技术领域本发明实施例涉及网络设备技术领域，为一种网络多媒体装置，尤其涉及一种音视频二合一采集设备及用于视频教学的云录播方法。
背景技术：
随着教育思想和观念的转变，科学技术在教育领域内的应用越来越普及，目前的全自动录播跟踪装置，是网络教育应用的最关键的一个装置，其涉及到较多个设备和模式，其控制原理包括以下3种：红外跟踪技术、图像识别分析技术以及超声波跟踪切换技术。采用红外跟踪技术录播画面时，被拍摄人或物在移动时摄像画面也随之移动，进而造成画面整体不停地晃动，对观看录播视频的人带来眼睛疲劳；采用图像识别分析技术，在采集图像时需要运用到至少三台的定位摄像机，且辅助设备多，需要复杂的设备安装以及电路布线，在常规教室中难以实现；而而采用超声波跟踪技术，由于声音来源的不可确定性，会产生较多的非正常需要的视频画面，对于大小类型的教室均不太适合，且对于超声波技术潜在的危害而备受争议，因此，通过以上3种技术的全自动录播跟踪装置均有其局限性，不能适用于现有的复杂的录播发型。因此，目前分散化的设备、高成本且安装难度大的各类自动跟踪录播装置如何实现如何最大限度地利用目前校园网络、教室内已有设备进行全自动录播装置的改造，是本发明所需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明提供一种音视频二合一采集设备以及用于视频教学的云录播方法，以实现通过高集成的录播摄像实现视频教学的录播以及点播等，通过高集成的采集设备实现与校园网络、校园服务器的融合。第一方面，本发明实施例提供了一种音视频二合一采集设备，其具体的技术方案如下：一种音视频二合一采集设备，包括：录播摄像单元，用于采集被录制的被录制对象的声音数据和图像数据，以形成一授课课件；交换机单元，用于接收所述录播摄像单元的授课课件，并通过网络将接收到的授课课件发送至云服务器；云服务器单元，用于对接收到的授课课件进行处理；所述录播摄像单元通过网络与所述交换机单元通讯连接，所述交换机单元通过网络与所述云服务器单元通讯连接。根据本发明另一目的的实施方式中，所述录播摄像单元集成有声音获取子单元图像获取子单元：所述声音获取子单元，用于获取声音来源并进行定位；所述图像获取子单元，用于获取视野范围内的图像数据；在被录制对象变化时，所述录播摄像单元通过所述声音获取子单元及时拾取声音数据，同时通过所述图像获取子单元及时获取图像数据。根据本发明另一目的的实施方式中，所述录播摄像单元还集成有行为分析子单元：所述行为分析子单元，用于获取被录制对象的行为，并在检测被录制对象行为发生改变时，调用所述声音获取子单元和/或所述图像获取子单元分别获取行为发生改变后的被录制对象的声音数据及图像数据。根据本发明另一目的的实施方式中，所述录播摄像单元还集成有：光照自适应单元，通过检测光线强度大小，相应地调整所述图像获取子单元的进光量、拍摄角度以及拍摄对象；噪音抑制单元，用于减少非被录制对象声音来源以外的噪音，以使所述声音获取子单元拾取到所需要的声音。根据本发明另一目的的实施方式中，所述录播摄像单元还包括：压缩单元，用于对所述被录制对象的声音数据和图像数据进行压缩后上传至所述交换机单元。根据本发明另一目的的实施方式中，其中的云服务器单元包括有：流媒体服务器，用于接收所述交换机单元发送来的授课课件，并在接收到播放请求时以流媒体的形式将所述授课课件响应至请求方；和/或存储服务器，用于接收并存储所述交换机单元发送来的授课课件；和/或Web发布服务器，用于接收所述交换机单元发送来的授课课件并向Web请求方提供所述授课课件。根据本发明另一目的的实施方式中，所述装置还包括：点播单元，用于获取云服务器接收的授课课件，根据点播用户的选定的格式信息将所述授课课件发送至所述点播单元进行播放。