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【摘要】多镜头覆盖系统根据定位系统的信息，判别并调度摄像机组中的摄像机协同工作;控制录播编辑机传送出相应的板书摄像机信号。录播型语音教室应用在外语教学中可以实现全方位的语音教学，其中包括:数字化的语言学习系统;教学场景智能变换的语音教学;教学场景实时录播的语音教学。
一、建设录播型语音教室的意义
全自动交互式课堂录播系统，与语音教室原有设备无缝整合，实现多种教学场景切换，多种教学活动支持，课堂录像自动上传，多路视频实时采集，多画面实时录制，高质量信号网络传输，网络直播实时收看及网络资源在线点播等功能。
二、建设录播型语音室的指导思想
常态的语音教室教学环境下，自动录制保存课堂教学的全过程。现场录制包括:语音教室的课堂讲授;教师板书;教师PPT演示;录音、视频播放;师生场景互动。保存课堂录像为asf格式，asf格式为高清晰低码流，文件体积小、方便传播而且时效长久、方便易用。在校园网条件允许的情况下，直播外语课堂教学现场，通过校园网的直播，是课堂学生、社会公众、本校师生等远程用户实时收看收听。录制完成的课堂录像提供给师生自由点播。教务处通过视频点播asf的课堂录像，可以做教师观摩课，进行网络听课、教学质量监督等。学生可以在任意时间、任意地点自主温复习。学校可以建设以课程为中心，录像为基础，网络为手段的课程支撑体系。
三、录播型语音教室的功能目标及实现的思路
1.录播型语音教室的功能目标。完成国家级精品课程和省级精品课程录制，建立学校优秀教师课程库和骨干教师课程库;教学管理人员进行教学评估、评比，通过网络管理监控更方便、准确、客观;搭建相互观摩、借鉴的网络平台，达到教学资源共享平衡;增加学校网络信息平台可用资源的数量;建立在线学习平台，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;支持高清视频的采集及录制;支持不同课堂的录制;支持全自动及手动录制功能;支持教师、板书、学生的跟踪拍摄;支持常态化教学，不改变教师的教学习惯及教室的现状;支持后台及网络协助录制。2.录播型语音教室实现的思路。传统的语音教学中教师的教学和学生的学习过程都在一节课中产生，课后教师和学生无法对这节课的内容进行回顾，不利于教师授课方式的改进和学生学习的深入，而且教师面授教学的过程没有保留下来。录播型语音教室产品基于先进网络技术平台，打破了这个局限，给语音教学带来的一个新的发展空间。它在进行多媒体语言教学的同时，将在语音教室内的授课情景:教师的音频、计算机屏幕操作以及板书(白板)、教师与学生的提问、回答、学生的自主学习等信息准确、实时地记录并合成，生成流媒体通过网络进行直播，同时作为重要的教学资源保存在学校的资源库中，提供给老师和学生使用。
四、录播型语音室的构成
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关键词：视频公开课；录播系统；技术标准
中图分类号：G434 文献标识码：B 文章编号：1673—8454（2012）17—0020—03
《国家中长期教育改革与发展规划纲要（2010—2020年）》提出“加快教育信息化进程”的要求，并制定了“到2020年基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列”的战略目标。[1]为了更好地利用现代信息技术手段，加强优质教育资源开发和普及共享，进一步提高高等教育质量，服务学习型社会建设，教育部启动了国家精品开放课程建设工作（教高[2011]8号），并纳入“十二五”期间实施的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”。国家精品开放课程包括精品视频公开课与精品资源共享课，是以普及共享优质课程资源为目的、体现现代教育思想和教育教学规律、展示教师先进教学理念和方法、服务学习者自主学习、通过网络传播的开放课程。[2]
