方案全自动录播解决方案.docx
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方案全自动录播解决方案
全自动录播系统
技术方案
深圳鼎鑫鹏翔科技有限公司
2014.05
第一章项目概述
我们在制定本方案时认真总结了用户方需求，力求得到目前最为先进的、最稳定、同时也是功能最全的精品课程系统，以实现学校进一步提高科教工作的水平，采用先进的多媒体及网络技术，提高科教资源建设及管理的效率，扩大教学规模，促进学校未来教育工作的信息化和网络化的目标。
在认真研究客户需求的基础上，本着以下原则，我公司组织专业人员设计了针对性的解决方案：
1.以经济、实用、先进、适用、易用为原则，系统要求操作简单易用，性能稳定、成熟；方案的构造力求超高的性能价格比；技术方面具有可靠性和先进性；系统软件平台与各种应用界面要友好、实用，符合日常使用习惯与行业惯例。
2.系统性原则：
系统要求为一个有机的整体，从摄像前端、演播导播、录制、直播，均为无缝衔接，以提高使用性能、稳定性、易用性与可维护性。
3.系统设计采用了国际先进的模块化、组件化、层次化设计理念，运用符合发展趋势的先进的技术和方法做系统细节实现，能保证在未来若干年内仍占主导地位；
4.系统设计在建设上充分考虑实用、经济的原则，面向实际应用，可以有效做到分步骤、有计划地组织实施；
5.系统具有开放性和标准性，采用的标准和规范均遵循统一的国际标准或工业标准；
6.从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，能够确保系统运行的可靠性和稳定性；
7.系统设计遵循安全性和保密性原则；
系统高度可扩展，且易于操作和维护，高度体现易用性原则。
第二章整体设计方案
方案整体构架
针对全自动录播系统的要求,我公司所提供的解决方案的整体架构如下：
全自动录播主机不需要人为干预，可通过网络下载课表，自动启动，所以从启动、拖堂、跟踪到切换，均可设立规则，自动完成，如制作成精品电影课堂实录时，也可以人为进行导播操作。
该方案可以脱离云录播平台单独部署。
同时可以在此基础上添置网络编码器，对视频进行网络编码，并含有云台控制协议，可以对云台进行网络控制，教师电脑及网络编码器将接收到的视音频信号通过网络传输给云录播中控主机，此时全自动录播便升级为云录播。
我们可以抽象到功能层面来概括我公司的解决方案，如下图所示：
通过以上的框架示意图可以清晰地看出，我公司所提供的整体解决方案将采集、处理、使用完美的整合成一个系统。
业务流程清晰、实用。
并且需要指出的是，我公司所提供的解决方案的每一个环节，既可以配合使用，也可以独立的使用。
这对于系统深层次的应用非常有帮助的。
第三章关键系统及设备介绍
3.1教师自动追踪高清摄像机
图像识别分析的跟踪摄像机
本产品是一款基于先进行为识别和云台控制算法的跟踪摄像机，内置嵌入式智能跟踪算法模块，无需其他任何辅助传感器配合，便可提供业界一流的图像跟踪性能。
跟踪过程中，不受光线变化、目标姿态变化、干扰光源、其他干扰目标等的影响，能够过滤所跟踪目标的微小动作，具有非常稳定平滑自然的平移/俯仰/缩放动作，十分适合在教室、会议室等场所应用。
集成紧凑的结构和静音机械装置
本产品的跟踪摄像机和辅助摄像机采用一体化集成设计，外形美观协调，安装、调试和使用均非常简单方便。
内部采用精密的云台机械驱动结构和先进的云台驱动控制算法，可安静无噪音地完成跟踪动作，对拍摄现场影响极低，可与周边环境自然地融合在一起。
清晰的图像输出和方便的接口
本产品采用内置业界高端摄像机，保证了自然、清晰、稳定的高质量跟踪视频输出。
采用航空插头，输出跟踪摄像机高清视频和辅助摄像机标清视频，控制通信采用RS-485总线接口，能够非常简单方便地集成到录播系统中。
其他功能特点
1、跟踪有效区域可设置
2、跟踪参数可设置
3、程序在线升级功能
4、支持D1标清摄像，也有可支持1080i、720P高清摄像的型号可选
技术参数：
视频制式：
HD：
720p/59.94,720p/50；
