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關(guān)于高校全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)解決方案論文
論文摘要：高校每年申報(bào)精品課程數(shù)目越來(lái)越多，錄制授課過(guò)程是教育資源建設(shè)中最為重要的組成部分。建設(shè)全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)是教育信息化的重要手段。根據(jù)多年建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)高校自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)的整體解決方案以及應(yīng)用領(lǐng)域，針對(duì)這套系統(tǒng)的組成構(gòu)建與完善進(jìn)行探索。
論文關(guān)鍵詞：精品課程；錄播系統(tǒng)；全自動(dòng)
一、引言
授課過(guò)程錄成優(yōu)質(zhì)課程是教育系統(tǒng)工程中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是教育資源建設(shè)中最為重要的組成部分,可供廣大師生、教研員課后點(diǎn)播觀摩評(píng)價(jià)，建立共享資源庫(kù)，完成知識(shí)傳承或進(jìn)行校際課程交流。那么如何實(shí)現(xiàn)高效率的制作高質(zhì)量的課件呢？按照傳統(tǒng)思路，授課老師親自制作課件，但是一般要求授課老師掌握一些計(jì)算機(jī)、攝像和課件編輯等專業(yè)技術(shù)，例如：HTML、javascript、非線性編輯系統(tǒng)等等，還需要掌握與課件相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。但是目前大多數(shù)學(xué)校師資力量比較緊張，教師的教學(xué)任務(wù)繁重，如果按照傳統(tǒng)的思路去制作課件勢(shì)必會(huì)給教師授課帶來(lái)很多的負(fù)擔(dān)。那么如何用最簡(jiǎn)單的步驟，最快的時(shí)間制作出高質(zhì)量的課件是一個(gè)非常重要的、急需解決的問(wèn)題。
大學(xué)每年申報(bào)省級(jí)精品課程、國(guó)家精品課程、校級(jí)精品課程，以及申報(bào)教學(xué)名師獎(jiǎng)數(shù)目越來(lái)越多，每門(mén)課程都需要掛到網(wǎng)上評(píng)審，所以建設(shè)全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)，方便教師精品課程錄播，加快了精品課程建設(shè)的步伐，改進(jìn)現(xiàn)有的課件制作模式，提高課件制作效率，減少課件制作成本，提高學(xué)校教師的申報(bào)積極性，提高精品課程申報(bào)成功率都有積極的作用
二、整體解決方案
全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)主要完成教師、學(xué)生的視頻自動(dòng)跟蹤采集，音頻智能采集，教師電腦屏幕截取，教師/學(xué)生視頻/計(jì)算機(jī)畫(huà)面智能導(dǎo)播，以上信號(hào)源自動(dòng)傳送至課件實(shí)時(shí)錄制系統(tǒng)生成優(yōu)質(zhì)的精品課程，同時(shí)通過(guò)課堂直播系統(tǒng)在局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上直播為遠(yuǎn)端用戶提供在線實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)的平臺(tái)。
整個(gè)系統(tǒng)主體可分為六大子系統(tǒng)：
（一）錄播中控
錄播控制系統(tǒng)集多媒體中央控制系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)控制、定位系統(tǒng)控制、導(dǎo)播系統(tǒng)控制于一體，為整個(gè)錄播系統(tǒng)的大腦，通過(guò)控制面板可以控制整個(gè)全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)所有設(shè)備的開(kāi)關(guān)，一鍵式開(kāi)啟圖像定位系統(tǒng)和錄播系統(tǒng)，通過(guò)面板可以選擇自動(dòng)導(dǎo)播和手動(dòng)導(dǎo)播，通過(guò)面板直接切換相應(yīng)通道。大大提高了系統(tǒng)的可操作性和便利性。
（二）圖像定位系統(tǒng)
圖像定位系統(tǒng)分為教師跟蹤系統(tǒng)和學(xué)生定位系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)：
