高校全自动录播系统 建设与应用探讨

北京中庆现代技术有限公司 毛庆军

“ 信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”作为国家的声音和态度，被清晰地写入《规划纲要》之中。

以视频公开课为突破口、探索教育资源建设与共享新模式和新机制。 ( 教育部 2011 年工作要点 )

教育部 2011 年颁布

《关于启动 2011 年精品视频公开课建设工作的通知》

“ 加强优质教育资源和信息化学习环境建设，推进信息技术与教育教学的全面深度融合。”（刘延东出席全国教育信息化电视电话工作会议讲话）

全自动录播系统建设背景

互动会议

教学管理

交流什么

录播系统如何管2

录播系统如何建1

交流什么

录播系统如何建1

录播四大系统建设

图像系统建设

声音系统建设

环境建设

控制系统建设

图像系统建设

图像 (video)系统建设 图像系统是录播系统建设的基本要素，中庆在录播系统持续投入研

发，有大量自主技术应用，目前主要有 4 个系列录播工作站。

高性能录播工作站（标清 / 高清） JP100(Win)

嵌入式录播工作站（标清 / 高清） D2000(Linux)

摄像机（标清 / 高清 )

国内首款全过程、全高清录播工作站 ---JP100HD

全高清录播主机特点全高清（ FullHD ） 拍摄—录制—传输—显示

真正实现全过程全高清支持 1920×1080 分辨率的视频采集，并向下兼容 1280×720 分辨率。对摄像机更是从 720p到 1080i、 1080p均全系列支持。

高性能 DSP 视频压缩芯片 采用业内最先进的数字信号处理 (Digital Signal Processing ，简称 DSP) 器，高清视频的压缩工作直接在板卡部分即可以完成，即高清视频信号的硬采硬压。DSP 的采用直接降低了 CPU 占用率，为网络的应用提供了更为快捷的手段。使得多路高清视频信号的采集、压缩和电影 + 资源模式同录成为可能。有效解决了在高清视频信号下的音视频不同步和不连贯现象。

全高清录播主机特点H.264 视频编解码技术 H.264 是一种高性能的视频编解码技术

。 H.264 最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下， H.264 的压缩比是 MPEG-2的 2倍以上，是 MPEG-4的 1.5～ 2倍。 H.264 压缩技术将大大节省用户的下载时间和数据流量收费。经过 H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更加经济。

MP4 视频格式 MP4 流媒体格式是随着 Flash MX 的推出而发展而来的一种新兴的视频格式。文件体积小巧，是普通视频文件体积的1/3， CPU 占有率低、视频质量良好等特点使其在网络上盛行，目前网上主要的著名视频共享网站均采用 MP4 格式文件提供视频。系统支持： FLV/MP4 格式文件。

全新操作界面，兼顾各种不同应用

嵌入式录播主机 --- D2000

嵌入式录播主机的特点• 技术架构– 嵌入式主机， 20w 低功耗，稳定可靠– 嵌入式 Linux ，不感染病毒– SSD 录像存储，本地录像或服务器录像备份

• 材料器件– 工业级主板，高度稳定性– 工业级 SSD ，保证录像存储的安全性

嵌入式录播主机的特点• 压缩：降低大量资源存储容量– H.264、 AAC ，最先进的压缩算法– VGA 画面侦测， VGA 缓慢变化大幅度降低

码率• 处理– 强大的处理能力，支持电影、资源和双模式

同录• 跟踪– 可内嵌自动跟踪模块，支持教师自动跟踪– 直播点播– Flash Media 媒体平台，强大的并发支持 • 格式： FLV

声音系统建设

声音 (Audio)系统建设 声音效果是录播课程质量的重要指标，一定程度上，声音效果

比图像效果更加重要，对于声音系统的建设需要更加的专业和细致，中庆公司充分研究了授课环境的声学特性，自主设计开发了全场景自动调音台，配合强指向性话筒吊装设计实现了声音的完美采集，准确还原教学现场声音。

