奥威亚——常态化录播系统解决方案

　　第一章 方案背景

　　国家教育部为深入贯彻落实中央有关教育信息化的战略部署，完成《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》确定的教育信息化目标任务、全面深入推进“十三五”教育信息化工作，在《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见》中明确了以下内容：

　　(1)积极推动管理平台与资源平台的深入应用与协同发展，不断扩大优质教育资源覆盖面，全面推进“优质资源班班通”;

　　(2)继续推进“一师一优课，一课一名师”活动，鼓励教师利用信息技术创新教学模式，推动形成“课堂用、经常用、普遍用”的信息化教学新常态。

　　第二章 方案设计

　　系统介绍

　　录播系统成为解决大批量教学资源专业制作的最有效工具。运用常态化录播系统的力量，在课堂常态化教学的同时就可以完成课堂的全过程实况拍摄，0人工投入也可以做出媲美专业摄像师的精品教学视频。

　　常态化录播系统凭借强大的图像识别跟踪技术，师生无须佩戴任何设备，可以按照授课逻辑自主对老师行为、学生行为、电脑画面进行跟踪拍摄，并自动制成优质的教学视频，真实记录整个教学过程，给视频观看者置身真实授课现场的完美体验。支持网络直播转发功能，实现远程听课、观摩。

　　图表 1 常态化录播教室效果图

　　系统拓扑

　　标准录播系统主要由录播主机、视频采集系统、音频处理系统、图像跟踪系统和智能导播系统组成。系统拓扑图如下图所示。

　　录播主机支持接入2路3G-SDI、1路VGA和2路HDMI信号。高清图像信号传输到录播主机，经导播控制平台对各路图像信号进行自动/手动导播处理，实现高清图像视频的录制。支持录播主机直接环出录制画面进行同步观摩。

　　图表 2 常态化录播系统拓扑图

　　视频采集系统

　　构建常态化录播系统。通过该系统的搭建，能智能实现课堂实况自动拍摄的功能，真实完整还原教师讲解、学生听课、提问等各个环节的授课情况。常态化教室构建简单，能将日常的教师授课高效优质录制。

　　采用电子云镜技术，通过两台400万像素非云台摄像机即可实现“教师特写”、“教师全景”、“学生特写”、“学生全景”和“授课电脑”五个场景画面拍摄与录制。每个拍摄画面均为1080P高清画质，实现真正全高清录制。辅助于“一线通”技术，大大优化了系统结构、提高部署效率、减少故障节点。

　　图表 3 电子云镜技术示意图

　　音频处理系统

　　教师和学生的语音信号通过两支全向型拾音话筒拾取。全向型拾音话筒，采用白色的吸顶设计，声音明亮通透、细节丰富、层次感强，适用于录播教室录音。

　　无需额外配置调音台、音频处理器等设备，常态化录播主机内置数字音频处理模块，支持音量调节、自动混音、EQ均衡调节、回声抑制、自动增益等功能。

　　最终所有的视、音频均传送到录播主机中进行编码处理，录制文件为标准MP4格式，保存在录播主机中，支持后期再次编辑或上传到平台进行点播。

　　图像跟踪系统

　　全自动跟踪技术

　　整个跟踪功能无需额外配置跟踪主机和辅助定位摄像头。常态化录播系统解决方案采用先进图像智能识别跟踪技术，通过摄像机进行视频采集的同时实现教师行为和学生行为的跟踪信息捕捉。录播主机内置跟踪功能，对摄像机采集的跟踪信息进行快速分析处理，实现画面实时跟踪切换。

　　基于电子云台和图像智能识别跟踪技术，解决机械云台导致切换画面晃动、缓慢的困扰，能够迅速锁定跟踪目标，使整个跟踪切换过程更加平稳、切换过程画面不会抖动。使教学录播的全自动跟踪模式得到进一步的技术提升。

　　全自动跟踪逻辑

　　老师跟踪：实现老师特写、全景切换跟踪。

　　学生跟踪：捕捉学生行为，当学生起立回答问题时，自动检测并切换到学生画面。

　　跟踪逻辑：当教师站立不走动时为特写画面;当教师在讲台区域走动讲解时为教师区域全景画面;学生起立发言时，首先切换到学生去区域全景画面，再过渡到发言学生的特写画面。当多个学生同时起立时则切换为学生全景画面;当教师进行PPT课件讲解时，跟踪系统应自动检测并触发，录制画面切换到电脑画面。

　　智能导播系统

　　为方便导播人员进行导播管理控制，录播主机内嵌导播管理系统，提供满足课程录制功能的导播操作平台。PC导播平台基于B/S架构设计，支持使用IE、360、chrome等浏览器通过网络直接访问导播平台，实现网络远程导播。

　　导播平台具有完善的录课导播功能，包括画面切换、场景布局、摄像机控制、添加LOGO与字幕、音量调节等功能。

　　支持EPTZ电子云台功能，通过软件技术实现对非云台摄像机特写画面的电子云台控制、数字变焦功能。

　　支持基于IOS系统的IPAD移动导播功能，提供自主研发的移动导播APP应用服务。

　　图表 4导播系统

　　直播与资源共享

　　常态化录播系统支持标准RTMP视频传输协议，支持与资源平台进行无缝对接，实现优质视频资源基于局域网、互联网的大范围共享。支持基于资源平台和第三方系统平台的直播与推送功能，实现教学观摩、大规模公开课等直播服务应用。

　　第三章 方案特色与优势

　　领先的录播技术

　　软硬件全嵌入式设计，拥有多项技术自主知识产权，精巧的机身设计。高集成度，八合一录播主机，单板卡集成视频编码、实时导播、同步录制、音频处理、图像跟踪、电子云镜、网络直播、在线点播等功能。

　　双摄像机实现五场景

　　非简单的双目摄像机，采用电子云镜技术，两个400万像素非云台高清摄像机完成“教师特写”、“教师全景”、“学生特写”、“学生全景”和“授课电脑”五个场景画面拍摄录制。采用专业会议全向话筒实现课堂教学声音采集。基于H.264 highprofile和AAC音视频编码技术，高质量的声画同步录制，1080P高清画质视频输出。

　　智能图像跟踪技术

　　全自动跟踪拍摄。基于电子云台和图像智能识别跟踪技术，解决机械云台导致切换画面晃动、缓慢的困扰，能够迅速锁定跟踪目标，使整个跟踪切换过程更加平稳、切换过程画面不会抖动。使教学录播的全自动跟踪模式得到进一步的技术提升。

　　专业音频处理技术

　　常态化录播主机内置数字音频处理模块，支持音量调节、自动混音、EQ均衡调节、回声抑制、自动增益等功能。

　　“一线通”传输技术

　　支持一线通功能，常态化录播主机与高清摄像机之间，仅通过一根标准SDI线缆即可实现图像信号，控制信号，供电同传。优化传输系统、提高部署效率、减少故障节点。

　　强大的可扩展性

　　强大的系统扩展性，支持通过软件升级扩展基于国际标准H.323、SIP协议的互动功能，实现基于互联网的远程互动教学教研应用。

　　第四章 方案清单