设计思想

针对项目需求，我们将重点对各教室和中心平台进行建设。针对学校教室的应用需求，我们进行相应的部署。通过高清录播主机，实现视频信息和音频信息的接入管理、画面合成以及远程互动；通过选用大容量、高性能的中心管理平台设备，满足各网络前端的接入、设备管理、音视频流分发和存储要求；通过平台管理系统满足不同用户群的在线交流学习以及日常管理，并依托已建的IP网络实现对音视频资源的传输、管理、存储。

系统结构图

图示:系统应用图

如上图所示，本系统是依托于IP网络构建的全数字化、网络化、智能化的综合智能化教室系统。

教室设计

录播教室由智慧录播系统、高清摄像机、全向拾音话筒、导播控制台、导播控制键盘、装修等多个部分组成，其中：智慧录播系统由高清录播主机完成；摄像部分：老师摄像机（包括板书特写跟踪）、学生摄像机组成；跟踪定位由两台定位摄像机完成图像的采集分析；声音采集由2只吊顶麦克完成；声音功放由两只有源电教会议音箱完成。管理控制部分由导播控制平台、导播控制键盘组成。

录播教室效果图

功能介绍

整套系统以教室为建设基础，采用分布式部署，集中化管理的建设理念，充分满足在常态化教学环境下的日常录播应用。同时系统支持多角色参与分配，利用统一的前端设备，实现校园监控、电子化考场、教学设备管理等丰富的业务应用。整套系统包括综合录播教学录播、高清全自动录播、日常安保与电子巡考、教学设备控制管理、教学资源平台管理五大系统功能。

图像识别跟踪系统

HAIMINGWEI图像识别跟踪系统是一款智能化的自动跟踪系统。它采用Ncast创新的图像分析处理技术，通过不同的策略定义，实现多区域、多策略化自动跟踪。

HAIMINGWEI图像识别跟踪系统内嵌在录播主机中，无需额外的跟踪主机硬件以及软件，即可实现高清全自动图像识别跟踪。
HAIMINGWEI图像识别跟踪系统采用特有的目标外形特征检测方法，被跟踪者无需佩戴任何辅助设备，便可对目标进行锁定跟踪，使摄像机画面以锁定的目标为中心，并控制摄像机进行相应策略的缩放。系统支持多种自定义策略，支持多级特写模式，适应性强，不受强光、声音、电磁等环境影响。

HAIMINGWEI图像识别跟踪系统支持创新的“宽动态画面防抖技术”，可对教师在某个自定义的数值范围内的移动进行忽略，保持摄像机不动，以保证画面的流畅及稳定，避免出现画面跳动、晃眼等现象。

教师图像识别跟踪模块：可以把讲台及教室划分为三种跟踪区域：VIP区域、普通区域及忽略区域。并可自定义各区域的跟踪策略，如：镜头缩放倍数、摄像头最高拍摄区域及最低拍摄区域，跟踪速度等。Ncast灵动图像识别跟踪系统支持三种跟踪模式：单目标跟踪/多目标跟踪/固定坐标跟踪。不同的区域可设置不同的跟踪模式。

教师图像识别跟踪模块还支持教师跟踪全自动缩放模式，教师在讲台区域快速走动时，系统会自动以全进行拍摄，当教师停止走动或板书时，摄像机会自动以特写方式进行拍摄。当学生走上讲台与教师进行互动时，摄像机会自动缩放镜头，把学生与教师的图像都能拍摄下来。系统可通过网络对摄像跟踪速度与特写画面的镜头倍数进行自定义设置。

教师图像识别跟踪模块只需配备一台云台摄像机即可实现面向教师的全景、中景及板书特写功能；

学生图像识别跟踪模块在标准教室内可实现纯图像识别跟踪效果，学生无须使用红外手持麦克风或无线发射按钮等辅助设备，只需站立起来即可实现图像识别跟踪。当单个学生起立时，摄像机会以特写方式进行拍摄，当两个以上学生起立时，摄像机会自动缩放到全景拍摄角度，使两个学生都能进入拍摄的画面。

