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摘 要：高校每年申报精品课程数目越来越多，录制授课过程是教育资源建设中最为重要的组成部分。建设全自动精品课程录播系统是教育信息化的重要手段。根据多年建设经验，总结高校自动精品课程录播系统的整体解决方案以及应用领域，针对这套系统的组成构建与完善进行探索。
关键词：精品课程；录播系统；全自动
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-01-0-02
一、引言
授课过程录成优质课程是教育系统工程中最为重要的一个环节，是教育资源建设中最为重要的组成部分,可供广大师生、教研员课后点播观摩评价，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。那么如何实现高效率的制作高质量的课件呢？按照传统思路，授课老师亲自制作课件，但是一般要求授课老师掌握一些计算机、摄像和课件编辑等专业技术，例如：HTML、JavaScript、非线性编辑系统等等，还需要掌握与课件相关的专业知识。但是目前大多数学校师资力量比较紧张，教师的教学任务繁重，如果按照传统的思路去制作课件势必会给教师授课带来很多的负担。那么如何用最简单的步骤，最快的时间制作出高质量的课件是一个非常重要的、急需解决的问题。
大学每年申报省级精品课程、国家精品课程、校级精品课程，以及申报教学名师奖数目越来越多，每门课程都需要挂到网上评审，所以建设全自动精品课程录播系统，方便教师精品课程录播，加快了精品课程建设的步伐，改进现有的课件制作模式，提高课件制作效率，减少课件制作成本，提高学校教师的申报积极性，提高精品课程申报成功率都有积极的作用
二、整体解决方案
全自动精品课程录播系统主要完成教师、学生的视频自动跟踪采集，音频智能采集，教师电脑屏幕截取，教师/学生视频/计算机画面智能导播，以上信号源自动传送至课件实时录制系统生成优质的精品课程，同时通过课堂直播系统在局域网、互联网上直播为远端用户提供在线实时学习的平台。
整个系统主体可分为六大子系统：
（一）录播中控
录播控制系统集多媒体中央控制系统、录播系统控制、定位系统控制、导播系统控制于一体，为整个录播系统的大脑，通过控制面板可以控制整个全自动精品课程录播系统所有设备的开关，一键式开启图像定位系统和录播系统，通过面板可以选择自动导播和手动导播，通过面板直接切换相应通道。大大提高了系统的可操作性和便利性。
（二）图像定位系统
图像定位系统分为教师跟踪系统和学生定位系统两个子系统：
1、教师跟踪系统：教师跟踪系统是利用图像识别及跟踪技术自动跟踪拍摄教师整个教学活动的智能化系统备；教师跟踪系统采用目前最先进的跟踪技术——图像识别技术来自动跟踪拍摄对象的智能化系统设备。教师跟踪系统完全采用无人值守的操作模式，整个跟踪工作过程无需人为干预，大大的减少了利用传统录制系统需要人为的对老师进行专门摄像的要求，从而减轻了工作量，减小了人力投入。上课时教师只需按照通常的上课模式进行正常教学活动即可，无需佩戴使用任何设备来完成跟踪拍摄，从而消除了教师的不适应感，使其更加专注于教学活动。教师跟踪系统具有出众的跟踪性能，可以定义跟踪策略。无论是教师在上课时快速走动还是板书等，系统均能准确无误的采用不同策略自动变焦跟踪拍摄，在跟踪拍摄效果上，整个跟踪过程连续、稳定、平滑，整个画面输出非常稳定。
2、学生定位系统：学生定位系统是一套能够自动实时对正在发言的学生进行定位并采用特写拍摄的智能化系统。当学生通过站起来进行发言或回答问题时，学生定位系统将自动的调用学生摄像机对正在发言的学生进行定位并采用特写镜头进行拍摄。可以设置不同的定位策略来满足录制需求。
（三）智能导播系统
智能导播系统主要用于课程录制过程中多个场景及多路视频信号源、视/音频文件和计算机画面之间的自动切换，配合精品课堂录播系统使用，有效实现带特效功能的智能导播。
