德威移动录播及资源平台 建设方案

　　第1章  项目背景

　　市场经济的发展促进了教育产业化、市场化，随之而来，“教育资源不均衡、教育机会不公平”的问题也日益突出。为此，《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出信息技术对教育发展具有革命性影响，提出要充分利用优质资源和先进技术，“整合现有资源，构建先进、高校、实用的数字化教育基础设施”，“建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共享”。

　　教育部教育信息化十年发展规划(2011-2020年)指出，以教育信息化带动教育现代化，破解制约我国教育发展的难题，促进教育的创新和变革，是加快从教育大国向教育强国迈进的重大战略抉择。在国家大力倡导“三通两平台”的大背景下，以信息化促进教育均衡发展是“以教育信息化带到教育现代化”战略的具体体现，是推进质量层面教育均衡发展和教育公平的内在要求。

　　与之相呼应，教育部办公厅印发的《2015年教育信息化工作要点》中，也强调优质教育资源开发与应用深入推进，并具体指出“一师一优课、一课一名师”活动2015-2016学年新增参与教师200万名、“优课”3万堂。

　　第2章  方案需求分析

　　2.1需求分析

　　随着“三通两平台”的建设进程推进，与国家公共资源服务平台匹配的地方云资源服务平台正在逐步提上日程，而优质资源的建设以及融入教学应用、基于互联网进行教研活动的广泛开展、基于微课的“翻转课堂”试点，都成为基层电教部门面临的紧要任务。因此，迫切需要一套系统能解决以下需求：

　　l 如何方便快速地进行课程实时录制

　　l 如何有效地对教师的授课质量进行科学评价

　　l 如何更好地通过翻转课堂模式激发学生学习兴趣

　　l 如何有效管理优秀资源并进行高效分享

　　2.2建设目标

　　针对以上问题，北京德威提供移动便携录播系统，兼容所有多媒体设备，方便实践课以及会议等录制需求。

　　德威移动式专业录播系统解决方案以德威便携采录编播一体机为核心，系统集采集、压缩、录制和编辑于一体的以数字化手段实现录制播放等功能，实现移动式录播，多个教室公用一套录播设备，提高设备利用率，省去专用录播教室排课的麻烦。系统能够通过网络实现计算机局域网内的电视节目直播和点播、数字语音广播的播出和存储等。可以通过递推和递拉功能将媒体流发送到服务器，方便直播或者点播。提供以流媒体为主的视频直播服务，对视频会议、网络直播新闻、研讨会、现场活动等进行网络直播。

　　第3章  方案概要设计

　　3.1 设计原则

　　u 易用性

　　Ø 教师队伍计算机水平参差不齐，无需使用说明即可轻松控制;

　　Ø 软件界面简洁明了，功能明确，操作简单，便于非技术人员操作使用，一人操作、全程掌控，结果精确

　　u 先进性

　　Ø 音视频技术发展迅速，方案必须使用前沿的音视频技术和云计算，能确保足够的使用年限不过时，以使投资使用率最大化。

　　u 专业性

　　Ø 传统录课模式虽然人工、资金投入大，效率低，但录制的视频具有相当的专业程度，新系统在智能程度、课程录制结果等方面，必须符合并超越原有水平;

　　Ø 同步课堂设计，在互动性能方面能与专业会议系统媲美;

　　u 稳定性

　　Ø 由于课程录制、公共资源服务经常需要不间断开机，所以能支持7x24无故障运行，录制过程不死机、即便掉电，录制的课程文件也能播放;

