基于录播设备的智能教学信息处理装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于录播设备的智能教学信息处理装置，包括教师PC机、录制摄像机、图像检测摄像机、拾音话筒、音频处理装置和录播主机；教师PC机、录制摄像机和图像检测摄像机与录播主机相连接；拾音话筒通过音频处理装置与录播主机相连接，包括跟踪主机，所述教师PC机、录制摄像机和图像检测摄像机通过跟踪主机与录播主机相连接。本发明依托AVA智能录播系统能实现教师在授课的过程同时自动标记教学信息形成xml文件，视频录制完成便可同步记录知识点与教学环节信息，可供师生的检索，并通过嵌入到网页播放器及移动终端播放器中的虚拟切片信息实现快速跳转到相应时间点进行查看。
【专利说明】基于录播设备的智能教学信息处理装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种教学信息处理系统，具体的说，是涉及一种基于录播设备的智能 教学信息处理装置和方法。
【背景技术】
[0002] 录播设备随着我国教育信息化进程的推进，已经逐渐成为学校信息化教室建设的 一个标准配置教学装备，广大教师借助录播设备能自主开展常规化的教学过程录制。随着 视频技术性能和可用性的提高以及教师信息技术素养的提高，教师利用视频技术开展课 堂教学研究也逐渐成为现实。
[0003] 随着录制视频的便捷化，如何从大量录制的视频中检索教学信息（知识点、教学 环节）成为教学视频资源管理与视频资源应用的重要环节。教师期望能够像使用文本资源 一样方便地进行视频类资源的操作，如像对文本进行标注一样，可以方便地对视频进行标 注。视频标注工具的需求呼之欲出。
[0004] 本发明是在智能录播系统的基础上作扩展应用，能在录播主机录制视频时同步采 集教学信息（知识点、教学环节）形成xml标注文件，同时开发了可以自动读取该xml标注 文件的网页播放器，实现点击标注快速跳转到相应视频片段，让教师和学生在浏览教学视 频时更加便捷。
[0005] 目前国外一些大学开发了许多视频标注工具，比如，MediaTagger、ANVIL、 VideoTraces、MediaNotes、VAST、VITAL、StudioCode、VAT、DIVER、IVAN和Transana等。视 频标注工具允许用户同步或异步观看视频，可以根据自己的需要对视频进行剪辑，同时可 以对视频进行标注和评论。视频标注工具中提供视频截图和视频追踪，允许用户在他们实 践中的精确的具体点上进行同步的反馈。在一些视频标注软件中，用户可以定义他们想用 于分析（或者标注）的标准，支持自己创建标签，如VAST。还有一些软件直接给用户提供标 签用于标注。在大多数视频标注软件中，用户能够强调视频的某些部分并添加评论。有些 软件还支持通过网络上传标注过的视频，与其他反思者共享，而别人也可以对其展开进一 步的评论，从而共同建构反思，如VAT和DIVER。尽管这些工具在能力方面各有差别，但它们 的主要目的是为便利用户分析和反馈提供实际的解决方案。
[0006] 虽然上述的软件能完成教学视频信息的标注，但是存在以下的一些缺点：
[0007] 1、这些软件需要视频录制完成后再需要由专人利用软件去完成视频教学信息的 标注，并没有办法完成自动化标注。
[0008] 2、这些软件大部分是基于c/s架构的，查看教学信息标注都需要使用该软件才能 查看批注的结果。做好的标注信息也没有从方便浏览器观看的角度来把教学信息嵌入到播 放器的内部，造成视频在社会化软件（论坛、QQ或微信等）分享时只能把视频分享，而没有 办法把视频中含有的教学信息一并进行分享，影响了其他人的快速浏览相关的教学信息。
[0009] 导致上述缺陷的原因：首先是市场上的录播设备只能完成教学视频的录制，而忽 视了课堂教学信息（知识点、教学环节）的同步记录，以便于视频供师生课后点播时提供更 准确的课堂信息，另外就是没有考虑在b/s的架构下如何实现快速的标注及通过网页端查 看标注。
【发明内容】
[0010] 针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种能实现教师在授课的过程同时自动 标记教学信息形成xml文件，视频录制完成便可同步记录知识点与教学环节信息的基于录 播设备的智能教学信息处理装置和方法。
