精品錄播教室

建

設(shè)

方

案

北京中視天威科技有限公司

2015年11月

-XX.—1—

刖B

隨著計算機多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息高速公路等為代表的新技術(shù)的不斷更新，推

動了教學(xué)手段現(xiàn)代化進程。企業(yè)企業(yè)學(xué)校基于網(wǎng)絡(luò)的音視頻錄制點播成為多媒體教學(xué)應(yīng)用

的一項重要需求，雖然很多與教學(xué)相關(guān)的資源都是傳統(tǒng)的錄像帶和VCD,但在網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普

及到每個班級的情況下，如何將傳統(tǒng)的錄像帶等模擬節(jié)目資源通過轉(zhuǎn)換非常方便地成為網(wǎng)

絡(luò)上可供點播的資源，成為企業(yè)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)普及之后一項新的需求。同時，隨著多媒體課件

在教學(xué)過程中應(yīng)用的日益廣泛，以及傳統(tǒng)的教學(xué)評估、培訓(xùn)課錄制、教學(xué)觀摩、遠程教學(xué)

和學(xué)生自主學(xué)習(xí)等，都想采取一定形式把課堂教學(xué)過程或者講義圖像錄制下來，作為企業(yè)

學(xué)校的一種資源。在現(xiàn)代教學(xué)過程中，多媒體形式的引入使得課堂實錄除了需要錄制教學(xué)

過程中教員的影像和聲音以外，還需要同步錄制多媒體課件的內(nèi)容，并且可以快捷方便的

生成課件。如何既能在減少培訓(xùn)教師操作流程的情況下，又能得到高清晰度的視頻文件，

成了一種新的需求。

中視天威在這一背景下，憑借多年的廣電信息化工作經(jīng)驗，結(jié)合自身強大的技術(shù)研發(fā)

優(yōu)勢，在充分理解了市場需求的目標(biāo)后，推出了中視天威全自動課程錄播系統(tǒng)解決方案

中視天威全自動課程錄播系統(tǒng)將授課電腦VGA信號、教師授課和師生互動場景以及課

堂板書等進行多種模式的整合錄制，生成多媒體教學(xué)課件。同時，系統(tǒng)實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

的多畫面直播，保證高清晰的課堂畫面和音、視頻精確同步的實況效果。系統(tǒng)生成的高質(zhì)

量視頻素材文件又可以通過非線編平臺進行后期編輯，提高精品課程資源使用的靈活性。

中視天威全自動課程錄播系統(tǒng)獨創(chuàng)性的提供了全景模式、電影模式、資源模式的錄制

平臺，滿足不同企業(yè)學(xué)校、不同課程、不同場景的錄制需要。從而徹底解決了基于互聯(lián)網(wǎng)

基礎(chǔ)上的信息化教學(xué)環(huán)境建設(shè)的需求和應(yīng)用。

本方案設(shè)計具有前瞻性，滿足長遠發(fā)展。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，采用模塊化設(shè)計，支持多種

典型應(yīng)用模式。系統(tǒng)建設(shè)既可一步到位，也可以根據(jù)企業(yè)學(xué)校資金及需求狀況選擇不同的

解決方案。無論是哪一種方案，整個系統(tǒng)都能夠協(xié)調(diào)一致，構(gòu)成一個滿足相應(yīng)需求的功能

應(yīng)用系統(tǒng)，不會造成重復(fù)建設(shè)或系統(tǒng)沖突。

目錄

第一章項月設(shè)計概述..........................................................5

1.1項目概況...............................................................5

1.2設(shè)計描述..............................................................5

1.2.1設(shè)計原則...........................................................5

1.2.2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)...........................................................6

第二章需求分析及技術(shù)改造要求...............................................7

2.1需求分析...............................................................7

2.1.1全自動無人值守錄課................................................7

2.2技術(shù)改造要求..........................................................7

第三章精品錄播系統(tǒng)方案綜述.................................................8

3.1方案整體描述..........................................................8

3.2系統(tǒng)背景介紹..........................................................8

3.3系統(tǒng)應(yīng)用范圍..........................................................9

3.3.1網(wǎng)絡(luò)課件制作.......................................................9

3.3.2優(yōu)質(zhì)課程資源庫建設(shè)................................................9

3.3.3遠程教學(xué)應(yīng)用......................................................9

3.3.4教學(xué)技能訓(xùn)練、微格教學(xué)評估.......................................9

3.3.5企事業(yè)單位培訓(xùn)、專家報告、重要會議錄制.........................10

3.4關(guān)鍵技術(shù)介紹.........................................................10

3.4.1DSP...............................................................................................................................10

