用戶隨時隨地進行點播觀看或者由錄播主機上傳至視頻資源

管理服務器中。

現場直播：

首先，AVA錄播系統內置直播功能，通過網絡實現網絡流媒體直播功能，觀看

的用戶只需通過IE方式登錄錄播系統系統，即可觀看到直播節目。觀看直播的用戶

數量沒有限制，適合大量直播的使用環境。同步直播課堂的音頻、視頻以及計算機

屏幕內容（包括鼠標運動軌跡、電子板內容等），即，在課件實時錄制的同時，也可

以三分屏的樣式結構對教學過程進行直播，接收效果清晰流暢；

AVA錄播系統支持單播功能和組播功能：

1）、單播功能，每一個用戶直接與錄播系統連接，網絡流媒體數據全部由錄播

系統提供，通用性強，穴需要涉及網絡的設置或修改，適用于INTERNET環境；見下

圖：

2）、組播功能，可以把直播發給更多的用戶；錄播系統只提供1路的網絡流媒

體數據給網絡設備，在由網絡設備復制網絡流媒體數據給其它的連接用戶。組播功

能可以大大擴展直播的數量：組播只占用一路帶寬，對有大量收看端的場合特別適

用。需要網絡設備支持組播代理等功能，不適合在INTERNET等公共網絡中使用。

奧威亞科技

首頁直播預覽示意圖

實時直播轉發：

采用直播轉發軟件系統直播轉發主機可以方便地構建直播服務器平臺，配合課

件視頻實時直播轉發，可以讓任何網絡上的被授權用戶訪問到直播服務器上正在進

行的直播課堂，一臺直礴服務器可以支持幾十個頻道（土播教室）的直播，如果網

絡帶寬不夠或頻道數量不能滿足要求，還可以采用多臺直播服務器建立集群應用，

提升用戶服務能力。可以運行在任何一臺微軟平臺的PC或服務器上，配合課件實時

錄制系統向網絡上的用戶提供直播服務。

在課件實時錄制系統的基礎上，運用課堂直播系統，可以輕松地實現以下功能:

>同步直播課堂的音頻、視頻以及計算機屏幕內容（包括鼠標運動軌跡、電

了板內容等），即，在課件實時錄制的同時，也可以三分屏的樣式結構對教

學過程進行直播，接收效果清晰流暢；

>一臺直播服務器可以同時直播多個課堂內容，即支持多路教學實況同時直

播;