[0011] 本发明所采取的技术方案是：
[0012] 一种基于录播设备的智能教学信息处理装置，包括教师PC机、录制摄像机、图像 检测摄像机、拾音话筒、音频处理装置和录播主机；教师PC机、录制摄像机和图像检测摄像 机与录播主机相连接；拾音话筒通过音频处理装置与录播主机相连接，包括跟踪主机，所述 教师PC机、录制摄像机和图像检测摄像机通过跟踪主机与录播主机相连接。
[0013] 一种基于录播设备的智能教学信息处理方法，
[0014] 教师PC机播放教学信息技术文件；
[0015] 录播主机录制视频文件；
[0016] 录播主机录制教学信息技术文件；
[0017] 录播主机设置有视频信号源记录模块和PowerPoint教学信息技术文件检测模 块。
[0018] 在教学视频录制过程中，所述视频信号源记录模块对视频信号源进行检测；
[0019] 视频信号源记录模块检测到视频信号源发生切换后；
[0020] 视频信号源记录模块向录播主机发出指令，录播主机将教学中教学信息记录文件 进行记录并同时标记切换的状态及切换的时刻点，形成时刻点、切换状态--对应的xml 文件。
[0021] 在教学视频录制过程中，所述PowerPoint教学信息技术文件检测模块对电脑鼠 标或者键盘的点击事件进行检测；
[0022] 当有鼠标或者键盘发生点击事件，PowerPoint教学信息技术文件检测模块获取当 前ppt的标题信息；
[0023] 向录播主机发出指令,录播主机记录时刻点与标题的信息，形成PowerPoint标题 与时刻点--对应的xml文件。
[0024] 本发明相对现有技术的有益效果：
[0025] 本发明基于录播设备的智能教学信息处理装置，依托AVA智能录播系统能实现教 师在授课的过程同时自动标记教学信息形成xml文件，视频录制完成便可同步记录知识点 与教学环节信息，可供师生的检索，并通过嵌入到网页播放器及移动终端播放器中的虚拟 切片信息实现快速跳转到相应时间点进行查看。
[0026] 本发明与现有的技术方案需要教学视频录制完成后还需安排专人使用工具对教 学录像进行全程重温相比，本发明实现了教学视频的边录制，边完成教学行为分析记录，大 大提高了教学视频分析的效率。
[0027] 本发明有别于其他视频分析软件基于CS架构及需要安装，本专利中的二次分析 工具完全基于BS架构，用户只要通过浏览器便可实现对教学视频知识点、教学环节进行快 速人工分析。通过对播放器的插件开发，实现了能把知识点、教学环节嵌入到播放器内部， 并可实现点击某一个知识点或者教学环节快速跳转到相应的时刻点，便于教师和学生的查 看。播放器的插件实现在播放器内部呈现知识点与教学环节也是本专利保护点。
[0028] 本发明的优点如下：
[0029] ①教师只需要在备课时在ppt文件中记录好知识点，完成录制后，便可把该视频 的知识点同步记录下来，不再需要人工的二次编辑，教师和学生在点播该视频时时实现快 速的重温知识点片段。
[0030] ②依据师生授课过程中的镜头切换和景别切换逻辑，能同步整个教学过程所经历 的教学环节如教师讲授、师生互动、教师板书、教师使用教学媒体等，这些教学环节信息对 于分析教师的教学行为提供了客观参考数据，而不再需要对视频进行人工的二次分析。
[0031] ③嵌入到播放器中的教学信息如知识点、教学环节组件能使师生点播教学视频资 源时更加的便捷，而且分享到其他社会化软件时能同时把视频中的教学信息同时分享。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 图1是智能录播主机结构图结构示意图；
[0033] 图2是本发明基于录播设备的智能教学信息处理模块的结构示意图；
[0034] 图3是本发明视频信号源切换记录模块实现流程示意图；
[0035] 图4是本发明对于知识点虚拟切片的定义方式示意图；
[0036]图5是本发明PowerPoint教学信息技术文件检测模块的工作流程示意图；
[0037] 图6是本发明Jwplayer播放器的教学信息插件工作原理。
[0038] 附图中主要部件符号说明：
【具体实施方式】
