1產(chǎn)品概述
1.1需求分析
學(xué)校信息化的一個(gè)重要領(lǐng)域是信息技術(shù)與課程整合，盡管課堂教學(xué)存在著一些與生俱來(lái)的不足與缺陷。但就目前而言，課堂教學(xué)仍然是學(xué)校教學(xué)活動(dòng)的主要方式，學(xué)生通過(guò)學(xué)校的正規(guī)課程學(xué)習(xí)獲得必要的知識(shí)和能力是學(xué)生發(fā)展的主渠道。同時(shí)學(xué)校還面臨如何落實(shí)“一師一優(yōu)課、一課一名師”政策要求，發(fā)揮名師課程優(yōu)勢(shì)，利用信息化手段，提升教師整體教學(xué)技能，并建設(shè)優(yōu)質(zhì)校本視頻資源。
學(xué)校通過(guò)智能錄播系統(tǒng)的建設(shè)，能完善課程建設(shè)過(guò)程性評(píng)估與教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督管理、校本優(yōu)質(zhì)資源建設(shè)實(shí)現(xiàn)“常規(guī)化與便捷化”，能輕松實(shí)現(xiàn)與其他學(xué)校的互動(dòng)教學(xué)，能形成同步化校本教學(xué)資源延展學(xué)生的學(xué)習(xí)。
1.2系統(tǒng)概述
針對(duì)以上需求，奧威亞（AVA）提出常態(tài)錄播系統(tǒng)應(yīng)用方案。該方案基于標(biāo)準(zhǔn)課室建設(shè)能實(shí)現(xiàn)常態(tài)化錄課的系統(tǒng)，并借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將錄播系統(tǒng)的音視頻服務(wù)，統(tǒng)一由部署在學(xué)校的視頻應(yīng)用云平臺(tái)進(jìn)行對(duì)外服務(wù)。具體將實(shí)現(xiàn)如下功能：
建設(shè)常態(tài)化錄播教室。通過(guò)該教室的搭建，能智能實(shí)現(xiàn)課堂實(shí)況自動(dòng)拍攝的功能，真實(shí)完整還原教師講解、學(xué)生聽(tīng)課、提問(wèn)等各個(gè)環(huán)節(jié)的授課情況。常態(tài)化教室構(gòu)建簡(jiǎn)單，能將日常的教師授課高效優(yōu)質(zhì)錄制。
2預(yù)期效果
? 促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展，提高教師教學(xué)技能
教學(xué)視頻不僅能給學(xué)生進(jìn)行課后學(xué)習(xí)，也可以給老師進(jìn)行教學(xué)技能的學(xué)習(xí)。自主研發(fā)的S-T行為分析圖，能幫助老師了解自己對(duì)比他人的教學(xué)行為習(xí)慣，從而提升自身教學(xué)技能。
? 節(jié)省成本，智能錄制優(yōu)質(zhì)視頻
錄播系統(tǒng)能智能完成課堂的自動(dòng)錄制，無(wú)須任何人力投入，即可全自動(dòng)拍攝完課堂視頻，從而避免傳統(tǒng)錄制，帶來(lái)的人力成本、后期編輯時(shí)間成本投入等問(wèn)題。
3系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)組成
3.1.1設(shè)備分布圖
3.1.2產(chǎn)品組成
XX學(xué)校擬建設(shè)一間四機(jī)位錄播課室
錄播教室
錄播教室的作用在于對(duì)教師行為、學(xué)生行為、教師電腦的VGA信號(hào)進(jìn)行采集。在全自動(dòng)的模式下，老師、學(xué)生只需正常上課即可，無(wú)需佩戴任何設(shè)備。系統(tǒng)自動(dòng)將視音頻記錄后存放到錄播主機(jī)中，保存為標(biāo)準(zhǔn)的MP4視頻格式。
3.2系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
