维森常态化录播教室解决方案.docx
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维森常态化录播教室解决方案
维森常态化录播教室之蔡仲巾千创作
解
决
方
案
深圳市维森软件股份有限公司
9月
一、项目布景及产品定位3
布景概述
1.2产品定位3
二、维森常态化录播系统应用方案3
2.1方案概述3
2.2系统组成5
2.3方案特点9
2.3.1定制微信公众号9
2.3.2维森上课易（平板可以控制电子白板）10
2.3.3两种导播模式10
2.3.4独家自动跟踪技术11
一、项目布景及产品定位
一.1布景概述
随着计算机多媒体技术、网络传输技术、视频图像收集及处理技术为代表的新技术的不竭更新，推动了教学手段现代化的进程。
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，国内许多有实力的学校逐渐测验考试录播教室的建设，以此来实现对优质教学资源的录制及保管。
但是，传统的录播教室建设成本投入较大，建设方案相对复杂，传统录播教室的建设，需要搭建视频服务器、视频编码器、混音器、功放等众多设备,布线及设备装置过于繁琐，工程实施较为复杂。
同时，传统的录播系统操纵相对复杂，一般都由授课教师亲自制作课件，要求授课教师掌握一些计算机、摄像和课件编辑等专业技术，但就目前而言，许多学校师资力量比较紧张，教师教学任务繁重，如果依照传统的思路去制作课件势必会给教师授课带来额外的负担。
维森软件从学校的实际需求出发，充分考虑整体普及化建设成本，利用维森自身在图像处理、音频收集、自动跟踪等方面的优势，结合多年的教育录播行业经验，推出了一套简单易用、经济实惠、高质量的常态化教学录播系统。
该系统可以帮忙学校将普通教室作为录播教室，无需精品装修，也可以帮忙老师轻松的录制课件，让录播系统真正的常态化使用起来，早日实现“录播班班通”。
同时提供集中控制系统帮忙电教管理人员对学校多间录播教室进行集中管控，资源管理平台通过网络可面向学生提供课程直播与点播服务，以此实现远程教学，将教学资源最大共享化。
一.2产品定位
维森软件在研发常态化教学录播系统之初，即对系统有了明确精准的定位。
系统主要是面向中小学、高校、职校等教育机构以及企事业单位培训中心等，以分布式常态化录制的手段将日常课堂教学录制成内容全面的视频课件。
追求常态化、易普及、兼容性以及经济性，相比专业的精品录播教室的建设，成本更低，使用更简单，施工更方便，并能兼容利旧已建的教室视音频监控资源，更能为广大学校日常教学所接受。
同时系统的建设还将充分考虑兼顾学校在日常监控、电子考场等方面的综合应用，通过共享设备及软件平台，以减少财务的重复投入，降低建设成本。
二、维森常态化录播系统应用方案
二.1方案概述
维森常态化教学录播系统主要由嵌入式高清录播一体机、高清会议摄像机、自动跟踪模块、音频收集设备及集中控制管理软件、资源管理平台软件构成。
学校可在管理中心安排服务器装置资源管理平台软件和集中控制管理软件，在有多间录播教室的情况下，集中控制管理软件可以集中管理多间录播教室设备，并集中在大屏上显示所有录播教室的上课情况，资源平台软件可以集中管理所有录制好的视频课件。
在尺度的教室里，需要装置23个摄像机分别对教师授课过程及学生听课过程进行视频图像收集。
同时，在老师区域和学生区域分别装置全向高灵敏度拾音器，用于课堂教学的声音完整地进行收集。
另外，在前端教室还需要装置一台高清录播一体机，该设备既支持图像及声音收集设备的接入，同时也支持各类教学资源（教学ppt等）的VGA信号接入，通过对各类信号的整合，该设备可实现对课堂教学的全过程录制，生成高质量的教学视频课件，通过资源管理平台将资源进行综合发布，也可实现教室间点对点的互动教学。
图：
维森常态化录播校级平台示意图
图：
