数字全自动课程录播系统建设与应用研究

赵峰臣

摘 要：数字全自动课程录播系统作为新兴的网络流媒体制作技术手段，为院校课程资源建设和教学训练提供有利条件。本文从信息化教学手段建设与应用角度出发，提出系统构建方案，制定方案时应注意的问题并对系统应用进行分析，旨在推动院校教学信息化建设。

关键词：全自动录播智能导播；图像定位跟踪

随着网络和信息技术的不断发展，信息化教学手段建设与应用是院校教学训练的重要组成部分，全自动录播系统是新兴的网络流媒体技术手段，依据TCP/IP标准，集多媒体技术、网络流媒体技术、人工智能和自动控制技术于一体，将授课电脑屏幕信号、老师授课和师生互动场景以及课堂板书等进行智能化的跟踪切换，实现课程资源录制、课程直播等功能。改革教学模式，推进优质教育资源建设与共享，有利于异地教学交流与合作。

一、整体解决方案

数字全自动课程录播系统可以在一定程度上完成教师以及学生相关视频的自动化跟踪采集以及音频智能采集工作，实现教师电脑屏幕的VGA信号截取，对教师、学生视频以及计算机的画面进行智能导播，在一定成上实时录制优质化课程资源，同时通过直播系统在局域网、互联网上直播为远端用户。

数字全自动课程录播系统主要由由智能录播系统、录播中控系统、图像定位跟踪系统、智能导播系统、智能音频系统、课件实时录制系统、课堂点播/直播系统等组成。

（一）智能录播系统

录播系统通常由系统设置、课程錄制、课程管理、课程直播等内容组成。可以支持多种录制模式，如电影模式、资源模式、混合模式等，根据用户需要输出单画面、多画面、画中画等视频素材文件，满足用户多样化需求。

（二）录播中控系统

主要用于对录播设备控制及录播操控。采用一键开/关系统，进行一键开始或者是一键停止录播，一般情况下，相关工作人员是不需要特意接受技术培训的，也就是说可以即时授课；此外，由系统的控制台有效提供按键操作与数字化触摸操作，在此过程中，还需要实施相应的云台镜头控制，进而更好地开展手动导播工作，最终实现科学化的鼠标点击跟踪工作。

（三）图像定位跟踪系统

主要在录播过程中控制摄像头对教员、学员定位跟踪。图像定位跟踪系统包括：教员定位跟踪系统以及学员定位跟踪系统。教员定位跟踪主要是指教师上课期间进行快速走动或者是板书的时候，可以实现自动化变焦跟踪，最终完成图像的拍摄，从某种程度上讲，整个跟踪过程具有连续性以及平滑性特点，能够保证画面输出的稳定性。此外，系统一般情况下会采用专业化的无人值守模式，保证跟踪过程不会受到人为的干扰，而且上课教员仅仅需要结合正常上课模式开展教学就行，从而实现教学活动的规范化与专业化。学员定位跟踪可以在一定程度上及时抓拍发言学员的动态化变化，并且还能够进行特写拍摄。学员站立回答问题或者是发言的时候，定位系统将会把镜头自动定位到学员所在的位置，然后进行清晰化拍摄，当学员发言完成之后则系统就会自动返回到教员所在位置，继续跟踪。

（四）智能导播系统

从专业化角度出发，该系统具有自动导播功能以及特技切换台功能，一般情况下被应用到课程录制场景切换、视频信号源切换、视/音频文件切换以及计算机画面切换工作中，而且系统可以随教学活动改变选择科学化的切换策略，从而达到智能导播的目的。

（五）智能音频系统

智能音频系统主要实现教员授课时的语音信号和学员上课时回答问题或讨论的语音信号通过智能混音器全息的采集下来，并实时传送至课件录制系统完成课件实时录制。

二、系统建设应注意的问题

（一）声音采集设计

目前，录播室声音采集有两种方案，一是采用吊麦或拾音器方式；二是采用无线胸麦和手持麦克方式。吊麦和拾音器方式录播时简洁、方便，无需其它操作，但录播的音质差，声音嘈杂，能录进学员翻书、教员走步等声音，不符合国家网络精品课建设标准，建议教员采用无线胸麦，学员采用手持无线麦克方式进行设计。

（二）扩展建设设计

考虑用户未来几年对录播教室建设需求，以及录播系统建设不同公司录播平台硬件设备不通用、软件系统不兼容等问题，在录播教室方案设计上应充分考虑未来扩展建设需要以及承建公司实力和先进水平，为此建议录播教室建设采用教室加后台管理的分布式模块化建设模式，根据以后建设需求增加后台存储、管理控制等设备和媒体中心、录播管理平台等软件系统，为实现录播教室统一管理控制，录播的课程资源集中存储、网上点播/直播等功能预留空间。

三、系统应用分析

（一）推进课程建设与发展

为推进教学训练信息化建设，丰富教学资源和手段建设，近年来，各院校积极开展优质课程、网络课程、精品示范课、视频公开课等优秀课程资源建设。数字全自动课程录播系统方便、快捷的将教学训练实况进行实时录制，形成优质课程资源，为学生自主学习提供有效手段，学生通过反复观看课程资源视频，掌握教学实验实训各个环节、各个步骤和知识要点，有效提高教学质量和效益，同时录制完成的丰富课程资源为构建优质课程资源库，为学科专业、课程建设提供支撑，为课程改革教学提供有效手段。

（二）有利于观摩教学和资源共享

利用全自动课程录播系统将优秀、骨干教员授课情况实时录制，形成课例，便于其他教师对颗例中教学设计、教学模式、课堂组织形式和授课经验进行观摩借鉴，反思、完善自身教学技能，促进教学质量提高。并且，录制的课程资源作为教学成果有利于传承和保存。

（三）为开展远程教学交流提供有效手段

全自动课程录播系统建有对已录制的课程资源点播和授课过程实时在线直播功能。依托局域网、广域网，通过IE浏览器访问录播服务器IP地址进行课程直播，课程直播同时可以一对一或一对多直播进行，实现优质教学资源远程共享和教学经验异地交流。

总之全自动课程录播系统将教学设备、教学理念和教学手段相结合，实现课堂教学活动全面完整的再现，构建常态化、自动化、智能化的课程资源建设和共享应用平台。推进为学科专业建设，提高教学质量和效益，促进教学模式改革。

参考文献：

[1] 冯丽丹.全自动智能录播系统在高校数字化资源建设中的应用.电教科技，2014.