專利名稱：全自動(dòng)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(wú)人值守即可完成教學(xué) 過(guò)程錄制和網(wǎng)絡(luò)直播的錄播系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種全自動(dòng)智能教學(xué)錄播系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，我國(guó)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(lái)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(duì)此，國(guó)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(huì)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(guò)網(wǎng)絡(luò)、光盤向全社會(huì)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(huì)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(shí)錄播的質(zhì)量，此外，由于攝錄人員的 存在也會(huì)對(duì)老師和學(xué)生的正常發(fā)揮造成影響。因此開發(fā)一種無(wú)需人工攝錄的 全自動(dòng)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(duì)目前優(yōu)質(zhì)教學(xué)的需要，設(shè)計(jì)一種無(wú)需人工操縱， 完全借助于各組成模塊和控制軟件即可自動(dòng)完成整個(gè)錄播工作的全自動(dòng)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(dòng)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(jì)算機(jī)13、現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)13同時(shí)與錄播主機(jī)2
及智能導(dǎo)播裝置10相連；現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)幕布、視頻展示臺(tái)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(shí)反映其位置的傳感器 件14，它能及時(shí)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(jì)算后驅(qū)云 臺(tái)攝像機(jī)及時(shí)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(dòng)問(wèn)題，無(wú)需人工操縱即可 由授課老師一人操縱自動(dòng)完全整個(gè)教學(xué)過(guò)程的錄播，既可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直播，也 可自動(dòng)刻錄成光盤進(jìn)入保存。
整個(gè)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(dòng)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(shí)直播
可以將教師授課的實(shí)況，包括教師授課活動(dòng)、與學(xué)生交流互動(dòng)、學(xué)生發(fā)言、 現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景、教師使用的任何課件信息等，通過(guò)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(chǎng)控制和遠(yuǎn)程集中控制兩種方式，配合全自動(dòng)的智能 控制系統(tǒng)，教師在現(xiàn)場(chǎng)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(duì)多個(gè)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(dòng)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(shí)可以單播或組播方式，授權(quán)用戶 可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)收看，通過(guò)媒體服務(wù)器級(jí)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(shí)錄制
在網(wǎng)絡(luò)直播的同時(shí)可將授課現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況同步錄制成課程資源，錄制時(shí)將 教師視頻、學(xué)生視頻、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景、各種教學(xué)課件等信息多流合并，錄制成為 一個(gè)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(dòng)生成教學(xué)資源庫(kù) 網(wǎng)絡(luò)直播結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將錄制的課程資源文件添加到共享教學(xué)資源 庫(kù)，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(shí) 能自動(dòng)生成片頭、片尾，支持畫中畫、場(chǎng)景切換特技等效果，可以隨時(shí)插入 圖像標(biāo)記。系統(tǒng)提供單畫面電影模式、多畫面分場(chǎng)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(tái)對(duì)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(guò)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(shí)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(guò)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(shí)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(jì)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(gè)性化要求。多種型號(hào)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(dòng)式精品課程現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)景模式等多種錄播模式，最多可支持四畫面錄制。整個(gè)系統(tǒng)共享一套媒體分發(fā)、資源管理和遠(yuǎn)
程管理平臺(tái)，可隨時(shí)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(dòng)。 全方位、立體化、智能化跟蹤控制
本實(shí)用新型的全自動(dòng)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(guò) 程以及對(duì)教師、學(xué)生的行為和心理分析，采用領(lǐng)先的信息識(shí)別和人工智能等 獨(dú)特技術(shù)，從教學(xué)的不同角度對(duì)人物進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)行智能化的場(chǎng)景調(diào)度， 不僅使錄播工作變得輕松愉快、簡(jiǎn)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(shí)別和人工智能技術(shù)，使用單臺(tái)攝像機(jī)即 可自動(dòng)跟蹤教師在授課時(shí)活動(dòng)，教師可以自由走動(dòng)，全身心投入到教學(xué)活動(dòng) 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(dòng)和閃爍現(xiàn)象。
自動(dòng)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(dòng)探測(cè)教師的板書活動(dòng)，偵測(cè)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(dòng)，采用信息識(shí)別和人工智能技術(shù)，能對(duì)多個(gè)不同 的學(xué)生位進(jìn)行特寫，對(duì)鏡頭推、拉、移，也能拍攝學(xué)生全景，有利于充分展 示互動(dòng)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(hào)實(shí)時(shí)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(jiǎn)單、使用便捷
采用模塊化設(shè)計(jì)使系統(tǒng)部署與安裝簡(jiǎn)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(jí)簡(jiǎn)單， 一鍵式操作，使授課教師可在無(wú)人值 守的情況下，無(wú)需別人干預(yù)即可完成授課過(guò)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(chǔ)，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(chǔ)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(guó)家 教育部《國(guó)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(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。 如圖1所示。
一種全自動(dòng)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(jì)算 機(jī)13、現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)13同時(shí)與錄播主機(jī)2及智 能導(dǎo)播裝置10相連；現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)幕布、視頻展示臺(tái)和音頻功率放大器等。此外，具體實(shí)施 時(shí)，為了提高對(duì)老師跟蹤的準(zhǔn)確性，還可為授課老師配置一個(gè)能實(shí)時(shí)反映其 位置的傳感器件14，它能及時(shí)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(jì)算后驅(qū)云臺(tái)攝像機(jī)及時(shí)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(jì)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(guò)中央控制單元對(duì)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(dòng)檢測(cè)裝置主要偵測(cè)教師的位置，經(jīng)教師跟蹤系統(tǒng)(圖像識(shí)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(cè)裝置(傳感器
或光柵)主要偵測(cè)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(cè)裝置主要偵測(cè)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(dòng)，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(dòng)教師攝像機(jī)和學(xué)生 攝像機(jī)云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)算 機(jī)的動(dòng)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(dòng)、與學(xué)生交流互 動(dòng)、學(xué)生發(fā)言、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景、教師使用的課件、板書等信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以流媒 體的方式直播。在網(wǎng)絡(luò)直播的同時(shí)可將授課現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況同步錄制成課程資源， 錄制時(shí)將教師視頻、學(xué)生視頻、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景、各種教學(xué)課件等信息多流合并， 錄制成為一個(gè)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(guò)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(duì)教室進(jìn)行視頻監(jiān)控。
6、 通過(guò)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(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將錄制的課程資源文件上傳到共享教學(xué)資 源庫(kù)，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(shí)也 可以下載共享教學(xué)資源內(nèi)容，實(shí)時(shí)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(dòng)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(jì)算機(jī)(13)、現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)(13)同時(shí)與錄播主機(jī)(2)及智能導(dǎo)播裝置(10)相連；現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(jì)算機(jī)(13)、現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī)(6)同時(shí)與錄播主機(jī)(2)及智能導(dǎo)播裝置(10)相連；現(xiàn)場(chǎng)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(wú)人值守的自動(dòng)錄播，解放了勞動(dòng)力，自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G09B5/06GK201255932SQ200820185250
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:南京高盛信息產(chǎn)業(yè)有限公司