录播云教室解决方案 
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    一、建设目标

    本方案的目标是实现视频班班通,开展“四个课堂”建设。

    一是“点播课堂”,就是建设名师的课堂教学视频,包括课堂实录以及教学课件,供学生及教师在课堂上点播学习;

    二是“直播课堂”,就是设置区域内大课表,由名教师定时向全区域多个班级主讲,其他学校通过网络观看同步课堂;

    三是“互动课堂”,就是在直播课堂的基础上,通过互动设备,与异地同步上课的教师、学生进行远程互动,让更多的学生享受优质教育资源,促进教育的均衡发展。

    四是“教研课堂”,是专门为教科研中心量身打造的听课、评课、教研培训、现场直播等多种功能于一体的专用教室。教研人员在教学评估教室里,可以定时或随时地观看学校课堂教学并开展教研活动。

    二、系统特点

    1、全网络化运行。所有前端教室均采用网络化与区级管理中心通信,部署简单,易于安装。

    2、高清编码传输。前端系统需实现1080P高清摄像、编码和资源存储,区级中心应用平台需实现1080P直播、点播、应用。

    3、前端存储和集中存储。系统所有教室均需实现视音频资源的前端存储和后端集中存储。

    4、常态化录播。系统通过教室内摄像机音视频资源经过人工或智能导播切换后直接生成录播课件,并支持在线直播、点播功能。录播课件必须是一个独立的媒体文件,并采用H.264视频编码、AAC音频编码。录播必须具备单画面和多画面资源同时存储功能。资源文件可经过后期编辑。直播点播采用RTMP协议,可通过浏览器登录至平台,无需安装任何特殊播放器即可在线观看。

    5、远程互动。录播教室可完成与其它录播教室进行双向、多项互动教学。任意一间录播教室支持与2个以上其他教室进行多向互动。在互动过程中,录播教室可将教室中视频画面或者合成后的画面实时传至远端教室。

    6、系统采用模块化设计,流媒体服务器支持负载均衡功能,可通过增加新的媒体服务器实现更大容量的直播点播。

    7、系统采用独立的存储系统,支持通过增加存储服务器进行容量扩充。

    三、前端特点

    前端教室是整个系统的主要组成,教室内部署一套设备,实现课堂录播、远程互动等功能。

    整套系统所有“视频班班通”前端教室均可实现常态化的教学录播功能,能满足各学校进行日常课程资源录制、直播,满足学生在线学习的要求。其主要包括以下功能:

    1 多种画面录制模式

    系统支持丰富的录像画面格式,用户可以自定义画面风格:

    a)  单画面模式

    系统支持高清信号源的单画面录制模式,在单画面录制模式下,系统提供自动或手动的导播切换策略。在自动录播模式下,系统根据输入信号的开关量变化实现录制画面的智能切换。例如,系统正在以教师为中心录制教学画面,当教师切换PPT时,画面将自动切换到PPT,当PPT在一段时间没有变化后,画面将自动切换回教师教学的场景。在手动模式下,用户可根据教学进展手动切换录制的画面。

    b)  多画面模式

    系统支持多画面的同步录制,用户可以根据自己的喜好设定画面的显示风格。在录制的过程中系统可根据接入信号的开关量变化切换主画面的显示内容。

    c)  画中画模式

    系统支持画中画的同步录制,浮动小窗口的位置可以根据用户需要调整,系统可根据接入信号的开关量变化切换大小画面的显示内容,用户可以自行设定大小画面的首选输入信号。

    实时生成录播文件

    系统在录制过程中,实时生成视频格式(兼容主流视频格式)课程录制文件,并自动上传至城域网视频资源中心,以生成点播资源。

    多路资源同步录制

    录播主机在录制生成合成画面课件的同时,还可以同步对教师、学生以及电脑课件同步生成资源素材,以作后期专业编辑时的课程素材。

    4 自动片头、片尾添加

    录播主机在生成课程资源的同时,可以根据设定自动添加片头、片尾,并根据课程信息自动在片头、片尾上生成课程名称、教师名称等信息。

    一键录制

    录播主机配备有可视化的触控面板,上课教师只需简单操作即可完成整堂课程的录制。同时在录制过程中,也可以通过触控面板实时察看播出画面,并对画面进行手动切换和干预。触控面板支持一键开始、暂停和停止。

