专利名称：全自动智能教学录播系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学录播系统，尤其是一种无人值守即可完成教学 过程录制和网络直播的录播系统，具体地说是一种全自动智能教学录播系统。
背景技术：
众所周知，我国人口众多，优质教学资源紧缺。在目前家家都希望子女 能考上好的大学，将来找到一份好的工作，因此为了上一所好学校，家庭不 惜倾其所有也好让子女上好的学校。对此，国家、省、市教育部门也十分重 视。
随着科技的不断进步和网络技术的不断发展，将有限的优质教学资源变 成全社会共享的资源是一种较好的解决方法。而将教学内容网络化、数字化 是首要条件。为此，人们开发了各种多媒体录播系统，借助网络的作用，将 名师、名校、名课的教学内容通过网络、光盘向全社会推广。但现有的录播 系统均需要多人操纵摄录机才能进行工作，这一方面会影响画面的切换、增 加后期编辑的工作量和难度，影响实时录播的质量，此外，由于摄录人员的 存在也会对老师和学生的正常发挥造成影响。因此开发一种无需人工摄录的 全自动录播系统是当务之急。 发明内容
本实用新型的目的是针对目前优质教学的需要，设计一种无需人工操纵， 完全借助于各组成模块和控制软件即可自动完成整个录播工作的全自动智能 教学录播系统。
本实用新型的技术方案是
一种全自动智能教学录播系统，其特征是它主要由中央控制单元l、录播
主机2、多媒体教学设备3、板书摄像机4、学生摄像机5、教师摄像机6、教 师计算机13、现场拾音头7以及教师板书传感器8、座位发言话筒9及智能导播系统10组成，录播主机2、多媒体教学设备3和智能导播装置10均与中
央控制单元1相连，中央控制单元1还连接有操作面板11和网络接口 12;板
书摄像机4、学生摄像机5、教师摄像机6和教师计算机13同时与录播主机2
及智能导播装置10相连；现场拾音头7直接与录播主机2相连；教师板书传
感器8和座位发言话筒9分别与智能导播装置10相连。
所述的多媒体教学设备3包括投影机、电动幕布、视频展示台和音频功 率放大器。
本实用新型还包括一由授课老师随身携带的、实时反映其位置的传感器 件14，它能及时将老师所处的位置反馈给录播系统，经导播系统计算后驱云 台摄像机及时跟踪老师的位置。
本实用新型的有益效果
本实用新型从根本上解决了教学录播的全自动问题，无需人工操纵即可 由授课老师一人操纵自动完全整个教学过程的录播，既可通过网络直播，也 可自动刻录成光盘进入保存。
整个系统借助于软件和相应传感器、感应器件的帮助，能自动完成画面 切换和跟踪。
本实用新型功能齐全，可灵活组合成能满足各种需要的录播系统。
本实用新型能实现的主要功能有
网络实时直播
可以将教师授课的实况，包括教师授课活动、与学生交流互动、学生发言、 现场场景、教师使用的任何课件信息等，通过网络以流媒体的方式直播。
本实用新型可提供现场控制和远程集中控制两种方式，配合全自动的智能 控制系统，教师在现场进行一键操作就可轻松完成录播工作，也可以由管理 人员在远程集中对多个录播教室进行管理控制，使教师可以全身心投入到教 学活动中，免受其他事务干扰。
本实用新型可以以单流的方式进行网络传输，适应于企业网、互联网及卫 星网络等各种不同的组网方案。网络直播时可以单播或组播方式，授权用户 可通过网络实时收看，通过媒体服务器级联方式，可使多校区的网络接收流畅，不受点数限制。 网络实时录制
在网络直播的同时可将授课现场的实况同步录制成课程资源，录制时将 教师视频、学生视频、现场场景、各种教学课件等信息多流合并，录制成为 一个标准的ASF格式文件，以供网络点播、后期编辑或刻录成光盘分发、保 存。
自动生成教学资源库 网络直播结束时，系统自动将录制的课程资源文件添加到共享教学资源 库，以供广大师生、教研人员课后点播或进行校际课程交流。系统在直播时 能自动生成片头、片尾，支持画中画、场景切换特技等效果，可以随时插入 图像标记。系统提供单画面电影模式、多画面分场景模式两种录制模式，用 户可灵活选择。
网络课程点播
本实用新型还可提供课程资源管理平台对课程资源进行管理控制，用户 可登录到课程资源管理系统进行点播资源的检索、查找，授权用户可通过网
