创视通一体机两机位录播方案带跟踪1.docx
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创视通一体机两机位录播方案带跟踪1
上海创视通
高清录播系统
技术方案
目录
一技术文件部分3
1.1、项目综述3
1.2、信号采集子系统5
1.3、控制子系统10
1.4、录制子系统14
1.5、直播点播子系统16
1.6、资源管理子系统17
1.7、智能图像跟踪系统18
1.8、媒体资源管理平台21
1.9、创视通全自动智能录播系统主要应用范围25
二.、环境建议26
2.1、吸音处理26
2.2、灯光系统26
三、方案总结28
一技术文件部分
1.1、项目综述
多媒体录播产品可以非常方便地实现会议、培训、教学的记录与传播，成为近年来学校、政府、企业等机构信息化建设的热点。
创视通全自动智能录播系统是上海创视通多媒体技术有限公司自主研发的最新一带高清多媒体录播系统，支持标清（CIF/4CIF）和高清（720P/1080I/1080P）视频信号的编码，可以满足标清和高清视频的录制、点播和直播的需要。
上海创视通，在业内率先推出了“录播整体解决方案”，旨在全方位满足用户在各种场景各种规模下的可视化信息记录与传播的需要。
创视通全自动智能录播系统集数据采集、数据处理、矩阵切换、图像合成、音频混音、高清编码、存储与传输、内容管理等功能于一体，能够实时同步直播、录制、点播等功能。
系统配备YPbPr分量接口、S-Video、CVBS、SDI、DVI等接口，使用超强的图像处理芯片进行采集处理，保证了视频处理能力，提高了图像采集质量，视频编码采用H.264，帧率高达30fps。
从信号采集、处理到发布完全支持1080P，真实的记录720P/1080P规格高清图像信息。
相对于传统的录播产品，创视通自动智能录播系统使用范围更加广泛。
系统可以支持高达5路可视信号及声音的任意组合录播。
创视通全自动智能录播系统的八大优势。
1、高清
支持720P/1080I/1080P高清视频信号，44.1K-48K高清立体音频信号编码。
2、多路信号组合录制
系统支持5路可视信号（AV、VGA、DVI等）及声音的任意组合录制，可满足教学、会议全面现场信息的记录。
全面支持多机位录播系统。
3、嵌入式LINUX系统
创视通录播产品全部使用非PC结构，专业DSP编码处理。
系统安静稳定，无需在教室中配置专用的电脑，没有防病毒的烦恼，没有电脑噪声。
4、高清的VGA硬件采集功能
高分辨率：
支持普通4:
3模式及16:
9宽频模式，可满足640*480到1920*1080等各种分辨率录制的需要；帧频范围可达1-30帧/秒，满足录制播放动态视频的计算机屏幕的需要。
5、独特的VGA自动侦测
在录制电影模式课件时，老师课件电脑无需安装任何软件也无需通过串口连接到录播设备，只需一根VGA线连接到录播编码器即可实现VGA画面的自动切换功能。
在有展台和电子白板的录播教室，如果老师使用展台和电子白板时也可实现VGA侦测及录制。
6、强大的录制和直播功能
可同时录制电影模式课件和多画面资源模式课件，可同时支持高码流直播和低码流直播，适应不同网络带宽的直播需求。
视频录像支持多种视频格式，如：
ASF;MP4等多种流媒体格式，无需专用播放器即可播放。
7、多机位录播，满足不通用户需求
创视通全自动录播系统全面支持2机位录播，3机位录播，4机位录播，使用多机位录播可以有效减少垃圾镜头，可使录像效果更加完美。
8、完全自主研发，持续更新能力
创视通全自动智能录播系统由上海创视通多媒体有限公司完全自主研发，拥有多项软硬件知识产权及专利，公司强大的研发能力可确保产品的持续更新，保证用户无忧使用并满足用户的个性化需求。
实现功能：
Ø高清课堂录制，可录制成电影模式和多画面资源模式课件。
视频课件格式支持ASF和MP4,可在线下载课件视频。
