教育录播系统方案资料.docx
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教育录播系统方案资料
奥威亚 A7 全高清五机位录播系统（含平台）
第一章概述
1.1 项目概述
为解决学校的优质教学资源整合，推进基于课程的互动教学、课
程内容建设，通过建设网络教学实时录播系统，完善课程建设过程性
评估与教学质量监督管理、精品课程评估，从而减轻教师课程建设强
度，加强互动交流，倡导自主学习，培养创新型人才。
随着各个社会机构对工作效率和工作质量要求在不断提高，网
路教学实时录播系统已成为现代化教育视频建设的重要组成部分。
学校录播系统建设中充分利用现有资源，建成后不仅具有视频互动
的功能，还具有召开大型会议、远程培训、远程视频呈现、远程调
度、重要事迹报告等功能。
系统能够实现平滑扩容和升级，将来能
够向更高带宽和更高图象质量扩展。
学校录播系统利用计算机技术、网络技术、音视频压缩技术、多
媒体技术，遵循 TCP/IP 标准，构成具有广泛应用、支持网络的广播、
直播、存贮、后期编辑等多种功能专业录播系统。
1.2 用户需求分析
XX 市教育局拟建设一套以多间高清录播精品课室为基础，通过
网络互动形式实现校内教学资源共享，实现网上教学、网上教研、网
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
上培训、网上互动课堂教学等各项信息化教育教学业务应用。
通过建设优质课程资源库，整合学科教研资源，建立教学视频互
动教学模式，利用教学网络实现师生共享网上优质资源。
通过建设信息化系统加强普及录播教学信息化应用能力培训，开
展远程教学培训课程。
把优质教师的授课资源通过录播教学系统（精
品课程）与录播视频互动应用系统有机结合起来，以远程教学培训促
进教学应用，以教学应用促进学习兴趣，以学习兴趣促进学生素质的
全面提高。
制定各学段各学科课堂信息化教学模式与方法指导，组织学校、
优质教师利用网络教研平台系统开展网上即时的教研活动，提高教师
录播系统信息化教学能力，促进课堂多媒体录播教学的应用，实现每
学段学科打造各种不同课型的精品课程的教学视频资源。
加强课题引领，推广教研资源成果，推进日常信息化教学的常态
应用。
发挥名师、教研组的专家引领作用，建立每周定期网络教学直
播实质课堂机制，利用教学录播系统，进行直播共享。
第二章录播系统方案设计
2.1 设计原则
1）标准化、规范性
采用标准网络通信协议，选择符合工业标准的网络设备、通信介
质。
工程实施遵照国家相关实施标准进行。
录播输出的音频图像格式
2
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
符合网络视频标准，录播系统设备操作使用规范；
2）先进性、成熟性和实用性
系统设计既要采用先进技术和系统工程方法，又要注意技术的可
行性和实用性,使系统在其整个生命周期内保持一定的先进性。
实用
性放在首位，先进性与成熟性并重，并符合未来的发展方向。
项目中
所用的设备及软件平台，应该选择与网络技术发展潮流相吻合的、先
进的、有技术保证的产品。
3）开放性与标准化原则
应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，
对网络的硬件环境，通信环境，软件环境，操作平台之间的依赖小。
4）可靠性、稳定性和容错性
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构，技术措施，
系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的
平均无故障时间。
5）可扩展性及易升级性
为适应应用不断拓展的需要，系统软硬件须有良好的平滑可扩充
性。
数据交换平台具备与国内、外的相关应用系统或信息平台相互兼
容和交流的条件和能力。
6）安全性和保密性
既要充分考虑信息资源的共享，更要注意信息资源的保护和隔离，
应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包
括用户安全性、数据安全性、运行安全性等。
要求对数据库提供灵活
的备份和恢复机制，确保系统发生故障时，及时恢复，不会受到影响。
7）可管理性和可维护性
为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
可管理性和可维护性。
另外可管理性和可维护性还包括对平台的自身。
8） 实用性：
一切以用户的应用需求为出发点，科学地、合理地、
实事求是地组建一个实用系统。
9）性价比：
在满足系统性能、功能以及考虑到在可预见期间内
仍不失其先进性的前提下，尽量使得整个系统所需投资合理。
2.2 执行标准