维森常态化录播教室单间教室设备示意图
二.2系统组成
维森常态化教学录播系统由硬件及软件两部分组成，其中硬件主要包含高清录播一体机、图像识别跟踪模块、摄像机、课堂教学音频收集（音响系统、吊麦、拾音器），软件部分主要包含教育资源管理平台和录播集中控制管理平台构成。
维森高清嵌入式录播一体机是一款集成了多种先进技术，寸嵌入式高度集成化的录播主机。
采取3+1模式录制，支持录制、直播、点播、制作微课等多项功能。
设备小巧美观、系统稳定、功能齐全、操纵简单、装置便当，完全满足常态化录播教室建设需求。
主要特点：
Ø支持当地和远程两种导播模式，全自动录制和手动录制任意选择，操纵简便；
Ø支持多种模式录制，电影模式、资源模式、双分屏、三分屏、四分屏等；
Ø视频录制、直播支持高、标清多种码流，适应更多网络环境；
Ø支持定时开关机、定时录像或者按课程表自动录像，便于管理；
Ø录播主机自带资源管理平台，小范围应用无需搭建服务器，即可实现直播、点播，单机可实现50人以上并发直播，也可通过平台服务器进行大并发直播点播，课程资源分享如此简单；
Ø远程导播支持微课制作功能，无需使用专业制作软件，录制课程在线剪辑合并，微课制作简单好用；
Ø课程资源支持手动、自动、定时等多种上传方式；
Ø录制主机支持点对点的音视频教学互动，无需额外增加互动客户端；
维森自动跟踪模块采取纯图形识别技术，结合光流法、移动侦测、布景建模、差分等多种算法组合应用，包管目标定位精准，跟踪平滑，抗干扰能力强，满足常态化应用。
主要特点：
Ø采取图形识别技术，采取光流法、移动侦测、布景建模、差分等多种算法组合应用；
Ø无需跟踪主机，无需辅助定位头，智能前置化，跟踪算法内嵌至前端高清摄像机；
Ø安排简单，跟踪模块装置于教室墙面天花板上、高度不低于2.2米，杜绝学生破坏；
Ø以500万像素高清摄像机图像为分析依据，指定区域内最多可高达10个目标的识别；
Ø跟踪抗干扰能力强，在自然光、弱光、光影环境较恶劣的场景，教室存在经常使用干扰物如：
电视、玻璃、窗帘、反光衣等均体现超强抗干扰能力；
Ø支持教室身高自适应检测；
Ø不受教室大小、形状限制，适用于不规则教室、阶梯教室；
Ø教室无需精装修，适用于普通教室，满足常态化使用；
Ø跟踪应用模式多样化，支持单独教师跟踪、单独学生跟踪、教师跟踪+学生全景切换、教师+学生全景切换等多种模式
主要特点：
Ø可实现全高清1080p/60超低带宽传输。
Ø采取全新一代松下1/2.7英寸、207万有效像素的高品质HDCMOS传感器，可实现最大1920x1080高分辨率的优质图像，输出帧频高达60fps。
Ø超高性噪比的全新CMOS图像传感器可有效降低在低照度情况下的图像噪声，同时应用2D和3D降噪算法，大幅降低了图像噪声，即即是超低照度情况下，依然坚持画面干净清晰，图像信噪比高达55dB以上。
Ø支持HDMI高清输出，另配备3GSDI接口，有效传输距离最高长达100米。
同时支持CVBS标清输出
Ø采取日本腾龙高品质超长焦镜头，光学变焦达到20倍，并支持16倍数字变焦。
主要特点：
Ø最高分辨率可达1920x1080，可输出FullHD1080p实时图像。
Ø采取先进编码技术，延时低至200ms以内。
Ø支持HDSDI接口，有效传输距离最高可达150米。
Ø超高信噪比传感器，感光灵敏度高，低照度效果好。
Ø支持数字宽动态（WDR）功能≥120dB。
Ø支持2D&3D数字降噪功能。
主要特点：
采取精密大振膜镀金电容音头，频率响应宽广，音质清晰自然；
拥有极低噪声、高灵敏度的特点，确保良好的信噪比；
远距离拾音腔体设计，人声更加清晰透亮；
新颖的合金外观造型，坚固耐用且美观大方；
维森数字音频处理器是一个可以自由设计的音频处理和控制系统。
它采取先进的DSP处理技术，拥有全新的自动混音、反馈消除等算法，针对性的解决应用场景中的各种实际问题。