1、教師跟蹤系統(tǒng)：教師跟蹤系統(tǒng)是利用圖像識(shí)別及跟蹤技術(shù)自動(dòng)跟蹤拍攝教師整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的智能化系統(tǒng)備；教師跟蹤系統(tǒng)采用目前最先進(jìn)的跟蹤技術(shù)——圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)自動(dòng)跟蹤拍攝對(duì)象的智能化系統(tǒng)設(shè)備。教師跟蹤系統(tǒng)完全采用無(wú)人值守的操作模式，整個(gè)跟蹤工作過(guò)程無(wú)需人為干預(yù)，大大的減少了利用傳統(tǒng)錄制系統(tǒng)需要人為的對(duì)老師進(jìn)行專門(mén)攝像的要求，從而減輕了工作量，減小了人力投入。上課時(shí)教師只需按照通常的上課模式進(jìn)行正常教學(xué)活動(dòng)即可，無(wú)需佩戴使用任何設(shè)備來(lái)完成跟蹤拍攝，從而消除了教師的不適應(yīng)感，使其更加專注于教學(xué)活動(dòng)。教師跟蹤系統(tǒng)具有出眾的跟蹤性能，可以定義跟蹤策略。無(wú)論是教師在上課時(shí)快速走動(dòng)還是板書(shū)等，系統(tǒng)均能準(zhǔn)確無(wú)誤的采用不同策略自動(dòng)變焦跟蹤拍攝，在跟蹤拍攝效果上，整個(gè)跟蹤過(guò)程連續(xù)、穩(wěn)定、平滑，整個(gè)畫(huà)面輸出非常穩(wěn)定。
2、學(xué)生定位系統(tǒng)：學(xué)生定位系統(tǒng)是一套能夠自動(dòng)實(shí)時(shí)對(duì)正在發(fā)言的學(xué)生進(jìn)行定位并采用特寫(xiě)拍攝的智能化系統(tǒng)。當(dāng)學(xué)生通過(guò)站起來(lái)進(jìn)行發(fā)言或回答問(wèn)題時(shí)，學(xué)生定位系統(tǒng)將自動(dòng)的調(diào)用學(xué)生攝像機(jī)對(duì)正在發(fā)言的學(xué)生進(jìn)行定位并采用特寫(xiě)鏡頭進(jìn)行拍攝。可以設(shè)置不同的定位策略來(lái)滿足錄制需求。
（三）智能導(dǎo)播系統(tǒng)
智能導(dǎo)播系統(tǒng)主要用于課程錄制過(guò)程中多個(gè)場(chǎng)景及多路視頻信號(hào)源、視/音頻文件和計(jì)算機(jī)畫(huà)面之間的自動(dòng)切換，配合精品課堂錄播系統(tǒng)使用，有效實(shí)現(xiàn)帶特效功能的智能導(dǎo)播。
智能導(dǎo)播系統(tǒng)集傳統(tǒng)自動(dòng)錄播系統(tǒng)的導(dǎo)播功能和傳統(tǒng)特技切換臺(tái)功能于一體，借助于智能導(dǎo)播控制系統(tǒng)完美實(shí)現(xiàn)了精品課程錄播過(guò)程中，教師授課、教師板書(shū)、學(xué)生答問(wèn)、交流互動(dòng)、課件、實(shí)物展示、計(jì)算機(jī)畫(huà)面、其它教學(xué)課件等多個(gè)教學(xué)場(chǎng)景與教學(xué)課件之間自動(dòng)調(diào)度和切換。調(diào)度與切換完全以實(shí)際教學(xué)為基準(zhǔn)，總是能在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻將畫(huà)面切換到需要的場(chǎng)景，準(zhǔn)確表達(dá)教者的意圖，習(xí)者的需要，智能化與人性化的完美結(jié)合，更加貼近人工導(dǎo)播，達(dá)到“專業(yè)級(jí)影像制作”效果。
（四）智能音頻系統(tǒng)
智能音頻系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)教師授課時(shí)的語(yǔ)音信號(hào)和學(xué)生上課時(shí)回答問(wèn)題或討論的語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)智能混音器全息的采集下來(lái)，并實(shí)時(shí)傳送至課件錄制系統(tǒng)完成課件實(shí)時(shí)錄制：
主要設(shè)備包括吊裝麥克風(fēng)、智能混音器。針對(duì)教學(xué)過(guò)程中的聲音特點(diǎn)，系統(tǒng)需要采用高靈敏度吊裝式麥克風(fēng)拾音系統(tǒng)。使用高靈敏度吊麥的的優(yōu)點(diǎn)是：1、拾音距離較遠(yuǎn)。根據(jù)教室的實(shí)際面積來(lái)確定吊裝式麥克風(fēng)的數(shù)量，以便保證能采集到教室各個(gè)位置回答問(wèn)題的聲音；2、與混音器設(shè)備相結(jié)合，可以設(shè)置吊麥開(kāi)啟的優(yōu)先級(jí)。如：把采集教師聲音的吊麥設(shè)成主通道，當(dāng)老師發(fā)言的時(shí)候，其它麥的通道暫時(shí)關(guān)閉即聲音暫不采集，從而避免采集聲音時(shí)的混亂。 （五）課件實(shí)時(shí)錄制系統(tǒng)
以簡(jiǎn)單、方便地的形式把整個(gè)課堂情景實(shí)時(shí)錄制下來(lái)，生成有音視頻和電子文檔的流媒體課件。課件實(shí)時(shí)錄制系統(tǒng)需要具有動(dòng)態(tài)屏幕捕獲，能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)屏幕內(nèi)容，包括鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡、電子白板內(nèi)容等完全錄制下來(lái)。自動(dòng)生成文字索引，系統(tǒng)能夠根據(jù)教師的PPT文檔、Word文檔內(nèi)容自動(dòng)生成文字索引。文字索引給學(xué)生播放課件帶來(lái)了很大的方便性。全實(shí)時(shí)采集與編碼；實(shí)時(shí)采集教師的圖像與聲音，并進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮。錄制好課件后，可以對(duì)課件進(jìn)行任意的剪切，刪除無(wú)用的部分，而且視頻與講稿是同步剪切。可以根據(jù)自己的喜好，選擇課件的外觀樣式模板。也可以對(duì)多個(gè)課件進(jìn)行拼接處理，實(shí)現(xiàn)添加片頭、片尾等功能。