络进行点播。系统支持C/S和B/S两种点播模式，点播时可以进行主画面切 换、快进、快退、暂停、目录索引等操作。
本实用新型还具有以下特点
先进的技术架构
采用领先的数字化、智能化及模块化的架构，通过高效的视音频编码技 术、灵活的网络处理技术、信息识别技术以及人工智能技术的应用整合，为 用户提供高质量、高效率、智能化、标准化的产品和远程网络教学整体解决 方案。
较强的灵活性与伸缩性
基于开放的设计体系，可提供差异化的应用解决方案，以满足不同单位
的应用需求及个性化要求。多种型号的Mbox网络课堂录播系统可为用户提供
多种应用部署，既可以进行移动式精品课程现场录播，也可以部署多套网络 课堂录播系统。可灵活选择单画面电影模式或多画面分场景模式等多种录播模式，最多可支持四画面录制。整个系统共享一套媒体分发、资源管理和远
程管理平台，可随时增加Mbox网络课堂录播系统进行平滑扩展，有效降低用
户的投入成本，有利于开展较大规模的远程网络教学活动。 全方位、立体化、智能化跟踪控制
本实用新型的全自动录播系统以教师授课境况为基准，根据教学实际过 程以及对教师、学生的行为和心理分析，采用领先的信息识别和人工智能等 独特技术，从教学的不同角度对人物进行跟踪，并进行智能化的场景调度， 不仅使录播工作变得轻松愉快、简单易用，而且准确地表达了教师的教案， 完全符合受众的心理和行为习惯。
智能教师摄像跟踪，采用人像识别和人工智能技术，使用单台摄像机即 可自动跟踪教师在授课时活动，教师可以自由走动，全身心投入到教学活动 中去，充分保证教学的质量，录制的教师画面平滑、流畅，表达细腻表现力 强，避免了因多镜头切换而造成的图像不连贯、抖动和闪烁现象。
自动高清度板书拍摄，采用人工智能技术(传感器加软件和高清拍摄装 置，系统能自动探测教师的板书活动，侦测教师的位置，同步调度高清板书 摄像机工作并切换画面，镜头切换快速平滑、画面清晰，准确地表达了教师 的教案。
智能师生交互摄像联动，采用信息识别和人工智能技术，能对多个不同 的学生位进行特写，对镜头推、拉、移，也能拍摄学生全景，有利于充分展 示互动教学。
高质量、高清晰，低码流、低带宽
基于专业的VGA信号实时采集及先进的编码压缩技术，画面分辨率高达 1024X768，编码图像清晰流畅，编码后的数据在300k 3M比特/秒，用户可 根据自己的实际需要进行调整，以适应不同应用的质量要求。
部署简单、使用便捷
采用模块化设计使系统部署与安装简单、快捷。全方位、立体化、智能 化的跟踪控制，使系统使用超级简单， 一键式操作，使授课教师可在无人值 守的情况下，无需别人干预即可完成授课过程的网络录播。
6标准化的媒体格式ASF
基于微软标准的流媒体规范格式，采用最先进的WMA/丽V音视频编码， 将多画面的音视频流编码压缩到单一的流格式，实现了高效的单流网络直播 和单一文件存储，可适应于企业网、互联网及卫星网络等各种不同的组网方 案。
录制文件采用标准存储格式ASF，可使用Windows Media Player等主流 播放器直接播放，可进行最广泛的资源共享，保证用户方便使用，符合国家 教育部《国家精品课程教学录像上网技术标准》的要求，可直接使用主流的 非线性编辑软件进行后期处理。
此外数字化、智能化、标准化、 一体化也是本实用新型区别于现有录 播系统的一大特色。
图1是本实用新型的组成系统框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。 如图1所示。
一种全自动智能教学录播系统，它主要由中央控制单元l、录播主机2、 多媒体教学设备3、板书摄像机4、学生摄像机5、教师摄像机6、教师计算 机13、现场拾音头7以及教师板书传感器8、座位发言话筒9及智能导播系 统10组成，录播主机2、多媒体教学设备3和智能导播装置10均与中央控制 单元1相连，中央控制单元1还连接有操作面板11和网络接口 12;板书摄像 机4、学生摄像机5、教师摄像机6和教师计算机13同时与录播主机2及智 能导播装置10相连；现场拾音头7直接与录播主机2相连；教师板书传感器 8和座位发言话筒9分别与智能导播装置10相连。所述的多媒体教学设备3 包括投影机、电动幕布、视频展示台和音频功率放大器等。此外，具体实施 时，为了提高对老师跟踪的准确性，还可为授课老师配置一个能实时反映其 位置的传感器件14，它能及时将老师所处的位置反馈给录播系统，经导播系 统计算后驱云台摄像机及时跟踪老师的位置。本实施例中的中央控制单元1、录播主机2和智能导播装置10均由计算 机加上相应的软件加以实现。其余各部件均可采用现有设备加以整合而成。 本实用新型的工作原理为