＞服務器端自動化程度高，完成初始化后，無需其它操作；

＞客戶端用InternetExplorer瀏覽器就可以收看直播課堂內容；

＞可以與學校現有的WebServer或學習管理系統進行無縫連接；

＞支持多種網絡環境，例如：校園網、城域網、互聯網、雙向或單向衛星網,

能跨越防火墻進行直播；

＞至少支持200人以上客戶端的同時在線收看。

＞系統支持多前臺多后臺混合組網工作模式，多臺錄播設備可以與多臺直播

服務器任意組合配對工作，系統配置靈活，適合大規模組網需要；

＞直播延時小，校園網環境下直播延時小于1s；

＞直播服務器支持對頻道狀態監測，并實現直播頻道的自動連接，無需人工

干預；

＞直播啟動時，能夠自動顯示正在直播的列表。即，當有直播課程時顯示該

欄目，列表中會顯示正在直播的課程；沒有直播課程則列表中不顯示，

后期點播：

AVAPROPRE錄播主機系統內置點播功能，后臺管理系統中生成點播列表。經過

授權的終端用戶通過IE瀏覽登錄到系統平臺，便可根據需要調出相應的視頻片段。

錄制的文件可以適用于第三方的點播系統。

3.1.4鼠標點擊跟蹤

錄播內置鼠標點擊跟蹤功能，通過鼠標點擊視頻相應位置，云臺以點擊的位置

為中心，自動移動到此位置上；這種技術簡化了控制的難度、減輕了控制的復雜程

度。

前后滾動鼠標滾輪也能流暢地操控變焦范圍，簡單易用的操作使所有的信號切

換和圖像跟蹤等復雜的操作，由一人就可以獨立完成。

HL?壬as■?頭定位夕怠壬&窗正中

照標疝擊感瞄求遇更

鼠標點擊跟蹤示意到

鼠標點擊跟蹤：鼠標點擊視頻窗口中的目標位置，攝像頭自動將點擊目標位置

置于拍攝畫面的正中（如上圖示）。

變焦功能：利用鼠標的滾輪來實現變焦控制。

云臺控制：（上下4右按鍵）移動平滑穩定、支持移動速度的定義；

預置場景：快速按鍵（遠景、中景、近景、全景），直接快速到達預置畫面拍攝

范圍；每一路視頻都支存6個預置位，預置位的具體位置可自行設置。

速度控制功能：能夠快速與慢速的運動速度設置，實現快速、緩慢的效果，增

強視覺效果。

3.1.5管理系統

課件管理

課件實時錄制系統自動生成的流媒體課件，可以方便地在上傳到基于微軟

WindowsMediaServer流媒體服務器進行點播管理和發布，能與各類管理學習平臺

無縫結合，實現課程類別組織管理、課件添加、刪除、編輯等功能，能夠按照多級

目錄進行分類。

采用錄播系統管理軟件系統，可以將實時錄制軟件生成的精品課件方便地發布

到教學視頻資源管理服務器（詳見教學資源管理系統軟件應用介紹）上，并自動生

成播放列表，供網絡上的用戶進行點播觀看。搭建的流媒體服務器符合國際標準，

并遵循MMS、RTSP及HTTP等流媒體協議，只要客戶端安裝有WindowsMediaPlayer

或者使用我司AVA媒體潘放器，用IE就可以直接選擇和播放課件，用戶還可以交互

地時流媒體課件實現播放、暫停、停止、跳躍等功能。

遠程控制管理

后臺管理系統是PROPRE錄播設備的支撐運行平臺，基于B/S架構，使用IE等

通用瀏覽器就可實現直潘管理、點播管理、用戶管理、資源分類、用戶認證、權限

設置等功能。

錄播面板控制

配置2.8TFT液晶屏與控制按鈕，實現開/關機、直播、錄制的啟動和停止、

系統運行狀態、系統配置、文件拷貝等功能。

提供標準USB接口，可接入移動存儲設備，通過控制面板操作復制存儲在設備

中的視頻片段。

第三方設備控制

提供物理CONSOLE端口，通過多媒體中央控制系統或其他第三方控制設備管理,

實現遠程打開/關閉錄播系統，啟動/停止直播和錄制等其他的功能。

3.2圖像識別智能跟蹤系統

3.2.1圖像識別智能跟蹤簡介

我司推出的AVA圖像識別跟蹤系統能夠智能識別活動中的人像，準確捕捉演講

者（教師、學生）的位置變化，智能驅動一體化云臺攝像頭對演講者進行跟蹤拍攝,

通過不同的策略定義，實現多區域、多策略化自動跟蹤的技術，根據具體的事件智

能分析，并觸發拍攝角度最佳的攝像頭，對場景、人物完成推拉、特寫等拍攝動作，

結合具體的拍攝場景能夠實現多個活動過程的識別跟蹤。這些活動過程可以是教師

授課、學生發言、教師與學生交互、書寫板書等場景。

傳統的跟蹤技術采用精準定位技術，攝像頭對演講者采用〃緊盯〃方式：即使演

講者小幅度的轉身、移動，攝像頭也隨之移動。過于頻繁的移動，使得拍攝畫面抖

動過于頻繁，錄制下來的畫面呆板、晃眼，完全不能滿足高水準的拍攝需求。AVA