JGJ46 － 81 《工业企业通信设计规范》
GB50198 － 94 《彩色电视图象质量主观评价方法》
GYJ25 － 86 《厅堂扩声系统特性指标》
GB4959 － 95 《厅堂扩声特性测量方法》
GB/T4197 － 93 《声系统设备互连用连接器的应用》
GB/T4197 － 94 《声系统设备互连用联机器的优选配置》
GB/15644 － 95 《视听系统设备互连用连接器的应用》
GB/15859 － 1995 《视听、视频和电视系统中设备互连优选配接
值》
GB12060 － 89 《声系统设备一般术语解释和计算方法》
JGJ/T16 － 92 《民用建筑电气设计规范》
GB50222 － 95 《建筑内部装修设计防火规范》
ITU-T H.320 基于链路交换网连接
ITU-T H.323 基于 TCP/IP 的分组交换网（以太网、局域网）
ITU-T H.120 音频和视频的兼容性
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
ITU-T G.722 、 G.711 、 G.728 音频信号传输标准
ITU-T H.263 、 H.264 视频编码推荐的标准
2.3 全自动录播系统设计
2.3.1全自动录播课室系统组成
录播教室由多个子系统组成，包括常规多媒体教室子系统（如
讲台、中控、展台、笔记本、投影机等）；外部环境（灯光系统、吸
音处理）子系统；录播子系统等；
其中录播系统通常由教室场景图像采集、声音采集、VGA 采集、
图像自动跟踪、图像控制切换、信号数字化处理、记录、直播、扩声
等单元组成一套完整的录播系统。
其过程是通过图像、声音、电脑
VGA 信号的采集，把捕捉到的信号进行数字化处理，然后进行记录、
网络实时直播、B/S 架构点播和现场扩声。
见图 2.4.1：
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
2.3.2系统结构图
全高清自动跟踪录播系统由录播主机、图像识别跟踪主机、数字
音频处理器以及导播系统组成。
见图 2.3.2：
图 2.3.2 全高清自动跟踪录播系统图
从系统结构上看，5 台高清摄像机连接到高清录播主机，通过中
控面板或导播软件控制，实现对高清图像视频进行录制和直播。
3 台图像跟踪摄像机所拍摄的画面作为图像定位信号连接到跟踪
主机，通过跟踪主机分析处理，向录播主机输出控制信号，从而实现
摄像机跟踪和图像切换功能。
教师和学生的语音信号通过领夹话筒和吊顶拾音话筒采集，输入
到数字音频矩阵处理器，通过均衡、降噪和混音处理，输出 2 路音频，
1 路向录播主机提供录音电平信号，另一路输出到音频功放，经功率
放大后有音箱扩声，实现现场扩声。
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
2.3.3系统设备分布图
录播教室的设备分布会根据教室的大小及系统配置情况的不同
而设计，在普通 8×12 米教室的模式下设备在教室的分布见图 2.3.3：
2.3.3 录播教室设备安装分布图
在教室的正立面安装有：
学生特写摄像机 1；学生定位摄像机 2；
扩声音箱 3；液晶平板电视 4。
教室的后立面有：
教师特写摄像机 5、
教室全景摄像机 6 和板书拍摄摄像机 13。
教室两侧分别是全景摄像
机 7 和板书定位摄像机 8。
在教室的中间是教师定位摄像机 9。
另外
在教室天花上均匀地分布安装有多支学生拾音话筒 10。
所有的外部
设备通过线缆 11 连到到讲台 12 位置，与讲台内的机柜设备相连接。
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2.4 各子系统功能
在 AVA 产品系列中，录播产品由录播硬件平台系列和软件平台
系列两大部分组成，如何选择合适的产品作为我们解决方案的首选，
是方案设计中不可缺的重要环节，在此首先认识一下录播各子系统功
能。
2.4.1图像识别智能跟踪系统
对于自动录播系统,其最大的特点是录制过程无人值守,因此要
求系统能自动拍摄/自动捕捉画面/自动切换图像,所有这些功能均采
用一套 ITS-1000 图像识别智能跟踪系统完成。
智能跟踪系统由多个功能模块组成：
1.图像定位采集模块；2.行
为识别模块；3.智能切换应用模块；4.跟踪管理模块。
AVA 图像识别跟踪系统能够智能识别活动中的人物，准确捕捉演
讲者（教师、学生）的位置变化，通过对人物行为识别分析，智能驱
动一体化云台摄像机对演讲者进行跟踪拍摄，通过不同的策略定义，
实现多区域、多策略化自动跟踪的技术，根据具体的事件智能分析，
触发切换播出拍摄角度最佳的摄像机镜头，对场景、人物完成推拉、
特写等拍摄动作，结合具体的拍摄场景能够实现多个活动过程的识别
跟踪。
ITS-1000 采用一体化硬件设计，稳定可靠，采用图像识别技术
