專利名稱：全自動智能教學(xué)錄播系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)錄播系統(tǒng)，尤其是一種無人值守即可完成教學(xué) 過程錄制和網(wǎng)絡(luò)直播的錄播系統(tǒng)，具體地說是一種全自動智能教學(xué)錄播系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，我國人口眾多，優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源緊缺。在目前家家都希望子女 能考上好的大學(xué)，將來找到一份好的工作，因此為了上一所好學(xué)校，家庭不 惜傾其所有也好讓子女上好的學(xué)校。對此，國家、省、市教育部門也十分重 視。
隨著科技的不斷進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，將有限的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源變 成全社會共享的資源是一種較好的解決方法。而將教學(xué)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化 是首要條件。為此，人們開發(fā)了各種多媒體錄播系統(tǒng)，借助網(wǎng)絡(luò)的作用，將 名師、名校、名課的教學(xué)內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)、光盤向全社會推廣。但現(xiàn)有的錄播 系統(tǒng)均需要多人操縱攝錄機(jī)才能進(jìn)行工作，這一方面會影響畫面的切換、增 加后期編輯的工作量和難度，影響實(shí)時錄播的質(zhì)量，此外，由于攝錄人員的 存在也會對老師和學(xué)生的正常發(fā)揮造成影響。因此開發(fā)一種無需人工攝錄的 全自動錄播系統(tǒng)是當(dāng)務(wù)之急。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對目前優(yōu)質(zhì)教學(xué)的需要，設(shè)計一種無需人工操縱， 完全借助于各組成模塊和控制軟件即可自動完成整個錄播工作的全自動智能 教學(xué)錄播系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
一種全自動智能教學(xué)錄播系統(tǒng)，其特征是它主要由中央控制單元l、錄播
主機(jī)2、多媒體教學(xué)設(shè)備3、板書攝像機(jī)4、學(xué)生攝像機(jī)5、教師攝像機(jī)6、教 師計算機(jī)13、現(xiàn)場拾音頭7以及教師板書傳感器8、座位發(fā)言話筒9及智能導(dǎo)播系統(tǒng)10組成，錄播主機(jī)2、多媒體教學(xué)設(shè)備3和智能導(dǎo)播裝置10均與中
央控制單元1相連，中央控制單元1還連接有操作面板11和網(wǎng)絡(luò)接口 12;板
書攝像機(jī)4、學(xué)生攝像機(jī)5、教師攝像機(jī)6和教師計算機(jī)13同時與錄播主機(jī)2
及智能導(dǎo)播裝置10相連；現(xiàn)場拾音頭7直接與錄播主機(jī)2相連；教師板書傳
感器8和座位發(fā)言話筒9分別與智能導(dǎo)播裝置10相連。
所述的多媒體教學(xué)設(shè)備3包括投影機(jī)、電動幕布、視頻展示臺和音頻功 率放大器。
本實(shí)用新型還包括一由授課老師隨身攜帶的、實(shí)時反映其位置的傳感器 件14，它能及時將老師所處的位置反饋給錄播系統(tǒng)，經(jīng)導(dǎo)播系統(tǒng)計算后驅(qū)云 臺攝像機(jī)及時跟蹤老師的位置。
本實(shí)用新型的有益效果
本實(shí)用新型從根本上解決了教學(xué)錄播的全自動問題，無需人工操縱即可 由授課老師一人操縱自動完全整個教學(xué)過程的錄播，既可通過網(wǎng)絡(luò)直播，也 可自動刻錄成光盤進(jìn)入保存。
整個系統(tǒng)借助于軟件和相應(yīng)傳感器、感應(yīng)器件的幫助，能自動完成畫面 切換和跟蹤。
本實(shí)用新型功能齊全，可靈活組合成能滿足各種需要的錄播系統(tǒng)。
本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)的主要功能有
網(wǎng)絡(luò)實(shí)時直播
可以將教師授課的實(shí)況，包括教師授課活動、與學(xué)生交流互動、學(xué)生發(fā)言、 現(xiàn)場場景、教師使用的任何課件信息等，通過網(wǎng)絡(luò)以流媒體的方式直播。
本實(shí)用新型可提供現(xiàn)場控制和遠(yuǎn)程集中控制兩種方式，配合全自動的智能 控制系統(tǒng)，教師在現(xiàn)場進(jìn)行一鍵操作就可輕松完成錄播工作，也可以由管理 人員在遠(yuǎn)程集中對多個錄播教室進(jìn)行管理控制，使教師可以全身心投入到教 學(xué)活動中，免受其他事務(wù)干擾。
