誉融科技远程多媒体互动教学解决方案

　　项目背景

　　孩子是祖国的未来，教育是人类生存和发展之根本，因此发展教育事业才是关系国昌民兴的大计。近年来，网络教育正以其灵活、安全、方便的优势在教育领域掀起一股热潮，一时间，如何利用网络进行学习成了当前的热门话题之一，大、中、小学生纷纷在家通过网络开展自主学习，各大网络教育机构也异常地忙碌了起来。

　　网络教育以其灵活、安全、方便等优势，突破了传统校园教学所受时间和空间的限制，让任何学生在任何时间、任何地点，都能够以任何方式学习任何课程，从而真正做到工作、生活、学习"三不误"，这尤其适合工作、生活节奏较快的在职人员，以及在校大学生进行第二学历的学习。网络教育从诞生至今，得到了国家和全社会的大力支持，在国务院相关会议上，网络教育还被列为了政府大力培育的新的消费热点和经济增长点之一。

　　早期的网络教育主要以视频点播、视频直播、课件下载、文字答疑等方式为主，相对于真实的课堂教学，在教与学之间音视频互动方面的表现力仍有一些缺憾，因此在教学效果上交互的效果较差。而在真实的课堂中，为了达到良好的学习效果，往往需要教师能够及时的与学生进行双方甚至是多方的沟通，及时的答疑解惑、指点迷津。而多媒体互动教学一直以来更侧重于多媒体交互技术，在处理多方多层次(如音频、视频、数据等)交互方面有着更多的技术处理手段和应用积累，因此，在网络教育中的应用，为远程教育和远程培训真正的打造出了基于网络的互动课堂，使网络教育更加生动和具体。

　　深圳誉融科技有限公司做为国内专注于远程多媒体互动教学平台及互联网多媒体视讯平台的生产、研发、销售和运营的高科技公司，拥有12项网络多媒体压缩及传输技术专利，在网络多媒体应用领域拥有自主知识产权。远程多媒体互动教学平台的目标是满足远程教学，同时将先进的多媒体技术与教、学需求完美结合，建设出稳定可靠的，可常态化的，全景式现场跟踪与互动的，具有良好现场感的远程教与学互动模式。

　　项目需求分析

　　需求分析

　　为了加快教育事业的发展，实现学校优质师资资源的最大化利用，为全校师生提供便捷先进的学习条件， “远程多媒体互动教学平台”项目(以下简称项目)应运而生。此项目的建成将在校的学生得以远程共享到学校课堂及课件的优质教学资源。同时，家长、学生在家里可以点播浏览课件，在有需要的情况下还可以跟老师实现互动，最大化地共享优质教育资源。

　　综上所述，本项目应具备将教室与教室、课堂与学生家里，甚至老师与学校通过互联网“连接”在一起，满足优质师资最大化共享的需求。

　　具体体现在以下几个方面：

　　课堂上老师、学生、板书的画面实况进行传输，实现远程多媒体互动授课;

　　学生可以随时远程进行课件点播;

　　家长可以远程观看课堂直播;

　　其他班级甚至家长在授权的情况下可以通过网络远程参与课堂互动。

　　可行性方案设计

　　设计原则

　　根据本项目文件的要求并结合誉融科技在远程教育行业的多年经验，本方案依据以下原则进行设计：先进性、实用性、集成性、可扩展性、便利性、安全性、可靠性和经济性。

　　·先进性

　　系统设计达到国际一流水平，且切实可行并容易实现;

　　遵循国际标准和国内外有关的规范要求;

　　符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流，且是应用成熟的系统。

　　·实用性

　　针对实际应用的特点，简单的管理界面，操作简单;

　　系统设计应符合工程的实际需要;

　　系统配置即强调先进性也注重实用性，应注意系统配置的经济效应，达到综合平衡。

　　·集成性

　　高度集成化，体积小、重量轻、移动方便、低功耗;

　　在高度集成化小型化前提下，应具有多种功能。

　　·扩展性

　　系统设计要考虑今后的发展，留有充分的扩充余地，对未来技 术具有平滑过渡功能;

