專利名稱：一種基于云計算技術(shù)的錄播系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錄播技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于云計算技術(shù)的錄播系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近十年來，隨著數(shù)字化學習技術(shù)的迅猛發(fā)展，高校、政府及企業(yè)都在大力推廣在線學習教育模式。在線學習教育模式為大眾提供了較好的網(wǎng)絡學習平臺，但是，隨著在線學習的不斷開展，其中所出現(xiàn)的問題也越來越顯著，例如，網(wǎng)絡視頻不清晰，語音和畫面不同步等等?？v觀錄播系統(tǒng)的發(fā)展歷程，分為以下三個階段:第一階段，單機版錄播系統(tǒng)，主要由單臺機器對老師的音視頻和板書進行采集錄制；第二階段，雙機錄播系統(tǒng)，即老師的音視頻采集和幻燈片(PPt)板書采集過程分別基于兩臺不同的機器，采集完畢后，由其中一臺機器進行音視頻的合成并發(fā)布；第三階段，集控式錄播系統(tǒng)，即通過局域網(wǎng)控制多個教室或演播室在控制中心進行統(tǒng)一錄制。
目前，應用最廣的是上文中的集控式錄播系統(tǒng)，盡管相對于前兩個階段的錄播系統(tǒng)，其在錄制的控制等諸多方面都予以改善，但是，仍然存在以下問題:
(I)只能通過局域網(wǎng)進行錄制的控制，無法應用于廣域網(wǎng)；
(2)由于將各個教室或演播室的音視頻及幻燈片板書傳輸?shù)娇刂浦行倪M行統(tǒng)一錄制，由此，極大地增加了控制中心服務器和網(wǎng)絡帶寬的負擔；
(3)在課件的音視頻和板書的質(zhì)量方面，仍存在較大問題，如視頻的清晰度不夠，音頻較為模糊等。
因此，希望可以提出一種解決上述問題的基于云計算技術(shù)的錄播系統(tǒng)及方法，在本專利中稱為云錄播系統(tǒng)及方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種云錄播的系統(tǒng)及方法，可以有效減輕服務器和網(wǎng)絡帶寬的壓力，并有效地提高課件的音視頻和課件質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種云錄播系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
云錄播一體機，其分布在各個錄播室中，用于米集和輸出音視頻信號和VGA信號，并生成完整的多媒體課件，同時將所采集的音視頻信號通過網(wǎng)絡發(fā)送到云錄播管理中心，請求云錄播管理中心對其進行監(jiān)控和管理；
云錄播管理中心，包括云錄播管理服務器和流媒體服務器，其中，云錄播管理服務器，用于對各個錄播室的云錄播一體機的錄制過程進行監(jiān)控和管理；流媒體服務器，用于給遠端用戶提供錄播資源。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種云錄播方法，包括以下步驟:
將云錄播一體機分布在各個錄播室中，米集和輸出音視頻信號和VGA信號，并生成完整的多媒體課件，同時將所采集的信號通過網(wǎng)絡發(fā)送到云錄播管理中心，請求云錄播管理中心對其進行監(jiān)控和管理；
由云錄播管理中心的云錄播管理服務器通過網(wǎng)絡向所述云錄播一體機發(fā)出控制信號，對各個錄播室的云錄播一體機的錄播過程進行監(jiān)控和管理，由流媒體服務器給遠端用戶提供錄播資源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:I)解決了現(xiàn)有技術(shù)中只能通過局域網(wǎng)對錄制過程進行控制的問題，實現(xiàn)了通過廣域網(wǎng)對錄制進行控制的功能；2)通過實行錄制和管理分開進行的機制，有效地減輕了錄播管理中心服務器的壓力，也避免了錄制高清視頻課件的過程中網(wǎng)絡傳輸丟包及損耗的問題；3)不僅可以實現(xiàn)由控制中心進行統(tǒng)一錄制，也可以實現(xiàn)對各錄播室單獨錄制的控制；4)本系統(tǒng)在錄制過程中實行信號的采集和合成同步進行，課件的發(fā)布可以立即進行，效率較高；5)有效解決了錄播系統(tǒng)基于遠程方式對高清視頻課件的非正常錄制問題，并實現(xiàn)了通過遠程的方式進行大容量錄播和對錄播系統(tǒng)的大規(guī)模控制；6)極大地節(jié)省了錄播控制中心所需的服務器成本；7)實現(xiàn)了對錄制、控制、管理和點播等操作的全自動管理。