成像元件：
1/3英寸，CMOS；
有效像素：
200万像素；
信噪比：
≥50dB；
最低照度：
12Lux（F1.8，50IRE）；0.7Lux（F1.4，50IRE）；
同步方式：
内同步；
背光补偿：
关/开自动背光补偿；
镜头：
（F1.8-F2.1），f=5.1-51mm；F1.4，f=4.1-73.8mm；
视场角：
广角48°/远角2.8°；
变焦倍数：
光学变焦10X，光学变焦18X；
旋转速度：
水平（0.05°-240°/s）；垂直（0.03°-160°/s），水平（0.05°-240°/s）；垂直（0.03°-160°/s）；
转角范围：
水平0～360°；垂直0～90°；
预置点：
64个；
视频输出接口：
HD：
ANALOG，COMPONENT（YPbPr）；
控制接口：
RS-485；
通信波特率：
9600bps；
控制协议：
PELCO_P；
工作环境温度：
0℃～+50℃；
存储环境温度：
-20℃～+70℃；
环境湿度：
0～95%（无冷凝）；
电源：
12VDC；
耗电量：
<20W；
尺寸：
150（D）×210（H）mm，150（D）×210（H）mm；
3.2学生自动定位高清摄像机
产品简介：
产品由运动跟踪摄像机、固定分析摄像机和控制云台等部分组成；
目标跟踪球形摄像机能够自动跟踪特定目标，跟踪过程不受外界干扰，采用先进的智能图像处理和伺服控制技术，摄像机云台运动非常平稳，不会出现剧烈地晃动，能够将目标牢牢锁定在图像中央。
被跟踪的目标无需佩带任何传感器，使用简便可靠。
该系统以其性能稳定，简单易用的特性广泛应用于电子教室、技术培训、现场采访等场合。
功能特性
✧采用先进的图像行为识别算法来检测学生的起立和坐下；
✧具有自动变倍功能，能根据目标的远近自动调整摄像机的放大倍数；
✧能同时识别多个目标，当只有一个学生起立发言时，摄像机对其特写，当多个学生起立发言时，回到全景；
✧不受教室大小和形式的限制，大教室和阶梯教室亦可正常跟踪；
✧一体安装，即装即用，无需任何复杂的调试和设置；
✧跟踪过程非常平稳，视频无明显晃动；
✧摄像机具有背光补偿功能，在强光背景环境中可以看清整个画面；
✧采用RS-485总线控制，通信协议和波特率可调；
✧各个跟踪相关参数灵活可调；
✧支持视频信号电源同步、外同步，方便与其他视频信号切换；
✧采用人性化设计，使用方便；
多种安装方式可根据不同环境进行选择。
技术参数：
视频制式：
HD：
720p/59.94,720p/50；
成像元件：
1/3英寸，CMOS；
有效像素：
200万像素；
信噪比：
≥50dB；
最低照度：
12Lux（F1.8，50IRE）；0.7Lux（F1.4，50IRE）；
同步方式：
内同步；
背光补偿：
关/开自动背光补偿；
镜头：
（F1.8-F2.1），f=5.1-51mm；F1.4，f=4.1-73.8mm；
视场角：
广角48°/远角2.8°；
变焦倍数：
光学变焦10X，光学变焦18X；
旋转速度：
水平（0.05°-240°/s）；垂直（0.03°-160°/s），水平（0.05°-240°/s）；垂直（0.03°-160°/s）；
转角范围：
水平0～360°；垂直0～90°；
预置点：
64个；
视频输出接口：
HD：
ANALOG，COMPONENT（YPbPr）；
控制接口：
RS-485；
通信波特率：
9600bps；
控制协议：
PELCO_P；
工作环境温度：
0℃～+50℃；
存储环境温度：
-20℃～+70℃；
电源：
12VDC；
耗电量：
<20W；
3.3全自动录播系统
可以非常简单、方便地把整个课堂情景实时录制下来，生成有音视频和电子文档的流媒体课件。
并且压缩率很高，能够实现动态的捕捉，自动生成缩略图索引等功能。
3.3.1系统功能
目前市场上出现了很多同类产品，我公司产品以其卓越的性能以及完善的功能，市场占有率遥遥领先。
我公司课件实时录制系统具有以下明显的技术优势：
✧动态屏幕捕获
能够将计算机屏幕内容，包括鼠标运动轨迹、电子白板内容等完全录制下来。