针对视频公开课建设项目，教育部还特别制定了视频公开课拍摄制作技术标准（教高司函[2011]105号文件），包括录制场地、录制方式及设备等前期录制要求，视频信号源、音频信号源的数据采集技术指标，后期制作、网络传输基本技术规范等。[3]根据要求，在视频制作过程中，要求视频制作者应根据课程内容，尽量采用多机位拍摄，机位设置应满足完整记录课堂全部教学活动的要求。摄像机要求不低于专业级数字设备，推荐使用高清数字设备，录音设备采用若干个专业级话筒，以保证教师和学生发言的录音质量。
一、现有录播手段存在的问题
目前，我校采用奥维亚（AVA）科技公司开发的PROPRE 9移动式录播系统进行视频课程的录制与网络直播，其结构如图1所示，包括系统前端、管理端和播放端，主要由录播主机、音视频信号采集系统（包括教师摄像机、学生摄像机、VGA信号采集）、管理电脑、远程客户端（视频直播/点播）等几部分组成，具有同步录制、实时直播、在线点播、远程导播和后期编辑等功能。
学校现有的录播系统主要用于精品课程录像、视频会议、网络培训、专家讲座等视频的录制与网络直播，并在全校范围内推广应用，拍摄的视频资源经后期处理后上传至学校专用的资源服务器，并提供师生在线点播观看。现有录播系统基本能够满足教学需要，但与精品视频公开课技术标准尚有一定差距，无法满足视频上网的更高层次要求。
与教育部视频公开课所要求的技术标准相比较，如表1所示，现有录播系统在录制场地、视频录制模式、音视频采集方式等方面存在以下不足：
1.录制场地不固定，难以保证设备安装的安全和信号的稳定
拍摄场地不固定，容易造成设备不必要的意外损伤，不能很好地保护录播主机。如地面视频线、音频线、网线布局错综复杂，容易造成线缆移动接触不良；接口频繁拆装造成接触不良，频繁地移动容易降低设备的使用寿命。
2.现有的拍摄场地不能充分保证视频的质量
普通的教室采光和隔音效果较差，录制的视频画面质量不高。
3.现有的单机位—手动导播模式无法满足现场的交流和互动
在教学过程中，教师需要写板书、操作电脑、与学生交流等，视频拍摄时则通过控制摄像头的移动控制画面，但是频繁地移动画面，容易使观看者产生视觉疲劳，影响视频美观。此外，操作人员在进行手动导播时，由于单机位操作，使得工作强度加大，容易手忙脚乱，出现切换不及时、视频定位不准确、教师走出摄像范围等情况。
4.现有的设备不能满足高质量的视频录制需求
视频拍摄的质量不单单取决于操作人员水平的高低，更受到硬件设备的影响，高质量的拍摄设备在画面清晰度、移动定位的平顺性、光线变化反应速度、对焦速度等方面都有很大的优势，这些正是我校现有设备所不足的。
5.现有的设备难以满足高质量的音频录制需求
优质的录音对于视频来说是不可缺少的，我校现有的录音设备只能满足普通音频录制需求，存在音域不广、降噪不强、音质还原不够等问题。
6.现有设备无法满足未来的视频文件存储需求
根据我校网络课程建设目标规定，通过5年左右时间的建设，使大部分本科主干课程建有网络课程。我校现有网络课程200余门，按现有网络课程视频录制安排和现有设备拍摄的画面质量来计算，共需要约1500G的磁盘空间。随着网络课程数量的增加，按照教育部要求采用高清技术标准拍摄，磁盘空间需求必定翻倍甚至更多，将使得原本紧张的服务器资源更加匮乏。