　　u 可扩展性

　　Ø 与国家公共资源服务平台无缝对接

　　Ø 与第三方会议系统能无缝对接

　　u 标准化

　　Ø 支持专业标准的H264\WMV7\WMV9、MPEG2的编码方式，输出文件为标准的WMV\mp4\flv流媒体格式，支持传统非编任意编辑。

　　3.2 设计规范

　　l 工程方案的制定、设计，依照国家有关文件、标准和规定，主要有：

　　l 《30MHz-1GHz声音和电视信号电缆分配系统》GB6510-86。

　　l 《工业企业通信设计规范》GBJ42-1981。

　　l 《民用建筑电气设计规范》GBJ/T16-1992。

　　l 《演播室数字电视编码参数规范》GB/T14857。

　　l 《演播室数字音频参数》GY/T 156-2000。

　　l 《演播室高清晰度电视数字视频信号接口》GY/T 157-2000。

　　l 国际电联 ITU - T有关标准。

　　l 建筑、通信有关行业标准。

　　3.3 业务架构

　　北京德威(DOWELL)基于10多年教育行业的积累，深入学校进行调研分析，研发团队结合20余年产品设计经验，推出的本系统----德威教育录播及云资源平台服务于教育局及下属多所学校，基于互联网技术打破物理分割，有效地把优质资源进行集中管理、协同使用，实现学生微课网络学习、教师教研活动及专业发展、对多个录播教室的集中管控以及异地同步课堂。

　　3.4 系统部署

　　3.4.1 移动录播教室部署

　　从拓扑图看出，高清摄像机连接采录编播一体机，教师机VGA画面通过网络采集，多路视频信号最后通过导播软件，实现对高清图像视频进行录制和直播。

　　3.4.2 资源云平台部署

　　德威云资源服务平台依托云服务而实现服务。校级提供全功能服务汇聚优秀资源并提供给师生使用。

　　3.5 系统应用

　　3.5.1 应用场景

　　3.5.2 应用范围

　　Ø 赛课、公开课、精品课

　　Ø 校园电视台升级最佳替代产品

　　Ø 培训录课

　　Ø 庭审录像/播出、模拟法庭、会议直播等

　　3.6 方案特色

　　3.6.1 广电级标准的课程录制质量

　　3.6.2 综合编辑功能强大，使用简单

　　3.6.3 管控分布式，一站式管理且可配置

　　3.6.4 一体化结构

　　第4章  课程录制系统

　　4.1全手动导播，画面更精

　　导播主界面

　　音视频预览

　　最多支持6通道画面，画面可来自采集卡、视频文件、图片、VGA信号以及网络视频流(vga网络流、IP摄像头、编码器等)，若是视频文件，可控制播放进程。VGA信号通道可进行远程桌面控制。视频支持云台控制。

　　画面切换

　　使用功能键F1-F6或鼠标对画面进行切换输出，切换时支持特效(擦除、滑行、溶解、伸缩、画中画)转场。提供根据vga变化的智能导播，也支持跟踪摄像机的自动跟踪、画面特写等情况的自动切换。

　　实时字幕

　　可以实时的插入和编辑字幕，设置字幕滚动播出。同时具有台标时钟发生器的功能。支持系统时间和台标显示，台标支持透明PNG。字幕支持批量导入、实时提交播出。

　　数字混音

　　提供数字调音台，可对直播主通道控制，也可以对各通道音频单独控制，实现混音效果，可以实时监听。可以根据需要手动设置切换到图片自动静音，或是直接手动静音。以利于直播过程中对突发情况的控制。

　　视频编码

　　视频画面支持多种编码方式：WMV7/WMV9//H264，输出文件格式支持WMV/FLV/MP4/TS

　　直播录像

　　编码后的视频可直接发布到局域网;也可通过Windows Media Services、FMS、CMS(德威自有协议)发布到广域网，发布时可同步录像。

　　自动实时记录教师、学生以及计算机屏幕讲稿(非VGA转视频)等所有视、音频信号，支持三分屏、画中画、电影模式等十多种课件模版。录制三分屏、四分屏模式时能够抽提课件PPT、DOC中的标题作为课件索引。

