一、教學錄播解決方案概述

　　錄播教室是利用視音頻記錄技術完整記錄課堂的教學活動，實現實時直播和課后點播。課堂教學活動包括老師、學生的圖像與聲音，教師的計算機課件、板書等信息。

　　錄播教學系統在普通錄播教室基礎上增加和強化了系統的數字化、控制的自動化、傳輸的網絡化、視頻信號的高清化。使用者也從專業的電教教師轉向普通教師;系統集成了網絡化集中錄制技術、圖像跟蹤技術、智能導播技術、、非線性編輯技術、網絡直播技術.能夠將錄制生成的高清視頻畫面、三分屏模式畫面和四分屏模式畫面通過網絡進行直播，并且能夠將生成的課件，通過后期的一次性編輯，發布到網絡平臺，進行在線學習。系統支持普通、標清、高清標準的攝像機。

　　錄播教學系統利用先進的圖像跟蹤定位技術，在教師和學生無須使用任何感應設備的情況下，對教師攝像和學生攝像進行自動跟蹤和定位，并且結合自動導播系統對畫面進行自動導播，系統具備70種以上的特技切換技術，教師可以根據自己喜好選擇視頻特技切換，系統支持3D場景，系統具備非線性編輯系統，能夠對課件信息進行一次性編輯，同時能夠根據學校素材(視頻、音頻、PPT)進行合成，生成優質的視頻課件。

　　錄播教學系統以及移動錄制系統在錄制過程中能夠添加片頭、片尾、校徽、校標、其他音視頻素材、添加授課人的信息等，系統具備自動音頻導播功能，提供有主混音、次混音和均衡混音界面，在切換畫面的同時，保證音頻信號的導播控制。

　　1.1全自動高清錄播演播系統網絡拓撲圖

　　全自動錄播教室跟蹤圖

　　方案說明

　　如圖所示：高清錄播方式。視頻信號包括兩個部分：用于拍攝的高清視頻信號和用于定位的視頻圖像分析信號，拍攝的高清視頻信號通過HD-SDI線纜，傳輸到導播控制主機，完成導播信號的自動或者手動切換控制，然后傳輸給錄播電腦，完成高清視頻信號的傳輸。教師的跟蹤定位可以采用跟蹤和分析攝像機組合完成，也可以直接采用的圖像跟蹤系統,由教師攝像機自動完成，無需額外的分析攝像機輔助,減少在實際錄課中頻繁的切換帶來的課件不連貫及在實際點播觀看時不舒服感覺。學生的跟蹤定位由一臺攝像機分析完成，所有的圖像分析視頻傳輸給圖像定位主機，由圖像分析定位主機進行圖像分析后，將控制信號傳輸給導播控制主機，完成教師的跟蹤和學生的定位，并且對教師視頻和學生視頻的導播切換進行控制。

　　音頻信號由學生聲音采集和教師聲音采集兩個部分。學生的聲音采集通過無線麥克采集或安裝8個吊頂麥克進行混音采集。教師的聲音通可通過無線麥克風進行采集，然后音頻信號傳輸到調音臺，由調音臺輸出到導播控制主機，完成音頻信號的采集，其中有一路音頻信號輸出到功放，完成擴音。

　　VGA信號通過錄播主機傳輸到導播主機，完成對VGA信號的采集錄制，然后通過VGA分配器分配輸出到交互式觸摸屏和液晶電視。

　　1.2圖像自動跟蹤系統

　　圖像自動跟蹤系統示意圖

　　1.2.1系統簡介

　　教師、學生跟蹤系統采用獨有的智能視覺跟蹤技術，完全基于高速DSP處理器及先進的智能視覺處理算法，一鏡實現360度全域精準目標跟蹤、定位，無需目標佩戴任何輔助裝置;也無需安裝任何紅外、超聲波、射頻發射器等輔助定位裝置;更無需安裝額外圖像定位攝像機，完全實現常態化教學。跟蹤過程中不受光線變化、目標姿態變化、干擾光源、其他干擾目標等的影響，能夠過濾所跟蹤目標的微小動作干擾，具有非常穩定平滑自然的平移/俯仰/縮放動作，十分適合在教室、會議室等場合使用。

　　采用目前先進的智能視覺跟蹤技術，完全基于高速DSP處理及先進的智能視覺處理技術，一鏡實現360度全域精確目標跟蹤、定位，無需目標佩戴任何裝置;也無需安裝任何紅外、超聲波、射頻發射器等輔助定位裝置;更無需安裝圖像定位攝像機，完全實現常態化教學。視覺跟蹤系統包含教師跟蹤和學生跟蹤兩大子系統：

　　1.2.2教師跟蹤系統

　　1)自動鎖定目標

　　通過智能視頻分析算法，自動識別并鎖定授課教師。當有其他多人活動時，系統探測到多個人活動，能夠自動鎖定教師，跟蹤效果不會受其他活動目標的影響。

　　2)自動跟蹤目標

　　通過實時視頻圖像分析，自動測算教師的當前位置，傳輸控制信號，驅動攝像機實現教師跟蹤。使用特有的攝像機控制技術，使得攝像機在跟蹤過程中始終保持鏡頭的平滑，保證了拍攝畫面的清晰流暢。

　　跟蹤策略：

　　l 當教師在課堂中走動時，360度自動跟蹤，并自動調整焦距，確保老師始終處于畫面中心位置;

　　l 多人同時出現在講臺時，根據預設跟蹤規則，按照服裝顏色、身高、體型等進行自動跟蹤;

　　l 當教師無走動講課或板書時，自動調焦對老師進行特寫拍攝;

　　l 可設置多種跟蹤策略，如嘉賓跟蹤策略，當嘉賓進入拍攝區域，自動脫離教師，并主動跟蹤嘉賓;

　　l 僅通過一臺攝像機即可完成多個對象的自動跟蹤;

　　l 當對象靜止，可通過預設策略自動對焦并進行全景拍攝。

　　1.2.3學生跟蹤系統

　　l 自動識辨站立學生

　　通過實時視頻圖像分析，當教室里有學生起立發言時，系統能快速識別，自動測算站立學生的空間位置，傳輸控制信號，驅動學生攝像機拍攝站立學生特寫鏡頭，實現學生定位。

　　l 全景模式與特寫模式切換

　　系統自動辨識學生場景，當無站立學生時，攝像機拍攝學生全景;當有學生站立時，攝像機自動切換到特寫模式，拍攝站立學生特寫鏡頭。

　　跟蹤策略：

　　l 無學生活動時進行全景拍攝;

　　l 當有學生站立，系統自動判斷，自動調整焦距，跟蹤站立學生;

　　l 多個學生同時站立，根據預設跟蹤規則，按照服裝顏色、身高、體型等進行自動跟蹤，或者還可以對站立學生進行全景拍攝;

　　l 僅通過一臺攝像機即可完成多個發言學生的自動跟蹤;