极域高清全自动录播方案.doc
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1、极域高清录播方案(2023年8月)教育信息化技术专家极域荣誉出品目录1.公司简介12.需求分析22.1前言22.2用户需求分析23.方案解决的问题43.1支持三种模式录播43.2支持高清格式视频录制43.3智能化PPT与视频的自动索引43.4基于图像跟踪技术的自动跟踪录播43.5智能实时导播与后期导播53.6强大易用的后期编辑53.7实时在线直播课堂教学53.8强大的视频资源管理与点播53.9人性化的操作控制54.方案设计64.1方案概述64.2方案原理图74.3方案流程图74.4方案拓扑图84.5方案功能详述84.5.1极域全自动录播系统94.5.2极域图像辨认跟踪系统124.5.3极域触摸
2、式网络导播系统154.5.4极域 Director后期导播系统174.5.5极域 Editor非线性课件编辑系统184.5.6极域视频服务系统214.6技术规格224.6.1极域全自动录播系统224.6.2极域图像辨认跟踪系统234.6.3极域触摸式网络导播系统244.6.4极域视频服务系统255.方案优势265.1独特的技术创新265.2贴近教学实际的应用创新276.方案产品列表277.教室装修建议30方案图表目录图 1高清录播教室效果图6图 2极域高清录播系统连接示意图7图 3极域高清录播系统流程图7图 4极域高清录播方案拓扑图8图 5极域MW-HDR11系统主机(正面图)9图 6使用极域
3、播放器播放三画面文献9图 7六画面多流多画面效果10图 8多画面切换效果10图 9电影模式视频界面11图 10单路多画面录制的文献在微软播放器直播及回放时的效果11图 11极域图像辨认跟踪系统12图 12极域图像辨认跟踪系统跟踪原理图13图 13极域教师图像辨认跟踪系统界面14图 14极域触摸式网络导播系统界面15图 15极域后期导播软件18图 16极域流分离软件19图 17极域文献剪切软件19图 18极域文献合并软件20图 19 ASFMaker20图 20极域索引编辑软件21图 21极域视频服务系统21图 22极域视频服务系统后台22表 1极域高清录播系统产品列表271. 公司简介极域品牌
4、自2023年创建以来,一直致力于为教育信息化领域提供性能好、服务优的软件系统产品以及一系列功能强大的解决方案。历经11载艰苦卓绝的探索与实践,极域品牌凭借其强大的研发实力和独特的技术优势,长期引领行业发展的趋势,在生产、销售、服务等方面的综合实力,不断获得用户的认可,并在业界赢得广泛声誉。INTEL、联想、DELL、HP、方正、同方、龙芯等国内外顶级厂商都是极域非常紧密的战略合作伙伴。极域产品畅销海内外,在国内某些城市的市场占有率高达95%,并远销海外60多个国家和地区。极域核心产品拥有17个完美翻译的语言版本,全球学校用户数量超过30万所,用户人数超过1200万人。极域参与了众多国内外重大项
5、目的建设,在中国教育部投资100亿元的农村远程教育项目中,极域成为了电子教室系统产品的最大份额中标商,尚有英特尔1:1数字化学习项目、龙芯项目、校校通工程等等,产生了深远的市场影响。2. 需求分析2.1 前言随着信息技术的发展,现代教学技能与传统的教学技能有了主线的不同。录播系统在现代教学中的应用已经越来越广泛,已越来越多的被教育教学单位用来改善教育模式,改善教学、培训技术、提高教学、培训质量的重要手段和必备措施。学校在已经拥有专业视频,音频技术人员和网络设备基础上,只需非常少量的投资即可发挥人员,技术和设备的优势,使大批昂贵的电教设备仍可在网络时代发挥作用,很好地解决了网络时代如何使原电教设
6、备充足运用的瓶颈问题,轻松实现了网上直播、实录、点播和课程网络化,给网络课程库建设带来了巨大的方便。所以,建立一套现代的多媒体录播系统,对于培养高素质、高教学技能的学生有着重要的作用,使学生在受教育过程中将主观与客观有效结合把握所学,并在科学的教学模式中充足发挥受教育者立体思维的积极作用,从而将传统教学活动与现代信息教学方法有机结合,提高整体教学水平,使之更好地适应正在到来的信息的信息化社会对于教育发展的新规定。学校需要建立一套录播主讲教室,以实现校内及校外互动式教学,共享优秀的教学资源。教室内的教师、学生及电脑等画面都可以全方位保存下来,并且对教师和学生的摄像无须人工操作,即可实现高清拍摄,