　　录制出的视频文件为标准格式：WMV、FLV、MP4。视频文件支持传统标准的视频播放器进行播放，并支持传统的视频编辑软件进行编辑。

　　屏幕课件部分采用软件采集(IVGA)，IVGA指通过网络采集远程计算机屏幕，IVGA编码采用独有的虚拟屏幕采集编码技术，可以轻松获取老师屏幕讲稿的标题作为课件索引，同时，每课时录制下来VGA视频大小不超过50M，比之VGA编码器方式采集的视频动辄数百兆小很多，且文字更清晰。

　　视频采集部分：支持标清、高清1080p录制，支持多码流录制。可通过网络采集远程视频，并支持来自导播系统的视频流。支持常规音视频采集卡、IPCamera、编码器的远程采集。

　　音视频采集模版根据实际使用情况预设有：宽带直播，标清录像配置，720p高清录像配置，1080p超高清录像配置等四种模版，并可以根据实际应用情况对录制视频、音频的详细参数进行自定义设置。

　　录制过程中，能实时监看视频画面、音频，并可对教师端远程协助。

　　通过静音检测，对声音故障给出提示。在录制开始和过程中，出现声音采集不到时，会做出提示。

　　系统录制课件时可自动生成片头、片尾、LOGO、图标、水印。支持透明图片做校标。

　　系统支持导出为SCORM标准课件、单个EXE课件文件。

　　4.2智能混音，提供多种方案

　　系统基于不同的实际应用场景提供了两种混音模式：简单的本地、远程混音;复杂的多路混音;

　　本地、远程混音：支持同时采集本地音频和来自网络的远程音频，并且内部智能混音，比如输入到教师网络摄像机里的拾音器声音与输入到学生网络摄像机里的拾音器声音、电脑音频的混音输出。

　　多路混音：支持六路音频同时混音，各通道可独立设置音量，同时系统提供了主次、均衡、主混音三种混音策略，满足不同场合的需求

　　4.3直播发布，支持高并发策略

　　通过直播发布功能可实现教师授课校园局域网在线观看，也可以实现远程教学观摩，既满足跨地区远程教师培训，远程讨论评估，网络视频会议，远程教学辅导，也可以满足精品课程网络直播，远程述职答辩等应用场景。

　　勾选录制时同时启动直播设置，可以存储当前直播内容。适用于教师过程直播。

　　取消该选项则适用于会议直播。不会对会议过程进行保存。

　　录制时能同时进行多分屏模式和微软流媒体服务器、Flash服务器的电影模式直播。

　　通过建立直播频道，可以对单个教室授课实况进行直播，也可以同时进行多个教室授课实况直播。

　　直播内容包括老师视频、学生视频和计算机讲稿/展台内容等信号源，可以是多分屏模式直播也可以是单视频模式直播。在查看直播时，多分屏模式时可以任意切换视频和屏幕窗口，每一部分都能够全屏播放。