本實(shí)用新型可以以單流的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，適應(yīng)于企業(yè)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)及衛(wèi) 星網(wǎng)絡(luò)等各種不同的組網(wǎng)方案。網(wǎng)絡(luò)直播時可以單播或組播方式，授權(quán)用戶 可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時收看，通過媒體服務(wù)器級聯(lián)方式，可使多校區(qū)的網(wǎng)絡(luò)接收流暢，不受點(diǎn)數(shù)限制。 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時錄制
在網(wǎng)絡(luò)直播的同時可將授課現(xiàn)場的實(shí)況同步錄制成課程資源，錄制時將 教師視頻、學(xué)生視頻、現(xiàn)場場景、各種教學(xué)課件等信息多流合并，錄制成為 一個標(biāo)準(zhǔn)的ASF格式文件，以供網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)播、后期編輯或刻錄成光盤分發(fā)、保 存。
自動生成教學(xué)資源庫 網(wǎng)絡(luò)直播結(jié)束時，系統(tǒng)自動將錄制的課程資源文件添加到共享教學(xué)資源 庫，以供廣大師生、教研人員課后點(diǎn)播或進(jìn)行校際課程交流。系統(tǒng)在直播時 能自動生成片頭、片尾，支持畫中畫、場景切換特技等效果，可以隨時插入 圖像標(biāo)記。系統(tǒng)提供單畫面電影模式、多畫面分場景模式兩種錄制模式，用 戶可靈活選擇。
網(wǎng)絡(luò)課程點(diǎn)播
本實(shí)用新型還可提供課程資源管理平臺對課程資源進(jìn)行管理控制，用戶 可登錄到課程資源管理系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)播資源的檢索、查找，授權(quán)用戶可通過網(wǎng)
絡(luò)進(jìn)行點(diǎn)播。系統(tǒng)支持C/S和B/S兩種點(diǎn)播模式，點(diǎn)播時可以進(jìn)行主畫面切 換、快進(jìn)、快退、暫停、目錄索引等操作。
本實(shí)用新型還具有以下特點(diǎn)
先進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)
采用領(lǐng)先的數(shù)字化、智能化及模塊化的架構(gòu)，通過高效的視音頻編碼技 術(shù)、靈活的網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)、信息識別技術(shù)以及人工智能技術(shù)的應(yīng)用整合，為 用戶提供高質(zhì)量、高效率、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)整體解決 方案。
較強(qiáng)的靈活性與伸縮性
基于開放的設(shè)計體系，可提供差異化的應(yīng)用解決方案，以滿足不同單位
的應(yīng)用需求及個性化要求。多種型號的Mbox網(wǎng)絡(luò)課堂錄播系統(tǒng)可為用戶提供
多種應(yīng)用部署，既可以進(jìn)行移動式精品課程現(xiàn)場錄播，也可以部署多套網(wǎng)絡(luò) 課堂錄播系統(tǒng)?？伸`活選擇單畫面電影模式或多畫面分場景模式等多種錄播模式，最多可支持四畫面錄制。整個系統(tǒng)共享一套媒體分發(fā)、資源管理和遠(yuǎn)
程管理平臺，可隨時增加Mbox網(wǎng)絡(luò)課堂錄播系統(tǒng)進(jìn)行平滑擴(kuò)展，有效降低用
戶的投入成本，有利于開展較大規(guī)模的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動。 全方位、立體化、智能化跟蹤控制
本實(shí)用新型的全自動錄播系統(tǒng)以教師授課境況為基準(zhǔn)，根據(jù)教學(xué)實(shí)際過 程以及對教師、學(xué)生的行為和心理分析，采用領(lǐng)先的信息識別和人工智能等 獨(dú)特技術(shù)，從教學(xué)的不同角度對人物進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)行智能化的場景調(diào)度， 不僅使錄播工作變得輕松愉快、簡單易用，而且準(zhǔn)確地表達(dá)了教師的教案， 完全符合受眾的心理和行為習(xí)慣。
智能教師攝像跟蹤，采用人像識別和人工智能技術(shù)，使用單臺攝像機(jī)即 可自動跟蹤教師在授課時活動，教師可以自由走動，全身心投入到教學(xué)活動 中去，充分保證教學(xué)的質(zhì)量，錄制的教師畫面平滑、流暢，表達(dá)細(xì)膩表現(xiàn)力 強(qiáng)，避免了因多鏡頭切換而造成的圖像不連貫、抖動和閃爍現(xiàn)象。
