10高清录播服务器全自动高清录播服务器

随着国家教育信息建设步伐加快，各地电教管、站、学校为了提升自身信息化技术水平，充分利用自身资源优势，纷纷提出建设全自动高清精品录播课堂系统。要求能够实时采集并录制课堂里教师和学生的教学音视频信号、多媒体课件内容，并自动形成课件，将课件发布到管理平台进行共享，通过直播系统、点播系统、设备管理系统和资源管理系统，将优质的精品课例资源进行有效管理、利用，通过现代通讯、网络技术，分享到全国各地区，达到优势互补，促进教育公平发展。

鉴于以上需求，南京研分析，深入研究，推出教育录播系统平台，提供了教学和评估信息系统的整体解决方案。涵盖了精品课堂建设、网络教学、教学质量评估、课堂监控和学习资源管理等系统应用。即满足了学校快速高效的积累课件资源的迫切需求，又丰富和强化了学生的学习手段，进而提升教学质量。

本系统能够真实还原课堂教学活动场景，将教师板书、电子课件、学生图像、教室声音等授课中出现的各种视音频信息自动记录，支持用户自定义多路画面、音频组合直播或录制，形成流媒体课件。

鉴于教学录播系统的发展趋势，对系统的选型应遵循以下原则：可利用性、先进性、实用性、可扩展性和可靠性。

针对教育行业，专业化研发设计，推出了两机位、三机位、四机位和五机位常态化教学录播系统;本方案采用四机位教学录播系统;全自动高清教学录播系统功能设计，提供人性化设计的UI，通过一键式操作控制，简化了操作流程，降低了教师使用的难度，增强了系统的易用性和稳定性。系统主要包括音视频采集系统、全自动跟踪定位系统、精品课堂导播录制系统、资源直播点播管理系统以及声学光学环境建设系统组成。

信号源自动传送至实时录制系统生成优质的全高清精品课程，同时通过教学直播系统在局域网、互联网上直播，为远端用户提供在线实时学习的平台，生成的优质课件支持第三方非线性编辑系统编辑处理。

方案建设以数字精品课堂为基础节点，中心录播服务器为核心，全高清晰摄像机和指向性吊麦及混音器设备保证教学过程完整、清晰的被采集、直播和录制。教室内需要被收录的音视频信号包括以下：

以上所述的音视频信号采集处理后传输给录播服务器，智能导播系统按设定的导播策略在跟踪定位系统协助下自动完成高清课程直播和录制工作。学生、领导、专家、家长等用户可通过网络实时观看到身临其境般的教学直播，或点播已录制在服务器中的教学课件。

这是系统核心业务系统，负责将教室内传输来的信号进行处理转发存储管理，可将教室内的教师讲课视频、学生听课视频、板书视频、电脑PPT视频及教学音频实时同步的通过网络或者视频线材传输到服务器实现直播、点播、录制和资源管理功能。支持P/60高清视频直播，并向下兼容。

用户可在办公室、远程教室或家中实时收看课程直播、点播服务器中录制的课程。并且对于有权限的系统用户还支持在线答疑功能，提出的问题可实时的传输到直播教室中，及时的获得教师的解答，真正做到教学互动。

教学录播系统不应是简单的直播和录制功能的堆砌，除了这部分基础功能以外还需要对系统内多种多样的学习资源进行有效的管理整合，形成一个集成化、相关联的网络教学环境。学生可以自主选择需要学习的课程，教师可以上传管理课程相关的附件，用户之间可以讨论、交流，是建设满足教育行业实际需要的网络虚拟平台的必要部分。

教室直播与录制课件可按各种条件索引，支持多种条件模糊查询。如可按课程类别，授课时间，教师姓名等条件进行查询。用户可简便快捷的找到需要的课程观看。

系统可根据课程的点播次数或推荐数量自动进行排行，用户可方便的找到当前的热门课程学习。同时管理员可人工指定某门课或某节课为置顶课程。

系统用户遇到疑难知识点或对某门课某节课感兴趣时，可收藏改课程，方便日后的复习，或与其他人研讨。

学生或者专家可对在线课程留言，可对知识点提问或对课程发表自己的观点意见。教室或其他用户可对这些疑问或意见发表自己的回复。

用户可将早先录制或从其他渠道获得课件文件上传到教学录播系统中，其他用户访问系统后可点播可下载。

系统支持多种种类的课程附件，包括PPT/文档/图片/程序等等，用户可自行上传与课程相关的附件到服务器中，其他用户可在线打开可下载。

利用系统的公告系统，教师或学校可在线发布教学或管理相关的公告，比如考试安排，课程调整等信息。

低延时，高画质，画面布局方式可自由设定并随时调整。支持B/S架构和C/S架构，普通用户可通过浏览访问，无需安装任何插件就可以实时收看课程。也可以安装客户端程序收看课程，授权用户更可使用如云台控制，实时对话等扩展功能。