　　应既能支持广域网也能支持局域网，支持多种互联网接入方式;

　　既能应用于互动教学，以可与点播系统结合，供学生课后点播复习。

　　·灵活性

　　能够适应多功能、外向型的要求，讲究便利性和舒适性，达到提高工作效率、节省人力物力和能源的目的;

　　提供符合国际标准的软件、硬件、通讯、网络、操作系统和数据管理系统等方面的接口和工具，使系统具有良好的灵活性、兼容性;

　　系统参数配置少，调整快，自动化程度高，使用方便，操作简单。

　　·安全性

　　具有高度的安全性，不易受攻击;

　　对会议内容加密，保证用户信息安全性;

　　数据传输的安全性，保证数据的完整性。

　　·可靠性

　　具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力，能长期稳定的工作;

　　结构简单，连接点少，可靠性高;

　　对工作条件和工作环境要求较低;

　　系统启动快，系统掉电或网络传输中断，系统恢复工作迅速;

　　故障率低，维护维修方便。

　　·经济性

　　系统本身的价格低(包括系统、技术服务和培训);

　　系统运行后经济效应预算的可能收益，回报快。

　　方案设计

　　系统拓朴图

　　远程教室之间互动：

　　学校与校外之间直播互动：

　　设备布署

　　在学校多媒体教室布署互动教学终端、摄像自动跟踪系统;

　　本地多媒体教室部署录播服务器，通过互联网连接中心机房，实现学生在家可以进行课件点播。

　　各功能系统说明

　　·服务器

　　EMCU(多媒体教学互动服务器)：互动教学服务器是连接互动教学终端，提供互动教学环境的服务器。互动教学服务器负责互动教学用户验证、信令处理、文件传输、屏幕广播、音视频转发、远程设置等功能。互动教学服务器可通过级联的方式扩大用户支撑量，课堂管理对用户是透明的。在开始课堂的同时，互动教学服务器就已经安排好互动课堂所需要的资源。教师只需要登录到与之关联的课堂便能开展远程互动教学。

　　·多媒体教室设备

　　互动教学系统：互动教学系统是教学平台的核心所在，教师通过互动教学系统登录到互动课堂中，与远程课堂展开互动教学。互动教学系统由远程互动教学终端及智能录播系统两部分组成。

　　互动教学终端提供现场图像采集、音频采集、数据采集、信息编码、信息解码等功能。教师通过远程教学终端提供的功，能完成远程互动教学任务。互动教学终端还提供远程设置功能，提供远程技术保证的功能。

　　互动教学系统提供双屏双流的展现方式，可在其中一个屏幕中展示教师教学过程中的数据部分，即教学课件。另一个屏幕中展示教学过程中的视频，如教师讲课视频或互动教学视频。使现场学生能跟好地领会教师的授课意图，也为远程的学生提供身临其境的上课气氛，让远程学生感受犹如现场一般的上课感受。

　　自动跟踪录播系统：自动跟踪录播系统由摄像头、信号发射模块、信号接收模块、运动模块、云台等视频拍摄部分以及自动跟踪服务器构成。

　　自动跟踪主机负责跟踪策略实施及跟踪图像切换的服务器，通过策略设置可以实现不同的跟踪方式。从跟踪区域上划分，可分为板书特写区域、讲授跟踪区域、学生区域等。从教学场景上，可分为教师跟踪场景、板书跟踪场景、课件教授场景、互动问答场景。自动跟踪服务器会根据区域设置及场景设置智能切换跟踪采集信号。

　　传统的跟踪录播系统之所以将教师限制在讲台，是因为教室的环境比较复杂，不便于在四周安装感应设备，众多学生也会给感应设备造成大量干扰。现在采用带跟踪策略的自动跟踪录播系统，彻底摆人员及区域的干扰，无论授课教师走到哪里，只要在跟踪设置范围内，均能完成自动跟踪任务。