7、录制好的文献可上传至资源点播平台实现网络化共享。2.2 用户需求分析1) 如何突破传统视频录制技术用于制作课件时只能录制“教师、PPT”的局限,实现教师、学生、PPT等多路信号同步录制,并集成为符合国家精品公开课、SCORM标准的视频课件?2) 如何实现对教师、学生的自动跟踪和拍摄,不需拍摄人员?3) 在缺少专业导播人员情况下,如何在多路视频中自动选出反映课堂教学关键环节的视频,实现自动导播,实时生成单路视频文献?4) 可以用一套系统就满足多流多画面、单流多画面等各种录播规定而无需反复投资?5) 教师视频及学生视频能否均支持DVD质量的高清画面,图像清楚细腻。6) 可以将把课堂教学实况通过网络
8、面向校内外直播,便于各类用户收看?7) 是否支持对拍摄视频后期的强大编辑功能?8) 如何对种类繁多、数量庞大的视频资源进行有效的后期管理,并通过权限认证,让学生、家长等授权用户随时随地点播教学视频,并能让多用户同时点播、流畅地播放同一视频满足不同用户的点播需求?3. 方案解决的问题3.1 支持三种模式录播极域全自动录播系统可将视频、音频、计算机屏幕等多路信号同步录制到单个文献中,支持多路信号任意组合,最高支持四路视频信号与两路VGA信号的任意组合录制。支持三种模式的录制:多路多画面(同时录制3路画面)、单路单画面(从3路画面中选择一路录制)、单路多画面(将3个画面录制为一路信号,即画外画)。3
9、.2 支持高清格式视频录制系统能对视频信号进行数字化高清采集,采用高性能DSP芯片,进行一对一的高清信号编码,输出D1(720*576)高清靓丽的画面。系统通过VGA接口进行数字化高清电脑屏幕采集,采用高性能DSP芯片,进行高清信号编码,采集画面可达成30帧/秒,输出16001200高清高动态电脑画面。3.3 智能化PPT与视频的自动索引系统支持自动建立PPT文献目录与视频文献的索引功能。点击相应索引标题,视频及VGA画面即可同步跳转到相应画面,方便观众对感爱好的标题和栏目进行快捷定位回放。索引文献以IDX文献方式保存,不会破坏视频文献结构,支持后期添加和修改。3.4 基于图像跟踪技术的自动跟
10、踪录播方案采用“图像辨认跟踪”技术,教师、学生无需佩带任何设备,无需拍摄人员即可实现摄像机对教师、学生的高清和拍摄,解决了“红外线跟踪”与“声音跟踪”易受外界杂音或遮挡物干扰的难题。,并支持跟踪区域、镜头自动推拉摇移速度,可以设定特写、中景、全景触发等多种跟踪策略的设定,满足不同应用场合拍摄需要,解决了学校摄像人员局限性的困境,提高了录制效率。3.5 智能实时导播与后期导播无需人工操作,就可自动从3路信号中选定教学过程中的焦点镜头,自动导播,形成满足国家视频公开课标准的单路视频文献。或通过简朴快捷的后期导播编辑软件可让教师依据实际需要对多画面视频文献进行编辑,支持分辨率及码流二次编码压缩,重新
11、导播后生成的文献最高支持1920*1024的分辨率,制作更完美的精品视频公开课。3.6 强大易用的后期编辑系统支持丰富的后期编辑功能,涉及:多路文献拆分、文献剪切、文献合并、片头片尾制作、索引编辑等功能。3.7 实时在线直播课堂教学系统可通过网络将现场视频、音频及计算机屏幕实时直播,用户以IE浏览器及 Media Player 即可同步收。独有的P2P组播功能,无须特殊设立即可实现大规模并发直播。3.8 强大的视频资源管理与点播系统内MOD点播功能,系统可对录制好的文献进行管理,可进行改名、删除、下载、观看,可设立点播权限、上传总控平台、上传指定FTP服务器等操作;用户经授权后可通过WEB界面