实际学习场景中，某些用户可能会错过课程直播，或某些知识点在上课时理解不深。录播系统支持这些用户按需点播存储在服务器上的教学课件，补上缺失的课程或再次学习。

录制模块采用高效的H.264HIGHPROFILE编码算法，压缩率高，同等画质下所需的传输带宽和存储空间比其他要低30%或以上。除可利用服务器自身硬盘存储外，录制模块也支持诸如RAID/NAS/SAN等扩展存储设备。录制时支持人工调节录制画面或由智能导播模块引导。

系统管理功能,包括：系统参数、系统公告、系统链接、系统下载，根据用户的需要配置、添加相应的系统参数;设备管理功能，主要是对录播服务器和前端编码设备的管理;用户管理功能，支持多级用户分权管理，依据用户所属用户组的权限可控制用户访问直播、点播资源，非授权用户无法获取系统服务;严格安全的用户分级权限管理，普通用户可观看直播、点播、下载资源，管理员还可对系统设备、参数、用户进行管理;点播管理功能，主要包括资源的分类管理和节目管理，录制的视频节目存储在资源库对应的分类中，管理员可审核后发布。发布视频时还可上传相关的文件或参考资料。节目还可以分集分章节管理，用户观看点播时可对视频资源进行在线点评;直播管理功能，可对直播频道进行添加删除，通过单播或组播的方式将现场的视频、音频、计算机动态屏幕的信号在网络上进行实时的直播，用户可通过IE浏览器同步接受到现场的视频、音频和计算机动态屏幕信息;支持定时直播任务，计划发布任务，并可将系统各节点的多路视频及VGA按管理员指定的分类自动存储、开放下载或删除;录播系统软件可支持并发300用户数量的直播;提供标准MP4格式文件录像，录制文件存储在服务器硬盘中，方便后期点播、下载、编辑等;

推荐管理功能，可添加点播节目推荐与链接推荐，前台显示所添加的推荐内容，点击直接进入该节目;日志管理功能，可查看、删除、查询日志，并且将日志可以导出EXCEL表格;评论评分管理，可对用户评论、评分进行删除、查看、查询等管理功能。

支持P60/I/720P视频输入，VGA分辨率最高支持×;视频编码方式：H.264，音频编码方式：AAC,G.711;

自动跟踪系统区别于以往的红外跟踪、声音跟踪等自动跟踪技术，不需要在教师或学生携带任何多余设备，真正做到常态化教学。采用先进的图像分析处理技术，内置多重智能策略，实现多区域、多目标、多策略的全自动跟踪和导播切换应用。对目标动作和移动作出分析和判断，使目标在小范围移动或很缓慢移动的时候，摄像机可以进行以目标为中心的画面锁定拍摄或肉眼不易察觉的“微控制”跟踪拍摄，准确识别跟踪对象，锁定目标进行智能化的精细控制跟踪，让跟踪效果平滑细腻。

智能图像跟踪模块和学生智能图像跟踪模块。两种模块基于统一的平台和技术，每个模块既可以独立运行也可以组合运行，仅在一个1U机箱中就可以实现模块组合。各个模块独立工作时分别具有一套相对完整的跟踪和导播切换功能，模块组合后，不仅可以发挥各自的独立功能，还将激活模块联合策略，进行模块联动控制，实现更加丰富完善的自动跟踪和导播切换效果。

模块采用目前最先进的跟踪技术–图像识别技术来自动跟踪拍摄对象的智能化系统设备。完全采用无人值守的操作模式，整个跟踪工作过程无需人为干预，大大的减少了利用传统录制系统需要人为的对老师进行专门摄像的要求，从而减轻了工作量，减小了人力投入。上课时教师只需按照通常的上课模式进行正常教学活动即可，无需佩戴使用任何设备来完成跟踪拍摄，从而消除了教师的不适应感，使其更加专注于教学活动。教师跟踪系统具有出众的跟踪性能，无论是教师在上课时快速走动还是板书等，系统均能准确无误的采用不同策略自动变焦跟踪拍摄，在跟踪拍摄效果上，整个跟踪过程连续、稳定、平滑，整个画面输出非常稳定。

教师跟踪系统可自动探测、跟踪运动目标，实现对运动目标的自动跟踪，便于对教师教学活动进行实时转播、录像，确保录像画面连续、稳定、平滑;当教师衣着与黑板色彩接近时，本系统仍然清晰识别，具备超强的层次感;

教师跟踪特写、近景、全景三种景别自动切换，图像定位系统自定义切换策略，完美展现教师在授课过程;

跟踪范围不仅仅局限于摄像机固有的视野范围内，而是在整个教学活动的范围内，无论教师在做任何动作都能自动跟踪，无盲区情况出现;