3.2.1應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢(shì)
? 錄播全嵌入式設(shè)計(jì)
錄播主機(jī)基于Linux系統(tǒng)，完全脫離Windows系統(tǒng)，免受木馬病毒入侵危險(xiǎn)，免受windows系統(tǒng)文件丟失風(fēng)險(xiǎn)。嵌入式架構(gòu)幾乎可完全避免設(shè)備故障，且主機(jī)供電只需12V，低耗環(huán)保。
? 智能切換拍攝技術(shù)
智能切換技術(shù)，避免鏡頭的跟拍或跟丟，避免觀看者頭暈，讓優(yōu)質(zhì)課堂資源視頻觀摩，有如觀看百家講壇般的體驗(yàn)。
4產(chǎn)品介紹
4.1錄播系統(tǒng)功能介紹
4.1.1錄播系統(tǒng)功能特點(diǎn)
? 軟件硬件全嵌入式設(shè)計(jì)：
全新嵌入式架構(gòu)，錄播主機(jī)基于Linux系統(tǒng)，專(zhuān)機(jī)專(zhuān)用，完全脫離Windows系統(tǒng)，不用擔(dān)心微軟的操作系統(tǒng)是否停止更新及受到其他病毒的侵襲。嵌入式架構(gòu)可降低設(shè)備故障率，錄播主機(jī)的供電只需12V，低能耗、低發(fā)熱。
? 多路1080P 50fps/60fps并發(fā)處理：
能同時(shí)處理并發(fā)的1080P 50fps/60fps信號(hào)，能夠自如應(yīng)對(duì)多路1080@60全高清視頻信號(hào)并發(fā)處理，采用先進(jìn)的H.264.High.Profile視頻編碼方式生成最高質(zhì)量的1080p全高清mp4文件。
? 智能切換圖像識(shí)別拍攝技術(shù)：
智能切換技術(shù)，使用鏡頭切換效果代替?zhèn)鹘y(tǒng)鏡頭搖擺跟拍效果，避免鏡頭的跟拍或跟丟，避免觀看者頭暈，讓優(yōu)質(zhì)課堂資源視頻觀摩，有如觀看百家講壇般的體驗(yàn)。
? 首創(chuàng)B/S遠(yuǎn)程導(dǎo)播平臺(tái)：
遠(yuǎn)程導(dǎo)播技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)我校管理員在任何校園網(wǎng)絡(luò)可達(dá)的地方，通過(guò)電腦即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)播功能。
? 高智能數(shù)字音頻處理：
將課室內(nèi)多路音頻信號(hào)，如拾音話(huà)筒、領(lǐng)夾麥克風(fēng)、電腦音頻等進(jìn)行智能混音處理，對(duì)環(huán)境音進(jìn)行降噪處理，對(duì)人聲進(jìn)行自動(dòng)增益處理，以達(dá)到音頻錄制效果的最優(yōu)化。
? 一鍵式簡(jiǎn)易操作
通過(guò)控制面板上的按鈕，教師可實(shí)現(xiàn)一鍵式操作，輕松“開(kāi)始”“停止”課堂教學(xué)視頻錄制。
4.1.2標(biāo)準(zhǔn)錄播教室
1.標(biāo)準(zhǔn)錄播教室效果圖
2.標(biāo)準(zhǔn)錄播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
主要設(shè)備包括：錄播主機(jī)A6，圖像跟蹤主機(jī)，數(shù)字音頻處理器，高清云臺(tái)攝像機(jī)*2，高清全景攝像機(jī)*2，圖像跟蹤定位攝像機(jī)*3，拾音話(huà)筒*6，中控面板，電源控制器，切換控制臺(tái)。
3.標(biāo)準(zhǔn)錄播系統(tǒng)介紹
常態(tài)錄播系統(tǒng)主要由錄播圖像系統(tǒng)、圖像跟蹤主機(jī)、數(shù)字音頻處理系統(tǒng)及系統(tǒng)電源控制系統(tǒng)組成。
