克拉玛依职业技术学院ITC高清教学录播系统案列解析

　　一、项目背景

　　克拉玛依职业技术学院地处国家重要的石油化工基地克拉玛依市独山子区，隶属于中国石油新疆油田公司，是国家普通高等学校，全国示范性高等职业院校。同时又是新疆石油石化职教园区理事长单位，新疆石油石化高素质技能型人才培养的摇篮。

　　学院占地85.35万平方米，建筑面积223052平方米，固定资产1.72亿元，教学实验实训设备资产9128.43万元，图书馆6000余平方米，藏书28.4万册，电子图书1.4TB，教学、办公完全实现网络化。学院教学、生活、文化、体育设施一应俱全。

　　学院师资力量雄厚。开设有适应新疆经济发展需要的石油工程、石化工程、机械工程、汽车工程、电子工程、电气工程、建筑工程、信息工程、工商管理、旅游与酒店管理等十大类38个专业。为了突出高职办学特色，强化学生专业技能，学院建立了与各专业相配套的实训基地。初步形成了以工科为主、工文兼备，以石油、石化为特色，适应新疆经济发展需要的高职专业结构。

　　二、项目需求

　　1、录制模式丰富，授课老师根据自己的喜好可选择任意一种录制模式。七种录制模式可供选择画面模式，包括单画面、画中画多画面、画外画多画面、四分割等。

　　2、实现图像的智能分析，对学生、老师的发言动作做智能的跟踪;能够适应现有的教学方式，能够自动的实现音视频图像切换技术。

　　3、能够对本地老师、学生、板书、远端学生的实时画面做存储或直播，共享优质资源，学生可以通过直播进行收看。

　　4、录制的课堂必须能够自动上传至学校资源平台中，实现优质资源共享，并且具有评分、留言、多平台点播等功能。

　　5、音频自动采集，建设中综合考虑实际情况，采用指向型麦克风均匀采集室内音频，通过话筒混音器处理后进入系统录制。

　　6、提供简易剪切编辑软件，可对录制好的课件进行剪辑。

　　三、应用分析

　　克拉玛依职业技术学院中的全自动高清录播系统主要应用于精品公开课视频的高清录制和直播，制作出来的视频要符合《精品视频公开课拍摄制作技术标准》和用户使用需求，适用于各种学习管理平台。系统支持多画面课件形式录制;能清晰流畅地录制教师计算机屏幕，且满足1920*1080分辨率和30fps帧率指标。系统能配合电子白板、电视机等，把电子白板、电视机的板书同步录制下来。

　　本方案除了支持单画面录制及多画面课件形式录制，还增加了国内独创的单流多画面系统，录制的效果支持1920*1024的分辨率，实现一机多模式切换，也支持单流多画面/单流同步录制功能，以供用户更好的根据需求应用不同的录制效果。

　　精品教室摄像机、定位机示意图：

　　在精品教室录播系统设计采用一台录播主机TS-0600B，用于整个精品教室的音、视频采集录制和储存等，在精品教室录播系统设计采用3个高清摄像机，其中1个为全景摄像机，1个专门给老师和板书区用来特写的摄像机，1个专门给学生区域用来特写的摄像机;

　　在精品教室的智能跟踪系统中设计一台跟踪主机TS-0600C和4台定位分析摄像机，4台定位分析摄像机分别为教室区域，学生区域和板书区域;

　　三大模块基于统一的平台和技术，每个模块既可以独立运行也可以组合运行，仅在一个1U机箱中就可以实现三大模块组合。各个模块独立工作时分别具有一套相对完整的跟踪和导播切换功能，模块组合后，不仅可以发挥各自的独立功能，还将激活模块联合策略，进行模块联动控制，实现更加丰富完善的自动跟踪和导播切换效果。

　　四、应用功能

　　七种画面模式

　　ITC录播系统支持HDMI、VGA、色差SDI等多路信号任意组合。系统支持各种输入信号(HDMI、VGA、色差)任意组合录制。支持高达七种画面模式，包括单画面、画中画多画面、画外画多画面、四分割等模式。