Ø支持在线导播，支持自动导播和手动导播，满足不同课堂录制需求
Ø实时直播功能，支持50个用户同时收看直播，直播延时小于0.5S.支持高低码流直播。
Ø在线点播功能：
点播回放:
单台录播服务器支持50个WEB浏览器点播;支持重新开始和快进等播放形式。
同时支持单窗口点播和多窗口点播和源码点播等三种点播模式，
Ø一键控制功能：
与多媒体教学中控配合可实现一键控制录播的“开始”“暂停”“结束”等功能，也可以控制“开始直播”；停止“停止直播”等动能。
无需管理员操作，上课老师即可完成教学课堂录制功能。
Ø直播点评功能：
收看直播用户在观看时，可随时对课件发表评论，不同的观看用户也可以互相交流意见，交流内容页可实时录制下来。
所有收看直播的用户都可以看到点评内容。
点评内容直接通过浏览器发布到多媒体录播系统。
其他点播用户可以实时查看到课程点评信息，也可以给出自己的评论。
Ø老师和学生区域安装8支吊麦，并且配置一台多功能自动混音器，可以自动采集教室内的所有音频信号。
老师和学生上课时都无需配置话筒，避免了以往上课使用话筒传来传去的动作，影响录课效果，多功能自动混音器可以自动判断声音来源，并且自动关闭没有声音的其他话筒，当某个话筒区域有声音时会自动开启该路话筒进行录音。
从而实现课堂的常态化教学。
Ø使用多机位拍摄，可有效减少垃圾镜头。
老师跟踪图像，学生跟踪图像，老师全景图像，学生全景图像，老师电脑。
自动根据跟踪策略进行自动切换。
当镜头拉伸和移动时，图像自动切换到相应全景图像，当跟踪镜头停止移动和拉伸时，立即切换回相应的特写图像，使整个课堂录像很平滑，没有垃圾镜头。
1.2、信号采集子系统
主要实现录制教室视频信号的实时采集。
主要包含教师摄像机、学生摄像机、教师多媒体VGA采集等。
视频采集采用高质量的摄像机具体性能如下：
1）高清拍摄摄像机
以其优质专业的技术带来了全新的高清视觉感受，控制灵活，输出信号多样（标清，高清），这让新的高清项目应用变得轻松简单。
1/2.8HDCMOS成像器件具有327万有效像素，可任意编码，输出高质量，高分辨率的图像，加上全方位的云台，使摄像机可以广泛应用。
内置20倍变焦镜头，可输出16：
9格式图像，支持HD1080P60等多种视频格式，快速云台能迅速捕捉目标，更具有自聚焦，自动曝光，红外遥控，远程控制，图像翻转等功能，是会议，教学，医疗应用的佳选。
功能特点
超高清晰图像327万HDCMOS传感器
采用1/2.8327万像素的HDCMOS传感器，能输出超高清晰1080p60的优质图像
宽范围的快速云台
可以快速水平，垂直宽范围的转动
水平角度：
340度
最大速度：
100度/秒
垂直角度：
-30度到+90度
最大速度：
90度/秒
NTSC/PAL全高清HD多格式输出（HDMI，HD-SDI，YPbPr）
可输出VIDEO，S-VIDEO，1080p/720pHD信号，满足不同系统要求
多功能红外遥控
摄像机的转动，变焦，预置位以及多种摄像机的功能均可通过标配的红外遥控器控制。
RS-232C/RS422遥控（VISCATM协议）
240x变焦（20x光学+12x数字）
快速稳定的自动聚焦镜头，达240倍变焦
可记忆设置128个预置位，快速调用设置的云台位置，变
焦聚焦参数，甚至摄像机的各个功能。
日夜转换；支持图像翻转功能（桌面安装/吊装）
2）录播一体机采集编码录制音视频信号
系统采用H.264HighProfile压缩标准，在保正图像质量的基础上有效降低带宽，支持VBR（可变码率技术）。
教室使用全硬件方案，无需软件安装配置，力求运行稳定，管理方便。
教室设备的连接情况：
由下图可见，计算机的VGA信号、多路摄像机信号、音频信号直接连接到教室讲台内的编码器上，同时编码器引出的控制信号直接连接至摄像机的云台，控制其转动，另一路控制线由编码器连接至教室内的多媒体中控，通过控制面板老师可在本地控制录播的“开始，暂停，接收”等状态，录播中控即可本地单独使用，也可以介入网络，通过网管软件，就可以远程操作教室内的所有设备。