4臺(tái)高清攝像機(jī)將高清圖像傳輸?shù)戒洸ブ鳈C(jī)，經(jīng)導(dǎo)播控制平臺(tái)對(duì)4路圖像信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)導(dǎo)播處理，實(shí)現(xiàn)高清圖像視頻的錄制。
3臺(tái)圖像跟蹤攝像機(jī)所拍攝的畫(huà)面作為圖像定位信號(hào)連接到跟蹤主機(jī)，通過(guò)跟蹤主機(jī)分析處理，向錄播主機(jī)發(fā)出控制指令，控制攝像機(jī)的拍攝以及多鏡頭的切換。
教師和學(xué)生的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)領(lǐng)夾話(huà)筒和吊頂拾音話(huà)筒拾取，輸入到數(shù)字音頻矩陣處理器，通過(guò)均衡、降噪和混音等處理，輸出2路立體聲音頻，1路向錄播主機(jī)提供錄音信號(hào)，另1路可作為現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)音。
最終所有的視、音頻均傳送到錄播主機(jī)中進(jìn)行編碼處理，可通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)點(diǎn)播。同時(shí)會(huì)生成標(biāo)準(zhǔn)MP4文件，保存在錄播主機(jī)中，供后期再次編輯或上傳到平臺(tái)進(jìn)行點(diǎn)播。
4.產(chǎn)品性能及技術(shù)參數(shù)
錄播系統(tǒng)
1)高清錄播主機(jī)
?實(shí)時(shí)直播/同步錄制、在線(xiàn)點(diǎn)播、實(shí)時(shí)導(dǎo)播、自動(dòng)跟蹤。
? 采用標(biāo)準(zhǔn)流媒體文件格式MP4，適合通用播放器或嵌入網(wǎng)頁(yè)播放方式。
? 主機(jī)可同時(shí)輸入6路1080P/50/60高清視頻信號(hào)，其中包括多路本地高清攝像機(jī)及VGA和HDMI電腦信號(hào)；
? 手動(dòng)錄播方式：由管理人員在導(dǎo)播界面進(jìn)行切換控制。
?全自動(dòng)錄播方式：與自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、自動(dòng)切換系統(tǒng)無(wú)縫組合，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)錄播。
?遠(yuǎn)程和本地導(dǎo)播技術(shù)、帶有預(yù)監(jiān)、特技、鼠標(biāo)點(diǎn)擊跟蹤等多種功能。
?數(shù)字接口HDMI實(shí)時(shí)直播環(huán)出，支持自動(dòng)/手動(dòng)方式設(shè)置HDMI分辨率。
? 支持切換特技效果，拉幕、淡入淡出等等，支持字幕,支持靜態(tài)、動(dòng)態(tài)臺(tái)標(biāo)/LOGO。
2)高清云臺(tái)攝像機(jī)
HD-300S性能特點(diǎn)：
?低照度解像能力強(qiáng)，特別適合于照明一般的會(huì)議室/課室等場(chǎng)所。
?最大分辨率達(dá)到1920x1080，輸出幀頻最高可達(dá)60/50幀/秒。在保證高清晰度的同時(shí)，重點(diǎn)滿(mǎn)足了對(duì)畫(huà)面流暢性的需求。
? 同時(shí)應(yīng)用了2D和基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的3D降噪算法，采用新一代低噪聲傳感器，有效降低了噪聲。
? 獨(dú)特的基于人眼模型的Iridix曝光動(dòng)態(tài)控制算法，使畫(huà)面曝光均勻，層次感強(qiáng)。
? 傳感器支持WDR(寬動(dòng)態(tài)范圍)，在有強(qiáng)烈明暗反差的環(huán)境下(如逆光)，能夠清晰捕捉成像所有景物。
? 光學(xué)變焦可以達(dá)到18倍。