自动导播系统

A、教师站在讲台上讲课时，系统自动切换教师摄像机的特写视频信号为主画面；

B、教师在讲台上快速移动时，系统会自动切换成教师全景画面，保证教师不走出拍摄范围；

C、教师走下讲台到学生区域与学生互动时，系统仍以教师摄像机画面作为主画面，但此时的摄像机画面变成预设定的全景画面。

D、当教师在讲台上，学生站立起来回答问题，则切换学生特写摄像机画面作主画面。

E、当学生站立起来回答问题时，系统先切换学生全景为主画面，学生特写摄像机跟踪到位后，再从学生全景切换为学生特写画面。

F、教师操作电脑时，则切换计算机画面作主画面。

注：管理员可实时通过网络导播平台对跟踪系统及导播系统进行自动/手动的模式切换，并采用手动图像点击跟踪或手动画面切换的方式进行系统操作。

系统特色

智能图像识别处理技术，被跟踪者无需佩戴任何辅助设备；

创新的宽动态画画防抖技术，画面更流畅；

采用特有的目标外形特征检测方法，识别精度高；

适应性强，不受强光、声音、电磁等环境影响；

支持多目标跟踪、单目标跟踪及固定区域跟踪三种跟踪模式；

自动识别目标位置、实时控制摄像头精确定位，可根据目标运动速度动态调整云台转速；

多种自定义策略，支持多级特写模式；

系统可支持教师走动时以全景方式拍摄，当教师停下来时以特写方式拍摄的功能；

当单个学生起立时，摄像机会以特写方式进行拍摄；

系统设定多重的忽略区域，如：工作人员区域、教室大门出入口等等；

支持配合SONY、IHAIBI全系列等多种品牌摄像机实现自动跟踪；

 远程式网络导播系统

HAIMINGWEI远程式网络导播系统采用触控式一体机结构，集成嵌入式操作系统，可配合标清及高清系列录播一体机，轻松实现各个画面的网络人工导播功能。

远程式网络导播系统集成了 “远程式点击跟踪模块”、“人工网络导播模块”。

HAIMINGWEI远程式网络导播系统可以轻松选择摄像机的控制模式：自动图像识别跟踪模式及远程式点击跟踪模式。演讲者及管理员可通过该系统，轻松对显示画面中听众或者发言者进行点击跟踪操作。操作者只需对画面中图像点击一下，摄像机云台便会进行自动的云台移动，以点击的位置为中心进行画面拍摄。

HAIMINGWEI远程式网络导播系统还可以实现课程录制过程中多个场景的多路视频信号源、视/音频文件和计算机画面之间的自动切换，有效实现智能导播化录制。

课堂讲解、白板板书、现场答问、交流互动、课堂文件、实物展示、计算机画面等多个场景与教学展示文件之间自动调度和切换，无需任何附加设备或人为操作，自动识别各场景活动变化内容，自动切换到教育活动核心部分

HAIMINGWEI单流单画面录播方式及单流多画面录播方式可实现全自动的导播方式，采用人性化的策略设计，可在教师、学生或主讲人电脑屏幕中进行全自动的画面切换。

如：

A.教师在台上讲解演说时，系统自动切换教师摄像机视频信号为主画面；

B.教师在讲台上走动时，系统自动切换为教师全景主画面；

C.学生站立起来时回答问题时，系统自动切换学生摄像机视频信号为主画面；

D.教师操作电脑时，系统自动切换电脑VGA信号为主画面；  

集成视频会议及同步教学系统

视频会议：录播主机集成专业视频会议系统功能，可直接通过录播主机召开三个会场远程视频会议，包括视频广播、语音广播、文档共享等功能。

同步交互式教学：录播主机集成专业同步交互式教学功能，可直接通过录播主机进行三个教室远程交互式同步教学，包括教师音视频广播、桌面共享、举手提问等功能。

丰富的画面风格

单画面模式

系统支持高清的单画面录制，在单画面录制模式下，系统提供自动或手动的导播设置。在自动录播模式下，系统根据输入信号的开关量变化实现录制画面的智能切换。例如，系统正在以教师为中心录制教学画面，当教师切换PPT时，画面将自动切换到PPT，当PPT在一段时间没有变化后，画面将自动切换回教师教学的场景。在手动模式下，用户可根据教学进展手动切换录制的画面。

多画面模式

系统支持多画面的同步录制，用户可以根据自己的喜好设定画面的显示风格，系统默认一大三小的画面模式。在录制的过程中系统可根据接入信号的开关量变化切换主画面的显示内容。例如，此时主画面显示的是教师教学的画面，当教师切换PPT时，主画面会自动切换到PPT的内容，PPT的显示内容在一段时间没有变化后，主画面将再次切换到教师画面。