3）音频采集系统
教学过程中需要做到全场景全自动拾音，教师学生无需佩戴或者手持话筒，不仅符合用户通常的习惯，而且减少了其他意外导致的使用故障和相关的管理成本。
智能音频系统主要采集教师授课及学生答疑的音频。
采用高指向性远距离麦克风划分出多个区域，利用小夹角的心形特性将噪声区域切割出去。
麦克风阵列塑造一个良好的人声表达环境。
有效降低环境噪声，提高信噪比。
利用自然混响，音色自然圆润，清晰自然。
录制一堂优秀的精品课不只有高清晰度的视频，还要有高保真的录音效果才是完美，而在录播系统中声音的录音采集往往被忽略，或使用调音台等音频设备，实际操作非常复杂，在教学现场，要如实地记录老师讲课和学生互动声音场景，就需要一套专业的、完善的、操作简单的音频解决方案才能采集到高质量的声音。
我们针对教学现场的拾音技术上进行了深入地研究，设计出新型的话筒智能混音器与强指向性麦克风配合使用的方案，让老师、学生在不携带无线话筒的情况下，同样能录制出高保真的现场声音效果。
分析现在的教学录音系统主要有如下3个问题：
1、由于教室内录音区域较大（一般70-100平米），老师、学生不携带无线话筒，就必须要采用远距离录音，而离话筒不同的距离，声音强度变化很大，30厘米与2米声音相差了20dB，如果这时不采取音频处理，录制的声音相差很大，基本上不能用了。
由于学生集体回答或播放素材声音时声音响度大，在这种情况下会出现录音失真，或录音声音过大的问题。
由于要录制较远的声音，所以话筒灵敏度很高，就会出现录制的环境噪音大，信噪比小，录音清晰度低的问题。
我们的设计方案中，如图
（1）共布置了8支强指向话筒，教师的4个，学生的4个，位置分布见图中所示，8支话筒要达到一个良好的录音效果，必须根据现场的情况不断的进行调整，由人来控制显然是不太现实的，使用我们的JHS-DL话筒智能混音器能很好地解决这一难题，它可以实现自动调整话筒音量、自动开闭话筒。
实践证明，在不需要人员操作的情况下，能够出色的完成声音的拾取工作，实现了声音的完美采集，准确还原教学现场声音。
图
（1）话筒布置图
解决方案优势：
1、八路麦克风具备声控自动开闭功能，根据音源的位置和声音的大小自动打开相应的1只或2只话筒，可有效的减少环境噪音的拾入，提高录音的清晰度，保证教室内均匀拾音，同时采用无痕、无噪切换开关，避免了内部噪音的产生。
2、采用自动压限技术，保证在不同距离内讲话，拾音的音量大小一致，同时也解决了现场声音过大时录制音频失真，和录制信号过大的问题。
3、使用强指向性话筒，采用语音滤波电路，可以降低人声外的频率成分，提高信噪比，保证声音清晰干净。
图
（2）距离话筒30厘米录音分析图
图（3）距离话筒2米录音分析图
JHS-DL话筒混音器采用自动压限技术，和声控自动开闭话筒功能,保证在距话筒不同距离内讲话，拾音的音量大小基本一致，如图
（2）距话筒30厘米距离录音信号电平平均值为-17.16DB，如图（3）距话筒2米距离录音信号电平平均值为-19.65DB，采用压限技术，两者差距3DB左右，而采用普通无压限功能的录音设备，录音信号差距达到10DB以上。
图（4）安静状态下录音分析图
使用强指向性话筒，采用话筒声控开启技术，和语音滤波电路，可以降低人声外的频率成分，提高信噪比，保证声音清晰干净，在安静状态下录音信号电平平均值，达到-56.5DB,录音信噪比达到40DB以上，录音更清晰。
1.3、控制子系统
1）录播管理平台控制
多媒体录播管理平台是创视通自主研发，采用C/S架构设计，主要应用于教育行业录播。
本录播管理平台可管理多台录播服务器和前端编码器，可安装在任意的PC上，支持网络连接，可通过网络对录播设备进行管理。