? 豐富完善的接口：同時(shí)提供YPbPr模擬分量接口、DVI(HDM)接口、廣播級(jí)3G－SDI接口，尤其是3G－SDI接口支持1080P/60高清數(shù)字視頻信號(hào)通過(guò)單根同軸電纜傳輸。
? 紅外遙控器信號(hào)透?jìng)鞴δ堋?/span>
3)高清場(chǎng)景攝像機(jī)
EHD-202SN 性能特點(diǎn)：
?低照度解像能力強(qiáng)，特別適合于照明一般的會(huì)議室/課室等場(chǎng)所。
?圖像分辨率達(dá)到1920x1080，輸出幀頻最高可達(dá)60/50幀/秒。在保證高清晰度的同時(shí)，重點(diǎn)滿(mǎn)足了對(duì)畫(huà)面流暢性的需求。
?采用了350萬(wàn)像素1/2.7COMS感光器件，總像素達(dá)到354萬(wàn)。
?傳感器支持WDR(寬動(dòng)態(tài)范圍)，在有強(qiáng)烈明暗反差的環(huán)境下(如逆光)，能夠清晰捕捉成像所有景物。
? 支持自動(dòng)/手動(dòng)白平衡調(diào)節(jié)，自動(dòng)/手動(dòng)曝光調(diào)節(jié)(光圈、快門(mén)、增益)，固定聚焦。
? 支持抗閃爍功能，
? 支持2路HD－SDI輸出接口， 1080P/60高清數(shù)字視頻信號(hào)可通過(guò)單根同軸電纜傳輸。
? 支持網(wǎng)絡(luò)輸出，支持H.264視頻、AAC音頻；
? 控制方式支持RS-422/RS-485接口、VISCA協(xié)議。
圖像識(shí)別定位系統(tǒng)
4)圖像跟蹤主機(jī)
?可以自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)位置、并動(dòng)態(tài)控制攝像頭跟蹤拍攝，實(shí)現(xiàn)教師跟蹤和板書(shū)跟蹤，確保教師和板書(shū)特寫(xiě)畫(huà)面，以及教師在課室范圍內(nèi)任意位置準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)拍攝。
?一體化硬件設(shè)計(jì)， 設(shè)備高度1U，穩(wěn)定可靠，采用圖像識(shí)別技術(shù)跟蹤；
?支持多路攝像的跟蹤定位拍攝，分別對(duì)應(yīng)教師區(qū)、學(xué)生區(qū)以及板書(shū)區(qū)；支持階梯教室跟蹤，不會(huì)因?yàn)榍昂笞桓叨鹊牟町悓?dǎo)致跟蹤混亂。
5)定位攝像機(jī)M2760PDL
通過(guò)專(zhuān)利模糊算法，對(duì)相應(yīng)對(duì)象進(jìn)行采集編碼，把實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析變量發(fā)送到圖像跟蹤主機(jī)，配合相應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別跟蹤的邏輯控制。也支持學(xué)生跟蹤無(wú)線(xiàn)手持話(huà)筒定位檢測(cè)。
技術(shù)參數(shù)：
1)掃描系統(tǒng) PAL標(biāo)準(zhǔn)制式，625線(xiàn)，50場(chǎng)/秒
2)圖像傳感器 1/3"（約4.8mm×3.7mm）隔行掃描方式CCD
3)像素 總計(jì)：795(垂直)×596(水平)，有效：752(垂直)×582(水平)
水平解像度 大于540電視線(xiàn)
音頻處理系統(tǒng)
6)音頻處理器
?Input多種輸入源選擇 8路輸入/4路輸出
可選擇多種電平的音源輸入，為電容式話(huà)筒提供48V 的供電。
?AGC自動(dòng)增益控制
自動(dòng)提升和壓縮話(huà)筒音量，使之以恒定的電平輸出。
?AVC回聲消除
全新的自適應(yīng)式回聲消除功能，無(wú)需人工調(diào)試。
?AFC聲反饋嘯叫消除