跟踪；支持 3 路摄像的跟踪定位拍摄，分别定位教师区、学生区、板
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
书区；
2.4.2音频拾取及声音处理系统
声音的效果对录播质量的影响较为明显，环境声、反射声、干扰
噪声等进入录播系统均会造成录音质量的下降，其最大的表现为信噪
比低，即使放大也只能是语音噪声同时放大，影响收听效果；语音清
晰度下降，由于建筑声学对反射声延迟及混响效果，同时影响了声音
的频响特性，造成声音模糊不清晰；要改善录音和扩声效果，对录播
音频的处理必不可少，数字化处理更是把处理过程简单化和效率化，
使处理功能得到进一步的扩展。
为此，系统中引入一台数字音频处理
器，从而提升录播系统整体质量。
音频系统实现课堂现场拾音、处理、合成及输出工作，教师、学
生不用携带话筒，在课室的每一个角落发言，系统均能将声音捕捉拾
取并传输到数字音频处理系统中。
数字音频处理系统内置音频矩阵、
扩展器、噪声门、均衡器、压缩器、混音器、回声抑制器、限幅器、
反馈抑制器、噪声抑制器、电平表等模块，具有强大的音频处理能力，
并大大地减少了外围设备，节约资金, 系统调试通过系统软件完成,
操作简单、精确和方便。
除了能完成最基本的音频处理功能外，并具
有自己独有的场景管理、语音跟踪等功能特点，使产品个性化更强。
系统中使用数字音频处理器可针对不同使用功能的声学特性要
求进行场景（如单独录课模式、多媒体互动模式、大课室扩声模式等）
编辑存储，根据现场使用情况选择与之符合的声场模式，保证了兼容
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
性，从而达到良好的听音效果，具体表现为：
1） 提高语音清晰度和可懂度，以使讲话的每个词都十分清楚；
2） 声场均匀分布，对所有座位要有均匀的响度；
3） 对要有稳定的系统频率响应和均匀的“音色”；
4） 保证声音的真实感，使语言和音乐有舒适空间,得到真实的表
现。
2.4.3录播中心子系统
录播中心是录播系统主要子系统，所有其它子系统的工作目的都
是为了能录制到生动有趣的课程图像，录播中心主机采用一体化硬件
设计，稳定可靠、操作便捷，硬件结构精简美观，同时集数据采集、
视音频编码、支撑软件平台的内嵌（录播系统软件）、数据处理发布、
存储、应用管理于一体。
录播中心子系统包含有多个功能模块：
录播管理模块、流媒体直
播应用模块、点播应用模块、导播应用模块、流媒体编辑应用模块。
通过各功能模块的应用，实现智能导播、直播、点播、摄像机控
制以及系统综合管理等。
2.4.3.1高清图像采集模块
系统运用两台高清云台摄像机和两台固定镜头摄像机及录播主
机组成图像拍摄和信号采集，云台摄像机用于拍摄动态移动图像，固
定摄像机用于拍摄全景固定图像画面。
录播主机对 4 路摄像机拍摄的
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
图像同时采集，通过导播应用处理，生成用于直播和点播的流媒体信
号。
2.4.3.2导播应用模块
图像系统、音频系统及控制系统是录播系统三大重要系统，有好
的记录系统还必须有良好的人机操作控制控制界面，要做到这一点需
满足以下要求：
1、 软件须对所有必控项目实现有效控制；
2、 控制过程须简单方便，实现有效控制的点击次数不应超过 2 次；
3、 控制监视直观，全面、无延时现象。
AVA 实时导播平台软件内嵌于录播系统中，无需管理者电脑安装
任何插件，只需使用 IE 浏览器登录录播系统导播平台，就能够实现
实时导播。
导播平台将多路视频、VGA 信号输入及输出监视画面集中
在一个 IE 浏览器显示，实现视频监视，切换、云台控制，音频调整，
直播/录制、暂停、直播监视等功能，同时支持每一路视频支持 8 个
预置位。
见图 3.4.1
11
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
图 3.4.1 导播平台控制界面
导播平台管理界面直观、简洁、明了。
上方的图像为直播输出画
面；下面是 4 路摄像机输入的视频及 VGA 信号。
通过鼠标即可完成录
播系统功能操作，如直接使用鼠标点击相应的输入视频源窗口就能够
把该路视频输出。
输出图像流畅平滑，无抖动、花屏等现象，切换过
程无缝，衔接自然，支持画中画特效。
每一路视频都支持实时的云台
控制功能，支持鼠标点击跟踪和滚轮变焦功能。
鼠标点击跟踪实现摄像机有效控制，通过鼠标点击视频相应位置，
云台将自动把点击位置移动到画面中心；再通过鼠标滚轮前后滚动可
流畅地实现镜头变焦控制。
这种技术简化了控制的难度、减轻了控制
的复杂程度。
（见图 3.4.3）：
12