与前端系统无缝衔接，生成课件后根据预先设定好的策略将课件资源自动上传到中心的资源服务器上，归档分类，同步发布到web服务器的公共目录上。
可远程管理录播服务器的重启与关闭。
可修改录播服务器的IP地址。
可设置录制的带宽，支持128k-8M。
可以让录播的课件在任何网络环境下都可正常收看。
可以管理多台录播服务器上的所有课件。
软件界面如下图：
可集中远程管理录播服务器和编码器，设置录制课程参数，片头片尾，可对录制完成的课件进行简单编辑，可设置录制课程的模式，如：
单画面电影模式，多画面资源模式。
远程配置录播服务器，可远程开关录播服务器，实时监测录播服务器的运行状态等功能。
2）一键中控控制录播
主机
中控主机功能特点：
1、强弱电分离设计
2、带红外发射端口，内置红外录码功能
3、前面板带网络、USB、临时展台、笔记本VGA及笔记本音频接口
4、一键开机和一键关机（含电脑、投影机、投影幕等的开关都由中控一键控制）
5、一键式切换数字展台、台式电脑、笔记本电脑的视频信号
6、3*2VGA接口，3*3视频接口，3*1音频接口
7、2路IO接口，1路红外发射口，2路RS232接口（其中1路投影机RS232控制端口，1路录播主机232控制端口），投影机232控制接口用于写投影机及录播主机控制代码用
7、一键控制录播开始录制，暂停，停止录制，开始直播，停止直播。
8、选配网络模块，可升级为网络中控
强电扩展模块功能特点：
1、1路投影机电源，带延时保护
2、1路电动幕控制电源
3、1路PC电源
4、1路功放电源
5、1路DC12V中控主机供电电源
6、带台式电脑开关控制
7、带报警器接口，可用于扩展防盗功能
8、带手动应急控制电源开启功能（即使脱离中控主机，也可以手动开启台式电脑、投影机及升降投影幕）
1）导播软件控制系统
系统在教育行业的主要用途：
智能切换授课的场景及多路视频信号源；手动控制云台，配合精品课堂录播使用，支持手动导播和自动导播录制成优秀的精品课程课件。
智能导播系统可智能切换多路视频信号源。
实现对主讲人场景的自动切换，便于对教师教学活动场景的实时切换。
彻底改变人工切换所带来的不便和录像质量底下、录像画面不连贯等问题。
创视通导播系统可分为手动导播和自动导播两种导播模式，手动导播模式下管理员可以手动拖拽所需视频图像显示在电影模式的主画面，并且同时以当前电影模式的方式进行实时直播，全自动导播模式下，无需管理员人为干预便可实现画面的自动切换，并同步以单画面的方式进行直播和录制。
自动导播策略与全自动图像跟踪策略一致，当老师在讲台上移动或板书时电影模式的主画面自动切换到老师画面或板书特写画面，当有学生站起来回答问题时电影模式的主画面会自动却换到该学生的特写画面，当老师在播放课件时电影模式的主画面会自动却换到老师电脑屏幕画面。
在导播的同时支持多用户实时在线对课件进行点评或在线交流，交流内容也会同步录制下来，在后期点播收看课堂录像时可以看到点评内容。
在导播系统界面上可以点击切换手动和自动导播模式，点击录制按钮即可开始、暂停、结束录制；可以实现远程摄像头控制功能，包括摄像机的焦距变倍，云台方向，控制速度；实现所有录制画面的实时预览，延时小于1秒；自动导播模式下当学生举手申请发言时可实时显示在导播界面上，手动导播模式下可手动选择需要的教室实时显示在主画面上；双向教学时可控制多画面合成、发言教室的选择、主讲教师的切换、参与观看的远程视频会议终端的选择等。
支持摄像机预置位设置，可存储四个摄像机预置位，操作人员录制开始前自定义摄像机的角度和变焦，方便在录制过程中灵活调用远程教室的视频或远程视频会议终端的信号，可以进行视频导播和声音监听，支持对远程双向教室的摄像机控制。
1.4、录制子系统
可使用创视通自主开发的录播管理软件远程管理多台录播服务器，和高清编码器，可远程控制录播服务器开始录制，暂停录制，停止录制，可重启录播服务器，可远程设置录制的码率，支持无线触摸屏设备，可使用移动设备运行录播管理器对录播进行管理，也可以对录制的可进进行管理和简单编辑。