　　系统功能应用及优势介绍

　　系统各种应用模式介绍

　　该平台能够提供如下的几种主要的应用模式

　　远程互动课堂教学

　　利用系统的双向传输功能，实现互动教学的远程课堂。授课者可以利用系统提供齐全的数据功能配合使用各种多媒体课件进行教学，使授课更加生动活泼、直观易懂;授课者可以向现场或者远程听课者进行即时提问，听课者也可以与授课者随时交流意见，探讨问题，从而实现真正的远程互动课堂教学。学生在家里、甚至家长，在授权的情况下都可以参与课堂互动。

　　教学课堂现场实况录制

　　利用该系统，提供了功能齐全的课堂教学现场实况录制功能，可以对授课教学的音、视频及课件进行全程的录制，存储查看使用简单。通过网络可以方便老师对课堂教学的历史资料进行查阅。

　　可移动课堂学

　　利用桌面终端的灵活性，讲师可在任何地方进行教学，实现移动教学授课功能。

　　优质课堂教学案例现场直播

　　利用该系统，搭配直播服务器，可以实现课堂教学现场的直播，学生、老师能够观看远在千里之外精彩的课堂教学实况，学习新知识。学生在家里不但可以观看直接课堂，还可以进行课件点播，家长也可以在家里观看学生的实时课堂教学。

　　广播电视教学

　　通过录放像机或流媒体课件(*.RM，*.MPEG，*.AVI)，将事先录制编辑好的教育教学录像带、或有关教育教学的DVD/VCD碟片，在网络视频系统上播放，实现广播电视教学功课堂改革和教学改革的推广。

　　通过该系统，可以将新课改理论经验的讲座传播到大部分学校，从面达到推广和实施课程改革、教学改革的目。

　　远程会议功能

　　系统也可以用来做为远程会议使用，可以与全区各地市教育局、各高校、中学、职校之间随时召开各类全区性的行政会议。

　　系统优势介绍

　　为更好的配合实施一套具有领先水平的远程多媒体互动教学平台，系统的实施者依托深厚的大型远程教育系统实施经验，加上良好的需求调研准备，辅以具有国际领先地位、拥有完全自主知识产权的多媒体视讯技术，充分为系统的使用者进行周密的考虑，综合起来本系统具有如下优势：

　　良好互动模式

　　通过先进的智能跟踪技术、视音频编解码和传输技术的应用融合应用，使老师在教室的活动空间不受限制，产生了良好的全景式自动跟踪场景和互动效果，解决了传统远程教学中存在的现场感不强、缺乏师生互动交流等问题，虚拟教室的学生有亲临现场的感觉。

　　系统稳定可靠

　　QoS服务质量保证相当于在网络上为两地之间建立了一条虚拟专用通道，保障传输道路的通畅;

　　数据恢复机制师丢失的数据得以快速恢复，从而在网络丢包严重的情况下仍能保持良好视音频的效果，保证了在互动教学过程中视音频传输的流畅性;

　　动态编码技术使系统能自动适应网络带宽的波动，自动调节码流以最佳码流自适应当前带宽，使系统具有了应变网络突发性阻塞的能力，保持常态性的稳定;

　　RDCP数据流传输控制协议的应用，使系统在低带宽情况下，能够提供高清晰的流畅的数据共享功能;

　　混网混速技术，提供网络冗余，支持用户在不同类型的网络连接服务器，突破运营商之间的封锁壁垒，方便系统扩展到其他部门、院校或学术机构在不同带宽情况下接入;

　　业界领先的核心编解码技术在不损失画面质量的情况下高压缩率、低码率，仅需100Kbit/S的码率即可达到VCD画质，降低网络承载压力。

　　整体性、多功能、一体化的优势

　　系统所涉及的核心技术是我司自有知识产权的，业界领先的，从而使整个平台具有很强的整体性，同时也可以更贴近用户需求，依托我司强大的技术研发优势提供可持续的个性化的服务。从而保证了平台的适用性、科学性和先进性。

　　可扩展性强

　　通过更换模块，便捷实现功能和规模的升级扩展;系统可以支持扩展到移动学习、分散学习或多种学习方式相结合等;满足用户不断发展的应用需求。

　　人性化、易用性设计

　　界面友好，操作简单。通过对操作界面和使用流程的优化，用户无需进行专门培训，很容易就能够上手使用。