采用自適應(yīng)處理的方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)聲系統(tǒng)的嘯叫進(jìn)行有效的消除；
?ANC自動(dòng)噪聲消除
自動(dòng)噪聲消除根據(jù)環(huán)境的聲場(chǎng)變化自動(dòng)進(jìn)行噪聲消除。
7)專(zhuān)業(yè)拾音話(huà)筒AT-680
本產(chǎn)品是一款短小精致的干涉電子管麥克風(fēng)。卓越的方向性和精巧的設(shè)計(jì)，穩(wěn)定的高清晰度和反饋噪聲抑制功能，成為適用于電影、廣播和電視領(lǐng)域的全能型麥克風(fēng)。
技術(shù)參數(shù)
單體： 背極式柱極體
指向性： 超心型/葉型
頻率響應(yīng)： 40-20,000 Hz
靈敏度： -38 dB±2dB(1dB=1V/Pa @1KHz)
阻抗： 500 Ω
信噪比： 70 dB ,1kHz at 1Pa
等效噪音級(jí)： 13 dB（A加權(quán)）
最大聲壓級(jí)： 1kHz條件下132 dB
動(dòng)態(tài)范圍： 106 dB ,1kHz at Max SPL
幻象電源： 48V DC, 2 mA
連接端： XLRM三針公卡儂
5裝修建議
房間內(nèi)的裝飾應(yīng)盡量簡(jiǎn)樸，墻壁顏色應(yīng)盡量選用中性，非白色的色調(diào)，如淺灰、淺藍(lán)等。
盡量選取墻壁為淺色調(diào)，淺色墻壁的反光會(huì)有效提高人物面部的亮度，使得水平照明和垂直照明的接近，提高灰度級(jí)別，最終達(dá)到提高攝像質(zhì)量的目的。
5.1課室照明
燈光照明系統(tǒng)在全自動(dòng)錄播系統(tǒng)中極其重要，它是錄制出高質(zhì)量畫(huà)面效果文件的重要因素之一；盡量使用室內(nèi)照明，以免室外和室內(nèi)光線(xiàn)的色溫不一致造成偏紅或偏藍(lán)色調(diào)；同時(shí)，燈管的選用需要顯色性85%以上的燈管，這樣可以更好的還原物體的顏色。
多媒體教室中最佳的光源應(yīng)該是非直射三基色燈，不宜采用自然光照明。若有大的窗子，可用厚的窗簾遮蓋。三基色燈可選用白熾燈型(色溫在3200K左右)或日光型(5600K左右)。按照攝像機(jī)標(biāo)準(zhǔn)圖像的規(guī)范要求，整個(gè)課室平均照度在600～1000LUX時(shí)，攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)可以達(dá)到廣播級(jí)。
對(duì)于采用投影儀的講臺(tái)區(qū)域，應(yīng)采用分區(qū)管理不同的光照區(qū)域，一般在投影屏幕的前面設(shè)置可調(diào)光源，并避免強(qiáng)光照射投影屏幕區(qū)域。同時(shí)，在講臺(tái)上方可設(shè)置一個(gè)燈光區(qū)域，以調(diào)節(jié)講臺(tái)的光線(xiàn)，使之更柔和，亮度更均勻。
5.2聲音處理
對(duì)于要求較高的錄播課室，建議在課室后墻、側(cè)墻3.8米以下區(qū)域墻面安裝可變吸聲擴(kuò)散單元或布藝吸聲軟包，頂部天花采用跌級(jí)造型天花，采用微孔吸聲板，規(guī)格1mm 孔徑0.04幾何孔，能有效減小第一次反射到聽(tīng)觀席；
為滿(mǎn)足課室的聲學(xué)效果，所用吸聲材料必須要達(dá)到下列要求：
1)木質(zhì)吸音板厚15mm以上；
2)無(wú)粉塵污染---24小時(shí)粉塵釋放量不大于0.03mg/m3；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值0.15 mg/m3；
3)防火性能墻面需達(dá)到B1級(jí)難燃,天花需達(dá)到A級(jí)不燃標(biāo)準(zhǔn),其它部位都需按照《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范》執(zhí)行。