录制模式设置，可设置单画面电影模式和多画面资源模式，可同时生成电影模式课件和资源模式课件。
单画面电影模式课程录制可与智能图像跟踪系统和一键式中控配合使用完成课程的全自动录制，也可以配合导播使用，手动录制成电影模式课件。
资源模式课件可生成四分屏的资源课件供用户后期编辑以及资源保存。
支持自动跟踪以及导播手动对云台的控制。
生成录像文件格式可提前设置，可以满足不同用户对录像文件格式的需求。
支持生成ASF和MP4文件。
录像文件音视频质量支持手动设置，用户可设置视频图像的编码速率，支持128K-8M,音频采样率支持32KHZ和48000KHZ,相应编码速率和音频采样率越高，生成的录像文件质量要好，占用空间越大。
并发处理能力强，单台录播服务器可同时连接15台高清编码器，支持5间录播教室同时录制1080P的电影模式课件和资源模式课件。
支持预录制功能
用户可以把课表导入录播系统中，使用课程的预录制方案与课表相关联即可以使用无人值守的自动录制方案，节省了大量人力。
也可以手动添加临时录制任务，管理员设置好录制时间，无需上课时守在电脑旁，到时间系统会自动录制并保存到课程资源库内供用户课后点播与下载。
两种录制模式
1.电影模式
将课堂现场的多路视频信号和VGA信号按照发生的时间顺序，通过手动或自动切换，输出一个单流单画面进行录制或网络直播。
此种方式可以有效降低网络带宽的占用。
2.资源模式（多分屏模式）
将课堂现场多路视频信号与VGA信号，同时压缩成多流多画面的流媒体，多路视频分别录制成独立文件，支持网络直播；更可以高码率提供高质量视频素材文件，方便用户后期编辑。
课件生成
◆教学多画面全息记录
系统的指导思想是对教学进行全息记录，多路音视频流同时进行存储。
在点播时多个视频窗口同时播放，所有音视频同步，使教学回放得到全息展现。
学生可根据自己的需求将任意视频最大化显示，使其具有很高的自由度，满足多种个性化需求。
在多画面录制模式下，画面以三分屏方式显示，任意画面可双击全屏，并且可用鼠标拖拽变换位置，满足不同用户的观看需求。
录播系统支持暂停功能以满足用户课间休息的需要，继续课程时，系统自动从原停止位置继续录编，生成课件。
◆文件格式
视频的录制、编辑和回放可基于多种通用媒体格式（包括H.264高清编码），并且支持双码流。
在公网收看直播时，可以选择低码流收看，在局域网内可选择高码流视频收看，这样能够充分节省网络资源，有效解决高清视频质量要求高和网络传输带宽资源不足的矛盾。
经过授权的用户可以把课件下载到本地电脑上进行收看。
可以有效减少服务器的负载。
生成录像文件格式可提前设置，可以满足不同用户对录像文件格式的需求。
支持生成ASF和MP4文件。
、
在常规应用环境下，所生成的视频课件直接放置在视频服务器上集中管理，用户只能通过IE浏览器在线浏览课件内容。
为了便于脱机浏览，运行授权用户通过管理界面的课件列表下载课件。
所下载的视频课件是标准流媒体ASF或MP4格式，可通过主流的视频播放器播放，如暴风影音等。
1.5、直播点播子系统
1）直播
系统整体采用B/S架构形式，用户只需从浏览器登陆录播资源管理平台即可收看实时直播课程内容。
支持硬件机顶盒，苹果手机，安卓手机，以及IPAD收看直播。
流媒体直播:
支持建立单播和组播频道
特点：
1.支持IE浏览器直接播放
2.支持三路高清视频在统一窗口下同步播放，视频可任意更换位置或者全屏幕播放。
3.高清视频延时小于0.5秒
4.可根据网络情况自行选择收看直播录像的码流,支持cif,4cif,D1,720P,1080P等不同码流收看直播，可在不同网络带宽下正常收看直播。
2）点播
功能参数与直播类似，在点播中左侧有课件的目录索引滑动窗口，
点播回放:
单台录播服务器支持50－200个WEB浏览器点播;支持重新开始和快进等播放形式。
同时支持单窗口点播和多窗口点播和源码点播等三种点播模式，
用户也可以把视频文件下载到本地使用浏览器收看。
3）课件点评
收看直播用户在观看时，可随时对课件发表评论，不同的观看用户也可以互相交流意见，交流内容页可实时录制下来。
所有收看直播的用户都可以看到点评内容。
点评内容直接通过浏览器发布到多媒体录播系统。
其他点播用户可以实时查看到课程点评信息，也可以给出自己的评论。
4）校园网络视频直播功能
创视通录播系统为分布式架构录播，录播服务器放置在校园网络中心，可与录播教室分开，服务器使用嵌入式LINUX系统，支持7*24小时开机。
在不使用录播教室的时候，可以在校长室和演播室安装一台高清编码器和高清摄像机以及界面话筒来做现场视通直播。
也可以把有限电视信号通过机顶盒解码出来给高清编码器可对全校进行网络电视直播，校园内的电脑用户可以使用浏览器收看视频直播或有限电视信号。
也可以在有电视机的地方配置一台机顶盒通过网络机顶盒收看录播服务器上的直播信号。
如果有重要的视频直播或电视节目需要录制下来，也可以使用录播一体机的录制功能进行录制。
同时支持预录制功能。
1.6、资源管理子系统
课件查询
可以根据学科、日期、教室、教师等多种条件组合搜索。
如图可直接输入关键字进行课件查询。
权限管理
本模块对用户角色和级别进行统一的管理，使每个系统角色都具备相应的职责。
系统提供了灵活的权限控制，可以规划多个用户组，每个用户组可以设置相应的权限，如果用户属于某一个用户组，其就继承了该组的相应权限，还可以对每个用户进行独立设置，满足各种特殊需求。
每个页面都会进行权限判断，如果用户没有相应的权限则无法进入相应的功能。
用户分组管理资源
用户权限分配
课件分类管理
系统管理员根据本校课程进行组织规划，通过系统将学科进行分组。
可以把不同的课件资源分组管理，并且可以与用户分组管理同步，可以把不同的课件资源分配给相应的用户，每个用户一旦登陆本录播管理平台就可以看到自己的课件资源。
下载辅助工具
播放器安装包
1.降低CPU占用率。
提供硬件加速功能的播放器，支持CPU的多媒体指令集及GPU加速。
2.多路视频在同一画面以四画面的形式播放，每个画面可的调整位置，并且可以全频播放。
录播系统更新
可以远程网络升级录播系统，管理维护方便，
插件管理
可以把用户需要的直播插件和录播管理软件以及导播软件上传到服务器的软件管理栏目，用要使用或更换电脑是可以直接通过浏览器登陆进行下载。
1.7、智能图像跟踪系统
1）图像自动跟踪切换系统
该系统分为教师跟踪系统和学生定位系统两个子系统。
ATS-300智能图像跟踪系统是一款为录播系统量身定制的自动跟踪和导播切换一体化系统，采用先进的图像分析处理技术，内置多重智能策略，实现多区域、多目标、多策略的全自动跟踪和导播切换应用。
该系统采用开放式的结构设计，具有良好的兼容性，是目前教育录播系统解决自动跟踪和导播切换的理想之选。
ATS-300智能图像跟踪系统汇集了传统的移动侦测、人脸识别和特征分析等技术的优秀理念，采用独创的具有自主知识产权的图像分析技术实现全三维定位，准确识别跟踪对象，锁定目标进行智能化的精细控制跟踪，让跟踪效果平滑细腻。
ATS-300智能图像跟踪系统采用独创的宽动态智能防抖+微控制技术，对目标动作和移动作出分析和判断，使目标在小范围移动或很缓慢移动的时候，摄像机可以进行以目标为中心的画面锁定拍摄或肉眼不易察觉的“微控制”跟踪拍摄，从而保证画面始终流畅稳定，不抖动，不晃眼，符合视觉需要。
ATS-300智能图像跟踪系统采用ARM+DSP+LINUX的嵌入式系统架构，稳定可靠，功耗仅5W。
模块化设计，先进的工艺结构，19英寸标准设备，1U小身材，跟踪大作为。
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