全自动录播教室41机位自动跟踪设计方案.docx

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全自动录播教室41机位自动跟踪设计方案

全自动录播教室4+1机位自动跟踪设计方案

一、前言

录播教室4+1方案，四路高清视频、一路VGA/DVI/HDMI，教师自动跟踪和学生自动跟踪各两台高清摄像机，一路VGA/DVI/HDMI课件采集，共四台高清摄像机一路课件采集完成录播工作，其中两台教师跟踪机中，一台全景，一台特写跟踪。

两台学生跟踪机中，一台全景一台特写跟踪：

（1）单录播教室系统结构示意图：

（2）多点互动录播系统结构示意图：

（3）本文使用者：

v用户选型及编写需求参考

v市场业务协助用户进行录播教室选型。

v工程设计人员和实施人员安装设计应用。

本方案为设计方案，描述主要设备和系统的构成，不能代替施工方案，具体施工请参照《高清智能互动录播系统施工方案》。

（4）产品型号说明：

RBS-530：

RBS产品命名，共八通道可能，其中5表示4+1实体视频源，3表示3个通道可用于媒体文件、拼接、图片、IP视频源、抠像等。

1、方案特点（要求）：

本方案是常用于对课件画面要求较高的课件录播，教师和学生各用两台高清机完成，满足精品课堂课件录像需求，其主要特点（要求）：

（5）录播服务器：

1.高清集成：

集导播录像、资源录像、手动导播、自动导播、自动定位跟踪、直播、点播一体化。

2.4+1机位，画面无晃动：

四路高清SDI采集，讲台、学生各两路，其中一路全景，一路自动踪踪，当学生或教师在移动时，自动切到全景摄像机，同时自动跟踪摄像机随学生和教师移动跟踪，当学生或教师站立在某位置时，自动切到跟踪摄像机。