智能导播系统集传统自动录播系统的导播功能和传统特技切换台功能于一体，借助于智能导播控制系统完美实现了精品课程录播过程中，教师授课、教师板书、学生答问、交流互动、课件、实物展示、计算机画面、其它教学课件等多个教学场景与教学课件之间自动调度和切换。调度与切换完全以实际教学为基准，总是能在恰当的时刻将画面切换到需要的场景，准确表达教者的意图，习者的需要，智能化与人性化的完美结合，更加贴近人工导播，达到“专业级影像制作”效果。
（四）智能音频系统
智能音频系统主要实现教师授课时的语音信号和学生上课时回答问题或讨论的语音信号通过智能混音器全息的采集下来，并实时传送至课件录制系统完成课件实时录制：
主要设备包括吊装麦克风、智能混音器。针对教学过程中的声音特点，系统需要采用高灵敏度吊装式麦克风拾音系统。使用高灵敏度吊麦的的优点是：1、拾音距离较远。根据教室的实际面积来确定吊装式麦克风的数量，以便保证能采集到教室各个位置回答问题的声音；2、与混音器设备相结合，可以设置吊麦开启的优先级。如：把采集教师声音的吊麦设成主通道，当老师发言的时候，其它麦的通道暂时关闭即声音暂不采集，从而避免采集声音时的混乱。
（五）课件实时录制系统
以简单、方便地的形式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。课件实时录制系统需要具有动态屏幕捕获，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。自动生成文字索引，系统能够根据教师的PPT文档、Word文档内容自动生成文字索引。文字索引给学生播放课件带来了很大的方便性。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。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。可以根据自己的喜好，选择课件的外观样式模板。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。
系统需要操作简单，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；对管理老师来说，只需要点击鼠标三次即可生成课件；便于管理。整个系统操作简单，才能适合应用于教育行业。
（六）课堂直播系统
通过IP网络，例如局域网、互联网、卫星网，将课堂内容直播出去，课堂内容包括音频、视频以及计算机屏幕内容，接收端通过IE浏览器即可收看直播课堂内容。
直播服务器放在学校的网络中心或电信的数据中心，直播服务器上运行直播服务器端软件，直播服务器从录制服务器取得视频音频以及屏幕信息，并发送给用户，实现直播功能。动态屏幕直播，能够将计算机屏幕内容，包括讲稿、Flash动画、鼠标运动轨迹、电子白板等内容和教师的图像与声音，并保持与屏幕的同步性，流畅的直播到客户端。基于Web的课堂直播，学生用InternetExplorer浏览器即可收看直播。可以与学校现有的WebServer或学习管理系统进行无缝连接
三、全自动精品课程录播系统的应用领域
全自动精品课程录播系统集最先进的图像分析技术、多媒体技术、网络流媒体技术、人工智能和自动控制技术于一体，将老师授课，师生互动场景，授课电脑VGA信号以及课堂板书等进行智能化的跟踪切换录制，自动生成课程资源。它将教学设备、教学理念和教学手段相结合，实现课堂教学活动全面完整的再现，形成常态化、自动化、智能化的课程资源建设和应用平台。
全自动精品课程录播系统建成后可以应用在以下各方面：（1）学校精品课程录制，建立优秀/骨干教师课程资源库；（2）观摩课、公开课的全自动录制与直播；（3）优质课程远程示范教学；（4）教学管理人员远程教学评估、评比，通过网络管理监控更方便、准确、客观；（5）搭建相互观摩、借鉴的网络平台，达到教学资源共享平衡；（6）数字微格教研评估；（7）教学技能训练；（8）建立在线学习平台，网上点播，实现学生自主学习、充分享受优质资源最佳的主动学习环境；（9）网络远程教育、培训；（10）报告、会议实时直播、录播；（11）网络电视台建设。
