录播教室的智能化多功能设计及建设

李晓兰　顾钢

摘要：我校录播教室的建设按照高智能、操作简单、功能齐全等设计原則出发，设计出录播教室应具备的一些基本功能：高校精品课程评定的录制、学生观摩学习的网络点播、教学评估的网络监控等。录播教室的建设应分别从环境条件、录播中控系统、图像定位系统、智能导播系统、智能音频系统、课堂实时直播系统这六个方面进行综合考虑。

关键词：录播教室；多功能设计；系统建设

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）08-1747-02

我校建设的全自动智能录播教室可实现教师和学生上课的音视频自动跟踪采集、教师板书VGA信息的获取、师生互动画面的录制。通过这种高智能导播系统，将每堂课的实时录制课件优化成高品质的课程，从而可供教师进行国家级或省级精品课程的评选依据，也可为学生通过校园网络点播提供了一个自主学习的平台。

在我校数字化校园建设中，全自动智能录播教室的建设起着重大的作用，主要体现在：①国家级和省级精品课程的建设，以实现学校优秀/骨干教师课程库的网络资源共享，促成网络交互学习。②在各院系教学评比、评估的建设中，学校主管部门可直接通过网络监控系统远程管理，从而能更好地对教师教学客观准确的进行评价评估，也便于提高教师的教学水平和教学质量。③教师录制的课程可上传到校园网，学生可及时享受在线视频资源自主学习，也可作为广大师生建立学习交流平台的一种方式。

1 录播教室的智能化多功能设计

1.1 设计原则

智能录播教室是朝着“智慧教室”的方向发展，建设一个“课堂教学生动有趣、教学内容优化截取、学习资源上传共享，并具有教师易操作和后台易操控的新型教室”。所以我校在建设的录播教室的时候，从现代化录播系统功能设计的实际出发，并结合我校数字化校园建设的要求，按照高智能、操作简单、功能齐全的设计原则。在设备的参数配置中，合理优化，实现高性价比和高效能的录播功能，教师易上手、管理员易管控的高性能系统。它的高效性主要体现在：教师在课堂录制过程中，轻点讲台控制面板上的录制按钮，开始自动录制；再轻点录制按钮，即完成一段视频的录制；教师在录制过程中如果需要调节心态或者课间休息，通过轻点控制台上的暂停按钮即可实现，再次轻点暂停按钮即可恢复到正常录制中来。在后台服务器中，管理人员可以通过导播平台，随时监控教师上课设备使用的状况，还可以通过人工导播的方式协助教师调节录制画面，使其录制的效果处于最佳状态。

1.2 设计目标

全自动多功能录播教室的建立，可以将各院系骨干教师、专业带头人、青年模范教师等录制的优质课程上传到校园网络平台，这些优秀课堂视频录像课作为教师之间传授技术和经验、学生之间主动学习和相互交流的网络环境，从而真正实现社会各高校共享优质教育资源的目的。录播教室的智能化多功能设计及建设的应用，使得我校网络资源更加丰富，视频录制更新更加迅速简单，制作过程更加高效。我校也充分利用了该设备智能的特点，在无人看守的情况下可自动完成教师授课过程的音视频跟踪录制，大量节约了人力和财力，同时也节约了课程录制的时间，满足高效课程录制的要求。在线观摩平台，可供学校领导通过网络直播了解教师的教学水平和教学能力，从而更有效的对教师教学提出意见和建议，便于教学管理。教师可以通过网络点播回放自己的课堂记录，发现自己的教学问题及时改进；还可以观看其他优秀教师的课堂作品，达到相互学习、相互促进的效果，为学校节约了开展远程教学的成本。

1.3 功能设计

我校录播教室的智能化多功能设计主要是从全自动智能跟踪的技术考虑的，在无需专业人员看守的情况下可以自动完成高清晰视频的录制效果，同时确保了系统的稳定性和安全性，具体的功能实现如下：

1.3.1 智能批量录制并生成教学视频

使用录播教室的教师，只需轻点讲台控制面板上的开始录制即可实现自动录制授课过程；在录制过程中如果想课间休息不影响连续录制的效果，轻点面板上的暂停录制按钮即可；还可以轻点VGA录制按钮将录制视频画面控制在个人讲义中。在后台服务器的管理上，可实现全自动无人值守的自动录制、教学视频的批量录制。