导播录像画面无科动晃动现像。

一路DVI/HDMI/VGA多接口采集。

3.维护与扩展：

通用的OS环境，具有一键灾难恢复功能；随应用需求变化，增加版卡可扩展；录播系统永久免费升级；更新硬件配置可升级扩展性能。

（6）课件录制：

1.视频源：

支持高清视频、VGA源、媒体文件、图片、网络IP视频流等视频源采集。

支持视频源进行拼接、叠加，形成固定通道视频源，用于导播应用。

2.导播与资源录制：

1）导播录像（电影录像），支持资源录像，为后期编辑提供素材。

2）视频编码：

标准H.264/MPEG2；音频编码：

AAC

3）录像格式：

MP4、ASF、FLV、TS、WMV可选

4）录像质量：

分辨率：

支持1080P、720P、960*540、720*480、640*360、480*272可选，帧率30fps，725fps可选。

录像码流可设置。

5）录像控制：

支持一键启动、暂停、停止节目录制；暂停后重新恢复录制时，不产生新文件

6）片头/片尾：

支持添加片头、片尾,支持图片格式和视频格式。

3.互动双画面：

支持教师与学生、教师与VGA、学生与VGA等互动双画画。

4.单流多画面：

支持画中画，教师、VGA、学生画面任意拼接与叠加等单流多画面录像。

5.三流三画面：

支持教师、学生、VGA三流三画面模式。

6.课件自动上传：

录制课件，自动上传到资源平台，集中存储，自动生成点播课件。

（7）教师跟踪方式：

1.无晃动自动跟踪切换

两台高清摄像机跟踪讲台位置，当教师移动或多人在讲台上时，自动切到全景摄像机画面，同时另一台自动跟踪摄像机快速跟随移动教师。

当教师停止移动时，自动切换到自动跟踪到位的摄像机位。

实现导播输出画面无晃动现像。

2.板书特写

具有板书特写功能。

3.下讲台

教师下讲台自动切到全景摄像机，进入学生区时，自动切入到学生跟踪策略。

4.防晃

在自动切到特写时，教师在摄像机视野围活动，摄像机处于静止防晃状态。

（8）学生跟踪方式：

两台高清摄像机跟踪学生区，一台全景，一台特写。

单学生起立、多学生起立自动识别，自动切到全景摄像机，同时特写摄像机自动快速定位跟踪，当特写摄像机跟到指定位置后，自动切到特写。

（9）VGA信号采集：

VGA采集，采用高品质硬采集方式，避免了软采集中需要禁用硬件加速造成的教师机性能受限，或不禁用硬件加速造成的景片播放无法采集的现像。

讲解容变化或PPT等切换时，自动识别切到导播输出。

自动识别不同情况下的鼠标操作行为，当切到导播输出时，教师鼠标或光笔在讲解时，VGA自动保留在播出画面中，自动识别非讲解时鼠标动作。

自动排除系统网卡、杀毒软件提示信息等可能造成误报的信息。

（10）音频采集：

1.全方位采集：

通过超芯型指向吊麦、智能混音器，全方位采集教师、学生、媒体播放或课件声音。

具有自动降噪、自动增益功能。

2.自动拾音麦序控制

具有麦序功能，例如可设教师麦拾音先优，当教师和学生同时发言时，教师声音优先，当只有教师发言时，自动静噪学生区杂音。

3.调音台

1）支持八个音轨调音、一个主输出调音。

2）支持随动声音切换，即通道切换，声音随通道自动切换。

3）支持任意通道声音混音，支持混音源调整混音比例。

4）支持视频叠加、拼接通道智能混音。

5）支持混音延时修正。

6）支持可用音源自动识别。

7）支持通道音源静音。

（11）录播系统扩展性能：

1.适应性：

录播系统支持教师单机位、双机位、多机位跟踪模式，学生单机位、双机位跟踪模式，且可根据现场应用需求任意组合。

例如适应异型教室、实验室、舞台表演、文体活动应用自动跟踪。

同时，录播系统集成了虚拟演播室、导播大屏输出等功能，可用于校园电视台、会议厅、学述厅录播。

2.扩展性

通过增加板卡等硬件，可扩展更多的应用。

（12）资源平台：

建课件点播、课件管理，支持单机版和校园版，支持与排课连动，对录播教室进行授课排课分配后，自动生成直播列表,列表分当时直播时段及未来直播，自动排列；同时支持windows、android、iOS系统，实现PC、平板电脑、手机等观看直播，直播系统自动识别观看终端的操作系统平台，无须用户选择。

系统具有：

v用户管理系统：

教师用户与学生用户以及系统管理员，不同的用户权限不同。

v后台管理系统：

分课件管理、排课、直播管理、年级管理、班级管理、科目管理、专题管理

1.跨平台直播：

1）流媒体协议：

采用标准RTMP协议、HLS视频流、RTSP流，同时支持WINDOWS、android、IOS，跨OS平台WEB无插件直插。

2）建服务：

录播软件建WEB服务器与流媒体服务器

3）支持单机直播、多录播教室直播。

4）支持向FMS、MMS、HLS等直播服务器推送直播流。

5）支持观看直播文字交流。

6）网页收看：

支持网页收看直播，客户机无需安装任何插件。

2.课件、精品、微课堂、专题等点播：

点播系统：

供学生、教师点播课件，点播形式有三流、单流，可附带知识点，同时支持windows、android、iOS系统，实现PC、平板电脑、手机等点播，自动识别点播终端的操作系统平台，无须用户选择。

课件分年级、科目两大类，各类细分章节，用户方便地进行查询所需课件，且可进行准确的关键字查询。

3.点评、提问、回复

点播课件点评、提问、打分、回复等互动功能，便于学生与教师异步交流。

（13）互动授课：

系统具有功能强大的远程授课系统，实现录制的同时，与远程听课教师互动。

1.支持与远识听课教室进行音视频互动和数据协同。

2.支持同时与多个远程听课教室和学生互动。

3.支持多点互动。

4.多方画面，有八种模式，任音拼屏，主次分明。

5.支持远程语音激励发言、举手发言等

6.支持网真模式多分屏显示，屏显容可订制。

2、方案参数指标：

4+1高清智能互动录播教学终端

主要功能

详细参数

录播服务器配置

为了便于维护使用，要求录播服务器一体化设计，一台录播服务器集成了高清视频采集、VGA/DVI/HDMI课件采集、自动跟踪、自动导播、电景录像、资源录像、直播、互动授课、VGA输出。