根据本发明另一目的的实施方式中，所述声音获取子单元包括：子区域划分单元，用于对被录制对象进行区分，以得出需要实时获取的第一声音区域，以及需要跟踪获取的第二声音区域；第一声音子获取单元，用于实时获取第一声音区域内的被录制对象的声音数据；第二声音子获取单元，用于跟踪获取第二声音区域的被录制对象的声音数据。根据本发明另一目的的实施方式中，所述声音获取子单元还包括判断单元：用于检测所述第二声音子获取单元跟踪的被录制对象的声音数据是否消失，在跟踪的被录制对象的声音数据消失时，判定所述第二声音子获取单元重新跟踪被录制对象的声音数据。根据本发明另一目的的实施方式中，所述图像获取子单元包括针对于第一声音区域的定位摄像装置以及针对于第二声音区域的辅助摄像装置。第二方面，本发明实施例还提供了一种用于视频教学的云录播方法，应用了上述实施方式中的音视频二合一采集设备，所述方法包括：所述音视频二合一采集设备采集视频教学内容；所述音视频二合一采集设备将视频教学内容上传至云服务器中存储；点播客户端通过网络客户端以流媒体形式向所述云服务器进行请求，和/或点播客户端通过网络向所述云服务器请求已存储的视频教学内容。第二方面，本发明实施例还提供了一种摄像头，所述摄像头包括：摄像模组，用于拍摄以得到图像数据；音频采集模块，用于录制以得到声音数据；行为分析模块，通过对摄像模块获取的图像数据进行画面数据算法分析，以及到音频采集模块获取的声音数据的音源定位分析，从而使所述摄像模组获得更精确的图像数据，使所述音频采集模块获取更精确的声音数据；音视频同步编码模块，用于将所述摄像模组获取的图像数据以及所述音频采集模块获取的声音数据进行同步编码，以获得音视频文件；电源供给模块，同时向所述摄像模组、所述音频采集模块、所述行为分析模块以及音视频同步编码模块供电。本发明通过高度集成有行为分析、噪音抑制、声源定位以及光线自适应等功能为一身的录播摄像单元充分地由网络将校园内的多种可用设备如交换机、各种类型的服务器等连接起来，解决了现有的在视频教学中需要使用多个设备如摄像机、采访话筒、辅助摄像机、各类型传感器等需要在教室内进行全方向的改装之后才能进行录制的问题，实现通过一台高集成式的录播摄像单元即可完成对交换机、各服务器之间的无线融合，极大地降低了视频教学的成本，减轻了教学负担，使得在平常的教室中进行简单的高集成式的录播摄像单元即可完成对视频教学内容的直播以及点播。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种音视频二合一采集设备的框图。图2是根据一示例性实施例示出的一种录播摄像单元的组成框图。图3是根据一示例性实施例示出的一种音视频二合一采集设备的装置示意图。图4是根据一示例性实施例示出的一种用于视频教学的云录播方法的流程图。图5是根据一示例性实施例示出的一种摄像头的装置框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图中将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以并行地、并发地或者同时实施。本发明涉及一种音视频二合一采集设备，其主要运用于视频教学的应用场景中中，其基本思想是：通过一台高集成的录制摄像单元，获取视频教学所需要的视频数据，包括声音以及图像数据等，通过连接校园网的方式将录制的视频教学数据上传至各类服务器中，例如流媒体服务器、存储服务器、Web发布服务器，使得其它人员能够通过客户端及网络向各服务器进行请求以方便地观看该视频教学内容，同时也使得目前的视频教学录制变得更方便，在对非视频教学的校园进行网络化改造时，本发明的音视频二合一采集设备也能够适用于不同类型的多媒体教室，仅需要将录播摄像单元安装于教室中并提供网络连接，即可实现室内室外的各设备的通讯，从而完成改造。