北京中庆高清全自动课程录播方案.doc
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全自动高清录播系统
建
设
方
案
北京中庆现代技术有限公司
201X年XX月XX日
2
XX全高清录播教室建设方案
前言
随着计算机多媒体技术、网络技术、信息高速公路等为代表的新技术的不断更新，推动了教学手段现代化进程。
学校基于网络的音视频录制点播成为学校多媒体教学应用的一项重要需求，虽然很多与教学相关的资源都是传统的录像带和VCD，但在网络已经普及到每个班级的情况下，如何将传统的录像带等模拟节目资源通过转换非常方便地成为网络上可供点播的资源，成为学校网络普及之后一项新的需求。
同时，随着多媒体课件在教学过程中应用的日益广泛，以及传统的教学评估、示范课录制、教学观摩、远程教学和学生自主学习等，都想采取一定形式把课堂教学过程或者讲义图像录制下来，作为学校的一种资源。
随着国家“精品课程”建设项目开展，应用先进的信息化手段，将教室实况、教师课件，按照授课进度录成精品课程，供广大师生、教研员课后点播观摩评价，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。
在更大范围内提高高校的教学和人才培养质量。
而在现代教学过程中，多媒体形式的引入使得课堂实录除了需要录制教学过程中教员的影像和声音以外，还需要同步录制多媒体课件的内容，并且可以快捷方便的生成课件。
如何既能在减少学科老师操作流程的情况下，又能得到高清晰度的视频文件，成了一种新的需求。
现代中庆在这一背景下，凭借十多年的教育信息化工作经验，结合自身强大的技术研发优势，在充分理解了市场需求的目标后，推出了中庆全自动课程录播系统解决方案
中庆全自动课程录播系统将授课电脑VGA信号、老师授课和师生互动场景以及课堂板书等进行多种模式的整合录制，生成多媒体教学课件。
同时，系统实现基于网络环境的多画面直播，保证高清晰的课堂画面和音、视频精确同步的实况效果。
系统生成的高质量视频素材文件又可以通过非线编平台进行后期编辑，提高精品课程资源使用的灵活性。
中庆全自动课程录播系统独创性的提供了电影模式、资源模式的录制平台，满足不同学校、不同课程、不同场景的录制需要。
从而彻底解决了基于校园网基础上的信息化教学环境建设的需求和应用。
本方案设计具有前瞻性，满足长远发展。
系统结构灵活，采用模块化设计，支持多种典型应用模式。
系统建设既可一步到位，也可以根据学校资金及需求状况选择不同的解决方案。
无论是哪一种方案，整个系统都能够协调一致，构成一个满足相应需求的功能应用系统，不会造成重复建设或系统冲突。
本方案由北京中庆现代技术有限公司为系统项目设计。
我们认真分析了用户的需求，结合我们多年服务于教育的经验，充分考虑用户目前的实际需求与未来扩展相结合，采用当前先进的计算机网络、教育信息化技术，精心而细致的设计了本方案。
北京中庆现代技术有限公司
201x年xx月xx日
2
全自动高清录播系统
目录
第一章项目设计概述 5
1.1项目概况 5
1.2设计描述 5
1.2.1设计原则 5
1.2.2设计标准 6
第二章全自动课程录播教室配置清单 7
第三章录播系统方案综述 9
3.1方案整体描述 9
3.2系统背景介绍 9
3.3系统应用范围 10
3.3.1网络课件制作 10
3.3.2优质课程资源库建设 10
3.3.3远程教学应用 10
3.3.4教学技能训练、微格教学评估 10
3.3.5企事业单位培训、专家报告、重要会议录制 10
3.4关键技术介绍 11
3.4.1全过程、全高清 11
3.4.2DSP 11
3.4.3VGA采/编 12
3.4.4H.264视频编解码技术 12
3.4.5AAC音频编解码技术 13
3.4.6FLV视频文件格式 14
3.4.7FlashMedia平台 15
3.4.8远距离拾音技术 15
3.4.9空间网络定位及跟踪技术 16
3.4.10图像跟踪技术 17
3.4.11网络流量控制技术 18
3.4.1安全管理体系 19
第四章全自动课程录播教室建设方案 21
4.1系统概述 21
4.2系统拓扑图 21
4.3录播教室系统组成 21
4.3.1多媒体教室模块建设 22
4.3.2跟踪系统建设 33
4.3.3环境建设 36
4.4系统功能特点 39
4.4.1五大区域，分工明确，操作便捷 39