12、将文献下载到本地电脑录制结束时即可实现在线点播;系统支持多级用户分组及权限管理功能,可通过树形菜单进行权限的灵活分派。3.9 人性化的操作控制系统通过专属控制面板,可实现“上课”“下课”操作,简化管理工作。系统支持液晶面板、WEB界面管理系统及中央控制系统三种方式进行控制,并具有SDK开发接口,供第三方系统平台进行调用和控制。4. 方案设计4.1 方案概述极域高清录播方案重要用于满足国家精品视频课程、哈佛耶鲁公开课等多镜头采集、单路输出的录播需求。方案支持多种录播模式,特别特有的自动导播技术可以自动捕获教学或会议过程中的重点环节,自动在主讲视频、学生视频、主讲电脑屏幕等多路信号中选择一路,生成
13、单路视频文献。图 1高清录播教室效果图4.2 方案原理图图 2极域高清录播系统连接示意图4.3 方案流程图图 3极域高清录播系统流程图4.4 方案拓扑图图 4极域高清录播方案拓扑图4.5 方案功能详述极域高清录播系统是一款为教育行业制作高质量精品视频课程而量身定做的专用解决方案。极域高清录播系统采用纯硬件方式捕获高清视频信号、VGA屏幕信号,支持两路1080P高清视频信号输入及一路1600*1200 的VGA屏幕信号输入。可实现“一机三模”的录制方式。系统重要由以下几部分构成:全自动录播系统、在线导播系统、教师图像辨认跟踪系统、学生图像辨认跟踪系统、音频系统。图 5极域MW-HDR11系统主机
14、(正面图)4.5.1 极域全自动录播系统4.5.1.1 多路多画面录播 (多画面资源模式)多路多画面录播模式支持将多个视频流合成可在极域专有软件上播放的单个文献,录制、观看时每个视频流或屏幕流可任意拖动或全屏播放。后期可把任意一个视频流或屏幕流单独拆分、编辑,或组合成一个新文献。其优点在于可把现场各路信号都能独立保存下来。录制的视频格式为WMV,可用微软自带的Media player播放器或系统自带的极域播放器进行播放。极域Player播放器针对极域MW-HDR11系统进行优化,直播及点播时采用多分屏的方式进行播放。同时,系统支持最多16个视频窗口的任意拉动,亦可点击任意一个窗口进行全屏观看。
15、图 6使用极域播放器播放三画面文献图 7六画面多流多画面效果注:MW-HDR11机型为三路信号输入,若需输入六路信号录制(5+1方式,各画面可任意放大或全屏播放),可选用更高端的型号。由于本播放器采用专用的多路同步录制技术,各个视频窗口都可以用鼠标任意拖动进行窗口切换,亦可双击鼠标左键指定某一个窗口进行全屏播放。图 8多画面切换效果4.5.1.2 单路单画面录播(电影模式)单路单画面录播是在多个视频流或屏幕流中,进行N选一切换,仅将其中一个流录制并输出成为WMV格式的视频文献。该模式合用于国家精品课程视频的录制,但是用户在同一时刻只能看到其中一路画面,现场各路信的素材不能保存下来,只能保存被选
16、择的哪部分内容。图 9电影模式视频界面单窗口4 : 3或16:9 显示方式,支持Windows Media Player直接播放。画面在主讲人视频、听众视频及讲义(PPT)之间进行三选一的切换。4.5.1.3 单路多画面录播 (画外画模式)单路多画面模式支持在多个视频流或屏幕流中进行多画面分割与合并,可实现N选三的切换,将之输出为一个单流的多画面视频文献,也可称为画外画的方式。该种模式集多路多画面模式中的多场景的优点与单路录播方式中生成可在通用播放器播放的单流视频的优点。如图所示,在单流视频窗口中,仍以三分屏方式呈现,左边为两个窗口,右边为一个主窗口。主富窗口在录制或直播中可由系统自动切换或人
17、工切换,录制生成的文献最高支持1920*1024的分辨率。但是其缺陷后期无法如“多路多画面”模式同样分离出每个画面的视频,后期播放中,同一时刻,主副画面不能拖动。图 10单路多画面录制的文献在微软播放器直播及回放时的效果4.5.2 极域图像辨认跟踪系统方案采用的“极域图像辨认跟踪系统”涉及教师图像辨认跟踪系统、学生图像辨认跟踪系统。图 11极域图像辨认跟踪系统4.5.2.1 极域图像辨认跟踪系统功能采用图像智能辨认跟踪技术,无需被跟踪者佩戴任何辅助设备,便可实现对目的进行锁定跟踪,设定摄像机画面以锁定的目的为中心,控制摄像机进行相应策略的推拉,实现精拟定位,有效的避免了强光、声音、电磁等外界环