跟踪时，系统自动对被跟踪目标进行近距离拍摄，让跟踪对象始终成为画面重点，符合人物拍摄要求从而也避免了采用感应区域定位方式跟踪时跟踪对象不能特写的问题，对于板书较多的课堂，此功能尤其显得尤其重要;

系统由于采用了先进的图像处理技术，跟踪过程不受被跟踪者移动速度快慢(尤其适应外教的教学习惯)影响，避免了采用红外等感应方式容易被遮挡从而造成丢失的问题;

跟踪系统采用先进的图像处理技术，对环境无特殊要求，无需在环境中安装任何感应设备，也不需要进行任何施工，大大减少了安装施工工作量。

TL-S学生智能图像跟踪模块能够自动实时对正在发言的学生进行定位并特写拍摄，当学生通过站起来进行发言或回答问题时，学生定位系统将自动的调用全景摄像机对正在发言的学生进行定位并采用特写镜头进行拍摄。

当学生起立回答问题时，教师跟踪系统自动交由学生定位系统进行控制，学生定位系统自动定位起立学生同时进行特写拍摄，学生回答完毕，系统自动返回到教师跟踪系统;当有多位学生同时回答问题时系统切换至学生全景画面，当剩下一名学生回答问题时自动给学生特写。

整个系统自动完成对学生的定位，无需手工干预，能够完美的对所有细节进行拍摄，不错过任何发言学生;

在自动定位发言学生的同时系统自动变焦为发言学生提供特写镜头拍摄。解决了传统拍摄方式不能为学生提供特写拍摄的问题;

有一名学生回答问题时，系统自动推至学生特写镜头，如同时另外一名或多名学生回答问题时系统自动推至学生全景画面，当只剩下一名学生回答问题时，系统再次定位到学生特写镜头，回答完毕自动返回至教师镜头，多种景别自动切换。

智能视频跟踪系统是一款为录播系统量身定制的自动跟踪和导播切换一体化系统，采用先进的图像分析处理技术，内置多重智能策略，实现多区域、多目标、多策略的全自动跟踪和导播切换应用。该系统采用开放式的结构设计，具有良好的兼容性，可以与各种主流录播系统配合使用，成为目前教育录播系统解决自动跟踪和导播切换的理想之选。

内置智能策略由多名教育信息化专家长期跟踪各地典型常态化课堂形成，能够适应面授、互动、探究等各种课堂应用，真正贯穿课堂主线，体现教学理念，最大程度“复原课堂”;

统一软硬件平台的教师、学生、板书模块化结构，模块可独立工作，也可组合工作，并在组合中激活模块联合策略，进行模块联动控制，实现更加丰富完善的自动跟踪和导播切换效果。

基于对摄像机的综合精细控制，实现根据目标移动速度和动作幅度的智能景深调整，最大程度避免垃圾镜头，提升视觉感受;

跟踪切换一体化系统，1台设备实现自动跟踪和智能导播切换，支持多重区域、多个目标、多级策略的综合模式;

模块化结构，1台设备实现教师、学生、板书三大跟踪应用，减少设备堆叠，维护使用更加简单方便;

智能导播系统可分为计划任务模块和智能导播模块两部分。可提供按需自动直录播课程和画面智能切换功能。管理员可设定课程直录播计划，系统将在预定的时间点自动执行这些任务，同时直录播时可按照一定的策略在教室里多路场景间切换。利用本模块可大大简化系统日常使用的操作，更可提供专业化的直录播体验。

利用智能课表功能，管理员可以根据实际课程表设置自动直录播任务，系统将根据用户设置的任务表自动的在指定的开始点执行课程直播、录制，并在指定的结束点停止直播和录制并将制作好的课件自动发布。同时也支持定义课程和课件定时删除功能。大大简化了管理人员的日常操作，增强了系统的实用性。

预设课程开始录制时间及结束录制时间，保存后系统将在预定的时间自动开始课程直录播，并在预设的结束点结束直录播。

录制好的课程课件可选择是否自动发布，发布后用户可以下载或点播这些课件。或者设定为不发布，等待管理员审核通过后人工发布。

录制并发布的课程可预约删除时间，系统将在预设的时间点回收这些课程。用户将无法使用这些资源。

教室在课程直录播过程中，始终存在全景，教师，板书，计算机课件等多路视音频信号，在不同的时间点需要有机制能够恰当的调整这些信号，用合适的画面布局去显示它们，准确的表达教学者的意图，满足学习者的需要。以往都是通过人工实时干预或后期编辑来实现这样的功能，费时费力。基于此，研发出智能导播模块，可自动实现以上需求，完美实现了各类视音频的切换的功能，同时切换时更可支持多种特技。