内置Dante模块为网络音频传输提供了高带宽、低延时、高兼容性和低成本的解决方案。
主要特点：
1、内置话筒高清远距离动态采样分析电路，录音话筒高清拾音半径可达6米；
2、15DB的降噪幅度，最大程度降低环境噪声，大幅提高信噪比。
无论远近录音，人声干净，可识别度、清晰度及还原度高；
3、利用AGC话筒电平自动增益控制，无论发言人与话筒距离远近不等，声音大小分歧,最终录音或扩声时无忽大忽小现象；
4、内置智能扩声电平检测功能，当功放输出逐步增大时，录音话筒电平自动减少，以确保课件高清晰度；功放停止输出300MS内，录音话筒自动开启，不漏掉任何语言细节；
5、无需专业人员操纵，通电即开，断电即关，7*24小时电信级工作尺度。
6、4路音频信号输入：
2路录音话筒、2路线路输入；
7、4路音频信号输出：
1路专业REC输出，2路LINE输出，1路耳机监听输出；
资源管理平台，立足全校教育资源整合，以前端各录播教室为基础建设，支持在教育网、互联网环境下高清晰度教学资源传播，实现大规模教学考研活动，高清教学资源点播，以促进基础教育数字化教学资源的共建共享，形成覆盖本校的教学资源管理应用体系。
主要特点：
Ø支持学校信息发布，包含通知、新闻、学校推广事件等；
Ø统一的用户身份管理与身份认证：
采取基于角色的访问控制战略实现单点登录。
集个人空间、门户，应用管理、配置管理于一体，按角色权限分歧，可使用分歧应用模块。
Ø录播授课提供课程安插：
可统一制定课表，选择课表起止时间，生成预约课表单。
老师或管理员依据课表时间，选择教室、上课教师、年级、学科、自动生成周课表，最多可预约当月的所有教室。
Ø编目管理：
录入课程可按课程题目、课程简介、年级、学科、授课老师等，进行编目分组与编排。
Ø课件上传：
录播教室所录课件，支持自动上传至平台，为规避网络不稳定等情况，课件支持多任务断点续传；上传完成后课件在平台闲时完成自动转码，以供分歧平台使用。
Ø个人空间的应用：
教师可在个人空间手动上传课件、教案，并对自动或手动上传的视频内容进行管理，提交管理员发布；
Ø在线编辑：
视频支持在线基本编辑，如切片、添加片头片尾、添加水印等功能
Ø课堂教学：
流服务模块为教室应用终端提供消息服务和音频视频互动交流服务，开展教室互动、网络授课、同步直播、协作教研、教学巡视提供实时音视频互动教学教研活动。
Ø直播互动：
支持学生、教师针对直播课程进行图文提问，及时互动交流。
Ø直播回放：
直播课堂视频自动录制，经审核后，转入点播回放。
Ø知识点收藏：
支持用户截取长视频中一段，进行知识点收藏。
Ø教研互动：
按老师教授的学科，智能形成教研组。
组内成员可检查同组成员教学动态，进行组内活动开展。
Ø教学并发：
在单台服务器配置的情况下，支持最多200路直播并发、20路教室互动、1000路点播并发。
维森集中控制系统采取BS架构，通过浏览器即可访问，树状结构，支持远程批量开关机、实时巡课、实时导播、教室管理等公司，便于学校对多间录播教室的管理。
主要特点：
Ø实时巡课，以教室为单位,监看每个教室的主画面显示方式设置为9画面，12画面，16画面等，每页显示数量可选，根据添加教室的多少自动增加页面。
Ø录播教室管理，可以任意添加教室，分级目录展示，如：
目录以省为单位>市>县>学校>班级等无限极分类。
Ø远程开关机，支持批量开关也可支持单个开关。
Ø远程控制，支持单间教室的远程控制，如远程导播，录制，云台控制等。
二.3方案特点
二.3.1定制微信公众号
定制开发学校维修公众号，微信公众号与录播系统无缝对接，实现直播、微课、消息、教案等分享功能，便当于学校余家长的交流，学校资源在控制范围内的共享。
二.3.2维森上课易（平板可以控制电子白板）
维森上课易，是装置于安卓系统的手机或者平板等移动端设备的一个APP应用软件。