4.4.2三种录制模式，满足不同场合需求 41
4.4.3三种录制控制方式（全自动/手动/手自一体） 43
4.4.4Flash标准流媒体格式输出 45
4.4.5系统简单易用，一键录播 45
4.4.6场景智能策略控制，全程全场景全自动录制 46
4.4.7全场景全自动拾音，完美还原现场声音 47
第五章课程资源管理系统 49
5.1网络中心系统概述 49
5.1.1网络中心系统概述 49
5.1.2服务器 49
5.2系统主要特点 51
5.2.1以资源为核心，三个层次的资源库、资源云服务和资源流程 51
5.2.2以教师为核心，基于角色的个人空间 53
5.2.3城域网，及其多种构建模式 53
5.3系统管理程序 54
5.3.1组织结构管理 54
5.3.2用户和角色管理功能 54
5.3.3系统功能管理和映射 54
5.3.4消息管理和发送 54
5.3.5设备管理 54
5.3.6资源的管理、审核和权限控制 55
5.3.7数据导入 55
5.4个人空间 55
5.4.1个人信息 55
5.4.2我的资源 55
5.4.3个人空间的扩展 56
5.5资源网站 56
5.5.1资源导航 56
5.5.2分类栏目 57
5.5.3正在直播 57
5.5.4缩略和格式转换 57
5.5.5点播评价下载 57
5.5.6教学评估 57
5.6课程资源编辑系统 58
第六章公司介绍 62
6.1公司简介 62
6.2优势分析 62
6.2.1公司优势分析 62
6.2.2产品优势分析 63
6.3服务宗旨 64
6.3.1服务理念 64
6.3.2服务内容 64
6.4资质与荣誉 64
6.4.1资质 64
6.4.2荣誉 65
第七章项目组织管理 66
7.1组织机构 66
7.1.1项目经理 66
7.1.2工程执行组 66
7.1.3工程计划组 66
7.1.4培训组 66
7.1.5用户方事务协调人 66
7.1.6用户方技术协调人 67
7.2文档资料 67
7.2.1施工文档 67
7.2.2调试文档 67
第八章工程质量保障 68
8.1项目管理总体介绍 68
8.2项目组织机构设置 69
8.2.1项目委员会负责人职责 69
8.2.2执行机构 69
8.2.3监督和质量控制 70
8.3项目执行机构组织 70
8.3.1报告和阶段管理 70
8.3.2制度制定 70
8.3.3质量管理 72
8.3.4进度管理 72
8.3.5文档管理 72
8.4产品质量保证体系 72
8.4.1高质量的系统设计是质量保证的第一步 72
8.4.2完整的进度汇报制度、方案审核制度和问题反馈处理体系 72
8.4.3严格的测试保证质量 73
8.4.4工程质量管理措施 73
第九章工程实施及验收方案 75
9.1实施组织规划 75
9.2实施前准备 75
9.2.1系统联调测试 75
9.2.2实施人员组织及安排 76
9.3实施进度表 76
9.4项目实施流程 77
9.5项目实施进度控制 77
9.6工程测试与验收 78
9.6.1关于工程测试与验收 78
9.6.2文档的提交 79
9.7培训方案内容和计划 79
9.7.1系统管理员 80
9.7.2应用教师 80
9.8培训方式 81
9.9培训课程 81
IV
XX全自动课程录播系统
第一章项目设计概述
1.1项目概况
北京中庆现代技术有限公司就的建设需求进行了充分分析，并详细阅读招标技术文件。
经过仔细研究后，我公司组织从事教学环境研究、设计开发人员及系统架构师、方案工程师、项目经理、数据库管理员等工程技术人员就该项目的方案设计与规划进行了深入的交流和讨论。
我们将按照校方提出的总体需求，在总体实现功能齐全的前提下，提出针对该项目的解决方案。
项目整体设计规划如下：
工程建设目标是利用计算机技术、网络技术、音视频压缩技术、自动跟踪技术、多媒体技术，基于学校的校园网网络环境，遵循TCP/IP标准，构成具有课堂教学应用，支持网络的点播、广播、直播、存储、后期编辑等多种利用，真正实现在网络环境下对优秀课堂的真实、全面、立体化的再现的全自动课程录播系统。
1.2设计描述
1.2.1设计原则
项目的整体方案设计将遵循以下基本原则：
1、先进性：
先进的设计思想、网络结构、开发工具，市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品。
2、灵活性：