1.CPU配置Inteli5处理器、2*4GB以上双通道存、60G以上固态硬盘，1TB高速数据硬盘、千兆以太网口。

2.视频采集：

广播级视频采集卡，支持八通道扩展，四路HD-SDI高清视频输入，一路DVI/VGA/HDMI/YPbPr高清输入（用于电子板板信号）。

3.双路DVI/VGA/HDMI输出（用于校园有线电视或视频会议终端等输入）。

4.四路定位摄像机采集。

5.四路以上RS-232串口，支持VISCA控制。

6.一键复原功能。

视频源采集

与视频拼接、叠加

1.视频源可以是教师课件演讲VGA，也可是SDI等摄像机信息，还可以是图片、MP4媒体文件。

2.系统最高支持八通道高清视频源：

八通道SDI与DVI/VGA/HDMI/YPbPr高清输入，任意一个通道可做高清软拼接和叠加高清视频画面、抠像画面、媒体文件播放、图片播放。

要求有通道序号、通道名设置。

3.视频拼接与叠加：

支持课件与视频、视频与视频等任意源拼接与叠加，生成单流多画面视频流，采用软件实现无需硬件支持，代替硬件拼接与切换台。

4.分辨率：

支持1080i/60fps1080i/50fps1080P/30fps、720P/60fps（50fps、30fps）、720×576/25fps自适应。

5.最大通道数：

8路

音频采集

音频输入：

SDI/HDMI/Line-In

音频采样率：

16位，48000Hz

★音视频录制

1、视频编码：

标准H.264

2、音频编码：

AAC

3、录像格式：

MP4、ASF、FLV、TS、WMV、AVI可选

4、录像质量：

分辨率：

支持1080P/30fps、720P/60fps、720P/30fps，720×576/25fps可选。

录像码流可设置。

5、支持最高八资源和一导播同时录像。

6、录像控制：

支持一键启动、暂停、停止节目录制；暂停后重新恢复录制时，不产生新文件

7、片头/片尾：

支持添加片头、片尾,支持图片格式和视频格式。

8、音视频录制自动修复，当录制过程中发生断电等事件时，正在录制的视频不会丢失且能自动修复播放。

虚拟演播

1.支持通道抠像功能。

2.前景和背景可以是通道视频源、MP4媒体文件、图片等。

3.支持红、绿、兰（RGB）和RGB混合色抠像。

4.具有阀值、透明度调节。

5.具有前景X/Y坐标位置分别调整功能；具有X/Y单向放大功能；具有X/Y等比放大功能。

6.同时支持两通道抠像。

智能调音台

1.支持八个音轨调音、一个主输出调音。

2.支持随动声音切换，即通道切换，声音随通道自动切换。

3.支持任意通道声音混音，支持混音源调整混音比例。

4.支持视频叠加、拼接通道智能混音。

5.支持混音延时修正。

6.支持可用音源自动识别。

7.支持通道音源静音。

8.支持自动增益、降噪功能

导播

1、导播模式：

手动/半自动/自动双模式。

2、支持讲台单机位、双机位、多机位跟踪导播，多机位跟踪导播用户可编程。

3、支持学生单机位、双机位跟踪导播。

4、支持教师三种机位跟踪导播与学生两种跟踪导播任意组合，生成自动导播系统。

5、支持网络中控导播：

教师通过IP网络进行控制录播系统，具备录像与直播开始、暂停、继续、停止，通道切换等功能。

6、专用导播键盘：

支持外接专用导播键盘

7、校标：

支持JPG、PNG格式校标（支持五位置校标或图像字幕）

8、字幕：

支持图片字幕和文本字幕（支持文本导入）

9、录像时间：

支持录像时长显示

10、支持十六种特效

11、最大导播路数：

最大支持8路导播

12、支持VGA+教师+学生单流三画面互动，支持教师+学生单流双画面互动。

13、支持自动导播容组合选择。

14、教师、学生延时导播切换。

自动定位跟踪

可视化自动定位跟踪：

要自动导播的同时，看到讲台和学生的定位情况。

老师自动跟踪：

1、采用算法：

智能图像分析算法、老师无需佩戴任何辅助设备，真正做到常态化

2、跟踪模式与定位：

点定位、区域定位、立体定位、移动侦测。

3、图像跟踪与切换智能识别调度：

自动识别摄像机机位，自动调度。

4、跟踪切换方式可编程：

可根据不同老师的授课行为习惯，进行编程，实现个性化跟踪策略。

5、同时支持教师单机位随动跟踪、双机位切景与随动跟踪、多机位画面切换跟踪。

6、在无需板书定位摄像机时，支持板书特写。

7、支持单机位跟踪、双机位跟踪、多机位跟踪模式。

学生自动跟踪：

图像分析与人脸识别

1、采用双目定位图像分析算法

2、自动捕捉单人站起、坐下，单人到多人，多人到单人等课堂场景。

3、人脸自动识别，避免光线变化误报。

4、自动跟踪教师下讲台后，在学生区走动跟踪。

5、支持手动导播时，点图智能自动定位功能。

6、支持单机位跟踪、双机位跟踪

其它:

1、系统支持专业云台及广播级摄像机；

课件采集与侦测

1.支持一通道以上DVI/VGA/HDMI投影、PC、电子白板等课件演讲采集

2.智能识别控制：

1）自动识别容变化、光标、鼠标行为。

2）鼠标移动，不侦测切换。

3）容变化，进行侦测切换采集

4）当进容容变化切换到课件演讲时，自动识别容变化、光标、鼠标行为，其中正在课件演讲时，鼠标和容变化为有效演讲状态，光标闪烁为无效演讲状态。

5）支持工具栏侦测屏蔽，避免网络连接或其它活动图标误报。

特效、字幕、台标、片头片尾

特效：

四类共十六种视频画面特技效果

字幕：

导播视频字幕叠加。

台标：

至少支持五个台标、校标、容图片叠加，位置可调。

片头片尾：

片头片尾自动拼接、手动拼接。

直播与推送

1、流媒体协议：

采用标准RTMP协议、HLS视频流、RTSP流，同时支持WINDOWS、android、IOS，跨OS平台WEB无插件直播。

2、建服务：

录播软件建WEB服务器与流媒体服务器

3、单机直播：

支持单机直播。

4、单机直播的同时，支持向FMS、MMS等直播服务器推送直播流。

5、网页收看：

支持网页收看直播，客户机无需安装任何插件。

点播、直播与课件管理

建课件点播、课件管理，支持单机版和校园版，支持与排课连动，对录播教室进行授课排课分配后，自动生成直播列表,列表分当时直播时段及未来直播，自动排列；同时支持windows、android、iOS系统，实现PC、平板电脑、手机等观看直播，直播系统自动识别观看终端的操作系统平台，无须用户选择。

1.用户管理系统：

教师用户与学生用户以及系统管理员，不同的用户权限不同。

2.后台管理系统：

分课件管理、排课、直播管理

3.直播系统：

实时直播各录播教室授课实况

4.点播系统：

供学生、教师点播课件，点播形式有三流、单流，可附带知识点，同时支持windows、android、iOS系统，实现PC、平板电脑、手机等点播，自动识别点播终端的操作系统平台，无须用户选择。