屏幕采集软件在录制屏幕内容时，具有两个特点：
●只占用非常少的CPU资源，不影响其他程序的运行；
●压缩率很高（H.264编码），占用磁盘空间小。
✧自动生成缩略图索引
系统能够根据教师的授课资料内容自动生成缩略图索引。
缩略图索引给学生播放课件带来了很大的方便性。
而一般同类软件，录制时不能自动生成该索引，只能后期添加索引，这给教师带来了巨大的工作量。
✧全实时采集与编码
实时采集教师的图像与声音，并进行实时压缩。
音视频部分采用H.264压缩算法（FLV/WMV/AVI/MP4格式），在同等质量情况下，文件占用磁盘空间小；屏幕部分采用自主开发的压缩算法，具有图像质量清晰，压缩比高的特点，课件内容也可以保存为Flash格式,Flash课件具有多流同步录制，多流同步选择性观看的特点。
✧课件编辑
用我公司产品录制好课件后，可以对课件进行任意的剪切，删除无用的部分，而且视频与讲稿是同步剪切。
也可以对多个课件进行拼接处理，实现添加片头、片尾等功能。
✧基于Web的课件点播
将录制好的课件发布到学校的网站后，学生用InternetExplorer浏览器即可点播课件，无需安装其他客户端软件。
✧图像与声音的监视功能
在录制课件之前以及录制课件的过程之中，都提供了图像以及声音的预览与监视功能，这样能够保证课件的录制效果，不会出现“静音课件”现象。
市场上同类产品，大部分没有提供音频监视功能。
✧跟踪平滑
在跟踪拍摄过程中，内置多种智能策略，保证录制画面自然流畅，接近于手工拍摄，能够完美呈现电影版的画面效果。
✧多信号输入
10通道输入，支持加载授课电脑信号、老师摄像机、学生摄像机、本地视频和图片素材、远程互动信号；摄像机支持SDI/HDMI/DVI/分量/复合接口摄像机、支持IP网络摄像机。
✧切换自然
支持教师、学生、远程教室、素材、板书、VGA、全景拍摄，进行全方位、多角度、多景别的拍摄，切换自然无黑场，保证视觉流畅又真实的表达教学情景。
✧云台控制
支持手动操作摄像机云台，支持变焦、聚焦、光圈操作，支持上、下、左、右、左上、左下、右上、右下云台移动、支持鼠标拖拽任意位置云台移动，快速定位目标。
支持PELCO-D/PELCO-P/VISCA协议，支持9个预置位点调用，支持自动跟踪开始、停止控制。
✧集全自动录播、互动录播、云录播三功能合一
系统集全自动录播、互动录播、云录播三功能合一，可以根据需要更改录播状态，只需在互动录播基础上增加网络编码器或去掉互动教室端即可实现云录播或录播。
✧自动导播规则
支持全自动导播和手动导播模式；全自动支持丰富的导播规则，包含以下规则事件：
学生站立与坐下、老师板书、PPT启动/停止放映、PPT章节切换、授课机键盘/鼠标动作、授课机白板动作、授课机空闲时间、通道音量变化等。
✧高清采集视频
从前端的输出到高清的采集设备再到高清数字核心的导播系统，保证采集的高清晰度，能达到高清的视频效果。
✧课件模式多样化
生成的课件既可以为分屏模式，也可以为单画面电影模式，两种模式文件也可同时生成。
其中单画面课件为经过多路导播后形成的一路视频文件，而多画面课件则为Flash封装体系生成的具有更高课件属性的新型课件，该形式录制的课件具有多流同步选择性观看、学习笔记、进度保存等特点。
✧课件文件格式
生成课件视频部分为AVI/WMV/MP4/FLV格式文件，其中FLV格式的课件为我公司领先的互动形式课件，我公司可做到即时生成，其他厂家均为后期合成。
✧丰富的课件样式模板
多种课件模板同时合成在课件内，在观看的时候可根据喜好随意选择观看。
✧支持SCORM1.2国际标准
我公司课件实时录制系统录制出来的课件，符合SCORM1.2国际标准。
✧操作极为简单
对授课老师没有任何要求，授课老师不用改变以前的授课习惯；对电教老师来说，只需要点击鼠标三次即可生成课件；整个系统操作简单，非常适合应用于教育行业。
3.3.2课件特点及样式
课件特点：