智能调音台• 远距离拾音技术

采用语音激励和专业的远距离拾音技术，充分利用自然混响，让声音效果真实自然、圆润均衡。

• 自动语音增益不管声源远近，都可以确保声音大小一致。

• 话筒自动无痕开关有声音开启，无声音 5秒自动关闭；无痕开关

避免了内部噪音的产生。

智能调音台• 智能侦测声音位置

多只话筒同时开启，不但混响增加，环境噪音也在叠加。只开一个话筒能大幅度提高录音质量，还能降低对环境的要求。

• 话筒开启方式——快进延时淡出当检测到最大电平的话筒立即将其开启，

原开启话筒延时 5秒淡出关闭。即某一时刻可能会有几只话筒开启，声音小的话筒很快会关闭。这样做目的是声音连接平滑自然。

• 网络回声抑制技术（国内专有技术）

控制系统建设

全自动控制系统要解决的问题• 教师在板书区书写板书• 当教师在白板区域时——自动采集 VGA

• 教师在讲台区走动授课• 教师走到学生区授课、巡视 (任意位置 )

• 学生起立回答问题、举手起立回答问题• 学生走上讲台互动或书写 ( 与教师不同距离 )

• 教师操作电脑

• 控制系统的基础技术 ---空间网格VS预置位推、拉、摇、移、切、编

——达到人工拍摄效果• 控制系统中目标位置的探测手段 主红外探测 图像探测 超声波探测 声音探测 压感探测 ………

全自动控制系统所采用的技术

控制 (Control)系统建设

控制系统采用的基础技术——空间网格 控制系统是整个全自动录播系统的“大脑”，独创

的空间网格（专利技术）定位及跟踪技术可对目标实施三位空间探测，使得目标跟踪准确、连续、不间断；内置智能的机制和策略，确保系统能够驱动摄像机模仿人工拍摄，丰富录制的手段和效果。这种自动化的控制系统使

操作更简易，拍摄更专业，

应用更流畅。

空间网格的技术特性• 系统采用开环设计，可根据拍摄目标所在位置自动调度不同的摄像机进行拍摄

• 学生区域的拍摄是根据目标移动变化情况自动跟踪拍摄，而不是采用预置位的方式拍摄

• 可对目标进行三维定位，保证拍摄目标在拍摄的图像中大小一致

• 跟踪准确、流畅，切换平滑。拍摄效果基本可达到人工拍摄效果。

控制系统采用的目标探测手段Ⅰ—主红外探测法

• 目标探测精准，无死角。• 抗干扰能力强。• 无需预置位，对座椅、人员等移动无依赖

性。• 适合互动性强的教学环境。

控制系统采用的目标探测手段Ⅱ

—图像探测法

1 、无需预置位，对座椅、人员等移动无依赖性。2 、适合互动较少的教学场合。

控制系统 ——Ⅲ 手动控制

开放的用户策略

环境建设

环境 (Environment)建设

录播系统建设中的配套建设与其他系统的建设密切相关，图像效果、声音效果，甚至控制系统的正常工作都会受到环境的影响。

录播系统建设中环境建设与录播设备选型同等重要。我们从建筑声学、灯光等方面为用户提供专业建设指导。

• 吊顶–矿岩棉吸音板 + 格栅灯

• 窗户侧面 --落地窗帘–避免日光、阴天等对摄像机拍摄的影响–控制混响，避免回声和多重回声，营造

专业声学环境• 教室应避免过多硬质墙面等因素

环境 (Environment)建设

• 录播教室的布局 ----观摩室 录播教室建设过程中应该建有 观摩室不干扰教学、方便操作

环境 (Environment)建设

对比

• 一体化机柜整洁、美观、方便操作、易维护 R100 R200

环境 (Environment)建设

功能特点

功能特点

录播样板

录播样板

交流什么

录播系统如何管2

。

录播系统如何管：资源管理及应用平台

资源管理及应用平台使用的流程图

资源存储服务器

资源发布服务器

1.1 自动上传

2 个人使用：编辑、共享……

1.2 手动上传

教师

录播

3. 资源向管理员提交管理员

7. 资源系统管理：使用统计、栏目创建

4. 审核发布

6. 资源点播、评价

5. 浏览、搜索

访问者

•1中庆的录播资源管理平台，可与教育部教育管理信息中心“视频互动教学及网络研修系统”平台无缝对接。

• 2. 中庆的录播资源管理平台，已经在北京大学实现与赛尔毕博的学习系统对接，并运行良好。

• 3. 更可与国内其他的优秀教学平台无缝对接。

总结• 专业• 常态• 定制• 互动• 兼容• “是目前教育装备行业协会牵头起草 教育录

”播行业标准 的起草单位核心成员之一。荣“膺 2012·中国教育年度影响力信息化产”品 十大榜单之一。

我的 IT创造力，你的教育竞争力

谢谢！