3.4.2VGA采/編.........................................................10

3.4.3遠距離拾音技術(shù)...................................................11

3.4.4圖像定位及跟蹤技術(shù)...............................................12

3.4.5網(wǎng)絡(luò)流量控制技術(shù).................................................13

3.4.1安全管理體系......................................................14

第四章精品錄播教室建設(shè)方案................................................16

4.1系統(tǒng)概述..............................................................16

4.2方案建設(shè)示意圖.......................................................17

4.2.1精品錄播室結(jié)構(gòu)圖.................................................17

4.2.2精品錄播教室設(shè)備分布圖...........................................17

4.2.3精品錄播教室設(shè)備構(gòu)架圖...........................................18

4.2.4精品錄播室直播示意圖.............................................19

4.2.5實景效果圖........................................................19

4.3精品錄播教室系統(tǒng)組成說明............................................20

4.3.1精品錄播教室系統(tǒng)主要設(shè)備組成介紹................................21

4.3.2環(huán)境建設(shè)建議.....................................................29

4.4系統(tǒng)功能特點.........................................................34

4.4.1易于擴展，兼容性強...............................................35

4.4.2隨錄隨存，實時直播...............................................35

4.4.3全過程、全高清視頻的拍攝........................................35

4.4.410路信號輸入.....................................................36

4.4.5電影模式、資源模式同時錄制......................................36

4.4.6PPT無線采集.....................................................37

4.4.7自動語音增益，優(yōu)質(zhì)音頻采集.......................................38

4.4.8高質(zhì)量切換........................................................38

4.4.9自動生成縮略圖索引...............................................39

4.4.10多格式錄制與直播................................................39

4.4.11圖像與聲音監(jiān)視功能..............................................40

4.4.12導(dǎo)播物理信號輸出................................................40

4.4.13多功能云臺控制..................................................41

4.4.14全通道虛擬摳像..................................................41

4.4.15遠程發(fā)布字幕....................................................42

4.4.16資源課件編輯....................................................42

4.4.17支持SCORM1.2國際標(biāo)準(zhǔn)........................................43

4.4.18操作極為簡單....................................................43

第五章課程資源管理系統(tǒng).....................................................44

5.1網(wǎng)絡(luò)中心系統(tǒng)概述.....................................................44

5.2系統(tǒng)管理程序.........................................................48

5.3課程應(yīng)用系統(tǒng)概述.....................................................54

5.4課程資源管理系統(tǒng).....................................................54

5.5課程資源點播系統(tǒng).....................................................55

5.6課程直播系統(tǒng).........................................................58

5.7微課教學(xué)及曬課排名系統(tǒng)..............................................61

5.8教研交流系統(tǒng).........................................................64

5.9課程資源編輯系統(tǒng).....................................................65

5.10P2P直播數(shù)計算公式..................................................69

第六章公司介紹..............................................................70

6.1公司簡介..............................................................70

6.2產(chǎn)品優(yōu)勢分析.........................................................71

6.3服務(wù)宗旨.............................................................75

6.3.1服務(wù)理念..........................................................75

6.3.2服務(wù)內(nèi)容..........................................................75

第七章項月組織管理.........................................................77

7.1組織機構(gòu)..............................................................77

7.1.1項目經(jīng)理..........................................................77

7.1.2工程執(zhí)行組.......................................................77

7.1.3工程計劃組........................................................77

7.1.4培訓(xùn)組............................................................77

7.1.5用戶方事務(wù)協(xié)調(diào)人.................................................77

7.1.6用戶方技術(shù)協(xié)調(diào)人.................................................78

7.2文檔資料.............................................................78

7.2.1施工文檔..........................................................78

7.2.2調(diào)試文檔..........................................................78

第八章工程質(zhì)量保障.........................................................79

8.1項目管理總體介紹.....................................................79

8.2項目組織機構(gòu)設(shè)置.....................................................80

8.2.1項目委員會負責(zé)人職責(zé).............................................80

8.2.2執(zhí)行機構(gòu)..........................................................80

8.2.3監(jiān)督和質(zhì)量控制...................................................81

8.3項目執(zhí)行機構(gòu)組織.....................................................81

8.3.1報告和階段管理...................................................81

8.3.2制度制定..........................................................81

8.3.3質(zhì)量管理..........................................................83

8.3.4進度管理..........................................................83

8.3.5文檔管理..........................................................83

8.4產(chǎn)品質(zhì)量保證體系.....................................................83

8.4.1高質(zhì)量的系統(tǒng)設(shè)計是質(zhì)量保證的第一步..............................83

8.4.2完整的進度匯報制度、方案審核制度和問題反饋處理體系............83

8.4.3嚴格的測試保證質(zhì)量...............................................84

8.4.4工程質(zhì)量管理措施.................................................84

第九章工程實施及驗收方案...................................................86

9.1實施組織規(guī)劃.........................................................86

9.2實施前準(zhǔn)備...........................................................86

9.2.1系統(tǒng)聯(lián)調(diào)測試......................................................86

9.2.2實施人員組織及安排...............................................87

9.3實施進度表...........................................................87

9.4項目實施流程.........................................................88

9.5項目實施進度控制.....................................................88

9.6工程測試與驗收.......................................................89

9.6.1關(guān)于工程測試與驗收...............................................89

9.6.2文檔的提交........................................................90

9.7培訓(xùn)方案內(nèi)容和計劃..................................................90

9.7.1系統(tǒng)管理員........................................................91

9.7.2應(yīng)用教師..........................................................91

9.8培訓(xùn)方式.............................................................92

第一章項目設(shè)計概述

1.1項目概況

北京中視天威科技有限公司就的建設(shè)需求進行了充分分析，并詳細閱讀招

標(biāo)技術(shù)文件。經(jīng)過仔細研究后，我公司組織從事教學(xué)環(huán)境研究、設(shè)計開發(fā)人員及系統(tǒng)架構(gòu)

師、方案工程師、項目經(jīng)理、數(shù)據(jù)庫管理員等工程技術(shù)人員就該項目的方案設(shè)計與規(guī)劃進

行了深入的交流和討論。我們將按照校方提出的總體需求，在總體實現(xiàn)功能齊全的前提下,

提出針對該項目的解決方案。

項目整體設(shè)計規(guī)劃如下：

工程建設(shè)目標(biāo)是利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、音視頻壓縮技術(shù)、自動跟蹤技術(shù)、多媒

體技術(shù)，基于企業(yè)學(xué)校的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，遵循TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成具有課堂教學(xué)應(yīng)用，

支持網(wǎng)絡(luò)的點播、廣播、直播、存儲、后期編輯等多種利用，真正實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對優(yōu)

秀課堂的真實、全面、立體化的再現(xiàn)的全自動課程錄播系統(tǒng)。

1.2設(shè)計描述

1.2.1設(shè)計原則

項目的整體方案設(shè)計將遵循以下基本原則：

1、先進性：先進的設(shè)計思想、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、開發(fā)工具，市場覆蓋率高、標(biāo)準(zhǔn)化和技