通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:圖1為根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的云錄播系統(tǒng)的示意性框圖；圖2(a)到圖2(c)為根據(jù)本發(fā)明三種采集音頻信號的方式的示意圖；圖3(a)到圖3(b)為本發(fā)明的采集視頻信號的兩種控制方式示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的云錄播系統(tǒng)的架構(gòu)圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的云錄播方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種云錄播系統(tǒng)。請參考圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的云錄播系統(tǒng)的示意性框圖。如圖1所示，本發(fā)明所提供的云錄播系統(tǒng)包括:云錄播一體機101,其分布在各個錄播室中，用于米集和輸出音視頻信號和VGA信號，并生成完整的多媒體課件，同時將所采集的音視頻信號通過網(wǎng)絡發(fā)送到云錄播管理中心，請求云錄播管理中心對其進行監(jiān)控和管理。具體地，云錄播一體機是指采集編碼錄制的專用錄播一體機，其部署在各個錄播室(包括多媒體教室)中，與錄播室中的其他設備協(xié)同工作，其他設備如攝像機、語音臺、教師電腦、投影儀等。在本實施例中，云錄播一體機支持兩路高清視頻接入、一路VGA(視頻圖像陣列)接入以及至少一路音頻接入，通過內(nèi)置的擴展槽，還可以將其擴展為四路高清視頻接入和兩路VGA接入以及多路音頻接入。其中，VGA信號是錄播過程中一個重要的信號源，包括教師電腦以及其他帶有VGA接口的設備輸出的VGA圖像。
在信號的采集過程中，將攝像設備(如攝像機)、音頻設備(如無線麥克)以及教師的電腦屏幕信號分別接入云錄播一體機的視頻采集卡及VGA采集卡，當攝像設備的視頻信號接入后，對其采集編碼并與已接入的音頻信號和VGA信號合成，形成完整的多媒體課件，而不是單個獨立的視頻文件，同時，云錄播一體機將采集的音視頻信號發(fā)送到云錄播管理中心的特定服務器上，以進行后續(xù)的操作。
進一步地，云錄播一體機包括信號采集模塊、錄制合成模塊和錄播通信模塊，其中，信號采集模塊，用于采集音視頻信號和VGA信號；錄制合成模塊，用于將采集的音視頻信號和VGA信號通過編碼壓縮后合成多媒體的課件；錄播通信模塊，用于將采集的音視頻信號和VGA信號通過網(wǎng)絡同步發(fā)送到云錄播管理中心。
本實施例中，音頻信號的采集方式分為三種(請參考圖2(a)到圖2(c)所示的三種采集音頻信號的方式):第一種，采用無線麥克風采集教師和學生的聲音，參考附圖2 (a),圖2 (a)中示出了采用無線麥克風采集老師和學生的音頻信號，然后通過調(diào)音臺進行調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)后的信號發(fā)送到音箱和錄播一體機；第二種，采用無線麥克風采集教師的聲音、采用吸頂麥克風陣列采集學生的聲音，參考附圖2 (b)，圖2 (b)示出了采用吸頂麥克風陣列采集學生的音頻信號，采用無線麥克風采集老師的音頻信號，而采集后的學生的音頻信號通過自動混音器調(diào)節(jié)后，與采集的老師音頻信號一起送到調(diào)音臺調(diào)試，并將調(diào)試后的信號發(fā)送到音箱和錄播一體機；第三種，采用吸頂麥克風陣列采集教師和學生的聲音，參考附圖2 (C)，圖2 (C)示出了采用吸頂麥克風陣列采集老師和學生的音頻信號，并將采集后的信號送到自動混音器進行調(diào)節(jié)，然后通過調(diào)音臺的調(diào)試，將其送到音箱和錄播一體機。其中，采用第一種方式時，教師可佩帶領(lǐng)夾式無線麥克風，學生可采用無線手持話筒，當使用現(xiàn)有技術(shù)的紅外自動跟蹤拍攝方式時(即采用紅外發(fā)射裝置，用于定位)，則必須采用此方式采集音頻信號。
視頻信號的采集分為攝像設備采集的教學場景可視信號以及通過VGA采集卡采集的教學設備可視信號。其中，教學場景可視信號包括教師和學生的現(xiàn)場活動以及其他可視信號，VGA采集卡采集的可視信號包括投影儀、教師電腦等。
其中，使用攝像設備采集教學場景可視信號時，可采用兩種方式對攝像機的拍攝過程進行控制，包括導播后臺控制方式和全自動圖像跟蹤自動拍攝方式，對于這兩種方式，用戶可根據(jù)實際需要進行靈活地選擇，具體請參考圖3 (a)和圖3 (b)。導播后臺控制方式中，使用導播平臺控制多臺攝像機跟蹤拍攝老師和學生的活動場景，并可以實現(xiàn)不同來源視頻畫面之間的切換；全自動圖像跟蹤自動拍攝方式中，采用智能視覺跟蹤技術(shù)，完全基于高速數(shù)字信號處理器(DSP)以及智能視覺處理算法，實現(xiàn)360度全域精確目標跟蹤、定位，例如采用跟蹤模塊，跟蹤模塊可以與無線話筒結(jié)合在一起，自動識別教師或?qū)W生的位置，并實時自動控制攝像機跟蹤拍攝，確保教師或?qū)W生在任意走動的情況下，實時、準確地跟拍，并根據(jù)教師或?qū)W生與攝像機距離的遠近控制攝像機變焦，以維持所拍攝畫面的大小。在此拍攝過程中，拍攝目標(如老師和學生)無需佩戴任何輔助的裝置，也無需安裝任何紅外線、超聲波、射頻發(fā)射器等輔助定位裝置，跟無需安裝額外圖像定位攝像機，而且，跟蹤拍攝的過程不受光線變化、拍攝目標姿態(tài)變化以及其他干擾目標的影響，能夠過濾所跟蹤目標的微小動作干擾，具有非常穩(wěn)定、平滑自然的平移、俯仰或縮放動作。