采用积木式模块组合和结构化设计，系统配置灵活，满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性和强壮性。
3、发展性：
网络规划设计满足用户发展在配置上的预留，满足因技术发展需要而实现低成本扩展和升级的需求。
4、可靠性：
整体系统软、硬件设备具有高可靠性，具备长期稳定工作的能力，可实现系统冗余功能，并具有防止误操作等行为对系统造成的破坏。
5、实用性：
方案设计符合国际相关标准和技术规范，并且容易使用、操作简便。
充分考虑利用各种资源，人机界面友好，能使用户最方便地实现各种功能。
6、开放性：
在满足安全可靠和实用的前提下，系统设计采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及良好的灵活性、兼容性和可移植性。
7、兼容性：
系统建设具有良好的兼容性，充分考虑系统向下、向上的兼容，将系统建设和现有的系统资源以及未来的系统规划充分结合。
1.2.2设计标准
1、网络设计和网络设备符合以下标准：
1）IEEE802.310Base-T网络标准；
2）IEEE802.3100Base-TX快速以太网标准。
2、通讯协议标准：
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
1）GB/T50311-2000建筑与建筑群综合布线工程设计规范；
2）ANSIEIA/TIA607民用建筑通讯接地标准；
3）ANSIEIA/TIA-568A商务建筑布线标准；
4）ANSIEIA/TIA-569A商务建筑通道标准；
5）ANSIEIA/TIA-606商务建筑布线系统文档建立标准；
6）EIA/TIATSB-67商务建筑布线系统测试标准；
7）GB50254-50259-96《电气装置安装工程施工及验收设计规范》；
8）GA/T75-94《中华人民共和国公共安全行业标准》；
9）GYJ125-86《厅堂扩声系统声学特性指标标准》；
10）GB6510-86《30MHz-1GHz音频和视频信号电缆分配系统》；
11）GBJ《有线电视广播系统技术规范》；
12）GY106-92《民用建筑电缆电视系统工程技术规范》；
13）《民用建筑电气设计标准》。
4、专用产品标准：
1）设计中采用的专用产品，其生产检验过程符合我公司制定的企业产品标准。
2）标准号：
Q/HDZQX001-2002。
8
第二章全自动课程录播教室配置清单
系统
序号
名称
型号
配置说明
数量
备注
资源软件
1
资源管理系统软件
e港2330
实现B/S架构下资源分类管理、自动手动发布等功能，具备后台用户分组、课程目录、使用权限等设置；支持大规模直播、点播数据的转发，支持Flv格式，支持直播时移功能。
1
录播主机
2
精品课程录播工作站
JP100HD
21吋1920*1080液晶显示器/IntelCorei72600kCPU/4GB内存/500GB硬盘/1个千兆网口/AC97标准声卡/键盘/鼠标/DVD+RW，标配全高清采集卡3路（支持2路视频，1路VGA），可扩展至4路/配线1套。
独立精品课程点播、录制、应用软件平台1套。
实现1080P分辨率；音视频信号数字降噪处理；支持多路教学现场与教师授课内容的实时录制；支持电影模式、资源模式及双模式同时录制；支持鼠标点击跟踪功能；实时直播；自动生成片头片尾；淡入淡出；生成Flash标准流媒体格式文件。
1
高清视频采集卡
e帆2685
采用H.264编码技术，高速DSP，硬件DualStream编码，实现1920*1080P的全高清采集、压缩、存储；具备1*SDI,1*HDMI,1*DVI-D,1*DVI-A,1*Y/PB/PR接口
1
选配
自动跟踪系统教师部分
3
教师自动跟踪主机
JP7440AS+
嵌入式硬件结构，ARM处理器，Linux系统；内置Web平台，可根据教学现场定义跟踪策略和各种不同模式。
1路红外发射控制接口；1路红外接收控制；232串口-PC控制；232串口-CAM控制。
1
4
录播控制面板
e帆2750
安装于控制台上，可实现自动录播的开始、暂停、停止的操作，连接线端口：
RJ45-PS2，与自动跟踪控制器配套使用。
1
5
智能探测接收器
e帆3560
电压:
DC5V；每条接收器包括母板、子板，采集电路母板自带2个接收头，同时可串接6个子板，每个子板有1个接收头。
8
最低配置为7条（0.8米/条）。
