录播教室系统方案书.docx
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录播教室系统方案书
全自动录播教室系统
方案书
一、前言
随着信息技术的发展，现代教学技能与传统的教学技能有了根本的不同。
录播系统在现代教学中的应用已经越来越广泛，已越来越多的被教育教学单位用来改善教育模式，改进教学、培训技术、提高教学、培训质量的主要手段和必备措施。
学校在已经拥有专业视频，音频技术人员和网络设备基础上，只需非常少量的投资即可发挥人员，技术和设备的优势，使大批昂贵的电教设备仍可在网络时代发挥作用，很好地解决了网络时代如何使原电教设备充分利用的瓶颈问题，轻松实现了网上直播，实录，点播和课程网络化，给网络课程库建设带来了巨大的方便。
所以，建立一套现代的多媒体录播系统，对于培养高素质、高教学技能的学生有着重要的作用，使学生在受教育过程中将主观与客观有效结合把握所学，并在科学的教学模式中充分发挥受教育者立体思维的积极作用，从而将传统教学活动与现代信息教学方法有机结合，提高整体教学水平，使之更好地适应正在到来的信息的信息化社会对于教育发展的新要求。
在国际公开课受到热议的大背景下，教育部在2011年出台的《教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见》中提出要建设350门精品视频公开课。
强调以政府主导、高等学校自主建设、专家和师生评价遴选、社会力量参与推广为建设模式，整体规划、择优遴选、分批建设、分批上网。
虽然350门相对海量各类的公开课而言是个小数目，但是像国家精品课程的示范效应一样，各省各高校会随之出台本地本校的精品公开课实施意见和建设计划，精品公开课将成为“十二五”期间一个热门课题，而录播系统就是快带建立公开课资源库的一个强而有力的助手。
2012年2月，国家教育部颁布了《精品视频公开课拍摄制作技术标准》，与十年前的标准不同，本标准规定了公开课视频拍摄必须采用目前业界领先的H.264视频编码、AAC音频编码、MP4文件封装等优秀的高规格技术标准，因此，在选择录播系统的时候，都应遵循这一技术标准，以制作出适合的公开课视频进行有效的传播。
在众多的录播产品中，如何根据自身的需要，选择合适的产品？
哪种方案才是性价比最高而且又能保证效果的实施？
我们将会根据客户的实际需求，提出一套合适的解决方案。
二、系统分析
本项目中，用户的主要需求是构建一套基于校园网的高清视频录播系统，可通过教育网及Internet实现远程视频教学。
我方提出一套基于全自动录播系统构成的智能录播解决方案。
本系统中主要由以下几部分构成：
摄像系统、全自动录播系统、图像识别跟踪系统、音频系统。
根据客户的具体需求，我方的建议方案中使用索尼全高清云台摄像机、全自动录播主机、课程录播系统软件、远程控制管理平台、图像自动识别跟踪系统、智能导播系统等设备，构成高集成度、高性能的高端智能录播教室。
全自动录播系统LRS-2主要应用于视频公开课的高清录制和直播，制作出来的视频要符合《精品视频公开课拍摄制作技术标准》，适用于各种学习管理平台。
系统支持单画面的电影模式录制，同时也支持多画面课件形式录制；具有多画面课件后期编辑系统，对录制的多画面课件能进行编辑；能清晰流畅地录制教师计算机屏幕，且满足1920*1200分辨率和国家广播级标准帧率25fps的帧率指标。
本方案中支持多格式、多码率、多通道录制。
录播系统支持教师和学生的视频都利用图像自动跟踪识别进行全自动跟踪拍摄；而在进行重要课程录制的时候，摄像系统可切换到人工模式，进行实时控制摄像机的推拉、摇移及变焦。
2.1.方案背景
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。
全自动高清录播教室，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、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。
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。
2.2.解决方案
2.3.系统设计要求
1.系统功能
2.系统安全
3.融合开放
4.深化应用
5.驱动创新