術(shù)成熟的軟硬件產(chǎn)品。

2、靈活性：采用積木式模塊組合和結(jié)構(gòu)化設(shè)計，系統(tǒng)配置靈活，滿足企業(yè)學(xué)校逐

步到位的建網(wǎng)原則，使網(wǎng)絡(luò)具有強大的可增長性和強壯性。

3、發(fā)展性：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計滿足用戶發(fā)展在配置上的預(yù)留，滿足因技術(shù)發(fā)展需要而

實現(xiàn)低成本擴展和升級的需求。

4、可靠性：整體系統(tǒng)軟、硬件設(shè)備具有高可靠性，具備長期穩(wěn)定工作的能力，可

實現(xiàn)系統(tǒng)冗余功能，并具有防止誤操作等行為對系統(tǒng)造成的破壞。

5、實用性：方案設(shè)計符合國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，并且容易使用、操作簡便。

充分考慮利用各種資源，人機界面友好，能使用戶最方便地實現(xiàn)各種功能。

6、開放性：在滿足安全可靠和實用的前提下，系統(tǒng)設(shè)計采用開放技術(shù)、開放結(jié)

構(gòu)、開放系統(tǒng)組件和開放用戶接口，以利于網(wǎng)絡(luò)的維護、擴展升級及良好的靈

活性、兼容性和可移植性。

1.2.2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

1、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

1)IEEE802.310Base-T網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn);

2)IEEE802.3lOOBase-TX快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

2、通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：

絡(luò)層和傳輸層TCP/IP協(xié)議并兼容IPX協(xié)議，支持PPP和SLIP協(xié)議。

3、布線和電氣安裝標(biāo)準(zhǔn)

1)GB/T50311-2000建筑與建筑群綜合布線工程設(shè)計規(guī)范；

2)ANSIEIA/TIA607民用建筑通訊接地標(biāo)準(zhǔn)；

3)ANSIEIA/TIA-568A商務(wù)建筑布線標(biāo)準(zhǔn)；

4)ANSIEIA/TIA-569A商務(wù)建筑通道標(biāo)準(zhǔn)；

5)ANSIEIA/TIA-606商務(wù)建筑布線系統(tǒng)文檔建立標(biāo)準(zhǔn)；

6)EIA/TIATSB-67商務(wù)建筑布線系統(tǒng)測試標(biāo)準(zhǔn)；

7)GB50254-50259-96《電氣裝置安裝工程施工及驗收設(shè)計規(guī)范》；

8)GA/T75-94《中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》；

9)GYJ125-86《廳堂擴聲系統(tǒng)聲學(xué)特性指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》；

10)GB6510-86《30MHzTGHz音頻和視頻信號電纜分配系統(tǒng)》；

11)GBJ《有線電視廣播系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》；

12)GY106-92《民用建筑電纜電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》；

13)《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》

第二章需求分析及技術(shù)改造要求

2.1需求分析

經(jīng)過前期技術(shù)工程人員對貴校的實地考察及詳細了解用戶需求后，建設(shè)方案需實現(xiàn)1

精品錄播室的全方位、立體化的課程編輯、錄制和異地遠程聽課教室實時收看來精品錄播

室現(xiàn)場的直播畫面以及對視頻課程的在線點播。是貴?？紤]的主要問題。

2.1.1全自動無人值守錄課

中視天威全自動課程錄播系統(tǒng)將教師電腦VGA信號、教師授課和師生互動場景等進

行多種模式的自動整合錄制，自動生成多媒體教學(xué)課件，實時自動構(gòu)建培訓(xùn)課程資源庫,

供網(wǎng)上學(xué)生自主學(xué)習(xí)。同時，系統(tǒng)實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的多畫面直播，保證高清晰的課堂畫

面和音、視頻精確同步的實況效果，可對資源文件進行后期編輯，提高課程資源使用的靈

活性。

2.2技術(shù)改造要求

略

第三章精品錄播系統(tǒng)方案綜述

3.1方案整體描述

課程錄播系統(tǒng)解決的問題就是把一些非常優(yōu)質(zhì)的教育資源通過現(xiàn)代化的教學(xué)手段，得

到共享。而傳統(tǒng)的教學(xué)以教師演講者為中心，以傳授知識為主。教師與教師之間、教師與

學(xué)生之間互動不夠，資源孤立，教師資源、校本資源浪費嚴重。而以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)

代化教育技術(shù)的應(yīng)用則表現(xiàn)出明顯的先進性、靈活性、可靠性、開放性。現(xiàn)代教育技術(shù)是

運用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù)，通過對教學(xué)過程和教學(xué)資源的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用、評

價和管理，以實現(xiàn)教學(xué)過程和教學(xué)資源的優(yōu)化的理論和實踐。它的內(nèi)涵包括：一是現(xiàn)代教

育技術(shù)的目的是實現(xiàn)教育最優(yōu)化；二是現(xiàn)代教育技術(shù)設(shè)計的不僅是計算機、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教

育媒體，而是教育過程所有可操作的要素，包括人力資源和技術(shù)資源，如教學(xué)人員、校本

資源、精品教學(xué)媒體、教學(xué)設(shè)施、教學(xué)活動等。將互聯(lián)網(wǎng)從普通計算機局域網(wǎng)建設(shè)成為面

向教學(xué)、科研、管理等應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，能夠傳輸和處理多媒體信息，使各種類型的多媒體資

源能在互聯(lián)網(wǎng)上靈活應(yīng)用，并且能一網(wǎng)多用，多網(wǎng)合一，將眾多校園獨立的應(yīng)用系統(tǒng)整合