圖像識別跟蹤系統創造性的引入〃模糊防抖技術〃，使得演講者在可預見的范圍內小

幅移動時，自動跟蹤系統仍能保持攝像頭的穩定不動，盡可能在拍攝到演講者畫面

的同時，減少攝像頭的頻繁轉動，大大提升了拍攝效果的合理性、流暢性、穩定性。

防抖動平滑跟蹤場景

該系統以其性能穩定，簡單易用的特性廣泛應用于精品課程、多媒體教學等的

視頻錄制等場合，非常適用于對教室內教師授課的動態行為進行智能化自動跟蹤的

場合，跟蹤效果可以媲美專業攝像師手工操作攝像的效果。

?新異概念——圖像識別智能跟蹤攝像系統可自動追蹤地探測、跟蹤運動目標，

實現對運動目標的自動跟蹤，便于對教師教學活動進行實時轉播、錄像，徹底

改變錄像畫面不連貫等問題。

?圖像識別自動跟蹤一一跟蹤范圍不僅僅局限于攝像機固有的視野范圍內，而是

在整個教師活動的范圍內，無論教師在活動范圍內做任何動作都能自動跟蹤，

并且始終保持教師在圖像中的位置，不會出現半邊身的情況。

?自動識別多個目標一一當系統探測到多個人活動時，跟蹤效果不會因為其他活

動目標的影響，系統自動會給予一個多人交互的全景畫面，使錄制下來的視頻

更加貼切實際的教學過程，重現教學實況。

自動識別多目標全景跟蹤

?自動完成一一跟蹤攝像工作可由系統全自動完成，而不需要操作人員的幫助。

由于任何一個操作人員在未知狀態下，無法長時間注意畫面。為此，該系統全

面解除人工疲勞因素影響，保障系統可靠運行，實現自動跟蹤錄制。

3.2.2圖像跟蹤技術原理

上述已說明本系統是由教師智能跟蹤攝像機、學生場景智能跟蹤攝像機、板書

攝像機以及后臺進行圖像處理智能跟蹤的AVAITS-1000圖像智能跟蹤設備共同構

成該系統；經由AVAITS-1000進行圖像識別跟蹤處理后智能跟蹤攝像機把采集到的

場景實況傳送給AVAPROPRE錄播系統進行實時采集編碼發布等工作。見下圖示：

圖像跟蹤示意圖

該技術具有防干擾性強，無頻率干擾的優點，不受其他障礙物和亮光影響。老

師和學生均無需佩戴任何輔助設備（如無線咪和遙控器等），無需持話筒，也無需在

座椅安裝任何輔助設施;如按鍵合感應器等），更不需使用有要求的課座椅，實現完

全常態化的教學和現有資源的高效利用，并能完美保持課室內部裝修的美觀。

AVA智能圖像識別跟蹤系統支持教師與學生活動區域靈活設置，與AVAPROPER

錄播系統完美結合使用，系統根據圖像識別處理后將驅動攝像頭實現不同場景的跟

蹤與切換，以確保課堂教學活動的錄制和直播。同時，還能智能識別老師板書并進

行特寫跟蹤拍攝，能清晰拍攝5cmX5cm的字體，字體像素點陣在20X20以上，教室

的板書內容及板書的講解過程均能實現完美的錄制和宜播。

5.閱讀題目，并解答下列訶題：

巳知甲、乙騙自行車同時從相距60km的兩地相

向而行，經2h相遇，求甲、乙兩人的速度.

(1)你認為卜述應nrr沒有解？有多少解？

后認為有很多個解,請舉出符合條件的兩

個解？

(2)清你改《湖目，使！is目倘定的解，用跟B二

元一次方程組求出甲、乙兩人到鰻.

板曲跟蹤與教學電腦展示

3.2.3教師智能跟蹤攝像

教師跟蹤定位攝像主要采用一體化云臺攝像球機、跟蹤輔助攝像機、后臺的圖

像跟蹤系統AVAITS-1000主機等組件共同完成，而PROPRE4（集成教師圖像跟蹤

模塊）它的跟蹤原理與此相同。其主要工作原理如下圖所示：

多

媒

體

講

臺

圖像跟蹤系統

AVAITS-1000

教師攝像跟蹤示意圖

AVA創新的圖像識別自動跟蹤技術，可以搜尋并跟蹤移動目標，完全脫離人工

操作，跟蹤過程不受外界干擾，攝像機云臺運動非常平穩，不會出現劇烈地晃動，

能夠將?目標牢牢鎖定在圖像的中央。根據實際的情況，授課教師在講臺區域走動是,

系統始終以教師為圖像的中心位置，進行防抖平滑跟蹤，當授課教師背對攝像機書

寫板書時，圖像識別跟蹤系統會立即自動地將主輸出信號切換至專用的板書攝像機,

給出黑板特寫位，清楚地將老師的板書拍攝下來，由從而達到高清晰板書錄制效果。

在配合不同型號的PROPRE錄播系統時，教師智能跟蹤攝像所擔任的跟蹤效果

有所不同，例如：采用AVA最新推出的高清PROPRE6HD錄播系統，它們具有3路

高清視頻輸入、1路VGA輸入，即1路教師跟蹤、1路學生跟蹤、1路板書跟蹤；具

體請參詳AVA高清錄播產品介紹。標清PROPRE4（集成教師圖像跟蹤模塊）則實現

1路教師圖像跟蹤，無學生/板書跟蹤;