上课易可实现移动端对录播的录制、暂停、直播、接入互动等操纵，另外可以对教师电脑在手机或者平板上远程控制，对老师讲解的课件进行翻页、标注、聚光标识、拍照上传、课件互传等操纵。
便当于老师在上课时操纵录播软件，同时可把老师从讲台解放出来，更好的与学生进行互动教学。
二.3.3两种导播模式
同时支持当地导播和远程导播两种方式，满足更多应用环境。
当地导播
当地导播模式图像实时高清无延时，支持接入导播键盘进行手动录制，适合导播间或者观摩间使用；
远程导播
远程导播不限定场合，有网络即可实现导播功能，而且导播系统即可实现点播、微课制作等功能，适用于大面积远程使用。
2.3.4独家自动跟踪技术
维森经过多年图像识别技术积累，结合录播行业应用环境，推出真正能应用于常态化教室的自动跟踪系统。
该系统完全解决了传统跟踪复杂的装置调试，对环境因素抗干扰性差等问题，采取智能算法内置在前端摄像机内，简化装置施工的工作量，同时经历数年测试研究，采取新的图像算法，完全杜绝光线、电视、影子、玻璃、窗帘、学生举手等环境因素的干扰，在普通教室的常态化环境内包管90%以上的检测准确率，真正将自动跟踪技术应用于常态化录播系统。
而且将教师、学生跟踪模块独立设计，任何一个都可独立工作，将提供更灵活的跟踪方案给到用户。
教师/学生图像识别跟踪模块
维森软件分析录播行业发展的弊病，价格昂贵是录播系统难以常态化大规模推广应用的重要因素。
为此，维森软件经历多年潜力技术研发，推出这套全自动常态化录播解决方案。
此方案解决了教育资金缺乏的问题，包管只花最少的钱，就能在多个地方普及多媒体教学设备，让更多有需求的学校和教师提供信息化的教学设备，为教学资源共享提供了支撑。
二.4平台设备清单
维森互动录播教室核心产品配置清单
序号
货物名称
品牌
技术参数
单位
数量
1、录播系统
1
嵌入式高清录播主机（3+1）
维森
1、设备采取一体化嵌入式硬件设计，集成度极高，设备高度为1U；
2、视频输入接口：
支持3路HDSDI和1路VGA等信号；
3、视频输出接口：
支持1路VGA输出和1路HDMI高清视频输出接口，分别支持当地导播画面输出和主播画面输出；
4、视频编码格式：
H.264HP；音频编码格式：
AAC；最高分辨率支持1080p60；
5、编码码流：
设备支持高低码流可调；
6、支持2路千兆网接口，支持网络流媒体实时直播；
7、音频输入输出：
1路Linein接口，1路Lineout；
8、通讯端口支持2路RS232，2路USB2.0接口
9、12V用电，包管教室用电平安。
10、支持手动导播和自动导播两种方式。
自动导播方式，可与图像智能跟踪系统组合，实现全自动跟踪录播；（手动导播可搭配硬件导播台，满足各种录制操纵需求），同时可以实现在线网页导播，实现导播台控制与网页控制双重应用方式下，操纵人员可手动导播教师视频、学生视频、板书视频、VGA视频；
11、录制视频清晰度可根据实际要求进行设置。
支持flv/mp4同步录制、多场景模式选择、图标水印添加。
12、相同型号录播主机，无需平台支持，可实现音视频双向实时互动，当地授课教师视频及远端交互视频可录制为一个视频文件，无需后期进行编辑合成。
13、支持断线重连功能：
在互动时当网络从中断到恢复后系统能自动重新登陆远程互动教室，继续正常的远程互动教学。
14、单台设备支持直播，资源平台或学校自有平台均可调用直播链接，进行大规模直播讲堂。
15、远程导播平台内嵌录播主机，无需其它服务器支撑。
导播平台集视频监视、视频切换、云台控制、音频调整、直播/录制、暂停、直播监视功能等控制，并在一个界面中显示及操纵。
16、远程导播平台支持录播课件点播，下载。
17、远程导播平台支持录播视频在线切片生成微课。
18、录播主机可自定义开关机时间，进行自我恢复，可远程唤醒主机。
通过远程导播平台可设置定时录制功能，一次性完成两周内的课程安插。
台
1
2
维森上课易软件
维森