自動高清度板書拍攝，采用人工智能技術(shù)(傳感器加軟件和高清拍攝裝 置，系統(tǒng)能自動探測教師的板書活動，偵測教師的位置，同步調(diào)度高清板書 攝像機(jī)工作并切換畫面，鏡頭切換快速平滑、畫面清晰，準(zhǔn)確地表達(dá)了教師 的教案。
智能師生交互攝像聯(lián)動，采用信息識別和人工智能技術(shù)，能對多個不同 的學(xué)生位進(jìn)行特寫，對鏡頭推、拉、移，也能拍攝學(xué)生全景，有利于充分展 示互動教學(xué)。
高質(zhì)量、高清晰，低碼流、低帶寬
基于專業(yè)的VGA信號實(shí)時采集及先進(jìn)的編碼壓縮技術(shù)，畫面分辨率高達(dá) 1024X768，編碼圖像清晰流暢，編碼后的數(shù)據(jù)在300k 3M比特/秒，用戶可 根據(jù)自己的實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同應(yīng)用的質(zhì)量要求。
部署簡單、使用便捷
采用模塊化設(shè)計使系統(tǒng)部署與安裝簡單、快捷。全方位、立體化、智能 化的跟蹤控制，使系統(tǒng)使用超級簡單， 一鍵式操作，使授課教師可在無人值 守的情況下，無需別人干預(yù)即可完成授課過程的網(wǎng)絡(luò)錄播。
6標(biāo)準(zhǔn)化的媒體格式ASF
基于微軟標(biāo)準(zhǔn)的流媒體規(guī)范格式，采用最先進(jìn)的WMA/麗V音視頻編碼， 將多畫面的音視頻流編碼壓縮到單一的流格式，實(shí)現(xiàn)了高效的單流網(wǎng)絡(luò)直播 和單一文件存儲，可適應(yīng)于企業(yè)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等各種不同的組網(wǎng)方 案。
錄制文件采用標(biāo)準(zhǔn)存儲格式ASF，可使用Windows Media Player等主流 播放器直接播放，可進(jìn)行最廣泛的資源共享，保證用戶方便使用，符合國家 教育部《國家精品課程教學(xué)錄像上網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，可直接使用主流的 非線性編輯軟件進(jìn)行后期處理。
此外數(shù)字化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、 一體化也是本實(shí)用新型區(qū)別于現(xiàn)有錄 播系統(tǒng)的一大特色。

圖1是本實(shí)用新型的組成系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 如圖1所示。
一種全自動智能教學(xué)錄播系統(tǒng)，它主要由中央控制單元l、錄播主機(jī)2、 多媒體教學(xué)設(shè)備3、板書攝像機(jī)4、學(xué)生攝像機(jī)5、教師攝像機(jī)6、教師計算 機(jī)13、現(xiàn)場拾音頭7以及教師板書傳感器8、座位發(fā)言話筒9及智能導(dǎo)播系 統(tǒng)10組成，錄播主機(jī)2、多媒體教學(xué)設(shè)備3和智能導(dǎo)播裝置10均與中央控制 單元1相連，中央控制單元1還連接有操作面板11和網(wǎng)絡(luò)接口 12;板書攝像 機(jī)4、學(xué)生攝像機(jī)5、教師攝像機(jī)6和教師計算機(jī)13同時與錄播主機(jī)2及智 能導(dǎo)播裝置10相連；現(xiàn)場拾音頭7直接與錄播主機(jī)2相連；教師板書傳感器 8和座位發(fā)言話筒9分別與智能導(dǎo)播裝置10相連。所述的多媒體教學(xué)設(shè)備3 包括投影機(jī)、電動幕布、視頻展示臺和音頻功率放大器等。此外，具體實(shí)施 時，為了提高對老師跟蹤的準(zhǔn)確性，還可為授課老師配置一個能實(shí)時反映其 位置的傳感器件14，它能及時將老師所處的位置反饋給錄播系統(tǒng)，經(jīng)導(dǎo)播系 統(tǒng)計算后驅(qū)云臺攝像機(jī)及時跟蹤老師的位置。本實(shí)施例中的中央控制單元1、錄播主機(jī)2和智能導(dǎo)播裝置10均由計算 機(jī)加上相應(yīng)的軟件加以實(shí)現(xiàn)。其余各部件均可采用現(xiàn)有設(shè)備加以整合而成。 本實(shí)用新型的工作原理為
1、 授課老師首先使用操作面板，通過中央控制單元對所有的多媒體教學(xué) 設(shè)備教學(xué)操作控制，進(jìn)行日常的多媒體教學(xué)工作；
2、 教師移動檢測裝置主要偵測教師的位置，經(jīng)教師跟蹤系統(tǒng)(圖像識別 軟件)分析處理后將信息發(fā)送給智能導(dǎo)播系統(tǒng)；教師板書檢測裝置(傳感器
或光柵)主要偵測教師的板書行為， 一旦有教師板書行為發(fā)生，立刻將信息