6
智能探测发射器
e帆2560
电压：
DC5V，主动式红外探测，定位精度高，抗干扰性能强；红外发射距离：
20米；红外发射角度：
45°；红外调制频率：
38KHz；红外发射波长：
935nm。
2
建议最低配置为2个。
自动跟踪系统学生部分
7
学生自动跟踪主机
JP7460
在全自动录播系统中，实现学生区域图像定位功能。
与JP7450主机相比，省去了学生区域对墙面安装的要求，不再需要学生发射条，与图像探测器同时工作，方便了施工与维护。
1
8
图像探测器
e帆3570
用于与JP7460学生自动跟踪主机配套使用，实现图像定位功能。
2
教室声音采集系统
9
全场景自动调音台
e帆4810
属原全场景自动调音台4800的升级版，升级内容包括两项，一个是改原来话筒手动选择为自动选择，另一个是预留反馈抑制DSP板接口，可依现场需要增加DSP板，以改善声音效果。
1
10
鹅颈话筒
MK430
频率范围：
40-18000Hz，灵敏度：
-35dB（18mV/Pa），指向性：
超窄，拾音角度：
100º，最大声压级：
132dB，阻抗：
200Ω，信噪比：
≥70dB，标配3米线长。
1
最大数量一只教师讲台用
11
吊装话筒
MK240
频率范围：
40-18000Hz，灵敏度：
-35dB（18mV/Pa），指向性：
超窄，拾音角度：
100º，最大声压级：
132dB，阻抗：
200Ω，信噪比：
≥70dB。
吊架长度可根据现场情况定制，材质有钢制和铝合金材质两种，标配60-120cm；特殊120-160cm。
7
最低要求配置3个。
可选3/5/7
教室扩音系统
12
智能反馈消除器
DS-120
高性能24bitA/D、D/A转换；48KHz高速采样；高速DSP浮点运算；6路话筒输入（1路-20dB），2路线路输入，频率响应：
不移频状态:
20～20KHz/移频状态:
50～16KHz，话筒失真度：
≤0.1%，功率输出：
2×120W（4-16Ω），内置定时器延时60分、240分自动关机，具备话筒音量控制接口／232串行接口。
1
13
高保真音箱
CS-435
频响：
80Hz-15KHz，额定功率：
30-50W，灵敏度（1m,1W）：
97±2dB，喇叭单元:
6.5"，尺寸：
160X115X460mm。
4
摄像机组件
14
摄像机
zonekey-HDM10/P
高速全方位云台，2百万超高清晰图像，10倍光学变焦，吸顶安装。
2
15
扩展连接线
当系统需要2个摄像机时，连接于2个摄像机之间，标配25米；
2
16
摄像机吊架
国产，0.5米～1.5米
3
多媒体教学系统
17
教学计算机
品牌计算机或网络教学计算机，实现教学课件播放等功能。
18
嵌入式网络中控
e帆3110D
基于ARM9、Linux嵌入式系统，集成4口100M交换机，4*2VGA矩阵，8路I/O，多路扩展槽/，配套e帆2720面板。
1
1
e帆2720
控制面板：
一键上下课、直接控制外围设备电源管理和信号切换。
19
录播机柜
R10
录播专家用机柜，机柜内含网络控制模块、电源控制模块、集成线缆，方便了录播教室的施工，客户所购录播设备直接推入机柜后接线即可，使用和维护效率方面有了很大的提高。
20
RF射频遥控器
e帆2540
2.4G频点，自动跳频技术、无线鼠标、激光教鞭、多媒体按键等功能
1
手动控制系统
（选配）
21
导播控制台
e帆3600
电压：
12v，摄像机控制协议VISCA，1路VGA输入输出，支持3路视频输入输出（复合视频或s端子），可设置对每个摄像机设置10个预置位
1
福州市全自动高清录播系统
第三章录播系统方案综述
3.1方案整体描述
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。
而传统的教学以教育者为中心，以传授知识为主。
老师与老师之间、老师与学生之间互动不够，资源孤立，教师资源、校本资源浪费严重。
而以信息技术为代表的现代化教育技术的应用则表现出明显的先进性、灵活性、可靠性、开放性。
现代教育技术是运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理，以实现教学过程和教学资源的优化的理论和实践。
它的内涵包括：
一是现代教育技术的目的是实现教育最优化；二是现代教育技术设计的不仅是计算机、网络等现代教育媒体，而是教育过程所有可操作的要素，包括人力资源和技术资源，如教学人员、校本资源、常规教学媒体、教学设施、教学活动等。