    自动跟踪

    录播课堂上课过程中,通过跟踪视讯主机可灵活支持教师跟踪和学生发言定位跟踪。系统需采用图像分析技术,可灵活设定跟踪区域和跟踪灵敏度。教师上课过程中轻微晃动不触发跟踪摄像机,整个画面稳定,符合常态化教学要求。教师跟踪系统通过独立安装的分析摄像机,即可满足不同教室的需要,又可确保不会出现跟踪丢失的问题。学生跟踪系统采用定位分析技术,自动跟踪发言学生。当学生起立时,系统完成对发言学生的定位拍摄,学生坐下时,又自动切回全景。整个过程无需人工干预。

    智能导播

    系统对采集到的视频信号,包括教师、学生、板书、课件PPT等进行图像分析算法检测,从而实现自动、智能的导播。

    远程互动教学

    通过互动终端,可与其它教室进行双向语音及视频互动。每个主机可同时与2个以上其他教室开展多向互动教学。

    四、设备列表

    以下为单个标准教室推荐设备,可根据实际要求灵活变更。

    名称
    型号
    主要技术参数
    教师跟踪摄像机
    HF-RS5863
    高清一体化摄像机,274万像素,18倍光变,宽动态。1080P/720P/D1高标清同时输出,RS232/485通讯控制。
    云台高速度平移/倾斜,平移角度:-170°至+170°,倾斜角度:-30°至+90°。
    学生跟踪摄像机
    HF-RS5863
    高清一体化摄像机,274万像素,18倍光变,宽动态。1080P/720P/D1高标清同时输出,RS232/485通讯控制。
    云台高速度平移/倾斜,平移角度:-170°至+170°,倾斜角度:-30°至+90°。
    高清板书摄像机
    HF-RS5563
    高清枪型摄像机,300万像素高性能传感器,宽动态低照度,1080P/720P/D1,30fps。含镜头。
    网络交互控制主机
    HF-RS8203
    视频采集压缩清晰度支持1080P,向下兼容576P,支持16:9宽屏模式。
    视频编码采用H.264格式,编码帧率不低于1080P@30音频编码采用AAC格式,支持双声道立体声。
    可支持3+1路1080P视频同时输入,支持1080P画面切换、合成,。其中1路VGA输入,采集分辨率≥1920×1080,采集帧率≥25fps。
    提供单画面、画中画、多画面等多种录播模式,并且可同时录制各路信号的独立资源文件。
    可添加片头、片尾,添加、编辑索引。
    支持规范ASF、WMV、MP4等流媒体架构,支持RTSP、RTMP流媒体直播协议
    系统能够支持在1Mbps带宽下进行1080P的视频直播,且图像运动状态下(快速挥手、快速走动)视频画面清晰流畅,无马赛克。
    录播系统软件
    华发录播主机控制软件
    含录播直播软件、文件管理软件、播放器软件、光盘刻录软件、后期编辑制作软件等。
    支持丰富多样的视频源:最高可支持到8路1080p的高清图像,支持来自于高清摄像机/VGA/HDMI的图像,也可以将本地视频文件导入作为视频源,便于后期视频编辑处理;
    ★录制文件支持MP4、FLV、WMV、ASF等视频封装格式,支持通用的播放器或嵌入网页方式进行播放;分辨率、码率及帧率可设置;
    录播控制软件开启录播/直播后,支持网络上30个用户并发同时观看直播视频画面,无需流媒体服务器转发。
    教师学生跟踪系统
    HF-RS6500
    须采用智能图像分析技术,自动完成教师、学生摄像机的跟踪,跟踪可靠、平滑、稳定。老师和学生无需进行任何额外操作及佩戴任何其他设备,满足常态化教学的需要。
    智能导播控制系统
    华发视频导播软件
    自动切换教师、学生、板书、计算机画面等多个场景,切换时间参数可调。同时提供手动导播控制功能,可通过人为干预进行画面切换,确保画面切换稳定、自然。
    吊麦话筒