起來，是互聯(lián)網(wǎng)解決方案的發(fā)展方向。

中視天威全自動課程錄播系統(tǒng)：針對現(xiàn)今企業(yè)、培訓(xùn)機構(gòu)、學(xué)校等信息化教學(xué)的重點

需求，利用純硬件的VGA采集壓縮編碼技術(shù)實現(xiàn)教師的講稿、多媒體課件、現(xiàn)場多路的音

視頻信號實時采集壓縮，以標(biāo)準(zhǔn)的流媒體方式實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸、管理、控制，支持網(wǎng)

絡(luò)的點播、廣播、直播、存貯、后期編輯等多種利用。

3.2系統(tǒng)背景介紹

從1999年起，網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)開始興起，局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、計算機教室等熱潮不斷

興起。技術(shù)上的創(chuàng)新與進步，客觀上能推動教學(xué)輔助手段的進步。進入21世紀(jì)，隨著PC

記、筆記本類設(shè)備不斷普及，人們對計算機類設(shè)備的操作應(yīng)用水平不斷提高。同時，網(wǎng)絡(luò)

技術(shù)的發(fā)展對教育最大的影響就是網(wǎng)絡(luò)教育的興起，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用使物理、空間上

的距離不斷縮小，從而，優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源能夠讓更多的師生共享。共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實

現(xiàn)公平教育，力推網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)，使得課程錄播教室的建設(shè)就成為一種新的潮流。

從精品錄播教室建設(shè)發(fā)展的過程來看，最早是從高校開始興起。教育部關(guān)于精品課建

設(shè)的要求及政策，極大地推動了相關(guān)設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展。近兩年，國內(nèi)職業(yè)學(xué)習(xí)的實訓(xùn)教

室以及普教中應(yīng)用水平較高的中小學(xué)，也開始精品錄播教室建設(shè)。從發(fā)展的趨勢來看，課

程錄播教室的建設(shè)正在不斷深入發(fā)展之中，其發(fā)展前景廣闊。

3.3系統(tǒng)應(yīng)用范圍

3.3.1網(wǎng)絡(luò)課件制作

系統(tǒng)能自動生成可供網(wǎng)絡(luò)點播的網(wǎng)絡(luò)課件，后期可對錄像文件進行刪減、合成、索引

等編輯，也可導(dǎo)入非線編平臺進行專業(yè)編輯。方便用戶教與學(xué)的綜合應(yīng)用，優(yōu)質(zhì)精品課件

的評比等等。

3.3.2優(yōu)質(zhì)課程資源庫建設(shè)

可以為企業(yè)學(xué)校進行優(yōu)質(zhì)課資源庫建設(shè)，同時也可為課件上傳提供開放式管理平臺。

教師上課完成時，錄制的課件會自動生成，可直接上傳到服務(wù)器；配合個人資源庫管

理權(quán)限，進行資源分類/多級目錄創(chuàng)建/課件預(yù)覽/課件刪除等操作。

系統(tǒng)還提供B/S和C/S兩種結(jié)構(gòu)的資源管理平臺,為教師資源上傳點播提供開放式管

理平臺。同時管理平臺全面支持基于內(nèi)部園區(qū)網(wǎng)或廣域網(wǎng)終端對課件庫資源的授權(quán)訪問/

瀏覽查詢/下載導(dǎo)出應(yīng)用。

3.3.3遠程教學(xué)應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運用普及，企業(yè)學(xué)校也從單純的教室課堂發(fā)展到了與網(wǎng)絡(luò)課堂相結(jié)合

的多模式教學(xué)活動。通過中視天威全自動課程錄播系統(tǒng)，用戶可以進行課件的網(wǎng)絡(luò)直播和

課后點播，示范性教學(xué)、學(xué)生遠程學(xué)習(xí)，遠程互動教學(xué)等等。用戶可以隨時隨地進行觀摩、

學(xué)習(xí)，不再受空間和時間的限制。

3.3.4教學(xué)技能訓(xùn)練'微格教學(xué)評估

教師的教學(xué)技能訓(xùn)練一直是企業(yè)學(xué)校關(guān)注的重點，以往通過上教室現(xiàn)場聽課的方式無

法正確客觀地對教師進行評估，已經(jīng)無法滿足企業(yè)學(xué)校的需求。中視天威針對企業(yè)學(xué)校的

需求，根據(jù)微格教學(xué)的特點，在錄播系統(tǒng)中嵌入微格教學(xué)評估系統(tǒng)，企業(yè)學(xué)校通過系統(tǒng)內(nèi)

的各項技術(shù)指標(biāo)進行評測評估（技術(shù)指標(biāo)內(nèi)容可根據(jù)企業(yè)學(xué)校實際情況進行修改），通過

遠程對教師的教學(xué)技能進行客觀的綜合評估，以訓(xùn)練教師的各項教學(xué)技能，從而使教學(xué)水

平得以提高。

3.3.5企事業(yè)單位培訓(xùn)、專家報告'重要會議錄制

在企事業(yè)單位里，各種培訓(xùn)、專家的報告、重要的會議越來越多，各種如手工記錄、

人工錄音和人工錄像的原始模式已經(jīng)無法滿足需求。隨著信息技術(shù)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化進程的

不斷深入，通過錄播系統(tǒng)進行全方位的錄制，能夠真實地記錄各種會議的全過程，并作為

歷史資料永久保存下來，可以方便用戶在會后進行資料查詢和播放。

3.4關(guān)鍵技術(shù)介紹

3.4.1DSP

數(shù)字信號處理是一種將現(xiàn)實世界中真實的模擬信號(Analogsignals)轉(zhuǎn)換為計算機能

夠處理的數(shù)字信息(Digitalsignals)的過程。這些信號通過一個模擬向數(shù)字的轉(zhuǎn)換過

程(稱之為AD),變成數(shù)字信號送給處理器，進行數(shù)字計算，處理結(jié)束后，再把結(jié)果通過

數(shù)字向模擬的轉(zhuǎn)換過程重新變成連續(xù)信號(稱之為DA)O用一般的通用微處理器可以完成

這些工作，但是面臨的問題是滿足如此高的計算速度，就很難保證耗電量很低，更難保證

價格足夠便宜。因此，另一種微處理器應(yīng)運而生：數(shù)字信號處理器，簡稱DSP(Digital

SignalProcessor)?

