一种教学智能录播系统的制作方法

本实用新型涉及智能教学技术领域，具体来说涉及的是一种教学智能录播系统。

背景技术：

自动智能录播系统可在教师现场授课的同时，自动生成课堂教学实况录像，完整地记录教师授课的全过程，包括教师讲授的过程、板书书写的过程和使用的多媒体教学课件等，按照授课的时间顺序自动编辑生成授课实况录像，同时还可以以流媒体的方式在互联网上进行直播，使广大用户如在课堂现场一样，课后还可以在网上点播重放。

常规的录播系统包括图像跟踪系统、远程直播系统等，它将课件录制和直播、点播等功能集于一身。由2-4个摄像机，分别记录教师全景、特写，学生全景、特写，以及板书特写等，通过一个中央控制系统一键式启动录制、暂停或者停止，并通过局域网流媒体的形式进行直播或者点播以及远程监视，录制的视频格式要基于H.264/MPGE4AVC编解码协议或WMV9/AC-1编解码协议，采集分辨率多为1024*768或1080p。摄像头基于图像识别及移动目标自动侦测，实时跟踪定位。

录播主机支持将数据及视频通过IP网络或数字有线电视网直播到其它教室的机顶盒，系统对应的机顶盒支持两路高清视频解码，在接收端通过遥控器可以选择视频不同的显示及排布方式如两分屏、画中画。

全自动录播系统为学校提供精品课程录制等功能的同时，也带来许多需要考虑和注意的问题，如智能化程度问题，应用范围问题。现有的录播系统普遍存在以下问题：图像定位不明确，录制会出现空镜头，摄像头跟踪有拖尾现象，画面切换需要人工干预等问题，因此需要一种教学智能录播系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中录播过程中图像定位不准确的缺陷，提供一种教学智能录播系统来解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种教学智能录播系统，包括视音频信号采集子系统、摄像跟踪定位子系统和录播控制子系统，所述的视音频信号采集子系统、摄像跟踪定位子系统均与录播控制子系统相连，其特征在于：所述的视音频信号采集子系统包括摄像机、话筒和音频处理器，所述的摄像机包括教师摄像机、学生摄像机和板书摄像机；所述的摄像跟踪定位子系统包括教师跟踪模块和学生定位模块；所述的录播控制子系统包括录播主机、微处理器和存储器，所述的录播控制子系统用于控制录播过程的开始、停止以及录制视频的存储。

优选的，所述的教师跟踪模块采用超声波感应装置，所述的超声波感应装置用于感应教师的活动画面。

优选的，所述的学生定位模块采用蓝牙定位或GPRS定位方式定位学生的位置。

优选的，所述的摄像机的下方设置有旋转机构，所述的旋转机构的下方设置有正反丝螺纹杆，所述的旋转机构包括旋转旋转工作台、旋转轴和电机，所述的旋转轴安装在旋转工作台的中心，所述的旋转轴与旋转工作台固连，所述的电机设于旋转工作台的下方，所述的电机包括第一电机和第二电机，所述的第一电机设于旋转轴的左边，所述的第二电机设于旋转轴的右边，所述的旋转轴与正反丝螺纹杆相连，所述的旋转机构用于根据摄像跟踪定位子系统的位置驱动所述摄像机旋转。

作为优选，所述的旋转机构包括第一旋转机构和第二旋转机构，所述的第一旋转机构与教师跟踪模块相连，所述的第二旋转机构与学生定位模块相连。

作为优选，所述的音频处理器为混音器，所述的话筒包括至少一个无线领夹话筒以及3-5个吊装拾音话筒。

本实用新型提供的一种教学智能录播系统，包括视音频信号采集子系统、摄像跟踪定位子系统和录播控制子系统，所述的视音频信号采集子系统、摄像跟踪定位子系统均与录播控制子系统相连，所述的视音频信号采集子系统包括摄像机、话筒和音频处理器，所述的摄像机包括教师摄像机、学生摄像机和板书摄像机；所述的摄像跟踪定位子系统包括教师跟踪模块和学生定位模块；所述的录播控制子系统包括录播主机、微处理器和存储器，所述的录播控制子系统用于控制录播过程的开始、停止以及录制视频的存储。与现有技术相比，本方案通过教师摄像机对教师的活动画面进行拍摄录制，选择教师跟踪模块对教师的活动范围进行定位，然后调节第一旋转机构调节教师摄像机在合适的位置对教师进行特写，同理，教师与学生进行互动时，选择学生定位模块对学生的位置进行定位，然后调节第二旋转机构调节学生摄像机在合适的位置对互动的学生进行特写，而板书摄像机是用于对教师在黑板写得板书进行聚焦拍摄，采用多个摄像机进行拍摄，各司其职，互不干扰，使录制的视频更清晰，方便使用者观看，此外旋转机构可以360°旋转，准确拍摄需要采集的位置，当需要拍摄的对象有高度变化时，可以通过正反丝螺纹杆调节摄像机的高度，实现了图像全面和直观采集的功能。

附图说明

图1为本实用新型的一种教学智能录播系统的示意性框图；

图2为本实用新型的旋转机构的结构示意图。

其中，1-录播控制子系统、2-视音频信号采集子系统、3-摄像跟踪定位子系统、4-摄像机、4a-教师摄像机、4b-学生摄像机、4c-板书摄像机、5-话筒、6-音频处理器、7-教师跟踪模块、8-学生定位模块、9-旋转机构、9a-第一旋转机构、9b-第二旋转机构、10-微处理器、11-存储器、12-录播主机、13-正反丝螺纹杆、14-旋转工作台、15-旋转轴、16a-第一电机、16b-第二电机

