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大華4K錄播解決方案
發布時間:2019-07-15  關注度:6075   
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  一、 需求分析

  4K教學錄播在使用方式上與傳統的精品錄播有較大差異,4K教學錄播主要滿足每個教師經常性、常態性的課堂視頻錄制,注重效果的同時,關注使用便捷性和擴展性,方便自己、學生、家長、學校領導等觀看。隨著教育信息化不斷深入,傳統的錄播系統已經無法滿足教學錄播需求:

  名師優課錄制需求:名師資源有限,通過傳統的方式授課,只能使少數的人享受到名師授課,而大多數學生渴望卻無法享受到。教育機構非常需要一套系統可以方便的記錄名師的教學過程,學生、老師可以通過網絡隨時進行直播點播學習,這樣將可以有效的提高整體的教育水平。

  教師自我提升需求:年輕教師在教學經驗、教學方法上不如老教師精湛,傳統的提升方法是到教授現場學習觀摩,但這對時間、空間的安排要求非常高,因此教育機構需要一個系統來解決這個問題,同時年輕教師可以觀察自身平時授課視頻,來發現問題,自我提升。

  全自動錄制需求:傳統的錄播系統在使用的時候通常需要電教老師進行導播,及后續的非編,這種模式工作量很大,無法滿足日益增大的優質課程制作需求。因此,精品課錄播系統必須要能全自動運行,快速實現課程制作。

  更精準的跟蹤切換需求:傳統自動錄播系統的跟蹤切換策略在具體使用時存在各種問題,學生檢測、教師跟蹤等的準確率參差不齊,造成一些垃圾鏡頭,從而造成后期大量的非編工作,因此需要系統能提供更精準的跟蹤切換,提升工作效率。

  簡單的后期制作需求:授課過程錄制是教學錄播做重要的一環,制作高品質的教學課件,建立共享資源庫,才能完成知識傳承和交流工作。但如何才能高效率的制作高品質課件呢?按照傳統思路,授課老師親自制作課件,一般要求老師掌握計算機、攝像和課件編輯等專業技術,但是目前大多數學校教師教學任務繁重,勢必會給教師授課帶來很多的負擔,因此需要一套操作簡便、高效實現高品質視頻制作的錄播系統。

  快速部署需求:傳統的錄播系統一般包括錄播攝像機、錄播主機、跟蹤攝像機、跟蹤主機、定位攝像機、定位主機、音頻處理器、大量吊麥、導播臺及電源模塊等等,而且需要對教室配合進行裝修,對燈光、噪聲等都有非常高的要求,所以錄播教室部署非常復雜,如何使部署更加簡單,對錄播教室建設具有非常大的意義。

  降低部署成本需求:由于傳統錄播系統設備成本、裝修成本都比較高,無法進行大規模的建設,因此普及教育信息化必須要降低單個錄播教室的部署成本。

  擴展性需求:錄播教室作為學校重資產,在實現錄播功能的同時,還能兼具其他如巡考、巡課、安防等功能,將大大提高系統的使用率,提高投入產出比。

  二、 設計原則

  為了達到國內領先的目標,教學錄播系統的建設應該充分考慮系統的先進性、共享性、擴展性、靈活性、實用性、可靠性和易用性的原則。

  先進性原則

  系統設計不但要考慮充分利用當前的最新技術,而且還必須考慮隨著技術的進一步發展,能在系統中不斷溶入新技術,使系統始終充滿活力,始終保持一定的先進性。

  動態擴展原則

  錄播系統的規?梢詣討B伸縮,滿足應用和用戶規模增長的需要。新增教學錄像系統,僅需要在新增教室內增加教室錄播設備即可,投資幅度大大縮小。

  靈活性原則

  針對不同的客戶需求、不同的網絡環境,在畫面路數、分辨率、碼率配置、編碼方式、格式等等都可做動態調整,靈活適應不同場景。

  實用性原則

  此系統的建設應以實用性為基本原則。系統功能必須滿足錄、看、控、存、查、管、用的要求,硬件和軟件平臺界面友好、易學易用、使用方便、音視頻清晰;采用統一的系統標準和通信協議,使整個系統中各個子系統間能互聯互控,充分發揮整個系統的功能。

  可靠性原則

  在考慮技術先進性和開放性的同時,還應從系統結構、技術措施、設備性能、系統管理、廠商技術支持及維修能力等方面著手,確保系統運行的可靠性和穩定性,達到最大的平均無故障時間。系統建設需要保證系統安全、正確地完成相應功能,從而保證系統的完整性、正確性和可恢復性。

  易用性原則

  在滿足教學錄播需求的情況下,教室內設備降到最少,不需要復雜的操作即可實現錄播,可維護性、易用性都大大提升。

  多用途原則

  系統可以實現錄播功能,在主機關機的情況下還應兼具電子巡考、校長巡課、網絡教研、多媒體教室安防等功能。

  三、 總體架構

  大華常態化4K教學錄播系統建設分為錄播教室和資源管理中心,錄播教室是硬件主要包含:1個4K教師攝像機、1個雙目學生攝像機、1臺錄播主機、1臺觸摸控制屏或者導播客戶端、2個拾音器。采集老師全景、老師特寫、學生畫面、電腦VGA畫面、HDMI畫面,通過自動切換、跟蹤,實現課堂視頻的自動合成。