采用Flash封装，针对课件教学属性添加心得笔记、进度保存等功能，视频编码采用主流的H.264编码，编码效率更高，清晰度更好，三种课件模版都打包在课件内，可根据需要进行选择性观看；多流同步录制，多流同步选择性观看成为本系统生成课件的一大亮点，极大的满足了学习者在学习课件时的各种需求。
课件样式：
纯视频单画面课件：
两分屏课件：
三分屏课件：
3.3.3特色功能
●完美的屏幕切换策略满足：
针对教师授课过程中的使用计算机的习惯，精心研究出了完美的屏幕切换策略，检测屏幕变化和鼠标、键盘的操作两种模式，能在最合适的时候切换到最需要的画面
3.4直播系统
直播系统的功能就是将课堂的音频、视频、VGA流实时的直播到收看终端，达到了收看终端实时、极小延迟的观看到教学课堂的现场教学，收看终端的操作简单化，直播过程不间断，是实现阶段理想的直播解决方案。
直播系统拓扑图：
本套直播系统的主要特点为：
1.采用直播中心为P2P和Flash两种网络传输模式，直播收看内容可控性强；
2.收看端收看到的直播延时小，直播质量高；
3.更多技术特色详见下表：
功能块
描述
高效能P2P构架
--核心技术
大量节约带宽消耗，同时保证QOS，全面超越P4P性能。
无插件化收看模式
--核心技术
除了一般的p2p直播网页插件，系统支持纯flash插件和后台P2P下载器模式，使得客户无需强制下载插件便可观看。
多重收看平台
--核心技术
支持多种浏览器插件（IE、FireFox、Chorme等）、手机（IPhone、Android等）、各型号机顶盒（嵌入式Linux、CE、XPE等），及客户端软件、电视棒等收看。
高速启动
--核心技术
通过HTTP协议、优化的编码模块、集群链接策略，达到即点即播的视频启动速度。
自动传输模式转换
--核心技术
支持UDP、TCP传输自适应，当UDP传输不可用时自动切换到TCP传输，保证连通性。
网关穿透
--核心技术
提供同时支持UDP、UPNP、TCP、HTTP的网关穿透模式，可轻松穿越NAT，连接数最大化，P2P效能提升，即使两个内网节点也体现P2P效果。
复杂网络环境自适应
--核心技术
针对VPN等复杂内网环境，也会自动映射调整端口，方便在拥有复杂防火墙、网关的Intranet中部署；针对跨网关收看环境，系统会自动采用多种协议进行节点穿透互联。
全球IP/运营商表段
--核心技术
系统可根据不同运营商和国别等，进行节点选点策略优化，满足保证传输速度和QOS。
超大规模部署结构
--核心技术
不停机支持CDN/边缘网络部署扩展，轻松架设百万级在线直播，完全适合运营商超大规模使用。
多种类媒资协议支持
--核心技术
支持WME9、WMS、VLC、FMEL（flash编码器）、FMS（flashmediaserver）推拉流。
支持MMS，RTMP，MMSOverHTTP协议，HTTPTS、UDPTS。
支持WMV9、H.264/AAC、VC-1、编码。
收看端带宽友好
--核心技术
不会过渡利用收看端带宽，使得收看局域网不会出现网络拥塞。
实况定时录制及点播提交
--核心技术
结合媒资管理系统，可以对实况流进行定时录制，并作为点播文件自动发布。
聊天室
--核心技术
多人带权限管理的聊天室系统，包括脏字过滤等功能。
广告系统
--核心技术
支持缓冲、暂停、停止广告。
支持视频上文字跑马灯、播放器控制栏文字跑马灯、视频上浮动广告。
支持右下角、IE弹窗广告。
广告类型支持htm、图片、flash媒体等。
广播级高清
不限制视频码流和帧率，从标清到高清都支持。
虚拟直播
支持采用文件和流制作播出列表，完成网络电视台架设。
服务器低负载
大幅降低单台服务器负载，提高单台承载在线人数。
延时控制
实时调整直播延时，带宽节省率和及时性自主调节。
收看端资源低占用
收看端内存和CPU占用率低，收看者可同时处理多任务。
统计报表系统
支持访问、统计日志图文报表，支持对访问IP、点击率、带宽使用情况等生成图文报表。
远程控制
支持远程桌面管理终端，支持多服务器、多频道管理。
远程控制企业版
支持远程网页管理终端，支持多服务器、多频道管理。
收费及访问控制
支持简单密码、用户+密码、定制化的收费管理等。