[0039] 以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
[0040] 附图1-6可知，一种基于录播设备的智能教学信息处理装置，包括教师PC机、录 制摄像机、图像检测摄像机、拾音话筒、音频处理装置和录播主机；教师PC机、录制摄像机 和图像检测摄像机与录播主机相连接；拾音话筒通过音频处理装置与录播主机相连接，包 括跟踪主机，所述教师PC机、录制摄像机和图像检测摄像机通过跟踪主机与录播主机相连 接。
[0041] 一种基于录播设备的智能教学信息处理方法，
[0042] 教师PC机播放教学信息技术文件即PowerPoint文件；
[0043] 录播主机录制视频文件；
[0044] 录播主机录制教学信息技术文件；
[0045] 录播主机设置有视频信号源记录模块和教学信息技术文件即PowerPoint检测模 块。
[0046] 在教学视频录制过程中，所述视频信号源记录模块对视频信号源进行检测；
[0047] 视频信号源记录模块检测到视频信号源发生切换后；
[0048] 视频信号源记录模块向录播主机发出指令，录播主机将教学中教学信息记录文件 进行记录并同时标记切换的状态及切换的时刻点，形成时刻点、切换状态--对应的xml 文件。
[0049] 所述PowerPoint信息检测模块对电脑鼠标或者键盘的点击事件进行检测；
[0050] 当有鼠标或者键盘发生点击事件，PowerPoint信息检测模块获取当前ppt的标题 1信息；
[0051] 向录播主机发出指令，录播主机记录时刻点与标题1的信息，形成PowerPoint标 题与时刻点--对应的xml文件。
[0052] 录播主机实时监测镜头切换的信息及PC鼠标（键盘）点击事件，当出现镜头切换 及鼠标（键盘）点击事件会即时告知录播主机把事件写入xml文件中。
[0053] 所述视频录制过程中，对所有信号源（摄像头、VGA信号）的切换行为进行一一记 录。
[0054] 摄像头信号切换的模块通过图像检测摄像机信号源信号的变化。
[0055] 本发明基于录播设备的智能教学信息处理系统，
[0056] 依托AVA智能录播系统能实现教师在授课的过程同时自动标记教学信息（知识 点、教学环节）形成xml文件，视频录制完成便可同步记录知识点与教学环节信息，可供师 生的检索，并通过嵌入到网页播放器及移动终端播放器中的虚拟切片信息实现快速跳转到 相应时间点进行查看。
[0057] 本发明与现有的技术方案需要教学视频录制完成后还需安排专人使用工具对教 学录像进行全程重温相比，本发明实现了教学视频的边录制，边完成教学行为分析记录，大 大提高了教学视频分析的效率。
[0058] 有别于其他视频分析软件基于CS架构及需要安装，本专利中的二次分析工具完 全基于BS架构，用户只要通过浏览器便可实现对教学视频知识点、教学环节进行快速人工 分析。通过对播放器的插件开发，实现了能把知识点、教学环节嵌入到播放器内部，并可实 现点击某一个知识点或者教学环节快速跳转到相应的时刻点，便于教师和学生的查看。播 放器的插件实现在播放器内部呈现知识点与教学环节也是本专利保护点。
[0059] 本发明的优点如下：
[0060] ①教师只需要在备课时在ppt文件中记录好知识点，完成录制后，便可把该视频 的知识点同步记录下来，二不再需要人工的二次编辑，教师和学生在点播该视频时时实现 快速的重温知识点片段。
[0061] ②依据师生授课过程中的镜头切换和景别切换逻辑，能同步整个教学过程所经历 的教学环节（如教师讲授、师生互动、教师板书、教师使用教学媒体）等，这些教学环节信息 对于分析教师的教学行为提供了客观参考数据，而不再需要对视频进行人工的二次分析。
[0062] ③嵌入到播放器中的教学信息（知识点、教学环节）组件能使师生点播教学视频 资源时更加的便捷，而且分享到其他社会化软件时能同时把视频中的教学信息同时分享。
[0063] 附图3本发明视频信号源切换记录模块实现流程如下：