随着学校教育信息化的不断推进，优秀的教学视频上网已提到议事日程，参照教育部视频公开课技术标准建设专用录播实验室已迫在眉睫。
二、智能型录播实验室建设方案设计
1.录播实验室的场地与环境要求
依据教育部精品视频公开课拍摄技术标准，录播实验室场地、环境参数按照以下标准设计：
（1）面积约为50平方米的专用录播教室，6平米左右导播室，预留双层玻璃视察窗。
（2）房间内装饰尽量简朴，墙壁颜色应尽量选用中性、非白色的色调，如浅灰、浅蓝等。避免在室内陈设镜子、悬挂艺术品、放置植物花卉等。否则这些与教学内容无关的背景信息会在摄像头转动或变焦时产生干扰，造成图像编码质量的下降。
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如今，能步入现代化的录播教室上课更是令人耳目一新，在声画合一的完美体验中，我们不得不感叹信息化的脚步来得太快了、太猛了，还没有来得及细细品味，她的不凡已经充盈了我们的教学生活。2016年度全国“一课一名师，一师一优课”活动拉开了帷幕，我们的录播教室正好成为用武之地，在提交的8部作品中，4部作品获得县级优课，2部作品获得市级优课，2部作品获得部级优课。录播平台魅力无限，那么，如何在录播平台中打造课堂实录的精品呢？
一、课前精心准备，在整合中打造精品
“不打无准备之仗”，教学也是如此。如今，推行的是自主、合作、探究的教学模式，课前的准备显得格外重要，一堂高效精彩的课，不仅要备教材教法、备教师，还要备学生。
教案的准备是基础。教师在课前应该设计好教学活动的流程，突出知识点的重点与难点，教学环节应富有原创性，在交流讨论中合作，在思考中探究。湖南省绥宁县实验中学（以下简称“我校”）语文教研组组长邓仕宁老师的部级优课作品《水调歌头》中，在古典音乐悠远轻柔的氛围里朗读课文，朗朗读书声蕴含着浓浓的意境之美。斟酌字词，品析诗句，其间传来学生们清澈空灵的歌唱声，语文课堂富有的文学味道表现得淋漓尽致，浓郁而清香，淡雅而悠长。歌与词相互应和，让人在唯美的诗意中体悟到什么叫作典雅之美。教案设计有教学环节的原创性，还要安排合理有效的互动内容，激发学生的创造力和想象力。课件的制作起到画龙点睛的作用，课件的运用，其实就是将学科知识与现代化信息技术进行高效的整合。不管是PPT普通课件，还是Flash交互式课件，都是为教学活动服务的。课件内容在突出重点、难点的同时，应讲究布局上的美观大方，讲究色调上的合理搭配。课件中融入音画效果，链接视频素材，让学生在知识的海洋之中，既能学有所获，又能够在听觉与视觉的冲击下，陶冶个人情操和提升审美能力。
我校林高杨老师的部级优课作品《期行》中，制作的课件界面简洁优美，将文字、图片、音频、视频、动画集于一体，课件素材丰富完整，资源上得到了合理高效的整合。录课前，用心调试课件的完整运行情况，如果出现课件无法运行和不兼容的情况，应该及时进行修复和处理，确保在教学录播过程中万无一失。当然，教师的仪表和服饰也是需要准备一番的。仪表上应该做到整洁干净，服饰上应该做到得体大方。
另外，在按下录播系统的开始按钮的那一刻起，教师一定要以饱满的精神状态投入课堂教学之中，流畅标准的普通话将尽显教师教学的基本功，轻松自然的教态和对知识点的精准把握都能展现教师个人修为与专业素养。学习小组的合作探究、师生之间的良好互动，将课堂的教学效果提升到一个新的高度。
二、熟练录播技术，在切换中打造精品
制作一堂优秀的教学实录，只凭借授课教师的精心准备与出色的发挥，还是远远不够的。如果说教师的课堂教学精彩纷呈、高效流畅，是绽放了个人风采和展示了新课程改革教学模式的优秀成果，那么，利用现代化录播系统进行教学实录的录制，就是清晰记录了学科知识与信息化技术的高度融合。打造精品课堂实录，非常需要团队的力量。