2.4.系统特点
1、全高清高画质1920*1080，支持广电级别标准帧率25fps。
2、摄像系统采用索尼专业全高清摄像机，支持低照度和宽动态，在没有专门改造的普通教室里也能捕捉到完美画面。
3、自动录播控制主机高度集成化，集成了录制、直播点播、导播、图像跟踪识别、控制摄像机等多种核心技术于一体。
4、领先的智能图像跟踪识别技术，直接采用高清全景画面分析，识别跟踪更准确。
5、图像跟踪识别无需任何辅助跟踪设备，不受强光、声音、电磁波等影响，系统更简单，稳定性更强。
6、自动识别目标位置、实时控制摄像头精确定位，可根据目标运动速度动态调整云台转速。
7、计算机课件画面采用智能图像分析，无需在教师电脑上安装鼠标分析等软件，即可实现计算机课件画面的全自动切换。
8、人性化在线导播控制界面，无需安装任何应用程序，打开浏览器即可进行手动导播和控制摄像机。
9、手动控制摄像机模式支持点击和框选，控制一步到位，迅速捕捉到需要的镜头画面。
10、自动导播策略可以根据需要修改，支持师生双窗口对话模式。
11、系统设定多重的忽略区域，如：
工作人员区域、教室大门出入口等等。
12、采用特有的目标外形特征检测方法，识别精度高。
13、支持多目标跟踪、单目标跟踪及固定区域跟踪三种跟踪模式。
14、多种自定义策略，支持多级特写模式。
15、系统可支持教师走动时以全景方式拍摄，当教师停下来时以特写方式拍摄的功能。
16、当单个学生起立时，摄像机会以特写方式进行拍摄。
17、索尼专业数字音频无线话筒，具备一流的瞬态响应性能。
18、全向拾音，自动降噪音频处理，轻松拾取学生课堂互动声音。
19、多机位同时录制，保留每一路全高清视频素材。
20、支持同时录制多种格式：
mp4、mov、avi、mkv、flv、ts，可跟据需要自由设定，满足不同平台应用。
21、7寸触摸式屏，人性化面板设计，时尚直观；支持一键开启录播、画面监看、远程控制关闭录播。
22、当老师有计划地进行长时间屏幕演讲时，通过7寸触摸屏，可以锁定电脑信号画面。
23、支持Web、iPad/iPhone/Android移动终端、中控等多样控制方式，轻松管理系统。
24、实时的流媒体发布，控制主机内置VOD点播系统，支持200路视频点播和直播。
25、对接视频会议，支持远程教室互动。
26、支持按课程表自动录制策略。
2.5.设计原则
**录播项目的整体方案设计将遵循以下基本原则：
1.标准化原则：
2.灵活性原则：
3.简便性原则：
4.稳定性原则：
5.经济性原则：
2.6.设计标准
1.网络设计和网络设备符合以下标准：
ØIEEE802.310Base-T网络标准
ØIEEE802.3100Base-TX快速以太网标准
2.通讯协议标
网络层和传输层TCP/IP协议并兼容IPX协议，支持PPP和SLIP协议。
3.布线和电气安装标准
ØGB/T50311-2000建筑与建筑群综合布线工程设计规范
ØGB50303-2002《电气施工规范》
ØGB50254-50259-96《电气装置安装工程施工及验收设计规范》
ØGYJ125-86《厅堂扩声系统声学特性指标标准》
ØGB6510-86《30MHz-1GHz音频和视频信号电缆分配系统》
ØGY106-92《民用建筑电缆电视系统工程技术规范》
Ø《民用建筑电气设计标准》
ØGB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》
4.产品标准
Ø质量体系认证ISO9001:
2008
Ø中国国家强制产品3C认证
Ø欧盟ROSH认证
Ø欧盟CE认证
Ø美国FCC认证
5.灯光照明标准
ØGB50034-2004《建筑照明设计规范》
6.施工安全标准
ØJGJ147—2004《建筑拆除工程安全技术规范》
ØGB3787-1993）《手持式电动工具的管理、使用、检查和维修安全技术规程》
ØGB50348-2004安全防范工程技术规范
ØGB2894-1996安全标志
三、系统详细描述
本系统设计采用索尼专业高清摄像机和音频设备、图像自动识别跟踪主机、智能导播系统等设备，即可以采用全自动的课程录制，也可以手动控制录制高质量的课程。
本系统采用4台高清云台摄像机，分别拍摄教师全景、教师近景、学生全景和学生特写。
3.1.摄像机
全高清远程远程控制PTZ摄像机SRG-301SE