画中画模式

系统支持画中画的同步录制，浮动小窗口的位置和大小可以根据用户需要调整，系统根据接入信号的开关量变化切换大小画面的显示内容，用户可以设定大小画面的首选输入信号。例如，可设置默认主画面显示教师画面，当教师切换PPT时，主画面切换到PPT的内容，PPT的显示内容在一段时间没有变化后，主画面将再次切换到教师画面。

自定义画面模式

系统支持自定义画面模式。用户可根据课程的实际需要自定义画面风格，包括画面显示数量，各个画面的位置及大小等等，通过自定义，满足更多的学校要求，贴近实际课堂需求。

便捷的一键录制

通过配置的可视的控制面板，上课教师只需简单操作即可完成整堂课程的录制。同时在录制过程中，也可以通过控制面板实时察看播出画面，并对画面进行手动切换和干预。通过控制面板为教师手动录制提供便捷。

实时的教学课件关联

录制生成的视频自动上传至平台后，可关联平台上相应的教学文档及课件PPT，供后期点播使用。

录播主机的高度集成化、低功耗

录播主机集成了视频矩阵、音频矩阵、编码器、中控模块等，所有的音视频、电脑、中控等设备都可以接入录播主机

主要设备介绍

系列主机采用纯嵌入式系统架构，具备4K画质，四方互动交互、多路资源同步预览和录制。集双导播触控管理、实时存储、直播、点播、回放、编辑、下载于一体化的行业专用录播主机。

常态化录播主机

内置导播软件

硬件主要特性

1.高清画质：高清视频输入，输出，编码，解码，录制。

2.视频处理：4路物理视频源和4路网络视频源输入，2路视频输出，HDMI具备4K画质。

3.音频处理：支持AEC、ANS、混音等功能。

4.可编程中控：开放的可编程中控，支持RS232/485/USB/TCP/UDP等多种接口。

5.高清录播：多任务录制/直播/点播/回放/下载/特效切换/自选择存储空间。

6.互动终端：支持RTSP/RTMP /H.323/SIP等多协议混合远程交互模式。

7.MCU管理：单机4点MCU会议,无缝对接主流第三方MCU或终端。

8.编解算法：H.265/H.264视频压缩算法，AAC/G.711音频压缩算法。

9.流媒体协议：支持TCP/UDP/RTSP/RTP/ RTMP/ONVIF/H.323/SIP/ HTTP协议。

10.设备管理：B/S，C/S，GUI触控等多种可视化导控管理。

内置录播软件主要特性

1、 嵌入式录播管理软件须安装于主机内，须基于B/S及本机HDMI/VGA视频输出GUI双管理操作界面架构，B/S兼容IE等浏览器。

2、 系统集视频监视，视频切换、云台控制，音频调整，直播/录制、暂停等控制，字幕、LOGO校徽、直播监视、导播，点播，系统设置等功能

3、 视频预览显示：GUI上7路高清视频的实时预览显示，可以SDI/HDMI/网络远程混合同时输入；

4、 录制方式支持人工导播切换控制或与自动跟踪系统无缝组合，实现全自动录制；支持提前预约录制，在录制过程中可调节结束时间。

5、 实时显示录制信息，要求必须包括录制时长、视频分辨率、帧率及主机IP等信息；并要求能够实时显示硬盘容量；

6、 实现至少6路通道的摄像头实时预监功能；云台控制界面：

7、 录制模式支持电影模式、电影加资源模式两种。电影模式和资源模式可同时工作。录制电影加资源模式时，资源模式在后台工作。

8、 导播方式支持手动、半自动、全自动模式，三种模式可以任意切换；

9、 手动导播模式支持视频预览、直播输出监视、视频切换、音频调整、录制模式切换等功能；支持手动云台PTZ控制，老师视频和学生视频均支持多个预置位设置。

10、 资源模式界面、电影模式界面统一；在菜单里勾选需要录制资源的通道，一键开启电影+资源模式录像就能同时录制PGM和资源录像。

11、 录播主机自带点播功能，最大支持不少于10点同时点播主机录像。

12、 支持课程信息、字幕、片头、片尾信息等功能，支持手动和自动字幕机发布字幕，以增强课件感染力。

13、 支持多种切换特效，覆盖、淡进淡出等主流切换特效。

14、 支持远程FTP上传/下载录像，方便用户不需要进入现场就能导出和拷贝录播主机内录像文件。

15、 支持TS组播推流，在局域网内支持更多用户观看直播。

16、 要求录制文件音视频同步，满足第三方编辑软件的正常应用。