我有幸成为我校录播平台的管理员，经过多次的实践和学习，在课堂教学实录方面慢慢积累了一些经验。打开教师机，开启录播系统和定位系统，调试好投影仪与摄影机，测试系统录制窗口的切换效果，将录播前的工作准备就绪。为了让授课的教师更自由地驾驭课堂，一定要教会他们熟练使用录播开始、暂停、结束三个基本的操作。录播开始后，管理员最好使用手动模式来切换录播画面，选择同步效果最佳的窗口位于主录区。
当然，也可以选择利用定位系统进行自动录制。在录播过程中，对于不同的教学环节，就会选择不同的录制窗口。教师在导入新课时，一般情况下是在语言中引入课题，宜选择全景窗口，师生共同出现在画面中，整体的效果较好，图像的饱满度也较高；学生朗读或者学习小组合作学习时，宜选择学生窗口，记录下学生的学习行为和交流情况。画面可以针对某个学习小组的互动活动进行定位跟踪与特写，突出学生的一言一行。教师板书内容时，宜选择黑板跟踪窗口，教师的一笔一画尽收眼底。教师设疑学生答题时，宜选择教师特写和学生特写各占半屏的模式。教师对课件上的知识点或结构图进行分析讲解时，应该采用教师机屏幕窗口，让教学内容清晰可见一目了然。如果希望同时录制多个窗口的内容，可以在“多窗口叠加插件”中设置，去添加窗口和进行窗口的比例调节。由于跟踪系统灵敏度的因素，录制过程的窗口切换会出现切换不到位的情况，所以建议在录制之前，将常用窗口进行设置，这样，只要点击模式，就可以出现自己预期的窗口，不影响录制效果。教学实录中的精彩要用心去捕捉，在切换中采撷美好画面，在双击中记录灿烂经典。按下“停止”的一刹那，属于师生们的“独一无二”就诞生了。
三、巧用编辑功夫，在动态中打造精品
“玉不琢，不成器；人不学，不知义。”录制好的视频就是一块原生态的玉石，本已是天生丽质，若加上精心雕琢，一定会绽放它特有的气质和不凡。这时候，不得不想到视频编辑“大师”。如“会声会影”“爱剪辑”“拍大师”“电影魔方”等都是视频编辑中的“大明星”。我校使用的视频编辑软件就是“爱剪辑”，功能强大，简洁易上手，是一款很难得的软件。编辑视频不仅要用心，而且还要耐心。
第一招是“瘦身”，将视频首尾与教学流程无关的部分分割移去。分割的点需要精准把握，可用左右控制键进行微调，确定了分割点后，选择“分割”菜单即可移去选择的部分。接下来，点击播放视频，从第一帧开始观看，需要瞪大眼睛用心看，仔进入“挑刺”阶段，把重复唆的语句、切换效果不理想的画面切去。一发现不满意的地方，马上暂停，快速移去后继续前行，直到视频的最后一帧。也许，“慢工出细活”就是这样吧。
第二招是“补水”，补充这个教学实录视频的片头和片尾。片头不仅要简洁美观，而且要独特大气，一般呈现时间在五秒左右。片头要列出活动的主题，突出课题的名称，注明授课教师姓名、学校名称、课题的教材版本和上下册等内容。片尾也是必不可少的，提示了录制的单位和录制日期，感谢语也可以采纳。
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深圳锐取信息技术股份有限公司（简称锐取）作为业内领先的多媒体录播产品和技术服务提供商，一直致力于全方位满足用户在会议、培训、教育、医疗等各种场景下多媒体信息的传输、记录与分享的需求。
锐取成立于2003年，总部位于深圳市南山区国家级科技园，在北京、上海、广州、南京、成都、西安、武汉等27个区域设有办事处，业务及客户已遍及国内各省市自治区，乃至海外。