多功能的SRG-301SEPTZ摄像机可在会议室、阶梯教室和培训室内拍摄到全高清的彩色视频图像。
用户可通过标准IP网络对其进行遥控，它可作为主要或辅助摄像机用于从视频会议到远程监控、高等教育和远程医疗的广泛视觉成像应用领域。
该摄像机可同时通过IP网络连接和SG-SDI以H.264及清晰AAC数字音频的形式流传输全高清（1080/60p）视频。
因此，对于公司演示、培训讲座、网络播出，以及需要将内容实时流传输到互联网并且录制到光盘进行编辑和存档的其他活动来说，SRG-301SE是理想的选择。
同时流传输
摄像机可同时通过3G-SDI输出1080/60p基带视频，以及通过IP输出为H.264压缩视频/音频流。
这让SRG-300E非常适合用于网络广播以及同时录制会议、讲座、研讨会和其他现场活动。
提高任何照明条件下的图像画质
索尼独有的View-DR技术扩大了动态范围，可确保在低光照或黑暗等极端场景下拍出清晰图像。
XDNR技术可降低图像噪声，确保在照明不佳的室内清晰再现静止或移动的对象。
强大的30倍光学变焦
30倍光学变焦范围辅以12倍数字变焦，可用于拍摄帧填充特写镜头，确保清晰地显示每个细节。
高速响应的自动聚焦确保了图像的清晰度和锐度，即使在变焦设置较高时也是如此。
快速、安静的PTZ操作
该摄像机强大的直流驱动电机可确保在宽泛的平移/俯仰角度范围内快速、顺畅、安静地移动到目标位置。
65°广角
凭借65°广角看到董事会议室内的所有与会人员。
适用于桌面连接或天花板连接
图像垂直翻转功能提高了操作灵活性，无论将该摄像机连接在桌面上还是天花板上，都能确保图像处在正向。
通过均衡器和自动唇音同步功能增强了音频质量
来自所连接麦克风（选购）的音频可通过板载均衡器和自动电平控制进行细微调整，以获得超凡的清晰度。
音频和视频之间的不良信号延迟可通过自动唇音同步功能得到补偿。
多功能连接选项
支持RS-232C/RS-422协议，可轻松连接到各种外围设备。
用户还可通过使用标准IP网络的VISCA协议控制该摄像机。
256个可编程预设位
通过联网的PC和Web浏览器存储以及迅速重新调用多达256个摄像机位置。
易于通过PC控制
PC控制软件允许用户从直观的界面通过VISCA协议远程调整摄像机基本设置和高级设置，例如色彩调整和平移/倾斜速度调整。
3.2.自动录播控制主机
自动录播控制主机NP-EX1040是一款为教育行业制作高质量精品课件而量身定做的专用设备，可以为各类学校提供实时录制、直播及后期点播精品公开课视频服务。
系统为一体化硬件设备，静音式设计，采用19VDC电源供电，嵌入式Linux操作系统；采用纯硬件DSP方式采集高清视频及HDMI/VGA信号，支持5组本地信号输入以及4组3.5mm音频输入。
集成图像识别跟踪、控制摄像机、自动导播切换、录制、直播、点播等多种功能于一体，其内嵌的图像跟踪系统直接采用摄像机画面进行图像分析，无需其他辅助跟踪设备，系统更简单、故障率更低、稳定性更强、跟踪更精确！
备以下强大功能：
1.智能图像识别跟踪技术
2.计算机智能图像识别
3.手动模式
4.自定义布局
5.多画面IE远程导播管理模块
多画面远程导播管理模块可方便地通过网络，使用IE浏览器即可进行多画面的实时监控及远程导播操作，无论在课室内，还是在机房，只要有网络，就可以远程管理，简洁的操作界面，让你轻轻松松地录课。
6.多码流录制
7.多通道录制
8.多格式同步录制
9.硬件HDMI/VGA采集
10.高达200路并发直播网页Flash收看
11.视频回收站功能
12.低电压供电，环保无辐射
13.本地回显高清输出
14.定时录制
15.视频文件集中管理
3.3寸触摸式控制屏
本方案提供了一款7寸触摸式显示屏。
触摸式显示屏采用电容式高清触摸屏，人性化面板设计，放置在讲台上使用，只需连通网络，即可实现视频网络预监，可实时预监录播主机的直播画面，直播延时≤1秒，并配备了开机、启动录播、停止录播、VGA锁定等按钮，轻松实现一键式录播控制。
3.4.教师拾音
纽扣式数字无线音频套餐UWP-D11
本方案在音频采集及处理方面也独具特色，主讲老师使用纽扣式数字无线麦克风UWP-D11。
本系统的音频系统满足单声道、立体声的课程制作要求。
具有多轨收录声音素材、音频跟随视频切换等功能。
采用索尼纯数字音频产品，索尼音频产品具有卓越的稳定和可靠性。
