集控式云录播及网络示教系统的应用

2017-12-27邵林邓晶荣

电子技术与软件工程 2017年17期

文/邵林邓晶荣

集控式云录播及网络示教系统的应用

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在MOOCs席卷全球教育领域并引发教育教学模式新变革的形式下，如何方便快捷、规模化地录制海量的教学视频，已经成为各级各类教育培训机构进军MOOCs领域需要迫切解决的先决问题之一。本文主要介绍我校护理系集控式云录播及网络示教系统的设计和构建。

MOOCs 云录播

1 研究意义

2012年以来，大规模在线开放课程（massive open online course, MOOCs, 慕课）在全球范围广泛兴起，国内各大高校相继开始进行慕课的建设，课堂实况录像随之出现并高速发展，其示范性与生动形象的特点是其他教学资源无可比拟的, 特别在校际交流, 资源共享, 远程教育等方面得到广泛的应用。在精品课程建设开展以来, 教育界对课堂实录提出了更高的要求。在这样的背景下，录播系统产品同样获得了空前的发展，已经从传统意义上的模拟模式向数字化、网络化方向发展。而多媒体技术作为录播系统中的重要应用技术，通过对新技术和计算机技术的有效结合，对于录播水平的提升有着重要的现实意义，客观上为系统整体性能的提升提供奠定了条件，同时也在一定程度上实现了对内部结构的优化。在经过十数年的发展之后，数字视频压缩编码技术已经从开始的尝试走向了成熟，尤其是随着互联网事业在世界各地的普及，这种新型的录播系统已经在各行各业中得到广泛的应用。尤其是其数据传输距离基本无限制这一优势，就使其成为当前应用范围最广的信息化技术之一。

2 集控式云录播及网络示教系统简介

录播系统可以把现场摄录的视频、音频、电子设备的图像信号（包含电脑、视频展台等）进行整合同步录制，生成标准化的流媒体文件，用来对外直播、存储、后期编辑、点播。观众可以通过IE浏览器登录录播系统服务器收看直播的影音及图文信息，也可后期点播视频信息。录播系统颠覆了传统的教学理念，摒弃了常规的教学方式，以视频再造“首次教育”，为学生知识建构和能力发展提供强有力的技术支持和服务保障，对培养高层次复合型、创新型技术人才的高职教育产生了深远影响。

传统的录播系统在多个教室统一录制和管理上存在服务器性能要求高、力大、易瘫痪、价格昂贵、安全性能低等问题。

随着云计算理念的迅速推广和普及，国内外主流的多媒体录播产品和技术服务商尝试将云计算与录播系统相融合，在教育科研领域打造“云服务平台”，进而开启了教育录播行业的变革之路。

3 我校护理系录播系统介绍

3.1 系统概述

3.1.1 系统组成

3.1.1.1 录播教室

前端系统由分布多间教室的“A录播教室”、“B录播教室”、“C录播教室”……“N录播教室”等集合而成，各录播课室设备的主要任务是通过智能拍摄技术，完成对课室师生图像、课件图像及语音的高清采集，并对信号进行优化处理，最后输出标准MP4流媒体文件。

3.1.1.2 集控中心

集控中心负责接收和处理前端录播教室：“A录播教室”、“B录播教室”、“C录播教室”……“N录播教室”设备的统一管理和处理上传各种数据（包括图像、语音和数据），并可实现对分布在学校的录播课室设备进行集中监管和控制。

集控中心承担对整个录播系统运行管理和控制工作，是实现系统设备接入，用户权限认证、系统配置、设备控制、信息记录等重要功能的场所，其还将部署实现教学录播、在线监控、精品公开课观摩等所有视频应用服务的云平台。

3.2 云录播系统结构

主要设备包括：录播主机，图像跟踪主机，高清全景摄像机*2，图像跟踪定位摄像机*2，全向话筒，中控面板，电源控制器。

3.3 云录播系统介绍

云录播系统的主要功能在于把每个教学视频所需的教师图像、学生图像、课件汇集到一台主机设备中编码处理，再进行智能自动切换，即可把输出视频发送到云端，与通常概念云录播相比，大大地减少了编码器的数量，3路视频只需要一台主机即可实现云录播功能。同时还实现了实时自动画面切换，提高了录制视频的可观赏性。系统支持网络和本地同时录制，形成双重保险，从而保障录制视频不因网络阻塞而引起视频停顿、丢帧等现象影响到录制视频的质量，一旦出现在直播过程中出现上述现象，只需课后把视频重新上传即可。

云录播系统由录播图像系统、图像跟踪主机及系统电源控制系统组成。

2台高清摄像机和课件PC把高清图像传输到录播主机，经导播控制平台对图像信号进行自动/手动导播处理，实现对高清图像视频进行录制和直播。

2台图像跟踪摄像机所拍摄的画面作为图像定位信号连接到跟踪主机，通过跟踪主机分析处理，向录播主机输出控制指令，控制直播图像切换。

教师和学生的语音信号通过领夹话筒和吊顶拾音话筒拾取，直接输入到录播主机音频接口，实现图像配音。