图1为本发明示例性实施例提供的一种音视频二合一采集设备的框图，图3为本发明示例性实施例提供的一种音视频二合一采集设备的具体实施时装置示意图，结合图1和图3所示，本发明的音视频二合一采集设备主要包括录播摄像单元110、交换机单元120以及云服务器单元130。其中的录播摄像单元110，用于采集被录制的被录制对象的声音数据和图像数据，以形成一授课课件；在本发明示例性实施例的某一实施场景中，所述录播摄像单元110可安装于任意的一间教学用教室中，其中被录制对象包括台上讲课的教师以及台下的学生，在录制或者摄像过程中，被录制对象的声音数据，可通过录播摄像单元110的拾音装置麦克风获取，图像数据则可以通过录播摄像单元110的摄像头获取。其中的交换机单元120，用于接收所述录播摄像单元110的授课课件，并通过网络将接收到的授课课件发送至云服务器；所述录播摄像单元110获取的声音数据以及图像数据形成的视频文件，即所述授课课件，所述录播摄像单元110与所述交换机单元120之间通过网络通讯连接，所述录播摄像单元110将授课课件发送至所述交换机单元120中，所述交换机单元120可作为授课课件的中转站，在该中转站中可对授课课件的声音数据以及图像数据等进行格式或者数据传输方面的处理。其中的云服务器单元130，用于对接收到的授课课件进行处理；所述云服务器单元130，可为通过网络与交换机连接的虚拟云服务器单元，也可为物理存储介质的存储服务器、流媒体服务器和/或Web发布服务器等，其接收交换机单元120发送过来的授课课件，并进行相应的处理，例如，对授课课件进行存储、转存、上传至网站等。所述录播摄像单元110通过网络与所述交换机单元120通讯连接，所述交换机单元通过网络与所述云服务器单元130通讯连接。其中的网络，可以是有线网络，例如通过光纤接入方式，也可以是无线网络，实现上述通讯连接的方式可以为但不限于WIFI、3G、4G、Zigbee等通讯方式。在本实施例的另一实施场景中，所述装置还可包括有授课计算机单元140，在该授课计算机单元140安装有能够对所述录播摄像单元110采集的声音数据以及图像数据进行初步处理的软件，同时也可方便使用者通过该授课计算机单元140查看正在录制的视频教学内容并及时进行调整。所述授课计算机单元140可为一台式计算机、笔记本电脑、平板电脑以及手机移动客户端等，能够接收并初步处理声音数据及图像数据，但并不以此为限。如图2所示，所述录播摄像单元110为一高度集成式的终端，其在一台摄像装置中集成有集成有声音获取子单元101、图像获取子单元102、行为分析子单元103、光照自适应单元104、噪音抑制单元105以及106，其中高度集成化的设备使得所述录播摄像单元110在安装时极为方便。其中的所述声音获取子单元101，用于获取声音来源并进行定位；所述声音获取子单元101可为一高灵敏度麦克，其通过自身携带的传感器获取声音来源，即声源位置以便于定位，使得所述声音获取子单元101能够定向地获取声音数据，提高声音数据的高保真率，其在所述录播摄像单元110中进行编码。在本发明示例性实施例的另一实施方式中，所述声音获取子单元101还可包括子区域划分单元1011、第一声音子获取单元1012以及第二声音子获取单元1013，以用于对被录制对象进行区分，以得出需要实时获取的第一声音区域，以及需要跟踪获取的第二声音区域；具体实施时，则可对视频教学中的“教师”以及“学生”进行划分，通过第一声音子获取单元1012用于实时获取第一声音区域内的被录制对象的声音数据，实现对“教师”区域的实时获取，以及，通过第二声音子获取单元1013跟踪获取第二声音区域即“学生”区域的被录制对象的声音数据，以实现对“学生”区域的声源位置跟踪获取。