锐取是国家级高新技术企业、深圳市高新技术企业、深圳市重点软件企业、科技部科技型中小企业创新基金支持企业，已通过ISO9001：2008、ISO14001、CCC、CE、FCC和RoHS等多项认证，并获得国防通信网入网许可证。不久前，锐取又获得广东省全国名牌最具成长性企业称号。
在多媒体会议方面，锐取为了推动会议室系统的规范化发展，锐取参编了《电子会议系统设计规范》、《电子会议系统施工与验收规范》等国家标准，以及《电子会议工程应用技术白皮书》行业规范。
在教育领域，锐取聚焦“知识的记录与传播”，以“学生为教学资源建设的导向”，为教育机构提供高效率、适合融入常态化教学的资源建设手段，有效解决了多媒体教学资源生成、传播和管理的难题，推动着学校教学资源的建设。
在医疗行业，针对手术示教、手术转播、数字化手术室等以“多媒体信息的传输、记录与分享”为核心需求的应用，锐取基于在该领域的深厚技术储备，经过自主研发，在业内率先推出全新的医疗行业解决方案，方案涵盖贯穿诊断、检查、治疗、手术等各医疗环节，可满足医疗机构手术示教、手术转播、数字化手术室等应用需求。
锐取的愿景是成为全球领先的多媒体录播产品和技术服务提供商。为了实现这个目标，多年来锐取一直坚持技术革新，以领先的技术引领行业发展。锐取拥有一支在多媒体录播领域有着多年的研发、设计经验的研发团队。锐取拥有可实现多路高清视频远距离同步传输的高清矩阵等多项领先技术。凭借领先的技术和创新的产品，及对客户需求的准确把握，锐取多年来保持高速增长，在会议、培训、教育、医疗等领域拥有众多成功案例。在奥运会、世博会等国家级大型活动中都能看到锐取的身影。
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【关键词】多媒体录播系统 视频采集 音频采集 自动跟踪定位
本系统由一个主控中心和若干个多媒体教室构成，依托网络互联将教学中的视频、音频信号和计算机动态屏幕信号进行一体化的同步录制、直播，实现网络教学、教学监控、资源存储和的主要功能，高效解决课堂教学的共享问题。
1 系统架构
本系统采用前后台分离的模式，前台设备负责信号的采集，后台设备负责信号的处理，而前后台设备之间通过IP网络进行通讯。教学现场的视音频信号采集后由视音频编码器完成编码，计算机动态屏幕信号通过硬件方式使用VGA编码器进行。前台采用的图像分析自动跟踪系统实现对多路视频编码器采集的视频信号的监控。声音控制系统则负责记录课堂师生互动的音频。前台采集到的视音频信号通过IP网络发送到后台的多媒体录播服务器。多媒体录播服务器整合多路视音频信号生成通用格式编码的流媒体文件，同时进行同步一体化的直播和点播。
2 系统设计与实现
多媒体录播系统本系统主要包含视频采集系统、音频采集系统、跟踪定位系统、录播控制系统、视频的同步录制直播点播5个部分。
2.1 视频采集系统
录播系统的视频信号分为三路：教师的授课形象、动作；学生的听课及发言互动情况；电脑屏幕显示的课件等电脑动态屏幕信号。因此，视频信号采集系统由摄像机组（包括教师摄像机、学生摄像机、计算机屏幕摄像机）组成，整个摄像机组统一采用带预置位的高速的高速摄像球机SONY EVI-D70P。
考虑到要降低摄像头视频采集线程的运行对CPU 时间的占用率问题，在Windows 平台上本系统采用Direct Show 技术来控制摄像头对视频数据的采集。教师视频信号和学生视频信号都由H.264视频编码器来编码，而计算机动态屏幕信号采用VGA编码器进行编码。
2.2 音频采集系统
录播系统的音频信号同样分为三路：教师讲课的声音；学生与教师之间相互的对话；教学课件等教学场景下的音频信号。