　　直播路径及限制：可以在局域网、广域网中直播。客户端通过web方式通过IE浏览器(IE内核的浏览器)收看直播。B/S结构，客户端无需安装任何软硬件。

　　支持局域网单播、组播。不限制客户端数量。基于网络负载实景情况，可以对客户端收看数量做人工控制。

　　系统直播低延迟：录制课程的音视频、课件信号在网络传输要，延迟小于1秒且各直播收看端画面保持完全同步。

　　直播监控:对所有直播中的频道进行实时监看，可以对实况直播进行停止、暂停、继续直播等控制。可以单独控制声音的播出。

　　本方案直播系统支持P2P传输。

　　4.4资源课件同步剪辑

　　Ø 同步剪辑：对录制好的视频进行编辑时，可对课件的多流画面及索引进行同步片段切除、片段导出，剪切可精准到帧，切口处视频清晰流畅，剪切后的视频画面流畅、花屏。

　　Ø 索引编辑：针对多流画面可修改和编辑索引目录，可以增加、删除、修改索引，并支持生成缩略图

　　Ø 视频部分可以使用图片替代：对录制完成的课件视频部分，可替换成图片，无视频录制后，可在视频区设置图片显示

　　Ø 合并自如：支持同时合并多个不同尺寸的课件

　　Ø 音频处理：支持对录制的视频进行噪音去除

　　Ø 重新编码：文件太大时，支持编码参数调整后重新编码

　　Ø 模板替换：课件可在多种模板之间随意替换

　　Ø 视频修整：可以对录制好的文件中，PPT课件部分在录制前就有的错误文字进行修正 ，即修改PPT文字错误。

　　Ø 课件输出：支持导出为SCORM标准课件、单个EXE课件文件

　　4.5全高清采集，画质细腻

　　德威录播系统采用专业硬件采集卡采集，提供了专有的编码芯片，同时集成了Inter处理器的GPU图像加速处理、Intel IPP并行算法，最多可同时支持8路1080P信号的输入

　　德威视频采集特别的算法处理和编码压缩技术可确保多路高清视频同时录制时系统稳定，画面清晰流畅

　　视频采集源不仅可以接入高清摄像机，还支持网络视频源、VGA网络信号甚至来自专业导播系统的输出。

　　第5章 资源云平台建设

　　德威云资源服务平台依托云服务而实现服务。提供全功能服务主要汇聚校级优秀资源并提供给师生使用。

　　3.7 网络教学共建共享

　　Ø 对资源按学段、年级、学科、类型以资源树的结构进行分类管理，并且资源树能根据国家教育资源公共平台的教材种类定时更新内容;

　　Ø 资源支持讲稿、视频、图片等多种常用格式;

　　Ø 提供资源的最新、最热、下载排行

　　3.8 在线虚拟切片，轻松制作微课

　　可对视频进行在线虚拟切片。对所需视频的内容进行删选，对其端点进行开始、停止的点击截取，即可生成微课视频。

　　5.1 课程点直播，支持多终端应用

　　3.8.1 今日直播

　　Ø 教师可以基于课表进行约课，并录入基本课程信息;

　　Ø 教师可以通过个人空间约课自动触发公开课、示范课的播出;

　　Ø 直播基于组播、P2P模式，可大大提升并发访问;

　　Ø 播出支持微软http、Adobe的rtmp等标准流媒体协议;

　　Ø 收看约课的专家、老师可以实时进行文字点评;

　　Ø 公开课结束后，可以一键切换到评课界面进行及时评价;

　　3.8.2 精品课点播

　　精品课来自公开课、示范课、优质课。

　　Ø 支持在线上传，实现基于教材大纲的知识点数的分类管理，知识点树能根据国家教育资源公共平台的教材种类定时更新内容;

　　Ø 支持多码流课件的播放，能根据网络带宽自适应智能选择响应码流的视频进行在线播放;

　　Ø 能点播精品课程，并提供下载;

　　Ø 提供用户打分评价、文字评价留言。

　　Ø 提供精品课最新、最热、下载排行

　　3.8.3 微课点播

　　Ø 微课程实现基于教材大纲的知识点数的分类管理，知识点树能根据国家教育资源公共平台的教材种类定时更新内容;

　　Ø 支持单视频文件、符合SCORM标准的三分屏课件上传;

　　Ø 三分屏课件播放时，支持文字索引的实时同步快速跳转; 支持微课程的下载、打分、文字评价;

　　Ø 提供微课最新、最热、下载排行

　　3.9 名师专辑，汇聚优师优课

　　可在后台直接添加名师，名师添加成功后可自动将其已上传的课件与名师信息相关联，免于课件的后期整理与归类。

　　3.10 监控巡考录制三位一体

　　3.10.1 录播教室管理

　　录播教室维护

　　教室管理：对已具备直播或者远程听课的教室集中管理，合理分配，清晰可靠，教室使用情况实时查看。

　　远程导播

　　可通过web对任意一间录播教室进行远程导播服务。

　　3.10.2 常态化录播管理

　　领导可通过教室轮巡功能整体查看各个教室在线授课的情况，对各教室情况一目了然，极大减轻了巡课的工作负担。

　　3.11 教学分析与教研，随时随地

　　Ø 提供专业的微格教学评价量表及实时汇总，并后台排行，量表可自定义;