根据本发明示例性实施例的另一实施场景或实施方式中，所述声音获取子单元101还包括判断单元1014，以用于根据声源位置是否变化而决定是否重新定位，其具体包括：通过所述第二声音子获取单元1013获取前一声源位置；检测并判断该前一声源位置是否发生变化，即前一声源位置上获取的声音数据是否消失(说话中断时)，在跟踪的被录制对象的声音数据消失时，判定所述第二声音子获取单元1013重新跟踪被录制对象的声音数据。实时获取声音数据的第一声音区域内的声源位置可能处于走动状态中，也可能处于静止状态中，无论何种形式，所述第一声音子获取单元1012均对该区域的声源进行实时获取，而对于第二声音区域内的“学生”而言，由于声源位置可能随时变化，因而需要随时跟踪而变化。其中的所述图像获取子单元102，用于获取视野范围内的图像数据；所述图像获取子单元102可为一广视角的摄像模组，该广视角范围即为其视野范围，在视野范围内的被录制对象即为所得的图像数据。在被录制对象变化时，所述录播摄像单元110通过所述声音获取子单元101及时拾取声音数据，同时通过所述图像获取子单元102及时获取图像数据。所述声音获取子单元101、所述图像获取子单元102分别将声音数据、图像数据通过网络传输至所述交换机单元120中进行传输，或者在所述录播摄像单元110中进行声音数据和图像数据的合码之后再传输至所述交换机单元120中进行传输。所述的行为分析子单元103用于获取被录制对象的行为，并在检测被录制对象行为发生改变时，调用所述声音获取子单元101和/或所述图像获取子单元102分别获取行为发生改变后的被录制对象的声音数据及图像数据。所述行为分析子单元103可通过检测所述图像获取子单元102的摄像模组获取的被录制对象的位高数据，即被录制对象是否由于动作而产生站起行为而导致的位高数据发生变化，进而使得图像获取子单元102的摄像模组的焦点集中到该发生变化的被录制对象位置处，从而能够有针对性地获取正在发言中被录制对象的图像数据，同时，在该被录制对象的动作行为恢复时，则可使摄像模组重新恢复至广视角模式，在图像位置发生改变时，一般地也同时便于所述声音获取子单元101进行声音定位，以更清晰地获取声音数据。所述光照自适应单元104，通过检测光线强度大小，相应地调整所述图像获取子单元的进光量、拍摄角度以及拍摄对象；本发明实施例中的具体场景，可由于外界天气因素(如天气由晴转阴)或者人为控制(窗帘遮掩)导致视频教学时的光线强弱变化，则可由所述光照自适应单元104相应地调整所述图像获取子单元102的摄像模组的进光量，从而获得更加清晰的授课课件。其中的噪音抑制单元105，可以对室内非授课以外的噪音进行抑制，其通常地可以在所述声音获取子单元101进行声源定位之后，对于该声源之外的其它声音进行抑制处理，使得非被录制对象声音来源以外的噪音大幅降低。其中的压缩单元106，其用于对所述被录制对象的声音数据和图像数据进行压缩后上传至所述交换机单元120，所述录播摄像单元110获取的声音数据以及图像数据，可采用高保真的压缩方式，使得在解压缩后的授课课件能够保证数据的完整性。高度集成式的录播摄像单元110可适用于各种类型的常态化教室，在采取无线传输时除了其电源线之外的其它布线可不计，从而减少了对现有教室为适应视频化教学的改造装修，其安装完成以及搭建入网之后即可成为标准的录播教室，而通过室内的授课计算机单元140可获取任意授课课件。在本实施例的实施场景中，其中的云服务器单元130可为但不限于以下各类服务器：流媒体服务器，用于接收所述交换机单元120发送来的授课课件，其接收的连续的声音数据和图像数据并在该流媒体服务器中进行压缩，并在接收到播放请求时，通过以流媒体的形式将所述授课课件响应至请求方，即在请求方可以边下载边观看授课课件。存储服务器，用于接收并存储所述交换机单元120发送来的授课课件，在有多个录播摄像单元110时，则能够接收并存储多个授课课件。Web发布服务器，用于接收所述交换机单元120发送来的授课课件并向Web请求方提供所述授课课件，该Web发布服务器可与网络上的网站同步，在该Web发布服务器上接收的授课课件同步更新在其相应的网站中，其可以向浏览器等客户端提供授课课件形式的文件，以向各类型的使用者提供教学需要。