1.3.2 全自动全方位智能跟踪与定位

教师在录播教室授课时，录播系统可根据师生的活动情况自动跟踪和定位，敏捷地获取师生互动的画面，并能捕获全景和特写的效果图。

1.3.3 灵活的录播方式

系统提供全自动录播和手动录播两种方式，管理员可根据教师的需求选择其中的录播模式。

1.3.4 建立共享资源库

系统可智能的将录制的教学课件分类存储，教师可通过网络在线浏览录制的教学视频，完成知识传承或进行校际课程交流等。

1.3.5 有效实现远程教学

数字化录播系统基于网络运行，独立的服务器可支持大规模的音视频转发。因此只要在有网络的地方就可以在线收看教学活动的直播，实现真正意义上的远程教学。

1.3.6 教学评估

教务管理人员不需要进入录播教室，即可掌握教室内的教学活动情况，并在不影响教师的授课过程的条件下，便可完成对教师教学能力的评估、评比工作。

2 录播教室的建设

2.1 录播中控系统

录播中控系统是由录播流媒体服务器控制、客户端中央面板控制、视频追踪定位控制、后台导播平台控制等组成，是录播教室建设的核心部分。客户端中央控制面板是供教师进行视频录像操作的通道，面板上的开关系统按钮可直接启动和关闭设备，录制、暂停和VGA按钮是方便教师录制和切换视频模式的通道。教师录制的视频自动保存在系统流媒体服务器控制端中，后台管理员可以随时对录制的视频进行管理和编辑（下载、改名、删除等），服务器管理人员还可以按照录制课程的性质和录制教师的要求切换导播模式，从而大大提高了录制的效率和效果。

2.2 图像跟踪定位系统

2.2.1 教师跟踪定位系统

教师跟踪系统采用的是图像识别技术来自动跟踪拍摄对象的一种先进的智能化技术。跟踪系统会根据教师在教室里的活动情况来智能识别，如果教师在教室里来回走动，系统会自动定位教师所在的位置；如果教师在黑板上板书或者鼠标点击电脑讲课，系统会立即跟踪切换到板书的内容或VGA屏幕上。在整个跟踪拍摄过程中画面切换非常连续平滑，输出界面也非常稳定，达到了预期高清晰拍摄的效果。

2.2.2 學生定位系统

智能化录播系统还可以抓拍到学生的发言和行动。当学生站起来回答问题或者走到讲台演讲时，系统这是会给整个教室一个全景的拍摄并将镜头立即定位到活动的这个学生中来，给该学生一个特写的画面。因此，学生定位系统是能够真实自动对活动学生抓拍的一个智能化系统。

2.3 智能导播系统

智能导播系统采用的是一种自动切换界面的特技功能，在无人看守的情况下，该系统可以在多个画面中（例如学生画面、教师画面、VGA画面等）自动进行切换，从而自动完成教师授课的全过程。通过导播系统，教师可以完成高质量的精品课程录制，还可以完成说课、试讲、辅导员开展班级活动等一系列需要录制的评比工作。

2.4 智能音频系统

智能音频系统能够自动识别录制课堂上所有的声音，通过智能混音器全息的采集传输至流媒体服务器中，完成整个课堂的音频录制。

2.5 课堂实时直播系统

通过网络可以将课堂录制内容实时直播出去，观看者只需通过浏览器就可同步收看。课堂实时直播系统可以方便领导查课、师生学习的需要，用户足不出户，只要通过互联网就能看到直播内容。

2.6 录播教室建设的环境条件

录播教室的地点应选在相对安静的环境里，教室还应安装隔音板来达到绝对隔音的效果。为了达到更好的录制效果，教室不宜太大，一般以50-80各学生座位为宜，且教室里应安装空调，保持室内通风、温度和湿度适宜。

3 结束语

录播教室的建立，为我校骨干院校的建设、教师精品课程的评比、校园网络教学视频资源的录制提供了方便，实时录制录播系统是供广大师生交互学习的一种资源和手段，随着科学技术信息化的发展和学校数字化校园建设的不断推进，录播教室智能化多功能设计有待于持续完善。

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