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
鼠标点击跟踪示意图
另外，云台控制还可以使用上下左右按键控制云台平滑稳定转动，
同时支持转动速度的自定义；通过设置云台快速与慢速运动速度，实
现画面快速与精确调整。
控制界面设置了远景、中景、近景、全景等快速按键；同时每一
路视频可支持 8 个预置位，预置位的具体位置可由用户自定义。
点击
相应按键可使云台、镜头直接快速运转到用户期待画面拍摄范围，从
而实现快速控制。
2.4.3.3课堂直播应用模块
1.一种是现场直播，授课教师在讲课的同时，网络上的用户登录到录
播主机上，即可以方便地观看授课教师的直播课堂内容，授课结束，
则网络上的用户结束观看；
2. 另一种是实时直播转发，即采用转发服务器实时直播转发，可减少
录播主机对外直播的负担，并保证视频实时性和直播转发的稳定可
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
靠，达到多点同时收看视频的效果；
2.4.3.4点播应用模块
课程建设的最终目的是为了建设好更多更好的精品资源库，让更
多的人来共享这些精品资源并从中获益。
而共享这些资源的最好的办
法就是建立一个精品课堂资源播放中心；即在授课教师授课的同时，
通过摄像采集、课件录制系统把课堂内容录制成图文并茂的精品课件
录制在录播主机上，供网络上的用户随时随地进行点播观看,或者由
录播主机上传至视频资源管理服务器中, 并自动生成播放列表，实现
课程类别组织管理、课件添加、删除、编辑等功能，能够按照多级目
录进行分类。
供网络上的用户进行点播观看。
搭建的流媒体服务器符
合国际标准，并遵循 MMS、RTSP 及 HTTP 等流媒体协议，只要客户端
安装有 Windows Media Player 或者使用 AVA 媒体播放器，用 IE 就可
以直接选择和播放课件。
2.4.3.5系统管理模块
后台管理系统是录播设备的支撑运行平台，基于 B/S 架构，使用
IE 等通用浏览器就可实现直播管理、点播管理、用户管理、资源分
类、用户认证、权限设置等功能。
系统提供物理 CONSOLE 端口，通过多媒体中央控制系统或其他第
三方控制设备管理，实现远程打开/关闭录播系统，启动/停止直播和
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
录制等其他的功能。
2.4.3.6流媒体编辑应用模块
系统录制的音视频，用户可根据自己的个性需求，进行编辑管理，
制作出更实用、更完美的课件,同时提供了分解课件、合成课件、合
成流、修改文件信息以及索引等功能，并能对文件中的每一个流进行
剪辑和合成。
1、能够分别导出多流文件中的每一个视音频流；能够导出文件
中某一段的视音频多流文件。
2、将单流的视音频文件合成为一个多流
3、两个 asf 文件按照前后位置合并为一个长的 asf 文件
2.5 产品性能及技术参数
2.5.1录播系统
2.5.1.1新型录播主机 A7
AVA A7 全高清录播主机，是一款功能齐全的录制和直播设备，具
有同步录制、实时直播、在线点播、实时导播、自动跟踪、多方交互、
后期编辑等多种功能，录
；
制的文件存储在本地全部功
通简
能集中在一台设备内， 过 IE 直接管理， 单易用。
设备支持 4 路
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
3G-SDI、5 组 1080P 高清视频（HDMI/DVI/VGA/YPbPr）输入、并向下兼
容标清视频（S-Video/CVBS）,能实现单流、多流录制、远程导播平台
预监、切换和鼠标点击跟踪等功能,是一款性能指标较为先进,操作
简单,能满足用户高清录播需求（1080P/60）,性价比适中的产品。
A7 采用一体化硬件设计、嵌入式系统，结构精简，集数据采集、
数据处理发布、管理于一体；一体化机箱设计，采用了优化处理、进
一步的提升了系统的处理能力；嵌入系统设计稳定可靠、性能优化，
使用 IE 浏览器统一管理更显人性化。
数据采集采用了模块化设计，
使用了高端的硬件采集芯片，对模拟的视音频、VGA 信号进行采集/
编码，处理后全部为数字化信息；支持多路视频模块，每一个模块具
有多种视频接口，适合更多的应用场合。
实时导播技术能够充分表现实时编辑的魅力，让所有的信号源通
过导播编辑之后进行直播和录制，就像电视直播节目编辑功能。
集中式的管理方式，通过 IE 浏览器就可以完全管理所有的功能，支
持远程管理模式，管理者可以在网络连通的地方都能够登录系统、管
理使用；使用电脑设备就能直接收看现场直播。
1、性能特点
1） 实时直播/同步录制、在线点播、实时导播、自动跟踪。
2） 采用标准流媒体文件格式 MP4，适合通用播放器或嵌入网页播放
方式。
3） 手动录播方式：