　　嵌入式架构, 高度集成化，功能ALL IN ONE

　　嵌入式一体化设计，采用高性能SOC处理器，集高清视频编码、录制、导播及录播平台于一体的集成录播设备，基于嵌入式DSP、FPGA硬件架构设计，支持高清视频的转场切换(特效)，并能配合自动跟踪系统完成智能全自动导播，不仅支持单画面电影模式，同时亦支持多画面分割、画中画，完全满足高清时代用户对教学录播、高端会议录播的各种需求。采用嵌入式架构和工业标准设计、生产，在系统稳定性上远远优于基于传统工控机模式(主板+视频采集卡)的同类设备，系统采用H.264、MPEG4、M-JPEG视频压缩格式;音频采用AAC、G.711 格式。图像、声音清晰流畅。TS-0600B内置硬件看门狗，确保系统的稳定性和可靠性。

　　同步录制

　　ITC录播系统可以把老师、学生、电子白板、视频展台的视频、音频及教师的PPT、WORD等课件同步录制到单个媒体文件中。ITC录播系统支持自动录制模式和手动录制模式，用户可以手动控制录像启动和停止，也可以启用自动录制模式。在自动录制模式下，用户可以预先设定录像的启始时间和停止时间。整个录制过程自动完成并自动生成录像文件，录像文件包含了主讲人(老师)的视频、听众(学生)的视频、电脑的PPT或者其他文件、主讲人和听众的交互视频，保证了多媒体课件(录像)的生动性和全面性。

　　本地存储和网络存储

　　ITC录播系统支持本地存储和网络存储。用户可以把媒体文件存储于本地，也可以把多媒体课件实时存储在网络视频存储服务器。TS-0600B主机可选配置一块硬盘。并提供了1个USB接口作为临时存储的应用，老师授课完毕后可以方便的带走U盘，而不需要从VPR主机的硬盘中导出当日的视频课件，也不需要通过网络从NVR中下载课件。U盘录像存储功能为用户提供了另外一种便捷的存储方式。

　　实时直播

　　ITC录播系统可通过TCP/IP网络把教学现场的视频、音频、教师课件进行处理后实时直播，用户可以通过IE浏览器、平板电脑、手机及VLC即可同步收看教学现场影音及图文内容。ITC录播系统支持多画面智能切换模式，保证远程用户可以实时看清现场各种视频及图文内容。ITC录播系统提供媒体转发服务器，能够方便用户进行网络直播转发服务。

　　多码流输出

　　ITC录播主机输出各种不同分辨率的视频流，包括1080P、720×480，用户可以选择其中一种或者几种分辨率同时进行录制，从而满足本地高清播放，远程实时观看的需求。ITC录播系统能够帮助用户生成各种规格的多媒体课件，无需后期编辑。真正意义上为用户积累了海量的培训、教学课件资源。

　　标准的录像文件

　　采用国际主流的AVI录像格式，兼容性强。几乎业内的所有播放器都可以打开录像文件，使用方便，简单。不需要专用播放器。

　　内置Web Server ，支持通过IE浏览器进行远程配置及观看

　　ITC录播TS-0600B主机内嵌Web Server，全面支持Internet Explore浏览、配置、升级。用户通过IE浏览器就可以完全管理主机，进行远程的配置和升级。只要有网络的地方，用户都可以通过被授权的用户名、密码访问主机，进行设置、管理和升级。

　　丰富的接口

　　ITC录播TS-0600B主机提供了丰富的接口。USB接口用于U盘存储;HDMI接口和BNC接口用于同步监看;具备 6路IO输入及6路IO控制输出接口，可以与其它工业设备进行对接从而实现联动控制功能。比如，通过IO控制端口连接到门禁控制器实现门禁管理功能。TS-0600B也提供了1路LINE-IN立体声音频线性输入和2路麦克风输入接口，用户可以根据现场环境把VPR主机与前置放大器、功放相连，也可以选择使用麦克风直接输入。TS-0600B主机丰富的接口为用户带来使用上的便捷。