DSP是微處理器的一種,這種微處理器具有極高的處理速度.因為應(yīng)用這類處理器的場

合要求具有很高的實時性(RealTime),比如通過移動電話進行通話。在當(dāng)今的數(shù)字化時代

背景下，DSP已成為通信、計算機、消費類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件，被譽為信息社

會革命的旗手。

以下是DSP優(yōu)于其他微處理器的幾點優(yōu)勢：

1、單周期內(nèi)進行多條乘/加運算

2、實時的運算能力、仿真能力、模擬能力

3、靈活性高

4、可靠性高

5、提高系統(tǒng)性能

6、降低系統(tǒng)成本

3.4.2VGA采/編

隨著數(shù)字信息的不斷發(fā)展，很多行業(yè)對VGA信號的采集需求不斷提升,面對市場的迫

切需求，VGA信號實時采集壓縮卡它可以把輸入的VGA模擬信號實時采集壓縮，不用

再增加額外的設(shè)備，既能保證信號的連續(xù)實時，又能保證清晰不失真，從而完美解決了

VGA信號的實時采集壓縮這一難題。主要特點如下：

1、強大的獨立運算能力：基于高性能的DSP處理器，獨立運算，不占用主機的運

算資源。

2、視頻高度清晰：對VGA信號采用高達32位的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換，保證采集畫面達到

高清標(biāo)準(zhǔn)，沒有損失，接近原始信號。

3、采集編碼同步完成：對VGA信號進行實時采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、壓縮編碼、傳輸。

4、采樣范圍寬：采樣帶寬可達到600MHz,顯示視頻、文字、圖片、網(wǎng)頁都可保證

清晰、連續(xù)、穩(wěn)定。

5、分辨率自適應(yīng)：640*480~1280*1024

6、刷新率自適應(yīng)：60~85Hz

3.4.3遠距離拾音技術(shù)

高質(zhì)量的錄播課件，是高質(zhì)量的圖像和高質(zhì)量的聲音相結(jié)合的產(chǎn)物。但在實際制作中，

人們的注意力往往集中在圖像的質(zhì)量方面，而對聲音的質(zhì)量重視不夠，會在制作完后的聲

音部分出現(xiàn)這樣或那樣的缺憾。因此，我們有必要在聲音采集方面進行探討，以提高錄播

課件中的聲音質(zhì)量。

我公司在研制策略編輯系統(tǒng)時，對聲音采集技術(shù)進行了深入地研究。尤其在教學(xué)現(xiàn)場

的拾音技術(shù)上有較大的突破。解決了在不使用無線話筒的前提下，同樣能獲得很好的聲音

效果。

所謂遠距離拾音是一個相對的概念，是行業(yè)內(nèi)一個專用詞，將2米左右的距離稱為“遠

距離兩個同樣距離的、響度也一樣大的聲源，一個在0度，一個在90度。這種拾音方

式利用了房間或廳堂的聲學(xué)特性和樂器、人聲的自然輻射以及傳聲器的設(shè)置。遠距離拾音

可以使拾取的聲源在頻譜上將逐漸趨于平衡，拾取的早期反射將起到加強直達聲的作用，

而且拾取的混響聲場的能量也逐漸增加，來進行整體拾音。采用遠距離拾音技術(shù)，對于拾

音器的選擇相當(dāng)重要，強指向話筒是最佳的拾音工具，當(dāng)話筒指向0度的聲源時，能正常

拾取0度聲源的聲音。這時，拾取到90度聲源的聲音是很小的。這樣話筒就具有了選擇

性，而全指向話筒則不能選擇，得到的兩個聲源的聲音會一樣大。有這個選擇性是很重要

的，30厘米與2米聲音的變化了40dB,要拾取到2米處的聲音，話筒放大電路要提高40dB

的增益才行。如果這時使用普通的話筒（普通話筒大部分是全向的），得到的聲音是很亂

的，基本上不能用了。所以指向性越強的話筒，就越適合遠距離拾音。在教學(xué)現(xiàn)場采取遠

距離拾音技術(shù)，就能實現(xiàn)不使用無線話筒的愿望，達到真正意義上的常態(tài)化錄制課程，不

干擾教師和學(xué)生的正常上課秩序。遠距離拾音的主要優(yōu)點是利用自然混響，拾取的聲音更

自然、更真實。不像近距離拾音那樣，聲音緊貼屏幕，聲音聽起來很不舒服。

3.4.4圖像定位及跟蹤技術(shù)