  對接班班通設備,實現整體教室統一管理。

  資源管理中心包括:1臺資源管理平臺、點播服務器(選配)以及1臺PC客戶端,下一章重點講解。

  4K教學錄播系統拓撲圖

  四、系統組成

  4.1教學錄播一體機

  大華4K教學錄播一體機DH-TRS1000-N3采用高度集成化設計,支持4路BNC視頻接口,支持SD-SDI、HD-SDI、3G-SDI,支持1路HDMI、1路VGA信號的同步采集,內嵌圖像識別跟蹤模塊、視頻檢測模塊、自動/半自動/手動導播切換模塊、高清錄播模塊、直播模塊、點播模塊等,4K教學錄播所需要的功能模塊全部整合在1臺1U設備上,純硬件嵌入式架構, LINUX操作系統,方案穩定。

  錄播主機支持VGA、HDMI信號作為視頻輸入,當PPT切換的時候,系統自動將PPT畫面切換到主畫面。支持VGA直接輸出主畫面(電影模式),主機帶2個SATA接口,最大單盤容量8TB,按照每節課45分鐘,每節課約1.5GB,16TB課件可以保存10000節課的視頻,能滿足各種應用場景的錄播需求。

  高清音視頻編碼:大華4K教學錄播一體機DH-TRS1000-N3的視頻編碼采集1080P高清視頻信號,音頻編碼采用AAC高清音頻編碼方式,所有資源通道的錄像都包含混音后音頻錄像。高清的音視頻編碼讓DH-TRS1000-N3常態化錄播系統主機可以輕松獲得更加細膩優質的錄像效果。

  自動導播功能:大華4K教學錄播一體機DH-TRS1000-N3內置智能檢測、自動切換功能模塊,可以根據策略實現全自動的跟蹤切換:

  A、 老師在講臺區域講課,主畫面顯示老師特寫畫面;

  B、 老師在講臺上走動時,畫面切換到講臺全景畫面;

  C、 老師走下講臺,授課區無人時,切換到學生全景畫面;

  D、 學生起立,切換到學生全景;

  E、 教師操作電腦時,切換到PPT畫面;

  輕松選擇模式錄制:《精品視頻公開課拍攝制作技術標準》及《數字校園示范校建設參考指標》都要求用于提交評比或共享的視頻都需采用單流的視頻文件方式,DH-TRS1000-N3很好地滿足了這一技術要求。

  4.2 視頻攝像系統-

  大華專門為教學業務設計了二款教學專用攝像機,其中教師4K半球攝像機,采用EPTZ技術,具備高清、智能、功能融合的特色,外觀精致美觀、可桌面擺放式安裝,通過非云臺攝像機即可實現教師特寫、教師全景拍攝與錄制。

  產品特點:

  設計精巧、美觀;

  支持網絡信號輸出,支持POE供電;

  高性能處理器,支持880萬(4096*2160)@30fps高分辨率實時輸出;

  支持教師跟蹤檢測,教師特寫、全景自動識別切換;

  支持G.711/G.722/G.726/MPEG2/AAC音頻編碼;

  支持GBT28181、ONVIF等各種網絡協議,組網更方便;

  通過網絡實現實時監控,遠程升級,錄像、抓圖等功能,使用和維護方便;

  獨特的三維定位功能,捕捉目標更方便、精準、快捷;

  學生雙目攝像機,具備高清、智能、功能融合的特色,通過雙目相機的立體視覺技術做學生起立檢測,同時實現學生全景拍攝與錄制。

  產品特點:

  設計精巧、美觀;

  支持SDI/網絡信號輸出,支持POE供電;

  高性能處理器,支持200萬(1920*1080)@25fps高分辨率實時輸出;

  支持學生動態跟蹤檢測;

  支持G.711/G.722/G.726/MJPEG/AAC音頻編碼;

  支持GBT28181、ONVIF等各種網絡協議,組網更方便;

  通過網絡實現實時監控,遠程升級,錄像、抓圖等功能,使用和維護方便;

  獨特的三維定位功能,捕捉目標更方便、精準、快捷;

  4.3 智能檢測系統

  老師定位檢測:教師定位使用4K半球內置定位算法,用于判斷教師的位置,需要在講臺附近,繪制切換觸發線,通過智能檢測功能實現對教師位置、講臺人數的判斷。

  學生起立檢測:通過雙目攝像機內置算法判斷區域內學生是否起立,如檢測到起立,則將學生畫面切換到主畫面,實現對學生起立動作的判斷與聯動。

  電腦畫面檢測:通過視頻動檢技術,精確判斷輸入的VGA/HDMI畫面是否有變化,如檢測到有動作,系統自動切換到電腦畫面,把整個電腦高清畫面切換到主畫面,使PPT、視頻等畫面觀看更清晰。

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