　　本地监看

　　TS-0600B主机支持实用的课件录制本地监看功能。我们知道，很多情况下，老师在授课过程中，可能比较关心同步录制的视频课件的重点，TS-0600B主机提供了这样的选择。TS-0600B主机支持HDMI高清视频同步输出和BNC复合视频信号同步输出。配置一台小巧的液晶显视器，通过上述接口接入TS-0600B主机，老师就可以同步观看到自己授课的实时视频，可以根据视频情况调整自己的教学状态，保证视频课件的重点和连续性。

　　支持点播

　　内置点播功能，录制结束后即可实现在线点播。用户通过IE浏览器及VLC即可回放录制好的多媒体课件。用户也可以把这些多媒体课件放置于学校内的多媒体视频点播平台，实现集中点播及文件下载服务。

　　画质清晰通透

　　TS-0600B内建输入信号的处理机制，对输入的各种信号进行降噪、补偿处理。所以输入的信号无论是通过HDMI数字接口，或者是通过VGA、色差接口，TS-0600B都能输出清晰靓丽的图像画质。

　　支持多画面智能切换模式

　　ITC录播TS-0600B主机支持多画面智能切换模。包括老师、学生、实物展台、课件的自动进行智能切换，确保直播的视频能够突出现场交互的重点，录制后的多媒体课件具有生动性和趣味性。

　　支持平板电脑、手机

　　ITC录播TS-0600B主机支持平板电脑、手机现场收看。用户可以远程通过PC、平板电脑、智能手机收看现场直播，满足用户的使用并带来了便捷性。

　　提供API接口

　　提供开放的API接口，支持SDK集成开发，方便第三方系统接入、调用和控制。

　　文件管理方式全面

　　录制好的文件可进行删除、下载、观看及点播、支持上传到指定FTP服务器。用户经授权后可通过WEB界面将文件下载到本地电脑。

　　全场景智能跟踪

　　使用智能视频分析技术，替代红外、超声波等技术，不需要人员参与任何操作，实现全自动跟踪，真正满足常态化教学需求，采用基于镜头标定的三维建模法，精确定位和跟踪目标，始终如一对教师进行智能跟踪拍摄，包装跟踪目标不丢失;

　　场景切换自然

　　采用专业的摄像机构架方式(教师特写、教师全景、学生特写、学生全景、板书特写)能够进行全方位、多角度、多场景的拍摄，丰富的场景变化，既保证视觉流畅又能够真正表达教学情景;

　　五、应用优势

　　突破空间限制

　　通过使用全自动高清教学录播系统，缩小了学生与老师之间的空间距离，即使是老师在异地教学，也能让学生在听课的时候如同身临其境。

　　多种互动方式

　　老师与学生的互动方式包括声音、图像、板书等，参与互动的学生，可以与老师进行直接的语音交流，也可以相互看到对方的视频图像，并具有教室主讲、多组教室互动、课题文字表达、课题主题标示等贴近教学需求应用功能;

　　三种角色

　　为了简化操作，系统为用户提供了三种角色：主讲教室、互动教室、听课教室。主讲教室具有课堂控制权限，是授课的主体;互动教室不能控制课堂进程，经授权后，可以与主讲教室进行面对面的交流;听课教室只能单向收看。

　　全高清视频

　　视频系统采用H.264 High Profile高清编码技术，提供1080P@60帧全高清视频画面，由于采用独有的视频编码技术，实现1M网络带宽传输1080P@30帧高清视频画面，2M网络带宽传输1080P@60帧高清视频画面;

　　资源共享、远程学习

　　课堂视频录制自动存储的云服务器，云服务器支持600路以上高清音视频信号同步录制，1000个用户(教师、学生)同步在线直播、点播，实现“一间课室录制，多间课室分享”，彻底解决了我国教育在地区之间、城市之间和学校之间的差距;

　　应用场所：远程教育、云教育等;

　　六、应用架构图