圖像定位及跟蹤技術(shù)，定位精度高，抗干擾性能強，教師與學(xué)生不需要佩戴和操作任

何設(shè)施，探測、跟蹤、切換策略綜合（布局）考慮，總體設(shè)計，畫面嚴謹周密，無垃圾鏡

頭。

自動跟蹤的先決條件是確定被攝目標(biāo)的位置，本系統(tǒng)采用主動型智能探測掃描的方式

來探測被攝目標(biāo)，可稱為投影法。每一個發(fā)射與接收只需千分之一秒，這種方式抗干擾強,

定位準(zhǔn)確，不需要被攝目標(biāo)佩戴任何裝置。

通過智能探測的定位，自動跟蹤被攝目標(biāo)和自動切換多機位畫面?？赡M人工操作的

模式工作，自動拍攝高質(zhì)量的教學(xué)電視節(jié)目。

本系統(tǒng)原則上分教師探測區(qū)和學(xué)生探測區(qū)兩種方式，各自形成獨立的探測的區(qū)域，又

相互支持。教師探測區(qū)可以彌補學(xué)生探測區(qū)的盲區(qū)，學(xué)生探測區(qū)也可以彌補教師探測區(qū)的

盲區(qū)。在畫面切換的邏輯判斷上又相互參考。在教室后面上方左右各有一個智能探測發(fā)射

器，它的發(fā)射角度大約45度左右。在教室前方墻面，距地面1米處（一般黑板下沿），從

左到右設(shè)置一排智能探測接收裝置，由紅外接收管組成。當(dāng)智能探測發(fā)射器發(fā)出信號，接

收裝置就能收到探測信號。教師在黑板前面的左右位置都能探測出來（也就是教師在板書

的狀態(tài)能夠非常準(zhǔn)確地進行探測）。

學(xué)生探測區(qū)域，探測學(xué)生的目的是學(xué)生回答教師的提問時，學(xué)生攝像機要捕捉到學(xué)生

的圖像。學(xué)生回答問題時，首先要起立。根據(jù)這一特點，我們只要探測到站立的人就可以

了。一般學(xué)生的坐高在1.2米左右，可以將站立的分界線定在1.3米。在教室的后面墻面

1.3米處，安裝一排智能探測感光探頭。在教室的前方，黑板兩側(cè)和墻角安裝智能探測發(fā)

射器。這樣在教室1.3米處形成一個平面。教室的兩側(cè)，一般有窗戶和門，不便安裝探測

裝置。教室前面有黑板也不能安裝智能探測發(fā)射器，由于安裝條件的限制，各自的區(qū)域都

有盲區(qū)。在無法探測到的區(qū)域，這時教師探測區(qū)域正好可以彌補這一缺陷。如果要考慮學(xué)

生身高不同的情況，可將探測平面改為前低后高的傾斜面。就是說將智能探測發(fā)射器降低

高度，一般情況下前排的學(xué)生個子都比較矮。由于探測只能縱向進行，但探測面呈現(xiàn)扇面

形，我們可以利用這一特點，就能相對準(zhǔn)確的確定學(xué)生前后的位置。例如，前排右面的學(xué)

生他阻擋探測信號的陰影很寬，而最后面的學(xué)生的陰影就很窄。

學(xué)生定位

Y帝

W

金

學(xué)生定位

當(dāng)教師走下講臺，教師探測區(qū)域就不能探測到教師的位置。這時學(xué)生探測區(qū)域就可以

承當(dāng)探測任務(wù)。就是說在教師區(qū)域沒有教師時，應(yīng)到學(xué)生區(qū)域里找。當(dāng)教師與學(xué)生對話時,

有可能教師位置會與學(xué)生的位置沖突，有兩種可能，一是教師與學(xué)生在不同的位置，探測

器得到兩個信息。教師的活動范圍是教室前方兩米的范圍和通道，根據(jù)這兩個范圍就能得

出哪一個是教師數(shù)據(jù)。二是教師和學(xué)生是一個位置數(shù)據(jù)，這時，兩臺攝像機對準(zhǔn)位置即可。

運用獨特的圖像定位化方式，跟蹤機的各部分，根據(jù)景別對網(wǎng)格進行設(shè)置，通過坐標(biāo)

網(wǎng)格聯(lián)系。探測部分將探測到的目標(biāo)位置，確定在相應(yīng)的網(wǎng)格里。跟蹤部分則按該網(wǎng)格的

坐標(biāo)移動攝像機。切換部分也會依據(jù)位置參數(shù)，作為切換鏡頭的條件。

控制多臺攝像機，采用坐標(biāo)絕對定位方式。每一個空間包含3個攝像機的上下、左右、

變倍數(shù)據(jù)。即景別和位置。三個動作都有速度選擇，可根據(jù)不同的要求使用不同的速度。

這種空間網(wǎng)絡(luò)定位及跟蹤技術(shù)，充分考慮了企業(yè)學(xué)校教學(xué)的特點，從而對目標(biāo)的跟蹤更準(zhǔn)

確、更靈活，畫面更流暢。

3.4.5網(wǎng)絡(luò)流量控制技術(shù)

1、單組播轉(zhuǎn)換技術(shù)

在很多局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，組播的實現(xiàn)方式與廣播相同，許多二級交換機支持IGMP

Snooping,由于視頻數(shù)據(jù)通信量較大，在實際的網(wǎng)絡(luò)傳輸中采用廣播的方式。在這種情況

下，一個組播對網(wǎng)絡(luò)的壓力要遠遠高于多個單播的壓力。Cisco的CGMP和華為的HGMP

雖然可以通過第三層和第二層結(jié)合的方式解決這一問題，但是系統(tǒng)造價高昂，而且對于已

實現(xiàn)局域網(wǎng)的企業(yè)學(xué)校升級成本不可能接受。

中視天威采用的單組播轉(zhuǎn)換技術(shù)解決這一問題。中視天威ZDIG服務(wù)器、視頻服務(wù)器

都可以配置設(shè)定單組播轉(zhuǎn)換的臨界點，即單播數(shù)量超過這個臨界點后自動轉(zhuǎn)換為組播，低

于這個臨界點后自動轉(zhuǎn)換為單播，通過這種方式，即可以降低組播數(shù)量，降低網(wǎng)絡(luò)帶寬占

用；又可以在服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)單播數(shù)量超過一定限制后轉(zhuǎn)換為組播，降低服務(wù)器發(fā)送開銷，平

衡網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力。

2、自適應(yīng)碼流技術(shù)

采用UDP、TCP、HTTP方式傳送視頻數(shù)據(jù)，中視天威的服務(wù)器都可以在網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)