授课过程中教师使用无线话筒，而学生区域根据教室的大小选用6只强指向性话筒。由于多只话筒同时使用容易产生啸叫，且采集到的声音质量会由于学生距离话筒的远近而不同，因此在本系统中增加了一套麦特-9000智能混音器。混音器混音后将音频信号输出给视音频编码器和功放。
2.3 跟踪定位系统
智能跟踪定位系统实现对教师、学生位置的智能跟踪，并根据授课过程自动切换视频。目前市场上跟踪技术主要有红外、超声波、视频跟踪定位技术3种。
2.3.1 教师摄像机自动跟踪拍摄系统
考虑到成本问题，本系统综合采用超声波和红外线技术两种跟踪方式。本系统将红外发射装置（通常集成于无线话筒中）放置在跟踪目标身上， 控制主讲教师的活动画面，确保教师图像被牢牢地锁定到图像中央而不会跑到画面之外，而接收装置安放在摄像机上。教师摄像机接收到红外信号后，立即锁定跟踪对象，并进行全方位跟踪。将多个具有特殊频率的超声波发射和接收装置安装在黑板下方，根据超声波接收装置接收的反射波变化来决定摄像机拍摄的方向。当授课教师背对摄像机书写板书时，给出黑板特写位。
2.3.2 学生摄像机自动跟踪拍摄系统
对于学生的互动环节，学生自动跟踪摄像系统采取学生主动触发的方式进行控制。每位学生课桌面边上安装一小型无线触发式开关机 Wat-cin（学生只要手按其开关， 即可发送信号） ，通过无线接收机War-in，以RS485通讯联动，启动高速球机的预置位，达到自动定位作用。学生摄像机拍摄整个教室的学生上课情况，如果有学生起立发言时对发言的学生即可进行特写拍摄，回答完毕后切回教室内的学生全景拍摄。
2.3.3 教师机自动跟踪拍摄系统
系统最多支持同时录制两路视音频信号和一路计算机动态屏幕内容。教师机自动跟踪拍摄系统采用集抓屏软件、高压缩算法、录制课件于一身PowerCreator作为课件制作工具。
2.4 录播控制系统
录播控制系统是多媒体录播服务器系统的核心，涉及全自动录制功能和人工导播功能。教师可通过桌面式中控系统实现一键上下课、暂停、继续等功能，同时可控制教室内的其它如投影机、幕布、电子白板等设备。人工导播技术，由控制室导播员完成画面的切换。
2.5 视频的同步录制、直播、点播
为了最大限度的减少网络带宽的占用，软件采用流媒体编码规范，生成适合互联网系统的流媒体格式文件和数据包。利用B/S访问架构方式，可以在任意系统和浏览器上进行直播功能。内置VOD点播功能，支持多用户同时的点播和直播。
3 多媒体录播系统的实践与效果
本系统已经在我校本科教学的精品课程制作中发挥了积极的作用，高效解决了精品课程资源的共享问题，获得了全校师生的一致好评。
参考文献
[1]于清.互联互通环境下多音频高清播出系统分析与设计[D].北京邮电大学，2010.
[2]韩红玲，崔志恒.红外导航室内移动机器人的系统设计[J].微计算机信息，2008（26）.
[3]罗虹，卞亚红.精品课程制作中全自动录播系统的应用[J].西北医学教育，2010（05）.
作者简介
卜晓霞（1987-），女，硕士研究生学历。现供职于北京中医药大学东方学院。研究方向为计算机智能控制。
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1、蒸汽功能的使用：在使用过程中要添加适当的水，水会先被加热10秒，之后产生大量水蒸汽，再用水蒸汽直接加热食物。需要注意的是，将食物包起来加热，在加热过程中便能对食物起到补充水份的作用。
2、杀菌功能的使用：杀菌功能的运作时间是15分钟，运用红外线光源实现高温杀菌，针对内胆、金属器皿、玻璃器皿进行病菌的消灭，杀菌率高达。
3、解冻功能的使用：按重解冻，使用时按下启动键就可以，微波炉会根据食物的大小份量默认跳出所用的时间，快速解冻，根据解冻需求快速选择所用的时间，然后按下启动键即可。
（来源：文章屋网 ）