1、 授课老师首先使用操作面板，通过中央控制单元对所有的多媒体教学 设备教学操作控制，进行日常的多媒体教学工作；
2、 教师移动检测装置主要侦测教师的位置，经教师跟踪系统(图像识别 软件)分析处理后将信息发送给智能导播系统；教师板书检测装置(传感器
或光栅)主要侦测教师的板书行为， 一旦有教师板书行为发生，立刻将信息
发送给智能导播系统；学生行为检测装置主要侦测学生的发言(所要位置的 话筒的开关状态)等行为活动，经学生定位系统分析处理后将信息发送给智 能导播系统。智能导播系统根据教师位置信息、学生行为及定位信息分析判 断，控制录播主机切换到相应的视频(Video)源，并驱动教师摄像机和学生 摄像机云台转动进行跟踪定位。智能导播系统根据教师板书行为、操作计算 机的动作分析判断，控制录播主机切换到相应的视频(RGB)源。
3、 录播主机可以将教师授课的实况，包括教师授课活动、与学生交流互 动、学生发言、现场场景、教师使用的课件、板书等信息，通过网络以流媒 体的方式直播。在网络直播的同时可将授课现场的实况同步录制成课程资源， 录制时将教师视频、学生视频、现场场景、各种教学课件等信息多流合并， 录制成为一个标准的ASF格式文件，以供网络点播、后期编辑或刻录成光盘 分发、保存。
4、 通过网络接口可以进行网络通信，以便进行网络在线教学。
5、 可以对教室进行视频监控。
6、 通过网络接口可以远程进行控制、管理。
7、 网络录播结束时，系统自动将录制的课程资源文件上传到共享教学资 源库，以供广大师生、教研人员课后点播或进行校际课程交流。在教学时也 可以下载共享教学资源内容，实时授课。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求1、一种全自动智能教学录播系统，其特征是它主要由中央控制单元(1)、录播主机(2)、多媒体教学设备(3)、板书摄像机(4)、学生摄像机(5)、教师摄像机(6)、教师计算机(13)、现场拾音头(7)以及教师板书传感器(8)、座位发言话筒(9)及智能导播系统(10)组成，录播主机(2)、多媒体教学设备(3)和智能导播装置(10)均与中央控制单元(1)相连，中央控制单元(1)还连接有操作面板(11)和网络接口(12)；板书摄像机(4)、学生摄像机(5)、教师摄像机(6)和教师计算机(13)同时与录播主机(2)及智能导播装置(10)相连；现场拾音头(7)直接与录播主机(2)相连；教师板书传感器(8)和座位发言话筒(9)分别与智能导播装置(10)相连。
2、 根据权利要求l所述的全自动智能教学录播系统，其特征是它还包括传感 器件(14)。
专利摘要一种全自动智能教学录播系统，其特征是它主要由中央控制单元(1)、录播主机(2)、多媒体教学设备(3)、板书摄像机(4)、学生摄像机(5)、教师摄像机(6)、教师计算机(13)、现场拾音头(7)以及教师板书传感器(8)、座位发言话筒(9)及智能导播系统(10)组成，录播主机(2)、多媒体教学设备(3)和智能导播装置(10)均与中央控制单元(1)相连，中央控制单元(1)还连接有操作面板(11)和网络接口(12)；板书摄像机(4)、学生摄像机(5)、教师摄像机(5)和教师计算机(6)同时与录播主机(2)及智能导播装置(10)相连；现场拾音头(7)直接与录播主机(2)相连；教师板书传感器(8)和座位发言话筒(9)分别与智能导播装置(10)相连。本实用新型可实现无人值守的自动录播，解放了劳动力，自动化程度高。
文档编号G09B5/06GK201255932SQ200820185250
公开日2009年6月10日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者杨志祥, 飞 邹, 翔 高 申请人:南京高盛信息产业有限公司