同時板書跟蹤攝像機亦可根據實際應用將其改為全景攝像機，如：為使錄像畫

面內容與現場場景的配合更加出色完美，全景拍攝與導播系統相配合，當老師走到

講臺一側或板書時，導潘系統會智能地將畫面自動切換到教室全景或者黑板特寫，

不會出現整堂課只拍攝教師、學生特寫畫而。從而使錄像結果更加附合國家精品課

建設標準要求。

教師板書跟蹤

3.2.4學生場景高速定位攝像

學生攝像與教師攝像采用的設備相同，它部署位置則安裝在黑板上方，通過學

生輔助攝像機對學生的活動進行圖像識別跟蹤,在圖像識別跟蹤系統TTS-1000的指

揮下進行預置位之間的快速切換，可以進行學生全景、分區特寫、個別學生特寫位

之間的平穩切換。

t

媒

黑

體

板

講

臺

0n□n□□

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學生輔助跟蹤

學牛.自動跟蹤示意圖

學生發言跟蹤

教師與學生互動場景

錄制生成的教學錄像因為有了學生的課堂參與而豐富生動，也進而滿足了國家

教育部對師生交互場景在精品課程教學錄像中的要求，更重要的是，切換過程的靈

活控制完全由圖像識別跟蹤系統ITS-1000與PROPRE錄播系統完美配合指揮完成，

解放了專業錄像人員，及錄像過程變得自動化、智能化，而且授課老師的課堂表演

更加流暢和銜接自如。對教師授課而言，授課教師站在講臺上本身就是課堂現場的

導演，課堂是否生動完全由教師根據現場情況適時進行學生的調動來達到目的。

現在，加入了新的導演元素，因為授課老師對課堂進程、學生反應和授課內容

的適時把握，也使得錄像畫面內容與現場場景的配合更加出色完美，避免了一些精

品課程錄像中常出現的“為了切換而切換”的生硬感。

第4章.教學視頻資源管理系統

4.1應用概述

隨著智能錄播系統的搭建，并投入校園內使用，不管是一體化嵌入式的錄播系

統還是分布式錄播教學系統或是微格教學錄播系統，對于教學系統來說，它們只是

教學資源的“生產者”，而用戶最終的需求主要集中在教學資源管理、作業管理、互

動教學、課程教學內容展示等方面。如何合理并最大化使用錄播設備這個“生產者”,

也是用戶日漸關注的問題。

AVA公司在充分調研了各省、市教育局以及學校教育技術部門、一線教師的基

礎上，我司認為在教育核心信息化進程中，必須采用新模式的教學系統，釋放大量

的管理人員繁重的工作，合理設計教學單元，實現教學資源的整合及再利用，由此

我們在本次項目中推薦我司自主研發的“AVA教學視頻資源管理系統”，簡稱“ACM”

作為整個教育局資源整合的核心系統平臺：它能實現教學案例的多人評價，實現系

統管理、資源管理、多級平臺部署、分級分域管理、立體資源點播、直播教研觀摩

互動、在線課堂點評、教學課堂發布、名師大講堂等功能。

4.1.1技術方向

以“高效、規范、安全管理各種教學資源”以“多種功能應用貼切用戶需求”

為目標而設計，可自定義課程分類級別和列表，能實現多級管理；不限制資源上傳，

并自動讀取教師、教師任教課程等信息；多緯度搜索，可按教師、知識點等各種緯

度；支持上傳多種格式（word、ppt等）文檔管理，實現視頻+教改方案、案例說明、

課件等教學單元管理方式；支持按權限隨時更改上傳文檔；支持文檔的單一下載和

打包下載；實現資源共建共享，支持知識點用戶完善、文檔貢獻（可設審核）；點播

界面類似全球優秀的C2c分享社區“豆丁網”，友好人性的應用界面：樨供多種分享

（訂閱、下載等）渠道，創新引入WEB2.0分享窗口，讓學生隨時隨地使用資源；

可根據教師、知識點，訂閱喜歡的教學單元，審核后資源會第一時間推送到用戶界

面；支持收藏教學單元，實現對教學單元的快速訪問；實現教學資源的權限保護，

為原創者提供版權保護；支持點播界面的智能推薦，即可白動推送與點播相關教師、

知識點的教學單元；支持對對教學單元視頻進行打點并記錄評價，支持按打點信息

控制視頻進度；支持對教學單元進行綜合積分，用頂和踩的直觀方式展示；支持聊

天室，對教學單元的觀后感進行互動教學，以及課后觀摩研討；支持觀看直播，對

多套錄播設備的集中直播管理；支持教學資源按標準格式導出，實現各局域網間的

信息往來，消除信息孤島；

4.2系統架構

采用多地址安全策略，可分別通過三個不同地址進行訪問（須預先設置）；

系統采用三層B/S（瀏覽器/服務器模式）架構；

系統基于Web技術開發，所有用戶無需另外安裝客戶端軟件，只要使用瀏覽器

就可以進行使用和管理的有關操作；

系統支持多種主流服務器，支持WindowsServer系列；

系統支持SQLServer等大型數據庫。

系統采用模塊化的架構設計；

管理系統與錄播保持同一廠家，實現與錄播系統的無縫結合，滿足流媒體綜合

管理：

用戶權限層次化管理，可按單一視頻單一用戶設定；

4.3系統功能應用

系統采用功能模塊叱得架構設計，可根據不同需求進行添加刪減功能模塊；實

現文件自動遠程傳輸，編目，支持多路直播、聯播和點播。實現全網錄播系統視頻

資源的生產管理、存儲管理、使用管理等資源生命周期的功能，可進行網絡互動教

學、網絡教研、網絡培訓、基礎網絡互動會議等活動。

4.3.1系統管理模塊

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