具体实施方式

为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

参照附图1，一种教学智能录播系统，包括视音频信号采集子系统(2)、摄像跟踪定位子系统(3)和录播控制子系统(1)，所述的视音频信号采集子系统(2)、摄像跟踪定位子系统(3)均与录播控制子系统(1)相连，所述的视音频信号采集子系统(2)包括摄像机(4)、话筒(5)和音频处理器(6)，所述的摄像机(4)包括教师摄像机(4a)、学生摄像机(4b)和板书摄像机(4c)；所述的摄像跟踪定位子系统(3)包括教师跟踪模块(7)和学生定位模块(8)；所述的录播控制子系统(1)包括录播主机(12)、微处理器(10)和存储器(11)，所述的录播控制子系统(1)用于控制录播过程的开始、停止以及录制视频的存储。

需要说明的是，将教师摄像机(4a)设于教室的后端，学生摄像机(4b)设于教室的前端，以方便更清晰的拍摄教师的授课状态和学生听课和互动状态，通过设置教师跟踪模块(7)和学生定位模块(8)是为了更准确的定位目标，以拍摄目标的特写，通过录播主机(12)控制录播过程的开始和停止，微处理器(10)是对录播指令的传递，存储器(11)是用于对录制视频的存储。

优选的，所述的教师跟踪模块(7)采用超声波感应装置，所述的超声波感应装置用于感应教师的活动画面。

优选的，所述的学生定位模块(8)采用蓝牙定位或GPRS定位方式定位学生的位置。

示例性的，定位目标的方式有多种，人体红外感应、超声波感应装置、语音识别以及AVA图像识别，考虑到成本以及方便的因素，本方案选择教师跟踪模块(7)为超声波感应装置，它能准确定位教师的移动速度和移动方向，方便教师摄像机(4a)跟踪拍摄，学生定位模块(8)采用蓝牙定位或GPRS定位方式，能准确的定位互动的学生的具体位置，方便学生摄像机(4b)跟踪拍摄，同时成本低。

参照附图2，所述的摄像机(4)的下方设置有旋转机构(9)，所述的旋转机构(9)的下方设置有正反丝螺纹杆(13)，所述的旋转机构(9)包括旋转旋转工作台(14)、旋转轴(15)和电机，所述的旋转轴(15)安装在旋转工作台(14)的中心，所述的旋转轴(15)与旋转工作台(14)固连，所述的电机设于旋转工作台(14)的下方，所述的电机包括第一电机(16a)和第二电机(16b)，所述的第一电机(16a)设于旋转轴(15)的左边，所述的第二电机(16b)设于旋转轴(15)的右边，所述的旋转轴(15)与正反丝螺纹杆(13)相连，所述的旋转机构(9)用于根据摄像跟踪定位子系统(3)的位置驱动所述摄像机(4)旋转。

优选的，所述的旋转机构(9)包括第一旋转机构(9a)和第二旋转机构(9b)，所述的第一旋转机构(9a)与教师跟踪模块(7)相连，所述的第二旋转机构(9b)与学生定位模块(8)相连。

考虑到教师和学生在录制视频过程中易发生位置移动和高度变化，因此教师摄像机(4a)和学生摄像机(4b)的下方设置有旋转机构(9)，通过旋转机构(9)根据摄像跟踪定位子系统(3)的位置驱动所述摄像机(4)旋转，所述的第一电机(16a)用于带动旋转工作台360°转动，所述的第二电机(16b)用于调节正反丝螺纹杆(13)的高度。

作为优选，所述的音频处理器(6)为混音器，所述的话筒(5)包括至少一个无线领夹话筒以及3-5个吊装拾音话筒。

本领域的技术人员可理解的是，无线领夹话筒是方便教师使用，吊装拾音话筒均分设于教室的东南西北中位置，以为了准确的录制学生的声音，所述的混音器对采集的音频进行降噪和防啸叫处理。

综上所述，本实用新型提供的一种教学智能录播系统，包括视音频信号采集子系统(2)、摄像跟踪定位子系统(3)和录播控制子系统(1)，所述的视音频信号采集子系统(2)、摄像跟踪定位子系统(3)均与录播控制子系统(1)相连，所述的视音频信号采集子系统(2)包括摄像机(4)、话筒(5)和音频处理器(6)，所述的摄像机(4)包括教师摄像机(4a)、学生摄像机(4b)和板书摄像机(4c)；所述的摄像跟踪定位子系统(3)包括教师跟踪模块(7)和学生定位模块(8)；所述的录播控制子系统(1)包括录播主机(12)、微处理器(10)和存储器(11)，所述的录播控制子系统(1)用于控制录播过程的开始、停止以及录制视频的存储。与现有技术相比，本方案通过教师摄像机(4a)对教师的活动画面进行拍摄录制，选择教师跟踪模块(7)对教师的活动范围进行定位，然后调节第一旋转机构(9a)调节教师摄像机(4a)在合适的位置对教师进行特写，同理，教师与学生进行互动时，选择学生定位模块(8)对学生的位置进行定位，然后调节第二旋转机构(9b)调节学生摄像机(4b)在合适的位置对互动的学生进行特写，而板书摄像机(4c)是用于对教师在黑板写得板书进行聚焦拍摄，采用多个摄像机进行拍摄，各司其职，互不干扰，使录制的视频更清晰，方便使用者观看，此外旋转机构可以360°旋转，准确拍摄需要采集的位置，当需要拍摄的对象有高度变化时，可以通过正反丝螺纹杆(13)调节摄像机(4)的高度，实现了图像全面和直观采集的功能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。