华侨大学是福建省知名高校之一。学校领导十分重视精品课程的建设，增加了投入，加快了精品课程建设的步伐，力争精品课程建设走在全省前列，我们在华侨大学已经规划建成多套精品课程录播系统，授课教师反应良好。凭多年的建设经验。总结课程录制的技术要求，对于改进现有的课件制作模式，提高课件制作效率，减少课件制作成本都起到了积极的作用。
关键词：精品课程；录播系统；全自动
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-01-0-02
一、引言
授课过程录成优质课程是教育系统工程中最为重要的一个环节，是教育资源建设中最为重要的组成部分,可供广大师生、教研员课后点播观摩评价，建立共享资源库，完成知识传承或进行校际课程交流。那么如何实现高效率的制作高质量的课件呢？按照传统思路，授课老师亲自制作课件，但是一般要求授课老师掌握一些计算机、摄像和课件编辑等专业技术，例如：HTML、JavaScript、非线性编辑系统等等，还需要掌握与课件相关的专业知识。但是目前大多数学校师资力量比较紧张，教师的教学任务繁重，如果按照传统的思路去制作课件势必会给教师授课带来很多的负担。那么如何用最简单的步骤，最快的时间制作出高质量的课件是一个非常重要的、急需解决的问题。
大学每年申报省级精品课程、国家精品课程、校级精品课程，以及申报教学名师奖数目越来越多，每门课程都需要挂到网上评审，所以建设全自动精品课程录播系统，方便教师精品课程录播，加快了精品课程建设的步伐，改进现有的课件制作模式，提高课件制作效率，减少课件制作成本，提高学校教师的申报积极性，提高精品课程申报成功率都有积极的作用
二、整体解决方案
全自动精品课程录播系统主要完成教师、学生的视频自动跟踪采集，音频智能采集，教师电脑屏幕截取，教师/学生视频/计算机画面智能导播，以上信号源自动传送至课件实时录制系统生成优质的精品课程，同时通过课堂直播系统在局域网、互联网上直播为远端用户提供在线实时学习的平台。
整个系统主体可分为六大子系统：
（一）录播中控
录播控制系统集多媒体中央控制系统、录播系统控制、定位系统控制、导播系统控制于一体，为整个录播系统的大脑，通过控制面板可以控制整个全自动精品课程录播系统所有设备的开关，一键式开启图像定位系统和录播系统，通过面板可以选择自动导播和手动导播，通过面板直接切换相应通道。大大提高了系统的可操作性和便利性。
（二）图像定位系统
图像定位系统分为教师跟踪系统和学生定位系统两个子系统：
1、教师跟踪系统：教师跟踪系统是利用图像识别及跟踪技术自动跟踪拍摄教师整个教学活动的智能化系统备；教师跟踪系统采用目前最先进的跟踪技术——图像识别技术来自动跟踪拍摄对象的智能化系统设备。教师跟踪系统完全采用无人值守的操作模式，整个跟踪工作过程无需人为干预，大大的减少了利用传统录制系统需要人为的对老师进行专门摄像的要求，从而减轻了工作量，减小了人力投入。上课时教师只需按照通常的上课模式进行正常教学活动即可，无需佩戴使用任何设备来完成跟踪拍摄，从而消除了教师的不适应感，使其更加专注于教学活动。教师跟踪系统具有出众的跟踪性能，可以定义跟踪策略。无论是教师在上课时快速走动还是板书等，系统均能准确无误的采用不同策略自动变焦跟踪拍摄，在跟踪拍摄效果上，整个跟踪过程连续、稳定、平滑，整个画面输出非常稳定。
2、学生定位系统：学生定位系统是一套能够自动实时对正在发言的学生进行定位并采用特写拍摄的智能化系统。当学生通过站起来进行发言或回答问题时，学生定位系统将自动的调用学生摄像机对正在发言的学生进行定位并采用特写镜头进行拍摄。可以设置不同的定位策略来满足录制需求。
（三）智能导播系统
智能导播系统主要用于课程录制过程中多个场景及多路视频信号源、视/音频文件和计算机画面之间的自动切换，配合精品课堂录播系统使用，有效实现带特效功能的智能导播。
智能导播系统集传统自动录播系统的导播功能和传统特技切换台功能于一体，借助于智能导播控制系统完美实现了精品课程录播过程中，教师授课、教师板书、学生答问、交流互动、课件、实物展示、计算机画面、其它教学课件等多个教学场景与教学课件之间自动调度和切换。调度与切换完全以实际教学为基准，总是能在恰当的时刻将画面切换到需要的场景，准确表达教者的意图，习者的需要，智能化与人性化的完美结合，更加贴近人工导播，达到“专业级影像制作”效果。