18、境因素对跟踪效果的干扰。系统支持多种自定义策略,支持多级特写模式,适应性强。创新的“宽动态画画防抖技术”,可以忽略演讲者在某个自定义数值范围内的移动,以静镜头拍摄课堂,避免了跟踪画面随被拍摄者移动而不断跳动、晃眼的情况,保证了画面的流畅及稳定。图 12极域图像辨认跟踪系统跟踪原理图4.5.2.2 极域教师图像辨认跟踪系统MW-THC11教师图像辨认跟踪系统可将讲台、教室划分为VIP区域、普通区域、忽略区域三种跟踪区域,并可自定义各区域的跟踪策略,如:镜头缩放倍数、摄像头最高拍摄区域、最低拍摄区域、跟踪速度等。MW-THC11教师图像辨认跟踪系统支持三种跟踪模式:单目的跟踪模式、多目的跟踪模式和
19、固定坐标跟踪模式,不同的区域可设立不同的跟踪模式。一台MW-THC11教师图像跟踪系统可配两台跟踪云台摄像机,分别用于教师跟踪拍摄与板书跟踪拍摄。图 13极域教师图像辨认跟踪系统界面例如:可通过设立实现以下效果:黑板板书区域及讲台区域可设定为VIP区域,教师在此区域走动,镜头可进行2倍特写拍摄。除黑板板书区域及讲台区域外,其余区域设定为普通区域,教师在此区域内走动讲课,镜头以全景方式拍摄。学生区域(除走廊外)均设为忽略区域,当教师走到讲台下与学生互动时,跟踪摄像机只对教师进行锁定式跟踪拍摄,而不会对学生进行跟踪拍摄。某区域需要以单目的跟踪拍摄时,系统可自动锁定此区域主讲人进行跟踪拍摄,而不受其
20、别人员走动的影响。某区域需要以多目的跟踪拍摄时,当跟踪区域同时出现两个以上主讲人时,系统会自动以两人中间为中心点以全景方式拍摄。4.5.2.3 极域学生图像辨认跟踪系统MW-STC11学生图像辨认跟踪系统与辅助音频定位系统配合,实现学生区域的多重区域音频定位。可将阶梯课室学生区域分为四个或八个区域,系统可自动判断发言人具体位置,并给予区域特写、发言人特写。同时可设定多重忽略区域,如:工作人员区域、教室大门出入口等等。MW-STC11学生图像辨认跟踪系统,学生只需站立起来即可实现图像辨认跟踪。当单个学生起立时,摄像机会以特写方式拍摄;当多个学生起立时,摄像机会自动缩放镜头,使多个学生都进入拍摄画
21、面。4.5.3 极域触摸式网络导播系统极域触摸式网络导播系统采用触控式结构,集成嵌入式操作系统,可配合极域高清及高清系列录播一体机,轻松实现高达8画面的网络人工导播功能。极域触摸式网络导播系统集成了“录播系统控制模块”、“触摸式点击跟踪模块”、“人工网络导播模块”。n 录播系统控制模块:通过该模块,可实现“一键式录播”功能,教师上课前只需用手指轻触屏幕中的“录播开机”键,即可启动录播主机;当按下“开始录制”按键,即可实现课件的一键化录制。可轻松实现在“单路单画面(电影模式)”“多路多画面(多画面资源模式)”及“单路多画面(单流画外画模式)”之间的自由切换。图 14极域触摸式网络导播系统界面n
22、轻松选择摄像机的控制模式:自动图像辨认跟踪模式及触摸式点击跟踪模式。教师及管理员通过该系统,轻松对显示画面中学生进行点击跟踪操作。操作者只需对画面中图像点击一下,摄像机云台便会进行自动云台移动,以点击位置为中心进行画面拍摄。同时,系统配备“远景、中景、近景、特写”等快捷按钮,操作者可提前自定义各按钮的缩放倍数,在上课时通过“远景、中景、近景、特写”按钮进行快捷的摄像机镜头倍数缩放,也可通过滑动条进行流畅的镜头缩放,以拍摄到更佳的视频画面。具体控制环节: 用手指点击需要居中的位置: 系统自动以该位置为中心点进行拍摄: 点击“特写”按钮或滑动条进行镜头倍数缩放:n 与摄像机间控制线路的简洁:录播系
23、统与摄像机之间仅有视频线连接,不再需要云台控制线。每台摄像机均有专属IP地址,只需把摄像机介入网络互换机,即可用触摸式导播系统通过网络即同时控制多达8路的摄像机云台。n 便捷进行网络导播:通过触摸式导播系统,在“单路单画面、单路多画面”两种录播方式下,实现录制过程中教师授课、白板板书、学生答问、交流互动、课件、实物展示、计算机画面、其它教学课件等多个教学场景间自动调度和切换。无需任何附加设备或人为操作,自动辨认各场景活动变化内容,自动切换到教学活动核心部分。自动导播(切换)策略的设计贴近教学实际,如:A.教师在讲台讲课(非板书状态),系统自动切换教师摄像机视频信号为主画面;B.教师在黑板板书时
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