1、老师通过手机或平板电脑即可遥控录播主机一键启动或停止录播，直接控制直播、录制的启动和停止。
2、老师通过手机或平板电脑，可控制上课电脑屏幕，可在手机上进行电脑的控制操纵，打开电脑文档，并在文档上进行聚光灯、画板、标注等操纵。
3、老师通过手机或平板电脑，拍摄学生作业共享到上课电脑，进行点评习作。
4、老师手机或平板电脑文档支持与学校电脑进行互传
套
1
3
微信公众号定制服务
维森
1、尺度版校园微信公众号，无缝对接录播主机资源
2、支持微信检查教室直播，单路直播，最多支持2000个用户观看
3、支持微信检查微课视频，点播并发，支持3000路以上
4、支持微信发布校园公告
5、支持老师上传教案资源
6、支持对播放权限进行控制
套
1
4
集中控制系统
维森
整体结构为树状模式功能模块带有画面监看，录播教室管理，设备增加删除，远程开关机，远程控制。
1，画面监看，以教室为单位,监看每个教室的主画面显示方式设置为9画面，12画面，16画面等，每页显示数量可选，根据添加教室的多少自动增加页面。
2，录播教室管理，可以任意添加教室，分级目录展示，如：
目录以省为单位>市>县>学校>班级等无限极分类。
3，远程开关机，支持批量开关也可支持单个开关。
4，远程控制，支持单间教室的远程控制，如远程导播，录制，云台控制等。
套
1
4
资源管理平台软件
维森
资源管理平台共分四大模块，分别为：
信息发布、资源管理、共享与互动、教学督导
一．信息发布
1.加强校园文化建设与实时信息发布功能，须具备信息发布功能，可将好人好事、优秀师生作品、重大新闻、灾害预警等实时下发到每个显示终端。
2.方便快捷的管理及运用模式，学校不必组建服务器集群组，发布后台采取B/S架构，登入互联网，即可实现信息的随时随地发布与管理。
3.可分别用于区级、校级多级别信息发布管理权限架构。
4.校内亦可设置多级别（学生、班级、年级、学校职能部分等）的信息发布管理权限架构。
5.提供发布校内新闻功能，管理员可以编辑、删除。
可以有文本、图片内容，而且能自定义排布方式，编辑文本字体大小，自定义新闻发布时间，上传缩略图片以突出展示图片新闻
6.可对新闻类别进行自定义分组，编辑多种类型校内新闻栏目，方便建设校园窗口。
二．资源管理
1.统一的用户身份管理与身份认证：
采取基于角色的访问控制战略实现单点登录。
集个人空间、门户，应用管理、配置管理于一体，按角色权限分歧，可使用分歧应用模块。
2.设备管理：
可统一管理平台管辖内所有设备，远程进行控制。
3.录播授课提供课程安插：
可统一制定课表，选择课表起止时间，生成预约课表单。
老师或管理员依据课表时间，选择教室、上课教师、年级、学科、自动生成周课表，最多可预约当月的所有教室。
4.编目管理：
录入课程可按课程题目、课程简介、年级、学科、授课老师等，进行编目分组与编排。
5.授课提供课程安插：
管理员及教师新建网络授课时，录入课程名称、课程简介、年级、学科、开始日期、结束日期、每周授课时间，选择主讲学校、主讲教师和听课学生，按周创建学期课表，选择教室前可以检查教室的预约状况
6.课件上传：
录播教室所录课件，支持自动上传至平台，为规避网络不稳定等情况，课件支持多任务断点续传；上传完成后课件在平台闲时完成自动转码，以供分歧平台使用。
7.个人空间的应用：
教师可在个人空间手动上传课件、教案，并对自动或手动上传的视频内容进行管理，提交管理员发布；
8.在线编辑：
视频支持在线基本编辑，如切片、添加片头片尾、添加水印等功能
三．共享与互动
1.课堂教学：
流服务模块为教室应用终端提供消息服务和音频视频互动交流服务，开展教室互动、网络授课、同步直播、协作教研、教学巡视提供实时音视频互动教学教研活动。
2.直播互动：
支持学生、教师针对直播课程进行图文提问，及时互动交流。
3.直播回放：
直播课堂视频自动录制，经审核后，转入点播回放。