UWP-D11数字无线音频套装具有简约的外观和轻便的设计，能为用户提供更高的音质、更稳定的音频传输，满足大范围和更多用户的使用，具有以下特点：
3.5.学生拾音
全向拾音方案
课堂互动采用了全向麦克风进行拾音（7X9标准录播教室仅需2支），在保证拾音效果的同时轻松实现了天花隐藏式安装，不再影响装修的美观度。
一体化的音频处理中心集数字混音、自动增益、自动均衡于一体，还为录播系统的应用专业定制了数字化DSP噪音消除功能，为录播系统提供干净且不失真的高品质音源
3.6.显示设备
交互式触摸一体机
个性化互动课堂解决方案
方案概念
配套硬件
多媒体教学设备产品名称
数量
备注
冠众交互式智能平板
一台
必选
互动系统
一套
可选
钢制多媒体讲桌
一张
可选
双层推拉式黑板
一块
可选
1.冠众交互智能平板
2.设备安装效果图
3.配套软件
4.多媒体交互白板软件
WinallBoard具有以下特性：
1）易用性：
书写只需要一键即可完成切换，操作易懂易记；软件上大多数的按钮和图标都配上文字标题，一看即会，以方便用户迅速理解按钮或图标的含义。
2）书写擦除功能：
利用电子笔在电子白板或液晶平板上可随意书写、标注、任意擦除，提供有：
普通笔、毛笔、荧光笔等书写笔形选择，可随意调整笔的粗细和颜色，可书写不同颜色大小的文字和不同颜色粗细的线条。
3）绘图功能：
提供了十三种常用的图形，分别为正方形、矩形、椭圆形、圆角矩形、标准圆、三角形、菱形、梯形、平行四边形、五边形、六边形，星形、箭头；可对图形设置线宽、线条颜色、可实现大小调整、旋转、删除、复制、粘贴、剪切、锁定等功能；
4）简易的编辑功能：
可以对每一个对象（包括书写、绘图、素材、资源）进行后编辑，包括复制、粘贴、删除、撤销、重做、锁定、图层调整、移动、缩放、旋转等。
5）实用的辅助工具：
提供屏幕幕布、放大镜、探照灯、照相机、软键盘、计算机器、定时器、量角器、直尺、三角板、圆规等教学辅助工具；
6）智能画笔功能：
可实现对几种常用几何图形的草图识别，包括：
圆形、椭圆、三角形、四方形、多边形等；
7）页面功能：
可新增页面、删除页面、浏览页面、调整页面顺序和保存页面；
课堂教学资源库
小学资源库初中资源库高中资源库
冠众交互智能平板介绍
集电脑、大屏幕显示、电子白板、视频展台、电视、高保真音响、无线麦克为一体。
高度集成微型模组化设计，节省教室空间，美观大方。
模组化设计，便于维修及保养，功能模块多集中于左下部，便于开启，省去其他品牌每次维修均要拆后盖的繁琐之举。
全机各功能模块高度集成且微型化，置于机箱内，一把钥匙便可管理，安全便利，适宜保管。
全智能数字视频系统和智能麦克演示系统，使用户能走下讲台，与参会者充分互动，尽情展现魅力。
超强内核提升系统
标配intel酷睿i系列桌面处理器，英特尔32纳米制程技能，实现更高性能和更出色的能效。
智能触控操作系统
多点触控技能的应用，让平板变成一块不用粉笔的黑板，无需培训即可马上适应，新技术使用无任何负担。
更有多种画笔选择，施展其书法魅力。
全功能信号对接系统
丰富的I/O信号，几乎涵盖了市面上所有的输入输出接口，让你的展台时刻赶上IT时代的步伐，一台笔记本可随时进行演讲。
最特别的双路VGA输出接口，无需任何第三方设备即可轻松搭建双屏输出显示，解决多路超大屏幕视频输出难题。
智能音响系统
冠众独有的智能音响系统，让视频和音频各自独立使用又可相互支持，无需在室内另外安装音响系统。
超薄工业优化设计
高度集成微型模组，可使整机厚度达到极致的8CM厚度，可隐身至普通黑板内，节省会议室空间，真正做到“用时就有，不用则无”的隐身处理，可与各类会议室环境融为一体。
其高强度铝型材一体化外壳和表面钢琴烤漆处理，不但保证产品强度和安全，还凸显豪华和时尚。
安装效果图：
5.方案优势
（1）一体化设计，其他设备兼容性强，1080P高清显示，互动触摸式教学。
（2）专门为教学定制开发的软件，让教学变得更生动更直观。
（3）多种组合模式，打造有自己特色的多媒体教学平台
四、方案功能
4.1.同步录制
索尼全自动高清录播教室可同步录制视频、音频和计算机动态屏幕内容，即可将教学现场的图像、声音和所讲解的课件、讲稿、鼠标操作轨迹以及电子白板上书写的内容等计算机屏幕上所显示的内容同步录制到一个文件中。