    强指向性枪式录音话筒;背极式电容传声器;48V供电;根据音量实现自动开关。
    教师无线话筒

    笔形无线话筒:
    传输频率   780.125MHz~783.750MHz,有效距离约60m
    频率特性 100Hz~10kHz(1kHz基准50μs加强)
    使用电池 7号碱性干电池
    数字音频矩阵
    HF-RS6200
    ≥8路话筒输入,≥6路线路输入,≥8路线路输出,自带反馈抑制、压限以及话筒管理功能。全数字矩阵混音,多种音频处理功能,断电自动记忆功能。通过计算机软件进行多种功能调整,可清晰采集学生和老师声音,针对现场扩声和录播分别进行单独调节。
    信噪比≥-80dB @22dBu,1KHz,0dB增益
    动态范围≥105dB
    通道分离度≥-85dB
    总谐波失真≤1 ‰
    功放

    输出功率≥2x50W,频率响应20Hz~20kHz 
    音箱

    输出功率≥2x30W,标称阻抗8Ω,频率响应20Hz~20kHz
    自动控制主机与控制面板
    HF-RS3300
    嵌入式系统,多路电源管理,支持一卡通系统、教室多媒体设备的独立管理与控制。多路232/485控制接口,内置4*4音视频矩阵和8X8VGA矩阵,含设备控制软件,可控制录播主机及摄像机。
    时序电源

    8路电源输入,支持程序控制
    液晶电视

    全高清电视,LED电视, (互动教学、教研监视器)
    屏幕尺寸(屏幕对角线):≥65英寸;液晶面板:A+;
    屏幕比例:16:9;分辨率:3840×2160;  
    亮度:≥350cd/m²视角:≥:178°; 

    以下为区域平台所需设备及软件

    业务平台
    华发教育云网络教研管理系统
    1、该平台为区域版视频资源中心,可以进行多级平台管理,具备灵活的分级管理权限,每个学校拥有独立的界面,只能访问属于本校的资源和平台公共开放的资源。支持600个前端的录播或监控接入。
    2、具备对接功能,可与客户原有平台进行整合,提供统一转码服务,接入现有统一认证系统,利用统一帐号进行资源检索和访问。
    3、课表系统对接:平台具备自动排课功能。平台与课表系统对接后,自动生成课表,并自动下发至各学校,各校录播教室进行课程录制,自动生成直播和点播资源。
    4、各级管理员可根据需要,对视频存储进行灵活分类。 
    5、支持创建、修改用户,支持用户分组,针对不同用户授予不同的管理和访问权限。
    6、可以根据学校实际组织架构进行灵活定义,满足学校实际使用。
    7、在线、离线编辑。系统自动上传后的视频,教师可以通过在线的方式直接对视频进行剪辑、添加字幕以及增加片头、片尾。
    8、教学评价。具有相应权限的教师能够发起教学考评任务。教学考评专家组成员收到考评任务后,可以对任务中的教师进行点评。专家组成员通过鼠标点击,即可观看被评教师视频,并实时对视频进行评分、评论,也可以在视频中进行打点、点评。
    9、移动客户端浏览。系统支持iphoneipadandroid手机客户端浏览教学视频。
    10、自动上传功能。系统支持前端自动上传,并自动生成点播资源。
    11、在线资源管理功能。平台支持媒体资源分类、查找功能。可按时间、课程、上课老师名称等多种条件进行检索。
    数据存储平台

    支持iSCSI,RAID0/53个千兆网口。支持从平台功能,可以取代从平台,实现录像及码流转发功能。
    监控级硬盘 接口:SATA3.0;尺寸:3.5寸;大小:3T/块;数量:16块。
    实现课程资源以及监控资源的存储。
    流媒体服务平台
    华发教育资源公共服务系统
    嵌入式系统,基于标准的流媒体协议(RTSPRTMP),提供音视频的直播和点播服务,支持主机从配置。
    MCU
    HF-RS8204
    2U标准机箱尺寸设计, MCU搭载Linux操作系统,实现前录播主机接入管理,用户登录认证,对从机的接入管理功能,并可实现前端的视频码流中心存储、集中转发。支持电视墙功能,支持24小时存储。可通过客户端进行在线监控。


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