4.知识点收藏：
支持用户截取长视频中一段，进行知识点收藏。
5.教研互动：
按老师教授的学科，智能形成教研组。
组内成员可检查同组成员教学动态，进行组内活动开展。
6.教学并发：
在单台服务器配置的情况下，支持最多200路直播并发、20路教室互动、1000路点播并发。
四．教学督导
1.支持按区、校、学科、时间段，统计开设的课堂及课表；
2.支持按区、校、学科、年级、时间段，统计上传的视频资源、教学教案、最受欢迎的教案排比；
3.统计结果可以表格或图形形式展示，活跃的考研组、活跃的学校。
4.统计老师课堂上课情况，课后网络活跃度如上传课件情况、课件评论等。
5.支持学生平台行为统计，如学生上线时长、观看课件时长等。
6.支持直播课实时督教。
支持直播课实时督教。
可以在同一页面，检查多个正在进行的授课画面，可以逐一进入全屏观看。
7.支持自定义时间统计平台访问人数、访问次数。
套
1
2、视频收集部分
1
高清云台摄像机
维森
1、200万有效像素，支持1080p@60Hz分辨率，并向下兼容。
2、高变焦参数，具有≥20倍光学变焦性能。
3、超等动态降噪技术，降低画面中的噪波，即使在低光照的环境中，动态和静态画面都能得到清晰的呈现，可在摄像机OSD菜单中打开/关闭降噪功能。
4、强大的高清同时输出功能，支持SDI、HDMI、YpbPr（需定制）两路高清同时输出，根据客户定制，可同时支持CVBS标清输出跟YpbPr高清输出等
5、具有RS232、RS485控制串口，并同时都支持尺度VISCA和PELCO控制协议，可跟任何跟踪模块实现完美跟踪。
6、支持在PELCO协议下≥128个预置位，在VISCA协议下≥9个预置位。
台
2
2
全景枪式摄像机
维森
1、SONYIMX236成像器件，图像细腻清晰，200W像素，高清画面；
2、最低照度，黑色0.1Lux@F1.2，黑白0.01Lux@F1.2；
3、支持日夜转换、白平衡、宽动态、背光抵偿、强光抑制；
4、支持3D降噪；
5、视频格式：
1080P30/25、720P60/50、720P30/25；6、跟高清云台摄像机或者一体机完美结合，色差降至约为零；
支持RS485远程监控
台
1
3、拾音系统
1
吸顶全向拾音器
维森
1、拾音头:
固定式充电背板，永久极性电容拾音头
2、指向特性:
全指向性
3、频率响应:
30~20,000Hz
4、高通滤波:
80Hz,18dB/octave
5、感度:
34dB（19.9mV）以1V于1Pa
6、阻抗:
200欧姆
8、动态范围:
103dB,1kHz于最高声压
9、讯噪比:
67dB,1kHz于1Pa
10、幻象供电:
直流11~52VDC,耗电3mA
台
2
2
数字音频处理器
维森
1、内置话筒高清远距离动态采样分析电路，录音话筒高清拾音半径可达6米；
2、15DB的降噪幅度，最大程度降低环境噪声，大幅提高信噪比。
无论远近录音，人声干净，可识别度、清晰度及还原度高；
3、利用AGC话筒电平自动增益控制，无论发言人与话筒距离远近不等，声音大小分歧,最终录音或扩声时无忽大忽小现象；
4、内置智能扩声电平检测功能，当功放输出逐步增大时，录音话筒电平自动减少，以确保课件高清晰度；功放停止输出300MS内，录音话筒自动开启，不漏掉任何语言细节；
5、无需专业人员操纵，通电即开，断电即关，7*24小时电信级工作尺度。
6、4路音频信号输入：
2路录音话筒、2路线路输入；
7、4路音频信号输出：
1路专业REC输出，2路LINE输出，1路耳机监听输出
台
1
4、自动跟踪系统
1
老师跟踪模块
维森
1.无需跟踪主机，智能前置化，跟踪算法内嵌至前端摄像机；
2.安排简单，跟踪模块装置于教室墙面天花板上、高度不低于2.2米，杜绝学生破坏；
3.设备使用12V电源供电，包管教室用电平安。
4.依照所
升级会员 