课件分年级、科目两大类，各类细分章节，用户方便地进行查询所需课件，且可进行准确的关键字查询。

互动授课

无缝嵌入互动授课系统，在录播的过程中，同时支持与远程教室互动，进行互动授课：

1、支持与远识听课教室进行音视频互动和数据协同

2、支持同时与多个远程听课教室和学生互动。

3、支持多点互动。

4、多方画面，有八种模式，任音拼屏，主次分明。

5、支持远程语音激励发言、举手发言等

6、支持网真模式多分屏显示，屏显容可订制。

7、授课系统同时支持白析、演讲等互动功能。

导播VGA独立输出

支持PGM播出画面在第二屏播出，投放到投影等显示设备，输出到第三方视频终端（例如视频会议主机）。

一键录播

系统具备一键输出功能，控选中的制电影录像、资源录像、直播、第二屏输出、互动授课等。

同时支持各种输出单独控制。

主界面

16：

9

3、方案设备汇总与价格：

（14）成套设备清单：

成品主机：

（以录播教室为例配置，如果用于其它场景，视情况配摄像机）

序号

项目

型号规格

数量

单价

小计

1

录播服务器

型号：

RBS-530

详见《4+1高清智能互动录播教学终端》

1

2

高清云台摄像机

iRBS-HD18F

1.图像传感器：

1/3英寸CMOS

2.有效像素：

200万以上（16：

9）

3.信号系统HD-SDI：

1080i/60,1080i/50,1080p/30,1080p/25,720p/60,720p/50

4.信号制式：

NTSL,PAL

5.镜头：

10倍光学变焦，f=4.4mm（广角端）～44.0mm（远端），F1.8～F3.0

6.水平视角：

56.6°（W）～5.5°（T）

7.聚焦系统：

自动/手动

8.最低照度：

0.1Lux

9.曝光控制：

自动/手动

10.快门速度：

1/30～1/10,000s

11.增益：

自动/手动

12.白平衡：

自动/室/室外/手动

13.图像效果：

彩色/黑白/电子翻转

14.信噪比：

≥50db

1.云台：

全方位云台

2.云台协议：

VISCA协议

15.水平摇移：

355°（最大速度80°/秒）

16.俯仰摇移：

-30度至90度（最大速度60°/秒）

2

高清电子云台摄像机

iRBS-HDE60

1.图像传感器：

1/2.8英寸CMOS

2.有效像素：

200万以上（16：

9）

3.信号系统HD-SDI：

1080i/60,1080i/50,1080p/30,1080p/25,720p/60,720p/50

4.信号制式：

NTSL,PAL

5.镜头：

F2.8~12

6.聚焦系统：

自动/手动

7.最低照度：

0.1Lux

8.曝光控制：

自动/手动

9.快门速度：

1/30～1/10,000s

10.增益：

自动/手动

11.白平衡：

自动/室/室外/手动

12.图像效果：

彩色/黑白/电子翻转

13.信噪比：

≥50db

14.云台：

EPTZ

云台协议：

VISCA协议

2

3

定摄摄像机

1.感光：

1/2.7英寸，CMOS100万像素。

2.镜头：

F3.6

3.水平视角：

90°~90.05°

4.镜头锁定功能：

安装锁定后，手动无法拧移视角，防学生手动拧移。

1、全金属外壳，防破坏。

3台

4

混音器

1.十路麦克风接入、一路LINE，支持十路48V幻像供电，话筒连接方式：

10路卡侬头母插座。

2.输出连接：

线路莲花输出，卡侬头平衡输出。

3.十路话筒输入每路独立灵敏度调节。

4.十路话筒每路独立输入音量调节。

5.十路话筒优先级设置。

6.环境噪声消除功能

7.自动降噪功能，不发言通道电平自动衰减，有效降噪。

8.话筒输入失真：

≤0.1%（额定输出）

9.频率响应：

50Hz～18KHz

10.噪声电压：

≤0.2mV

11.输入灵敏度：

-38dB~-50dB

12.输入阻抗：

麦克风8KΩ系统输入20KΩ

13.输出阻抗：

平衡200Ω，不平衡300Ω，LINE200Ω

14.消耗功率：

12W

15.开关/指示：

船型开关，面板电源指示灯，每路话筒声控激励五级指示

16.总音量、高音、中音、低音独立调节。

17.独立的监听接口。

1套

5

录播吊装麦

1.类型：

电容式

2.频率围：

40-18000HZ

3.灵敏度：

-35dB±2dB（18Mv/Pa）

4.指向性：

超窄指向

5.拾音角度：

100-120°

6.最大声压级：

132DB

7.阻抗：

200Ω

8.工作电压：

48V

9.信噪比：

≥75dB

10.配备：

麦夹、双卡农头。

6

6

吊杆

1.全铝材料。

2.万向调节头。

3.60cm~120cm可伸缩。

4.与麦夹匹套连接螺杆。

6

5

辅材

75-5视频线、VGA线、音频线、AV线、接头等

1批

（15）套件：

套件：

序号

项目

型号规格

数量

单价

小计

1

高清智能互动录播系统

RBS-530

1套

2

SDI高清采集卡

四路1080p/60Hz

1

3

DVI高清采集卡

单路

1

4

自动定位套件

1、定摄摄像机

3台

2、四路采集卡

1

5

高清云台摄像机

iRBS-HD18F

SDI接口，

全方位云台、VISCA协议1080p/60Hz

2台

高清电子云台摄像机

iRBS-HDE60

SDI接口，EPTZ、VISCA协议1080P/60i、50i、30p、25p

2台

5

拾音系统（全方位拾音）

1、混音主机1台

1台

2、超心型麦

6支

注：

主机、辅材购买方自备。

4、方案报价：

根据施工、装修和其它设计要求报价。