據(jù)傳輸?shù)耐瑫r獲得網(wǎng)絡(luò)通信情況的信息，在UDP方式下，這是通過網(wǎng)絡(luò)丟包率的統(tǒng)計獲

得的，在TCP、HTTP的方式下，這是通過發(fā)送緩沖的大小獲得的。通過網(wǎng)絡(luò)阻塞情況的

信息，

為避免網(wǎng)絡(luò)過渡阻塞，中視天威管理平臺可以在網(wǎng)絡(luò)阻塞的情況下通過降低圖像質(zhì)

量、降低編碼幀率等方式降低視頻壓縮碼率，降低網(wǎng)絡(luò)阻塞情況。在網(wǎng)絡(luò)阻塞較輕的情況

下，在錄像碼率允許的情況下，適當(dāng)?shù)卣{(diào)高圖像質(zhì)量和幀率，提高圖像清晰度。

3.4.1安全管理體系

認證和證書

本方案的許多服務(wù)/資源的訪問需要受到訪問控制的限制。為了實現(xiàn)這一功能，使用

應(yīng)用程序的客戶必須要向系統(tǒng)證明自己（是誰），這一過程被稱為認證。用戶認證后，系

統(tǒng)必須為用戶提供用于安全訪問的一個或多個屬性，用于進行訪問控制和優(yōu)先搶斷等。這

些安全屬性被封裝在一個證書中，并且可以在系統(tǒng)中傳遞。中視天威系統(tǒng)擴展證書包含:

1、授予證書的認證服務(wù)器；

2、一般性信息，包括用戶ID、優(yōu)先級、所屬于的組等；

3、操作能力，標(biāo)識本證書所代表的用戶能夠訪問的目標(biāo)實體（服務(wù)/資源實例）以及

在這些目標(biāo)實例上可以進行的操作；

4,其它的限制信息：如證書可以存活的有效時間等。

341.2訪問控制、控制屬性和權(quán)限

ClientSideAccessDecisionTargetSideAccessDecision

圖訪問控制示意圖

上圖提供訪問控制的簡單框架。如圖所示，客戶端只有在權(quán)限訪問控制運行的情況能

夠訪問目標(biāo)的特定操作，這是通過訪問控制決定函數(shù)（AccessDecision）實現(xiàn)的?？蛻舳?/p>

訪問控制功能定義了允許調(diào)用目標(biāo)實體特定操作的條件，目標(biāo)端訪問控制定義了目標(biāo)實體

進行特定操作的條件。在中視天威的軟件平臺上，同時支持上述兩種方式。訪問控制函數(shù)

根據(jù)以下項確定操作是否被允許：

1、進行當(dāng)前操作用戶的安全屬性

2、需要執(zhí)行的服務(wù)（如點播視頻服務(wù)器）

3、需要執(zhí)行的操作（如數(shù)據(jù)傳輸、云臺控制）

4、被操作的目標(biāo)本身（具體的視頻服務(wù)器、或者某個域，如哪個考場，哪個區(qū)）

通過上述方式，中視天威安全管理的訪問控制功能具有強大的可擴展性，可應(yīng)用于不

同場景的需求。

安全代理

圖安全管理代理調(diào)用鏈?zhǔn)疽鈭D

在系統(tǒng)中，客戶向服務(wù)實例請求執(zhí)行一個操作，但是這個被請求的服務(wù)自身經(jīng)常不能

完成操作，而需要繼續(xù)依賴于其它服務(wù)實例的支持，造成一個服務(wù)的調(diào)用鏈，如圖所示。

操作鏈的模式復(fù)雜化訪問控制模式，需要引入安全代理的概念，所謂安全代理，就是初始

者（請求鏈中的第一個客戶）的訪問控制信息被代理給請求鏈中的中間者，以訪問最終目

標(biāo)的一種方法。

第四章精品錄播教室建設(shè)方案

4.1系統(tǒng)概述

精品錄播室采用固定式課程錄播主機，擴展探測、跟蹤、定位、智能策略等模塊實現(xiàn)。

這種方案采用科學(xué)合理的方法將教室空間立體化的分割為若干區(qū)域,有效搭配安裝多種圖

像探測設(shè)備。教學(xué)過程中，自動跟蹤主機根據(jù)獲取的各種探測信號、動作肢體信號、中控

切換信號、鍵盤鼠標(biāo)動作等，采用科學(xué)策略進行綜合智能分析，靈活準(zhǔn)確的調(diào)度現(xiàn)場的攝

像機、調(diào)音臺等采集設(shè)備，保證拍攝主體，自動調(diào)節(jié)景別景深，實現(xiàn)課堂無干擾、無意識

控制、無人值守的全自動智能錄播。

在精品錄播室內(nèi)充分使用先進數(shù)字攝像設(shè)備，虛擬摳像系統(tǒng)、加以先進的視頻特技切

換設(shè)備、多媒體直播服務(wù)器等，通過互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部局域網(wǎng)，同時建成多點的網(wǎng)絡(luò)觀看室，

實現(xiàn)視頻化網(wǎng)絡(luò)傳輸，在各辦公室或教室內(nèi)的終端計算機上可以直接收看演播室內(nèi)的現(xiàn)場

直播及錄制，也可通過室內(nèi)多功能一體機進行網(wǎng)絡(luò)直播接收。

實現(xiàn)對教師、學(xué)生課堂動態(tài)的視頻自動跟蹤采集，為了更好地提升學(xué)校教學(xué)的整體優(yōu)

勢和整體系統(tǒng)的先進性，實現(xiàn)與未來課程發(fā)展趨勢及未來教室的發(fā)展對接，提升企業(yè)的投

資回報率和在未來5年內(nèi)系統(tǒng)保持一定的領(lǐng)先性。項目中的精品錄播系統(tǒng)主要應(yīng)用于精品

課程的高清錄制和直播，制作出來的課件要符合國家精品課程教學(xué)上網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，適用于

