通过在教室部署摄像机、跟踪主机、拾音与中控设备,配合录播工作站和资源管理平台,实现课堂实况的自动跟踪、自动导播、自动录制与直播点播。
系统由智能图像跟踪模块、多机位高清摄像模块、音频采集与扩声模块、采播工作站、中控系统以及资源管理平台组成,设备间通过IP网络互联。系统支持教师摄像机、学生摄像机、板书摄像机、VGA/HDMI课件信号同步采集,并完成多路编码、合成、存储与发布。
导播策略由跟踪主机依据图像分析结果自动判定,可在无人工干预的情况下完成教师特写、学生特写、教室全景与课件画面之间的平滑切换;亦可通过控制台切换为手动导播或半自动导播模式。
传统课堂实录依赖专人值守与后期剪辑,成本高、效率低,难以满足常态化课程录制需求。本系统针对以下场景:
系统围绕"自动跟踪—智能导播—多模式录制—网络直播—资源管理"全流程设计,覆盖课堂实录与教学资源化的各环节。
采用基于人体姿态与行为特征的目标识别算法,支持教师、学生、板书三类跟踪模块,教室内目标定位精度优于0.1m,自动抑制阴影、窗帘摆动等干扰。
支持自动、半自动、手动三种导播模式,依据"先到位后切换"策略完成镜头调度,配备20余种教学场景判断逻辑,规避无效镜头。
同时支持电影模式(单流单画面)、资源模式(多流多画面)、画中画模式,可生成两/三/四分屏文件,单台设备最高支持7路1080P信号同步采集。
采用纯硬件VGA信号采集卡,最高支持1080P@30fps,避免软件采集带来的画面丢帧与色彩失真,教师课件与板书同步呈现。
基于H.264 High Profile / AAC-LC编码,支持单播与组播。在非网络拥塞情况下,直播端到端延时低于1秒,主干网只需占用一路带宽。
B/S架构,支持IE/Chrome/Edge等浏览器在线直播、点播与导播控制。提供权限管理、文件检索、自动转码、视频文档关联、虚拟微课发布等模块。
通过浏览器即可远程完成多画面导播、云台控制、转场特效与参数配置,支持不少于6个摄像机预置位,可直接调用。
支持图片、文本片头片尾的自定义模板,可配置课程信息、主讲人、时长等内容;课程属性信息自动写入视频元数据。
资源平台兼容智能手机、平板电脑等终端访问,支持在线直播、点播、远程导播与管理操作,适配多类操作系统。
从跟踪、采集、编码到导播与资源管理,关键能力以工程化方式实现,可在常态化教学中长时间稳定运行。
系统采用先到位后切换的镜头调度策略,避免推拉过程中的无效画面。教师在不同区域活动时,跟踪模块自适应移动速度并切换至特写或中景;多人出现在讲台时自动切换为全景。教师走出讲台区域时,录播主机收到通知并切换至学生全景画面。
资源管理平台基于B/S架构,录制文件可自动上传并完成转码,统一为MP4/FLV等格式。教师、学生及管理人员可按年级、学科、关键字等多维度检索,并支持视频与文档的关联查看。直播与点播同时支持单播与组播模式,可大幅降低主干网带宽占用。
教室前端由跟踪云台摄像机、高清场景摄像机、教师/学生定位摄像机、拾音器、调音台、功放音箱与中控主机组成。中控支持一键开/关系统、一键启停录播,红外学习功能可对接投影机、电动屏幕、灯光等周边设备,无需教师进行任何技术操作即可开始授课。
以下参数描述系统典型配置下的能力边界,具体实施可根据教室规模、摄像机数量与功能选型进行调整。
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 视频通道输入 | 7路1080P同步输入,兼容本地音视频文件、摄像头、DV、实物展台与计算机信号 |
| 录制模式 | 电影模式(单流单画面)、资源模式(多流多画面)、画中画模式,2/3/4分屏可同时生成 |
| 分辨率 | 最高1920×1080,主码流1080P、副码流CIF |
| 视频编码 | H.264 Baseline / High Profile |
| 音频编码 | AAC-LC |
| 输出格式 | MP4、FLV |
| 接口 | RS-232×6、USB×6、VGA×1、DVI-I×1、双RJ45千兆网口 |
| 存储 | 内置1TB 7200RPM硬盘 |
| 导播控制 | 自动/半自动/手动导播,支持6路摄像机预置位,云台远程可控 |
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 视频输入 | 1路1080P@60Hz + 2路1080P@30Hz,支持DVI、HDMI、VGA、YPbPr、CVBS、SDI |
| 码流 | 每路视频同时输出2路高低码流 |
| 环回输出 | 支持1路VGA环回,可扩展DVI与分量环回 |
| 流服务 | HTTP、RTSP、TS,支持单播与组播 |
| 视频码率 | 640Kbps – 20Mbps 可调 |
| 音频 | 1路BNC立体声、1路MIC_IN、1路HDMI |
| 网络 | 千兆以太网接口 |
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 传感器 | 1/3英寸 HD CMOS,500万像素,有效像素207万 |
| 输出帧率 | 最高60/50fps |
| 视频信号 | 1080P/30/25、1080I/60/50、720P60/50 |
| 光学变倍 | 18倍,f=4.7–65.8mm |
| 视角 | 3.8°(远端)– 55°(近端) |
| 最低照度 | 1.8Lux |
| 预置位 | 128个 |
| 机械性能 | 水平±100°,俯仰-30°–+90°,水平0.5–200°/s,俯仰0.5–40°/s |
| 控制协议 | RS-232C VISCA,波特率9600bps |
| 接口 | DVI、HD-SDI(3G),8芯 mini DIN |
| 功耗 | 最大18W |
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 架构 | B/S架构,兼容主流浏览器及移动终端 |
| 权限管理 | 自定义角色与权限,支持用户名/角色批量导入 |
| 资源检索 | 按年级、学科、课程名、主讲人、知识点检索 |
| 点播/直播 | 单画面电影模式、多画面资源模式在线点播与直播 |
| 互动 | 打点评论、文字评论、评分、多级视频审核 |
| 微课 | 支持按知识点/时间对原视频虚拟切片并发布 |
| 对接 | 支持多教室在线监察、远程导播管理、文件批量管理 |
系统在标准教室、录播专用教室与多功能阶梯教室中均可部署,下方为典型实景画面。
可提供教室图纸即可输出配置清单与实施建议。