基于Web的課件點(diǎn)播；將錄制好的課件發(fā)布到學(xué)校的網(wǎng)站后，學(xué)生用InternetExplorer瀏覽器即可點(diǎn)播課件，無(wú)需安裝其他客戶端軟件。
系統(tǒng)需要操作簡(jiǎn)單，對(duì)授課老師沒(méi)有任何要求，授課老師不用改變以前的授課習(xí)慣；對(duì)管理老師來(lái)說(shuō)，只需要點(diǎn)擊鼠標(biāo)三次即可生成課件；便于管理。整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，才能適合應(yīng)用于教育行業(yè)。
（六）課堂直播系統(tǒng)
通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)，將課堂內(nèi)容直播出去，課堂內(nèi)容包括音頻、視頻以及計(jì)算機(jī)屏幕內(nèi)容，接收端通過(guò)IE瀏覽器即可收看直播課堂內(nèi)容。
直播服務(wù)器放在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)中心或電信的數(shù)據(jù)中心，直播服務(wù)器上運(yùn)行直播服務(wù)器端軟件，直播服務(wù)器從錄制服務(wù)器取得視頻音頻以及屏幕信息，并發(fā)送給用戶，實(shí)現(xiàn)直播功能。動(dòng)態(tài)屏幕直播，能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)屏幕內(nèi)容，包括講稿、Flash動(dòng)畫(huà)、鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡、電子白板等內(nèi)容和教師的圖像與聲音，并保持與屏幕的同步性，流暢的直播到客戶端。基于Web的課堂直播，學(xué)生用InternetExplorer瀏覽器即可收看直播。可以與學(xué)校現(xiàn)有的WebServer或?qū)W習(xí)管理系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫連接
三、全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)集最先進(jìn)的圖像分析技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)、人工智能和自動(dòng)控制技術(shù)于一體，將老師授課，師生互動(dòng)場(chǎng)景，授課電腦VGA信號(hào)以及課堂板書(shū)等進(jìn)行智能化的跟蹤切換錄制，自動(dòng)生成課程資源。它將教學(xué)設(shè)備、教學(xué)理念和教學(xué)手段相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)活動(dòng)全面完整的再現(xiàn)，形成常態(tài)化、自動(dòng)化、智能化的課程資源建設(shè)和應(yīng)用平臺(tái)。
全自動(dòng)精品課程錄播系統(tǒng)建成后可以應(yīng)用在以下各方面：（1）學(xué)校精品課程錄制，建立優(yōu)秀/骨干教師課程資源庫(kù)；（2）觀摩課、公開(kāi)課的全自動(dòng)錄制與直播；（3）優(yōu)質(zhì)課程遠(yuǎn)程示范教學(xué)；（4）教學(xué)管理人員遠(yuǎn)程教學(xué)評(píng)估、評(píng)比，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控更方便、準(zhǔn)確、客觀；（5）搭建相互觀摩、借鑒的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，達(dá)到教學(xué)資源共享平衡；（6）數(shù)字微格教研評(píng)估；（7）教學(xué)技能訓(xùn)練；（8）建立在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，網(wǎng)上點(diǎn)播，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、充分享受優(yōu)質(zhì)資源最佳的主動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境；（9）網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育、培訓(xùn)；（10）報(bào)告、會(huì)議實(shí)時(shí)直播、錄播；（11）網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)建設(shè)。
華僑大學(xué)是福建省知名高校之一。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)十分重視精品課程的建設(shè)，增加了投入，加快了精品課程建設(shè)的步伐，力爭(zhēng)精品課程建設(shè)走在全省前列，我們?cè)谌A僑大學(xué)已經(jīng)規(guī)劃建成多套精品課程錄播系統(tǒng)，授課教師反應(yīng)良好。憑多年的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。總結(jié)課程錄制的技術(shù)要求，對(duì)于改進(jìn)現(xiàn)有的課件制作模式，提高課件制作效率，減少課件制作成本都起到了積極的作用。
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