　　Ø  所有上传课程均支持在线评分及评论功能

　　3.11.1 教研管理

　　Ø 教师可选择一个现有资源邀请多名教师发起在线教研;

　　Ø 支持查看每位教师的打分记录;

　　Ø 支持对所发起教研活动的查看、编辑、删除功能;

　　3.11.2 微格量化表评价

　　Ø 内置多套微格量化表模板

　　Ø 可根据实际教研结果自定义量化表

　　3.11.3 S-T / 弗兰德斯分析

　　根据跟踪主机切换不同角色的数据自动获取课堂视频的教学行为数据。T为老师视觉的、听觉的信息传递行为，S为除老师以外的所有行为。最终形成饼图及曲线数据图表

　　3.12 个人空间，助力师生共发展

　　Ø 支持教师、教研员、学生、管理者等多种角色的SNS虚拟社区活动，用户基于权限可以上传、审核资源、视频等;

　　Ø 支持专辑的生成和管理维护，方便收藏和访问;

　　Ø 对个人发表的评课及留言进行集中管理维护;

　　Ø 站内互相沟通的管理;

　　Ø 个人账号信息的管理维护

　　3.13 信息管理，实时通知公开课安排

　　信息管理界面

　　信息管理模块，支持在线通知公告。可方便电教老师即时通知全体师生公开课的安排及多媒体教室的使用情况。

　　3.14 消息管理，随时单人通知信息

　　消息管理模块

　　消息管理模块，可随时单独给某一老师发送消息，从而告知其多媒体教室的临时变更使用等相关事宜。

　　3.15 系统管理

　　提供基本的用户管理、权限角色管理、分类管理、学校信息管理、部署管理、备份等。

　　可按照学校的实际上课时间对课节时间进行修改;能根据实际使用情况，对每个多媒体教室分化而设，选择直播服务及是否需要预约课堂。管理员后台设置免预约模式，用户可无需登录，进入任何一间(未加密的)录播教室，进行直播观摩。

　　第6章 主要设备一览

　　6.1德威移动录播主机EZ-EQ3

　　德威移动录播主机EZ-EQ3

　　系统集采集、压缩、录制和编辑于一体的以数字化手段实现录制播放等功能，实现移动式录播，多个教室公用一套录播设备，提高设备利用率，省去专用录播教室排课的麻烦。

　　EZ-EQ3主机特色：

　　Ø 嵌入式控制台，为教育量身定制

　　Ø 高集成度，轻便一体化设计

　　Ø 高性能，视频源、资源模式、电影模式同录

　　Ø 具动态非编功能，摆手第三方非编系统

　　Ø 播出兼容性好，支持各种标准流媒体服务器(WMS、FMS、RED5、WOWZA)

　　EZ-EQ3主机参数：

　　型号

　　EZ-EQ3

　　电源

　　19V直流供电

　　结构

　　全钣金工艺，镁铝合金

　　外形尺寸

　　309mmÍ439mmÍ90mm(深Í宽Í高)

　　重量

　　≤5KG

　　环境参数：

　　工作温度

　　0 ~ 55 度

　　存储温度

　　-20 ~ 65 度

　　相对温度

　　20~90%

　　其它

　　冲击3G，震动1.5G@10-100HZ

　　系统参数：

　　处理器

　　CPU Intel i7

　　屏幕

　　15.1’’ LED ,分辨率1366*768

　　接口：

　　SDIÍ4 ,HDMIÍ1，USBÍ4，RJ45x1a，RS232 x1，DVIÍ2,eSATA x1

　　音频信号输入输出

　　Line in x4,Line out x1,Mic x1

　　6.2其它辅助设备

　　6.2.1云台摄像机

　　抛弃色差分量接口采用广播级设备(摄像机、云台)、HD-SDI接口以方便施工，画面真正全高清，支持1080p。既往的录播系统中，往往大量采用色差分量接口，这样每台摄像机视频信号传输就得三条线缆，对于机位很多的情况，布线工作量将非常巨大，为此，北京德威已经全面抛弃色差分量接口，采用HD-SDI接口的摄像单元。此外，信号输出也全面从1080i升级到了1080p/60帧。