[0064] 开始录制视频之后，录播主机会自动按照MP4的格式对视频进行全程录制。录播 主机由于同时接入多路的视频信号源，因此需要通过手动或者自动的方式对接入的多路 视频信号源进行切换，并且在后台通过视频信号源切换记录模块同时记录下此时的操作。 假设教师区域有两台摄像机负责拍摄，一台负责教师全景拍摄01，一台负责教师特写拍摄 02,那么当录制启动时间第1:10的时候老师在讲台站定讲课，录播主机需要将教师特写视 频信号源01切换到最终录制的主播画面中，并且在视频信号源切换记录模块中写下一条 记录"1:10,教师特写"，当第1:20老师在讲台区域大范围走动的时候，录播主机需要将教 师全景视频信号源02切换到最终录制的主播画面中，并且在视频信号源切换记录模块中 写下一条记录"1:20,教师全景"，录播主机的视频信号源每切换一次（视频信号源的切换 可以通过人工手动进行导播控制，也可以通过录播主机与图像跟踪主机配合进行自动导播 控制），就会在视频信号源切换记录模块中写下一条记录，记录当前切换的时间及当前视频 信号源的画面属性（如教师全景、教师特写、学生全景、学生特写、板书、课件电脑画面等）； 同理，学生区域和板书区域也是采用同样的技术进行录制、判断、记录；若自动导播模式下， 第10:00教师操作课件电脑给学生讲解一些习题课件，那么预装在教师电脑中的PPT检测 软件会给录播主机发送命令告知此时需要切换到教师电脑的画面，录播主机会快速将视频 信号源切换到VGA画面并展现在主播画面中，并在视频信号源切换记录模块中写下一条记 录"10:00, VGA电脑画面"，当点击"停止"后视频停止录制，录播主机中会生成一个完整的 MP4视频文件以及由视频信号源切换记录模块记录生成的一个xml文件。
[0065] 为了进一步自动表示教学环节，本发明对摄像机的记录的xml文件格式及教学环 节的定义：
[0066] 文件名格式：SW+RecID. xml
[0067] 〈？xml version=〃1. 0"encoding=〃gb2312〃？>
[0068] 〈SWITCH〉
[0069] 〈ITEM TME = "(TACTION = "VGA"/〉
[0070] 〈ITEM TME="7985"ACTI0N="T"/>
[0071] 〈ITEM TME="9516"ACTI0N="S"/>
[0072] 〈ITEM TME=〃11500"ACTI0N="B"/>
[0073] 〈ITEM TME=〃13110"ACTI0N=〃VGA"/>
[0074] 〈ITEM TME=〃16688"ACTI0N="END"/〉
[0075] 〈/SWITCH〉
[0076] 下面是各种ACTION说明：
[0077]
【权利要求】
1. 一种基于录播设备的智能教学信息处理装置，包括教师PC机、录制摄像机、图像检 测摄像机、拾音话筒、音频处理装置和录播主机；教师PC机、录制摄像机和图像检测摄像机 与录播主机相连接；拾音话筒通过音频处理装置与录播主机相连接，其特征在于，包括跟踪 主机，所述教师PC机、录制摄像机和图像检测摄像机通过跟踪主机与录播主机相连接。
2. -种基于录播设备的智能教学信息处理方法，其特征在于： 教师PC机播放教学信息技术文件； 录播主机录制视频文件； 录播主机录制教学信息技术文件； 录播主机设置有视频信号源记录模块和PowerPoint教学信息技术文件检测模块。
3. 根据权利要求1所述基于录播设备的智能教学信息处理系统，其特征在于： 在教学视频录制过程中，所述视频信号源记录模块对视频信号源进行检测； 视频信号源记录模块检测到视频信号源发生切换后； 视频信号源记录模块向录播主机发出指令，录播主机将教学中教学信息记录文件进行 记录并同时标记切换的状态及切换的时刻点，形成时刻点、切换状态--对应的xml文件。
4. 根据权利要求1所述基于录播设备的智能教学信息处理系统，其特征在于： 在教学视频录制过程中，所述PowerPoint教学信息技术文件检测模块对电脑鼠标或 者键盘的点击事件进行检测； 当有鼠标或者键盘发生点击事件，PowerPoint教学信息技术文件检测模块获取当前 ppt的标题彳目息； 向录播主机发出指令，录播主机记录时刻点与标题的信息，形成PowerPoint标题与时 刻点--对应的xml文件。
【文档编号】G09B5/06GK104408983SQ201410778219
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】欧俊文 申请人:广州市奥威亚电子科技有限公司