在本发明示例性实施例的另一种方式中，所述装置还包括点播单元150：所述点播单元150可为一实体的计算机，以通过网络连接至云服务器单元130以获取云服务器中接收或者保存的授课课件，通过网络获取授课课件资源之后，可在该点播单元150中根据点播用户的选定的格式信息接收所述授课课件并所述点播单元150中进行播放。在所述云服务器单元130为一流媒体服务器时，所述点播单元150发出请求之后，则流媒体服务器可通过流媒体的形式向已保存的授课课件发送至点播单元150进行播放，或者所述流媒体服务器可将正在接收的图像数据、声音数据以流媒体的形式直接转发到所述点播单元150进行播放。根据本发明另一目的的实施方式中，所述图像获取子单元包括针对于第一声音区域的定位摄像装置以及针对于第二声音区域的辅助摄像装置。具体地，对第一声音区域内的定位摄像装置可采用一单独的主摄像机(教师相机)，而第二声音区域内的定位摄像装置可为一辅助摄像装置(学生相机)。如图4所示，为本发明实施例提供的一种用于视频教学的云录播方法的流程图，其应用了上述实施方式中的音视频二合一采集设备，所述方法包括：步骤310、采集视频教学内容；所述音视频二合一采集设备安装于教学场景内，通过内部高度集成的多个子单元，如声音获取子单元、图像获取子单元、行为分析子单元、光照自适应单元、噪音抑制单元协调合作进行教学视频的采集；步骤310、将视频教学内容上传至云服务器；所述音视频二合一采集设备将视频教学内容压缩后经过交换机单元上传至云服务器中，可存储在云服务器中，也可上传至流媒体服务器中或者Web发布服务器中，以进行后续多种类型的操作；步骤310、点播客户端向云服务器请求以播放；点播客户端，一般情况下为一计算机，其通过网络客户端以流媒体形式向所述云服务器进行请求，则将以流媒体形式在点播客户端进行下载和播放；和/或点播客户端通过网络向所述云服务器请求已存储的视频教学内容，则可通过下载的形式获取录制的视频教学内容。上述实施例中提供的用于视频教学的云录播方法可应用本发明中任意实施例中所提供的音视频二合一采集设备，具备执行该装置相应的功能模块和有益效果，未在上述实施例中详细描述的技术细节，可参见本发明任意实施例中所提供的音视频二合一采集设备。如图5所示，为本发明示例性实施例示出的一种摄像头，所述摄像头包括：摄像模组510，用于拍摄以得到图像数据；音频采集模块520，用于录制以得到声音数据；行为分析模块530，通过对摄像模块获取的图像数据进行画面数据算法分析，以及到音频采集模块获取的声音数据的音源定位分析，从而使所述摄像模组获得更精确的图像数据，使所述音频采集模块获取更精确的声音数据；音视频同步编码模块540，用于将所述摄像模组获取的图像数据以及所述音频采集模块获取的声音数据进行同步编码，以获得音视频文件；电源供给模块550，同时向所述摄像模组510、所述音频采集模块520、所述行为分析模块530以及音视频同步编码模块540供电。其中，所述摄像头还可包括有一壳体(图中未示出)，该壳体可以是但不限于为铝合金外壳，同时也可以设置有固定部分(以及设置旋转活动部分)，以方便将该摄像头固定并调节拍摄角度。将意识到的是，本发明也扩展到适合于将本发明付诸实践的计算机程序，特别是载体上或者载体中的计算机程序。程序可以以源代码、目标代码、代码中间源和诸如部分编译的形式的目标代码的形式，或者以任何其它适合在按照本发明的方法的实现中使用的形式。也将注意的是，这样的程序可能具有许多不同的构架设计。例如，实现按照本发明的方法或者装置的功能性的程序代码可能被再分为一个或者多个子例程。用于在这些子例程中间分布功能性的许多不同方式将对技术人员而言是明显的。子例程可以一起存储在一个可执行文件中，从而形成自含式的程序。