各種學(xué)習(xí)平臺。系統(tǒng)支持包括動態(tài)三分屏模式、單畫面的電影模式在內(nèi)的6種錄制模式,

且錄播采集的素材和錄制成的課件可導(dǎo)入到動態(tài)交互式精品課件制作系統(tǒng),生成動態(tài)交互

式的圖片筆記索引視頻課件或其他資源課件。

4.2方案建設(shè)示意圖

4.2.1精品錄播室結(jié)構(gòu)圖

4.2.2精品錄播教室設(shè)備分布圖

'跟蹤定位攝像機

4.2.3精品錄播教室設(shè)備構(gòu)架圖

M150CH15cMI安裝在天花頂匕黑板居中位置

-TJ/定位攝像機

定

定

位

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學(xué)生攝像機教師像

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（居中）位

距離黑板地

攝500cB

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像

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■機

教室攝像機板書攝像機

攝像機高度220cM（距離地面）后面M攝像機居中

4.2.4精品錄播室直播ZF意圖

網(wǎng)上直播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

4.2.5實景效果圖

4.3精品錄播教室系統(tǒng)組成說明

錄播教室由多個子模塊組成，包括多媒體教室模塊（如講臺、中控、展臺、筆記本、

投影機等等）、教室場景攝像機圖像采集模塊、VGA采集模塊、自動跟蹤探測模塊、拾音

系統(tǒng)、擴音系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)實時直播模塊、B/S架構(gòu)點播模塊、錄播系統(tǒng)資源管理模塊以及外

部條件（燈光系統(tǒng)、吸音處理）等。

可以輕松實現(xiàn)如下功能：

1.系統(tǒng)可以接入和采集4路高清視頻和1路VGA信號，可非常方便快速錄制成6種

類型的課件；老師視頻、學(xué)生視頻及教師機的VGA信號可以實現(xiàn)自動切換及手動切換；

其中自動切換有多重策略，學(xué)?？梢愿鶕?jù)錄播的的實際狀況進行適合自己切換模式的選

擇。

2.2路高清輸入，支持真正lOBit和8Bit實時全分辨率高清無壓縮視頻采集，實現(xiàn)真

正廣播和電影質(zhì)量的編輯。支持高清數(shù)字SDI輸入，最高分辨率達到1920X1080,大大

滿足各種高清攝像機的需求。此外擁有多種數(shù)字圖像和數(shù)字降噪技術(shù)，及色度引擎自動增

強功能。可采集從高清720P,1080i到標(biāo)清480i/480P多種分辨率訊源。編碼：H.264

碼率：0Kbps~50Mbps可調(diào)；輸入1路VGA信號；

3.智能圖像跟蹤系統(tǒng)采用寬動態(tài)智能防抖+微控制技術(shù)，全三維定位，準(zhǔn)確識別跟蹤

對象，對目標(biāo)動作和移動作出分析和判斷，使攝像機可以進行以目標(biāo)為中心的畫面鎖定拍

攝或肉眼不易察覺的“微控制”跟蹤拍攝。攝像鏡頭實現(xiàn)360度全域精準(zhǔn)目標(biāo)跟蹤、定位,

完全實現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)，全自動跟蹤系統(tǒng)和錄播系統(tǒng)無縫配接，從而保證畫面始終流暢穩(wěn)定,

效果平滑細膩，不抖動，不晃眼，符合視覺需要，真正實現(xiàn)了類似手工切換的效果，徹底

解決了原先跟蹤系統(tǒng)快速切換、快速跟蹤而導(dǎo)致錄制生成的課件畫面大幅變化、抖動，晃

眼、眩暈的視覺效果。

4.在我公司錄播系統(tǒng)中，后臺采用了多種技術(shù)，因而生成了包括視頻公開課、綜合型

在內(nèi)的6種課件模式，同時采用了加載技術(shù)和隨時插入各種素材的技術(shù)，使生成的課件內(nèi)

容有很強的互動性。

5.課件編輯系統(tǒng)可以對課件進行同步剪輯，包括切除、合并、添加目錄索引、編輯素

材、選擇課件界面等；課件編輯系統(tǒng)還能實現(xiàn)對用戶原有素材的拆分各個知識或?qū)Ω鱾€知

識點進行整合，組合成一個新的課件。

6.對于實效性較強或比較重要的課件，用戶可根據(jù)具體情況，把已有的資料或錄制完

成的課件中的音視頻、板書作為素材直接上傳到學(xué)習(xí)平臺進行點播。

4.3.1精品錄播教室系統(tǒng)主要設(shè)備組成介紹

課程錄制首先應(yīng)在多媒體教室里進行，因而多媒體教室建設(shè)是這個方案中的基礎(chǔ)部

分，多媒體教室綜合應(yīng)用了現(xiàn)代多媒體控制技術(shù)，協(xié)同控制計算機、影碟機、錄像機、視

頻展臺等現(xiàn)代教學(xué)設(shè)備，并通過中控集中控制電動窗簾、燈光、幕布等外圍設(shè)備，通過大

屏幕投影或背投，讓學(xué)生教師在一個高精度大屏幕演示、高保真音質(zhì)、受控聲光背景的多

媒體教學(xué)環(huán)境進行學(xué)習(xí)教學(xué)。這樣聲像并茂的教學(xué)形式，使學(xué)生更易于領(lǐng)會接受授課內(nèi)容,

激發(fā)教師的激情，提高教與學(xué)質(zhì)量。

每個教室配備多媒體電腦、錄播主機、圖像跟蹤主機、中央控制面板、多媒體投影機、

幕布、擴音設(shè)備、視音頻輸入、輸出設(shè)備等各一套，通過網(wǎng)絡(luò)中央控制系統(tǒng)，將投影機、

電動幕布、音箱等信號源有機控制管理