　　具有背光补偿功能，在强光背景环境中可以看清整个画面。教室里由于投影设备的存在，其拍摄条件相对特殊，老师绝大部分时间都处在强光源的包裹之中，其余的时间则经常穿梭在强弱光之间，一个具有快速背光补偿能力的摄像机会大大提升画面品质。

　　6.2.2吊麦

　　音频采集有两个基本要求：

　　Ø 音质清晰洪亮，不失真

　　Ø 使用方便，尽量不佩戴任何东西

　　这二者是相互矛盾相互制约的，因为不佩戴设备必将是远距离采集，远距离采集要求设备灵敏度高，一旦提高采集灵敏度，噪音等也将被采集，音质会受到较大影响，如果采取降噪措施，势必也同时会影响到主音的品质。为此，德威录播系统经过仔细的工程尝试，可提供两种方案：吊麦、拾音器;但为了达到最佳音频采集效果系统推荐使用吊麦方案 。

　　构成：  2支吊麦+1个调音台

　　优势：

　　Ø 采用自动压限技术，保证在不同距离内讲话，拾音的音量大小一致，同时也解决了现场声音过大时录制音频失真，和录制信号过大的问题。

　　Ø 使用强指向性话筒，采用语音滤波电路，可以降低人声外的频率成分，提高信噪比，保证声音清晰干净。采用先进的降噪技术，可有效的降低环境噪声的录入，可降低环境噪音10-15DB

　　目前各个厂商普遍采用了吊杆式吊麦，这种结构给施工带来了很多工作量。北京德威采用的是下垂式轻质吊麦，通过卡扣机构，直接固定在天花上，施工简单。

　　6.2.3调音台

　　Ø 均衡器立体声道，XLR,平衡式, 分立式的输入电路

　　Ø 增益范围: + 10至 + 50dB， 最大输入电平: + 10 dBu

　　Ø 阻抗: 约 2.2k 平衡式， 信噪比: 110dB-加权

　　Ø 失真 (总谐波失真 + 噪声): 0.01%，具有8路输入，2路总线输出

　　Ø 带幻像电源的高质量麦克风前置放大器，平衡式输入。

　　Ø 每声道设有独立的三段均衡，通过调节可获得一个悦耳动听、无副效应音色。针对个人的喜好进行音频高低音效果调节

　　Ø 动态范围大，130dB 的音量动态范围提供非常好的动态余量

　　Ø 带4段led电平指示，很直观的显示信号大小

　　6.2.4无线麦

　　频率范围： 740-790mHz

　　发射功率： 30mw

　　调制方式： 宽带FM

　　可调范围： 50mHz

　　信道数目： 200

　　信道间隔： 250KHz

　　频率稳定度： ±0.005%以内

　　动态范围： >100dB

　　最大频偏： ±45KHz

　　音频响应： 80Hz-18KHz(±3dB)

　　综合信噪比： >105dB

　　音频输出： 独立式0-400mv 混合式0-400mv

　　指示器 ： 电源开关指示及低压指示

　　综合失真： ≤0.5%

　　接收机电源： ac220v±10% ac110v±10%

　　电源适配器输出电压： DC16v

　　工作温度： -10℃--+40℃

　　6.2.5三角架

　　l 颜色分类: 黑色

　　l 节数：3节

　　l 高度：1515mm-712mm

　　l 收纳高度: 750mm

　　6.2.6吊麦架

　　黑色，金属 工程塑料，785mm*90mm*90mm，1.56kg;