系统最大可扩展支持4路可视信号及声音的任意组合录制，可实现老师图像、学生图像和课件内容（计算机屏幕）的同步录制直播，满足常态化教学录播配置（教师+学生+PPT），可全面记录教学实况，即时生成多媒体教学课件。
课程录制时教师或管理员可根据实际需要选择高质量、中质量、低质量录制，也可选择是否自动生成图片索引。
4.2.实时直播
实时直播界面如下图所示：
用户可根据需要自由切换直播界面显示模式，包括全屏、画中画、画外画、等画面、独立画面等5种画面显示模式。
4.3.课程点播
如下图，课程点播画面：
图：
课程点播画面:
图片索引
系统支持图片方式、文字方式、图片+文字三种索引方式查看课件内容。
图：
课程点播画面:
文字索引
4.4.课件管理
用户可通过文本模式或图片模式查看课件基本信息。
如下图，文件的图片模式：
4.5.用户管理
如下图，用户组管理界面：
图用户组管理
五、方案实施
5.1.方案实施
1.教室内布置录播一体机；
2.在教室内布置音频及中控设备并调试完成；
3.调试自动跟踪系统；
4.学院机房内布置网存磁盘阵列
5.2.吸音处理
吸音材料的类别很多，形式也有多种多样，但从内装修的形式上可归纳为下述三类：
1、暴露型：
即吸音材料直接配置在录播教室表面。
如墙体或吊顶的龙骨下设置布艺吸音板或者聚酯纤维吸音板和钻孔声结构。
2、装饰型：
即在吸音材料的表面作各种满足装修要求的饰面材料或结构，如在墙体上装上生态木吸音板等
3、隐蔽型：
在透声的屏后配置各种隔音毡或者各种隔音材料和结构。
上述形式的选用可根据预算自行选择，需要考虑材料吸音性能以及装饰性、强度、防火、吸湿、加工等多方面。
5.3.灯光系统
灯光照度是录播教室的一个基本必要条件，结合建筑照明设计规范的相关要求
学校建筑照明功率密度值
房间或场所
照明功率密度（W/m²）
对应照度值（lx）
现行
目标值
教室、阅览室
11
9
300
实验室
11
9
300
美术教室
18
15
500
多媒体教室
11
9
300
为保证录制出来的课程文件在光线色彩上的一致性，以及摄像系统对光线的特殊要求，建议采用人工冷光源而避免使用自然光，门窗用深色窗帘遮挡。
人工光源对人眼视觉无不良影响。
选用三基色的格栅灯较为合适，整个教室可采用均匀布光。
照度建议如下：
1、为了保证图像色调和白平衡，照射在老师的脸部的光应该是均匀的，照度不低于500Lux，大屏幕显示区域为保证学生能看清，照度为50-80lux，应避免直射光。
学生区域不低于300lux。
2、灯光的方向比灯光强度更重要，如果仅仅是提高录播教室的光照强度，老师和学生在明亮的灯光下，打在他们脸上的灯光很少甚至没有，明亮的灯光还将导致脸上产生明显的阴影，使得录制出来的视频课件效果会很不理想。
录播教室的布光一定要均匀，光源分步要均匀可为灯光安装漫射透镜或者格网，是光照充分漫射，使录播教室中学生和老师脸上有均匀的光照。
5.4.教室效果图
六、方案总结
1.全面记录、同步存储、同步回放
单间教室支持多达3路标清视频信号，1路VGA信号的同步组合录播，全程实时录制授课课堂现场全部场景视音频及教师的电脑操作屏幕。
2.完善的自动跟踪系统
锁定教师为跟踪目标，授课教师可以在教室内自由移动授课；学生可以发言或回答教师的提问，实现课堂师生互动情节精细录制；
3.生成文件符合国家现有教育标准
可以实时合成国家精品课程标准格式的流媒体课件；可以在网络上供用户以流媒体方式进行直播点播；
4.部署简单，轻松融入现有多媒体教室环境。
系统安装部署非常简单，只需要配置相应的编码器接入信号，自动跟踪系统，在机房内布置多媒体录播服务器，并连接多媒体教室的各种信号线，系统即可投入使用，现有多媒体教室内的各种设备均可保留。
5.模块化设计，支持后期全面扩展和升级
系统后期拓展容易，增加录播信号只需增加对应的编码器即可，并且只增加软件许可数量，即可将多个录播教室无缝升级为多媒体录播系统综合管理平台，既实现多教室集中式管理，又大大降低人员投入成本
6.与原有信息化系统（OA/E-Learning等）无缝融合
系统采用基于WEB的B/S架构，提供增值开发包及后期媒体编辑软件等管理软件，可与学校原有的教学资源管理平台、E-Learning等系统无缝融合，方便学生随时随地进行学习。
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