智能导播系统与图像定位结合自动导播切换教师视频和学生视频，可添加多种自定义导播规则，提供丰富的策略选择，灵活使用，丰富课件效果。

智能导播系统的跟踪与切换策略完全以实际教学为基准，采用多种不同跟踪与切换策略，总是能在恰当的时刻将画面切换到需要的场景，准确表达教者的意图，习者的需要，智能化与人性化的完美结合，更加贴近人工导播，达到“专业级影像制作”效果;

系统提供多种音频导播策略，可以实现实时背景声音，以及师生互动是音频的切换，如切换至教师视频时只有教师的音频被播出，当切换至学生时，只有学生的音频被播出。

系统配用触摸式显示屏，通过触摸屏可直接添加字幕、切换通道、触控点击跟踪等操作。通过中控面板上的通道按钮可快速切换视频通道，以及设定为自动和手动导播切换。

课件实时录制系统生成的课件，或多或少都存在一些问题，如PPT中的错别字、录制的杂音、噪音等等，非线性编辑系统是对录制后的课件进行二次编辑处理，实现课件的零瑕疵，是一个操作简单、功能强大的课件编辑软件。

系统能编辑主流的流媒体文件，插入字幕说明，对课件的屏幕数据进行任意修改，填加对应的索引，实现了课件屏幕、音频、视频、字幕的同步编辑与输出。弥补了传统硬件非编不能编辑处理三分屏课件的不足，教师只需要短时间的学习就能编辑出高质量的精品课件。

可以对屏幕流进行编辑处理，能精准定位到屏幕图像的每一帧，能修改PPT、Word的错别字;

提供类似于传统非线性编辑软件的操作界面，所有操作都在时间线上完成，真正做到“所见即;所得”，软件操作简单，经过简单培训，即可制作出精品课件;

支持无限音视频轨，多轨实时合成，可以轻松实现添加背景音乐，也可以轻松实现添加片头;片尾，增强课件感染力;

基于TI最新平台开发高清视频编码器，采用目前最先进的视频压缩标准H.264HighProfile;

支持UDP、TS、RTSP、RTMP、HTTP等多种流媒体协议。配合流媒体服务器推送直流，实现视频直播;

支持视频码率调整(64Kpbs~20Mbps)。音频算法AAC、G711，音采样率(32K/44.1K/48K等);

支持VGA、DVI、HDMI、YPbPr、SDI等全高清接口，兼容复合视频CVBS采集编码;

配有前端控制面板，直观操作，简易获取设备信息。嵌入式Web服务，支持IE浏览、配置、升级;

HD-EXF后端接口输入视频ASDI-IN_ADVI-IN_A（VGA、HDMI、YPbPr、CVBS）视频BSDI-IN_BDVI-IN_B（VGA、HDMI、YPbPr、CVBS）音频AAIN-A_
R、AIN-A_L音频BAIN-B_
R、AIN-B_L输出视频ASDI-OUT_A（SDI信号本地环路输出）DVI-OUT_A（VGA、HDMI、DVI、YPbPr、CVBS输入信号本地环路输出）视频BSDI-OUT_B（SDI信号本地环路输出）DVI-OUT_B（VGA、HDMI、DVI、YPbPr、CVBS输入信号本地环路输出）MIC接口MIC_IN、MIC_OUT（语言对讲）网络接口1路RJ45-10/100/Mbps串口通讯RS485、RS232电源接口环保三合一多功能AC插座视频部分分辨率P60/I/720P/576I/480I帧率1-60帧编码方式H.264HighProfile码率64Kbps–20Mbps音频部分输入1路RCA立体声输出1路RCA立体声编码方式AAC-HE/LD/LC；G.711其他部分网络接口1路10/MbpsRJ45IO及控制接口1路RS485；1个地；4个用户IO嵌入式WEB服务支持IE浏览、配置、升级液晶面板1块液晶屏功率DC12V；15W功能按键4个功能按键；1个红外遥控模块

音视频采集系统是整个全自动高清录播系统关键部分，前端采集设备质量的优劣直接影响了信号采集录制质量，关键元器件为高清摄像机。音频采集单元是吊麦加上智能混音器的方式，通过全指向性吊麦自动拾音，智能混音器具有噪音抑制、自动增益、啸叫处理的功能。使声音效果清晰干净。

采用松下1/2.7英寸、207万有效像素的高品质HDCMOS传感器，可实现最大×高分辨率的优质图像，输出帧频最高30fps。

超高性噪比的全新CMOS图像传感器可有效降低在低照度情况下的图像噪声，同时应用2D和3D降噪算法，大幅降低了图像噪声，即便是超低照度情况下，依然保持画面干净清晰，图像信噪比高达55dB以上。

支持HDMI高清输出，另配备HD-SDI接口，有效传输距离最高长达100米。同时支持CVBS标清输出。

信号系统:i/60,i/50,p/30,p/25,720p/60,720p/50,NTSC,PAL