由管理人员在导播界面进行切换控制。
4） 全自动录播方式：
与自动跟踪系统、自动切换系统无缝组合，实
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记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
现全自动录播。
5） 多方交互功能，实现视音频画面、VGA 画面的双向视音频互动（选
配）。
6） 低码流适合 Internet 传播，并且支持组播功能。
7） 通过 IE 浏览器就可以完全管理操作/使用系统所有的功能。
8） 远程和本地导播技术、带有预监、特技、鼠标点击跟踪等多种功
能。
9） 管理员通过远程导播管理界面，使用鼠标点击功能可实现远程控
制摄像头跟踪拍摄。
10）场景预置切换：
预定义的全景、中景、特写等场景，快速切换场
景。
11）具有简易配置模式（高、中、低模式）和自定义参数模式，彰显
人性化管理。
12）首页预览功能：
登录首页即可显示录播中的画面，明了使用情况。
13）数字接口 HDMI 实时直播环出，支持自动/手动方式设置 HDMI 分辨
率。
14）支持后期编辑，对生成的文件可进行剪切、拆分、修改和合并；
可添加片头片尾，可设置课程信息，支持重新编码等功能。
15）支持切换特技效果，拉幕、淡入淡出等等，支持字幕,支持静态、
动态台标/LOGO。
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系统结构
一体嵌入式
视频采集
硬件采集方式
输入接口
视频：
3G-SDI×4；YPbPr/S-Video/CVBS×2；；
电脑：
VGA×1；HDMI×2
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
16）具有单流单画面和单流多画面视频效果。
支持单流（电影模式）
和多流（资源模式），支持单流多流同时录制。
17）支持文件索引，支持实时片头片尾功能。
18）实时性高：
直播延时≤1 秒。
19）观看直播数量无限制，支持断线自动重连功能。
20）采用视频模块化设计，提供多个模块及多种接口兼容高/标清信号。
21）配置 TFT 液晶屏与控制按钮，实现直播、录制的启动/停止、系统
配置、文件拷贝。
22）提供物理 CONSOLE 端口，通过多媒体中央控制系统或其他主流的
第三方控制系统管理，实现远程打开/关闭录播系统，启动/停止
直播和录制等其他的功能。
23）支持用户的分级别管理，用户认证后才能观看相应级别的直播节
目。
24）FTP 自动上传，与资源平台自动同步。
2、技术参数
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音频：
MIC×2；LINE×2
输出接口
视频：
HDMI×2
音频：
LINE×1；监听×1
流媒体输出接口
网络：
RJ45×1 （1000M 网络接口）
输入模式
HDMI/VGA：
640x480@60～1920x1080@60，
1080I@50/60, 1080P@50/60
YPbPr/3G-SDI ：
720x576-PAL, 720x480-NTSC,
720P@50/60, 1080I@50/60, 1080P@50/60
S-VIDEO/CVBS：
720x576-PAL、720x480-NTSC
网络流媒体延时
非网络延时≤1S
视频编码帧率
1～30fps 可调
视频编码类型
H.264/MPEG-4
视频文件格式
MP4
视频编码码流
48Kbps～10Mbps 可调
视频编码分辨率
最高 1920x1080
音频编码类型
AAC
录播功能
实时直播/同步录制/远程导播/在线点播/远程交互
（选配）/用户管理
鼠标点击跟踪
√
单流多画面
√
多流
√
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
19
目录索引
√
导播
视频预览、直播输出监视、视频切换、音频调整、
录制模式、特技效果、字幕、LOGO 等
存储容量
2TB
面板按钮
√
彩色液晶屏
2.2 寸 TFT
USB 导出
√
管理接口
RS-232/RS-485 复用接口一个
B/S 模式
√
设备高度
1U
记录 ▪ 传播 ▪ 优质影音
20
2.5.1.2高清摄像机 HD-300S
1）产品性能
● 低照度解像能力强，特别适合于照明一般的会议室/课室等场所。
● 最大分辨率达到 1920x1080，输出帧频
最高可达 60/50 帧/秒。
在保证高清晰
度的同时，重点满足了对画面流畅性的
需求。
● 同时应用了 2D 和基于运动估计的 3D 降噪算法，采用新一代低
噪声传感器，有效降低了噪声。
● 独特的基于人眼模型的 Iridix 曝光动态控制算法，使画面
升级会员 