發(fā)送給智能導(dǎo)播系統(tǒng)；學(xué)生行為檢測裝置主要偵測學(xué)生的發(fā)言(所要位置的 話筒的開關(guān)狀態(tài))等行為活動，經(jīng)學(xué)生定位系統(tǒng)分析處理后將信息發(fā)送給智 能導(dǎo)播系統(tǒng)。智能導(dǎo)播系統(tǒng)根據(jù)教師位置信息、學(xué)生行為及定位信息分析判 斷，控制錄播主機(jī)切換到相應(yīng)的視頻(Video)源，并驅(qū)動教師攝像機(jī)和學(xué)生 攝像機(jī)云臺轉(zhuǎn)動進(jìn)行跟蹤定位。智能導(dǎo)播系統(tǒng)根據(jù)教師板書行為、操作計算 機(jī)的動作分析判斷，控制錄播主機(jī)切換到相應(yīng)的視頻(RGB)源。
3、 錄播主機(jī)可以將教師授課的實(shí)況，包括教師授課活動、與學(xué)生交流互 動、學(xué)生發(fā)言、現(xiàn)場場景、教師使用的課件、板書等信息，通過網(wǎng)絡(luò)以流媒 體的方式直播。在網(wǎng)絡(luò)直播的同時可將授課現(xiàn)場的實(shí)況同步錄制成課程資源， 錄制時將教師視頻、學(xué)生視頻、現(xiàn)場場景、各種教學(xué)課件等信息多流合并， 錄制成為一個標(biāo)準(zhǔn)的ASF格式文件，以供網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)播、后期編輯或刻錄成光盤 分發(fā)、保存。
4、 通過網(wǎng)絡(luò)接口可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，以便進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)。
5、 可以對教室進(jìn)行視頻監(jiān)控。
6、 通過網(wǎng)絡(luò)接口可以遠(yuǎn)程進(jìn)行控制、管理。
7、 網(wǎng)絡(luò)錄播結(jié)束時，系統(tǒng)自動將錄制的課程資源文件上傳到共享教學(xué)資 源庫，以供廣大師生、教研人員課后點(diǎn)播或進(jìn)行校際課程交流。在教學(xué)時也 可以下載共享教學(xué)資源內(nèi)容，實(shí)時授課。
本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種全自動智能教學(xué)錄播系統(tǒng)，其特征是它主要由中央控制單元(1)、錄播主機(jī)(2)、多媒體教學(xué)設(shè)備(3)、板書攝像機(jī)(4)、學(xué)生攝像機(jī)(5)、教師攝像機(jī)(6)、教師計算機(jī)(13)、現(xiàn)場拾音頭(7)以及教師板書傳感器(8)、座位發(fā)言話筒(9)及智能導(dǎo)播系統(tǒng)(10)組成，錄播主機(jī)(2)、多媒體教學(xué)設(shè)備(3)和智能導(dǎo)播裝置(10)均與中央控制單元(1)相連，中央控制單元(1)還連接有操作面板(11)和網(wǎng)絡(luò)接口(12)；板書攝像機(jī)(4)、學(xué)生攝像機(jī)(5)、教師攝像機(jī)(6)和教師計算機(jī)(13)同時與錄播主機(jī)(2)及智能導(dǎo)播裝置(10)相連；現(xiàn)場拾音頭(7)直接與錄播主機(jī)(2)相連；教師板書傳感器(8)和座位發(fā)言話筒(9)分別與智能導(dǎo)播裝置(10)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動智能教學(xué)錄播系統(tǒng)，其特征是它還包括傳感 器件(14)。
專利摘要一種全自動智能教學(xué)錄播系統(tǒng)，其特征是它主要由中央控制單元(1)、錄播主機(jī)(2)、多媒體教學(xué)設(shè)備(3)、板書攝像機(jī)(4)、學(xué)生攝像機(jī)(5)、教師攝像機(jī)(6)、教師計算機(jī)(13)、現(xiàn)場拾音頭(7)以及教師板書傳感器(8)、座位發(fā)言話筒(9)及智能導(dǎo)播系統(tǒng)(10)組成，錄播主機(jī)(2)、多媒體教學(xué)設(shè)備(3)和智能導(dǎo)播裝置(10)均與中央控制單元(1)相連，中央控制單元(1)還連接有操作面板(11)和網(wǎng)絡(luò)接口(12)；板書攝像機(jī)(4)、學(xué)生攝像機(jī)(5)、教師攝像機(jī)(5)和教師計算機(jī)(6)同時與錄播主機(jī)(2)及智能導(dǎo)播裝置(10)相連；現(xiàn)場拾音頭(7)直接與錄播主機(jī)(2)相連；教師板書傳感器(8)和座位發(fā)言話筒(9)分別與智能導(dǎo)播裝置(10)相連。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)無人值守的自動錄播，解放了勞動力，自動化程度高。
文檔編號G09B5/06GK201255932SQ200820185250
公開日2009年6月10日 申請日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月27日
發(fā)明者楊志祥, 飛 鄒, 翔 高 申請人:南京高盛信息產(chǎn)業(yè)有限公司