这样的可执行文件可以包括计算机可执行指令，例如处理器指令和/或解释器指令(例如，Java解释器指令)。可替换地，子例程的一个或者多个或者所有子例程都可以存储在至少一个外部库文件中，并且与主程序静态地或者动态地(例如在运行时间)链接。主程序含有对子例程中的至少一个的至少一个调用。子例程也可以包括对彼此的函数调用。涉及计算机程序产品的实施例包括对应于所阐明方法中至少一种方法的处理步骤的每一步骤的计算机可执行指令。这些指令可以被再分成子例程和/或被存储在一个或者多个可能静态或者动态链接的文件中。另一个涉及计算机程序产品的实施例包括对应于所阐明的装置和/或产品中至少一个的装置中每个装置的计算机可执行指令。这些指令可以被再分成子例程和/或被存储在一个或者多个可能静态或者动态链接的文件中。计算机程序的载体可以是能够运载程序的任何实体或者设备。例如，载体可以包含存储介质，诸如(ROM例如CDROM或者半导体ROM)或者磁记录介质(例如软盘或者硬盘)。进一步地，载体可以是可传输的载体，诸如电学或者光学信号，其可以经由电缆或者光缆，或者通过无线电或者其它手段传递。当程序具体化为这样的信号时，载体可以由这样的线缆或者其它设备或者装置组成。可替换地，载体可以是其中嵌入有程序的集成电路，所述集成电路适合于执行相关方法，或者供相关方法的执行所用。应该留意的是，上文提到的实施例是举例说明本发明，而不是限制本发明，并且本领域的技术人员将能够设计许多可替换的实施例，而不会偏离所附权利要求的范围。在权利要求中，任何放置在圆括号之间的参考符号不应被解读为是对权利要求的限制。动词“包括”和其词形变化的使用不排除除了在权利要求中记载的那些之外的元素或者步骤的存在。在元素之前的冠词“一”或者“一个”不排除复数个这样的元素的存在。本发明可以通过包括几个明显不同的元件的硬件，以及通过适当编程的计算机而实现。在列举几种装置的设备权利要求中，这些装置中的几种可以通过硬件的同一项来体现。在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的单纯事实并不表明这些措施的组合不能被用来获益。如果期望的话，这里所讨论的不同功能可以以不同顺序执行和/或彼此同时执行。此外，如果期望的话，以上所描述的一个或多个功能可以是可选的或者可以进行组合。如果期望的话，上文所讨论的各步骤并不限于各实施例中的执行顺序，不同步骤可以以不同顺序执行和/或彼此同时执行。此外，在其他实施例中，以上所描述的一个或多个步骤可以是可选的或者可以进行组合。虽然本发明的各个方面在独立权利要求中给出，但是本发明的其它方面包括来自所描述实施方式的特征和/或具有独立权利要求的特征的从属权利要求的组合，而并非仅是权利要求中所明确给出的组合。这里所要注意的是，虽然以上描述了本发明的示例实施方式，但是这些描述并不应当以限制的含义进行理解。相反，可以进行若干种变化和修改而并不背离如所附权利要求中所限定的本发明的范围。本领域普通技术人员应该明白，本发明实施例的装置中的各模块可以用通用的计算装置来实现，各模块可以集中在单个计算装置或者计算装置组成的网络组中，本发明实施例中的装置对应于前述实施例中的方法，其可以通过可执行的程序代码实现，也可以通过集成电路组合的方式来实现，因此本发明并不局限于特定的硬件或者软件及其结合。本领域普通技术人员应该明白，本发明实施例的装置中的各模块可以用通用的移动终端来实现，各模块可以集中在单个移动终端或者移动终端组成的设备组合中，本发明实施例中的装置对应于前述实施例中的方法，其可以通过编辑可执行的程序代码实现，也可以通过集成电路组合的方式来实现，因此本发明并不局限于特定的硬件或者软件及其结合。注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。