防盗链
支持访问域名控制视频不被盗链，也可允许部分网站链接视频。
内容保护
支持内容保护，收看者无法下载和录制直播内容。
多平台可移植性
支持Windows等操作系统平台。
第三方设备兼容性
兼容绝大部分第三方流媒体服务器程序，如FMS、WMS、VJVoD等，第三方编码软件、V9及264编码设备。
二次开发接口和第三方系统集成
提供服务端webservice接口，和收看端插件接口等，可以方便集成于第三方网站、软件中，且可以自行开启关闭软件的部分功能属性，并且做到界面定制。
3.5吊麦
技术参数
单体：
背极式驻极体
指向性：
心型
频率响应：
20Hz-20kHz
灵敏度：
-34dB±3dB（0dB=1V/Paat1kHz）
输出阻抗：
≤400Ω±30%（at1kHz）
负载阻抗：
≥1000Ω
等效噪声级：
≤15dBA
最大声压级：
≥135dB（THD≤1％at1kHz）
使用电压：
48V±5幻像电源
单体尺寸：
Ø44x150mm
单体重量：
350g
3.6调音台
●12输入通道，6路单声道，4路立体声。
●4立体声线路输入，6个低噪音。
●低噪声，高精度话筒放大器。
●可切换幻像电源。
●插入I/O、4条总线。
●3波段均衡器。
●话筒支撑架。
●高通道滤波器。
●轻巧耐用的机身设计。
3.7中控系统
中控系统除了能管理课室所有媒体设备外，还能通过网络中控远程开启录播、跟踪等所有系统设备并进行远程管理。
老师也可通过安装于讲台上的控制面板实现“一键式”自动录制，老师上课时轻按录制按钮，课件开始录制；下课时老师再轻按停止按钮，课件录制完成。
远程控制录播主机。
支持开/关机、切换、录制的启动和停止、系统运行状态监视等功能。
能实现关联动作，如关闭系统时，自动将录播系统关闭。
实现电动屏幕连动和完全保护投影机，电动屏幕、投影机延时电源、设备电源控制，专业数码音量、音色控制模块。
3.8教学视频应用平台-校园版
用户管理
支持对用户的角色分组管理，通过对各类角色及相应权限的添加、修改、删除，为用户分配相应的角色，达到精准安全对用户的操作、访问控制；
支持前后台用户、角色的独立管理；
视频库管理
支持对各种类型视频文件的上传；
支持对上传后的视频文件播放预览、属性修改、删除、播放代码复制；
视频编辑
支持对已上传视频文件的转码、切割、打点、截图等操作；
资源库管理
支持对文本、图片资源的上传及管理；
点播管理
支持对前台显示的点播文件分类管理；
支持名称、属性、封面修改；
支持点播内容的自由选择（点播文件关联任意个视频文件）；
支持点播文件的热门、推荐、是否运行评论等设置；
支持设置添加广告管理；
审核管理
支持对点播内容、直播频道的审核管理，达到未审核通过的内容前台不显示；
支持发布的各种内容的审核管理，未审核不显示；
直播管理
支持手动添加一个或多个直播频道；
支持动态同步服务器上的直播频道；
支持添加直播预告；
支持直播频道的推荐、是否允许评论等设置；
支持频道的节目源管理；
支持频道编单管理；
支持设置频道的排序；
内容管理
支持发布公告及公告预览、审核；
支持评论内容的审核、管理；
支持前台图片轮播区域的管理；
基础数据
支持点播的分类管理；
支持服务器的管理；
支持学校管理；
支持年级管理；
支持学科管理；
配置管理
支持前台的配置管理，站点名称、LOGO
支持敏感词库管理；（脏字过滤）
统计管理
支持直点播服务器运行监视；
支持点播文件统计；
支持直播频道的监视；
支持直播人员的统计；
支持操作日志查询；
第四章样板间图片
Ø窗帘设计
Ø门装修
摄像机安装
第七章产品配置清单
产品名称
说明
数量
价格
录播教室端配置
远程互动教育录播主机
用于全自动录播
1
139000
桌面采集系统VJTeacher
教师授课电脑桌面采集
1
8000
吊麦
采集学生和教师说话的声音
6
调音台
用于教室声音混合减噪、保证声音效果
1
教师自动追踪高清摄像机
采集教师视频信号
1
30000
学生自动定位高清摄像机
采集学生视频信号
1
32000
升级会员 