（四）智能音频系统
智能音频系统主要实现教师授课时的语音信号和学生上课时回答问题或讨论的语音信号通过智能混音器全息的采集下来，并实时传送至课件录制系统完成课件实时录制：
主要设备包括吊装麦克风、智能混音器。针对教学过程中的声音特点，系统需要采用高灵敏度吊装式麦克风拾音系统。使用高灵敏度吊麦的的优点是：1、拾音距离较远。根据教室的实际面积来确定吊装式麦克风的数量，以便保证能采集到教室各个位置回答问题的声音；2、与混音器设备相结合，可以设置吊麦开启的优先级。如：把采集教师声音的吊麦设成主通道，当老师发言的时候，其它麦的通道暂时关闭即声音暂不采集，从而避免采集声音时的混乱。
（五）课件实时录制系统
以简单、方便地的形式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。课件实时录制系统需要具有动态屏幕捕获，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。自动生成文字索引，系统能够根据教师的PPT文档、Word文档内容自动生成文字索引。文字索引给学生播放课件带来了很大的方便性。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。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。可以根据自己的喜好，选择课件的外观样式模板。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。
系统需要操作简单，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；对管理老师来说，只需要点击鼠标三次即可生成课件；便于管理。整个系统操作简单，才能适合应用于教育行业。
（六）课堂直播系统
通过IP网络，例如局域网、互联网、卫星网，将课堂内容直播出去，课堂内容包括音频、视频以及计算机屏幕内容，接收端通过IE浏览器即可收看直播课堂内容。
直播服务器放在学校的网络中心或电信的数据中心，直播服务器上运行直播服务器端软件，直播服务器从录制服务器取得视频音频以及屏幕信息，并发送给用户，实现直播功能。动态屏幕直播，能够将计算机屏幕内容，包括讲稿、Flash动画、鼠标运动轨迹、电子白板等内容和教师的图像与声音，并保持与屏幕的同步性，流畅的直播到客户端。基于Web的课堂直播，学生用InternetExplorer浏览器即可收看直播。可以与学校现有的WebServer或学习管理系统进行无缝连接
三、全自动精品课程录播系统的应用领域
全自动精品课程录播系统集最先进的图像分析技术、多媒体技术、网络流媒体技术、人工智能和自动控制技术于一体，将老师授课，师生互动场景，授课电脑VGA信号以及课堂板书等进行智能化的跟踪切换录制，自动生成课程资源。它将教学设备、教学理念和教学手段相结合，实现课堂教学活动全面完整的再现，形成常态化、自动化、智能化的课程资源建设和应用平台。
全自动精品课程录播系统建成后可以应用在以下各方面：（1）学校精品课程录制，建立优秀/骨干教师课程资源库；（2）观摩课、公开课的全自动录制与直播；（3）优质课程远程示范教学；（4）教学管理人员远程教学评估、评比，通过网络管理监控更方便、准确、客观；（5）搭建相互观摩、借鉴的网络平台，达到教学资源共享平衡；（6）数字微格教研评估；（7）教学技能训练；（8）建立在线学习平台，网上点播，实现学生自主学习、充分享受优质资源最佳的主动学习环境；（9）网络远程教育、培训；（10）报告、会议实时直播、录播；（11）网络电视台建设。
华侨大学是福建省知名高校之一。学校领导十分重视精品课程的建设，增加了投入，加快了精品课程建设的步伐，力争精品课程建设走在全省前列，我们在华侨大学已经规划建成多套精品课程录播系统，授课教师反应良好。凭多年的建设经验。总结课程录制的技术要求，对于改进现有的课件制作模式，提高课件制作效率，减少课件制作成本都起到了积极的作用。