将校园网从普通计算机局域网建设成为面向教学、科研、管理等应用的网络，能够传输和处理多媒体信息，使各种类型的多媒体资源能在校园网上灵活应用，并且能一网多用，多网合一，将众多校园独立的应用系统整合起来，是校园网解决方案的发展方向。
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。
3.2系统背景介绍
从1999年起，校园信息化建设开始兴起，局域网、城域网、计算机教室等热潮不断兴起。
技术上的创新与进步，客观上能推动教学辅助手段的进步。
进入21世纪，随着PC记、笔记本类设备不断普及，师生对计算机类设备的操作应用水平不断提高。
同时，网络技术的发展对教育最大的影响就是网络教育的兴起，网络技术的普及应用使物理、空间上的距离不断缩小，从而，优质的教学资源能够让更多的师生共享。
共享优质教学资源，实现公平教育，力推网上自主学习，使得课程录播教室的建设就成为一种新的潮流。
从课程录播教室建设发展的过程来看，最早是从高校开始兴起。
教育部关于精品课建设的要求及政策，极大地推动了相关设备与技术的发展。
近两年，国内职业学习的实训教室以及普教中应用水平较高的中小学，也开始课程录播教室建设。
从发展的趋势来看，课程录播教室的建设正在不断深入发展之中，其发展前景广阔。
3.3系统应用范围
3.3.1网络课件制作
系统能自动生成可供网络点播的网络课件，后期可对录像文件进行删减、合成、索引等编辑，也可导入非线编平台进行专业编辑。
方便用户教与学的综合应用，优质精品课件的评比等等。
3.3.2优质课程资源库建设
可以为学校进行优质课资源库建设，同时也可为课件上传提供开放式管理平台。
教师上课完成时，录制的课件会自动生成，可直接上传到服务器；配合个人资源库管理权限，进行资源分类/多级目录创建/课件预览/课件删除等操作。
系统还提供B/S和C/S两种结构的资源管理平台，为教师资源上传点播提供开放式管理平台。
同时管理平台全面支持基于内部园区网或广域网终端对课件库资源的授权访问/浏览查询/下载导出应用。
3.3.3远程教学应用
随着网络技术的运用普及，学校也从单纯的教室课堂发展到了与网络课堂相结合的多模式教学活动。
通过中庆全自动课程录播系统，用户可以进行课件的网络直播和课后点播，示范性教学、学生远程学习，远程互动教学等等。
用户可以随时随地进行观摩、学习，不再受空间和时间的限制。
3.3.4教学技能训练、微格教学评估
教师的教学技能训练一直是学校关注的重点，以往通过上教室现场听课的方式无法正确客观地对教师进行评估，已经无法满足学校的需求。
中庆针对学校的需求，根据微格教学的特点，在录播系统中嵌入微格教学评估系统，学校通过系统内的各项技术指标进行评测评估（技术指标内容可根据学校实际情况进行修改），通过远程对教师的教学技能进行客观的综合评估，以训练教师的各项教学技能，从而使教学水平得以提高。
3.3.5企事业单位培训、专家报告、重要会议录制
在企事业单位里，各种培训、专家的报告、重要的会议越来越多，各种如手工记录、人工录音和人工录像的原始模式已经无法满足需求。
随着信息技术数字化、网络化进程的不断深入，通过录播系统进行全方位的录制，能够真实地记录各种会议的全过程，并作为历史资料永久保存下来，可以方便用户在会后进行资料查询和播放。
3.4关键技术介绍
3.4.1全过程、全高清
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;
3.4.2DSP
数字信号处理是一种将现实世界中真实的模拟信号（Analogsignals）转换为计算机能够处理的数字信息（Digitalsignals）的过程。
这些信号通过一个模拟向数字的转换过程（称之为AD），变成数字信号送给处理器，进行数字计算，处理结束后，再把结果通过数字向模拟的转换过程重新变成连续信号（称之为DA）。
用一般的通用微处理器可以完成这些工作，但是面临的问题是满足如此高的计算速度，就很难保证耗电量很低，更难保证价格足够便宜。
因此，另一种微处理器应运而生：
数字信号处理器，简称DSP（DigitalSignalProcessor）。
DSP是微处理器的一种,这种微
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