錄制完成后，可以將錄制的課件直接存儲在云錄播一體機的存儲設備上，如硬盤。本實施例中，z 錄播系統(tǒng)在每次錄制完成后提不存儲設備上的剩余空間，還可以對z 錄播一體機上存儲的課件設置有效的保留時間。除直接存儲外，還可以采用下文的云錄播管理中心存儲和特定服務器存儲方式。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本實施中，云錄播一體機采用向云錄播管理中心發(fā)送請求的方式，請求云錄播管理中心對其進行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理，即實行按需管理，只有云錄播一體機發(fā)送請求時，云錄播管理中心才對其進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，而不是由控制中心去訪問各個錄播室的錄播一體機，如此，可以提高監(jiān)控和管理的效率。而且，基于網(wǎng)絡，錄播室中的各種軟硬件資源可以按照需要提供給云錄播管理中心使用，由此，不僅實現(xiàn)了云錄播管理中心對各錄播室軟硬件資源的統(tǒng)一管理，也節(jié)省了管理中心服務器的成本。云錄播管理中心102，包括云錄播管理服務器和流媒體服務器，其中，云錄播管理服務器用于對各個錄播室的云錄播一體機的錄制過程進行監(jiān)控和管理，流媒體服務器用于給遠端用戶提供錄播資源。具體地，云錄播管理服務器通過網(wǎng)絡接收到云錄播一體機發(fā)送的請求后，向云錄播一體機發(fā)出控制信號，對該錄播過程進行控制。進一步地，云錄播管理服務器上裝有云錄播管理模塊和監(jiān)控模塊，其中，云錄播管理模塊通過互聯(lián)網(wǎng)直接控制管理各個錄播室的錄播一體機的開機、關(guān)機、錄制、暫停、結(jié)束等操作。優(yōu)選地，批量進行上述操作，即對多個教室的開機、關(guān)機、錄制、暫停、結(jié)束等操作進行批量管理。而監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控所接收的云錄播一體機發(fā)送的音視頻信號和VGA信號，并通過發(fā)送控制信號控制攝像設備云臺的轉(zhuǎn)動，以實現(xiàn)更好的拍攝效果，例如控制攝像設備的取景模式，包括全景、中景、特寫的拍攝范圍，對變焦范圍進行操控。

優(yōu)選地，云錄播管理服務器還可以對監(jiān)控的范圍進行選擇，如分為監(jiān)控所有信號源、僅監(jiān)控視頻信號或者僅監(jiān)控VGA數(shù)據(jù)源，具體類型如下表所示:
權(quán)利要求
1.一種云錄播系統(tǒng)，包括: 云錄播一體機，其分布在各個錄播室中，用于采集和輸出音視頻信號和VGA信號，并生成完整的多媒體課件，同時將所采集的音視頻信號通過網(wǎng)絡發(fā)送到云錄播管理中心，請求云錄播管理中心對其進行監(jiān)控和管理； 云錄播管理中心，包括云錄播管理服務器和流媒體服務器，其中，云錄播管理服務器，用于對各個錄播室的云錄播一體機的錄制過程進行監(jiān)控和管理；流媒體服務器，用于給遠端用戶提供錄播資源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述云錄播管理服務器上裝有云錄播管理模塊和監(jiān)控模塊，其中， 云錄播管理模塊通過互聯(lián)網(wǎng)直接控制管理各個錄播室的錄播一體機的開機、關(guān)機、錄制、暫停和結(jié)束； 監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控所接收的云錄播一體機發(fā)送的音視頻信號和VGA信號，并通過發(fā)送控制信號控制攝像設備云臺的轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控的范圍包括所有信號源、視頻信號或數(shù)據(jù)源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述錄播管理中心還包括存儲模式設置模塊，用于控制各錄播一體機錄制完畢后的課件的存儲方式及存儲位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲方式及存儲位置包括: 本地存儲，將錄制的課件直接存儲在云錄播一體機上； 管理中心服務器存儲，通過網(wǎng)絡將錄制的課件存儲在云錄播管理中心的特定服務器上； 云端存儲，采用分級存儲的模式，基于網(wǎng)絡將錄制的課件遠端存儲到專門提供云存儲服務的各種存儲設備中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述錄播管理中心還包括課件編輯工作站，用于對各個教室錄制的課件進行后期的編輯，以形成精品課件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述錄播管理中心還包括監(jiān)聽耳機，用于監(jiān)聽錄播室中各個教師及學生的聲音。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)聽耳機上裝有音頻監(jiān)控波形模塊，用于查看各個教室中聲音波形的變化情況。
9.根據(jù)權(quán)利要求 1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述云錄播一體機包括以下模塊: 信號采集模塊，用于采集音視頻信號和VGA信號； 錄制合成模塊，用于將采集的音視頻信號和VGA信號通過編碼壓縮后合成多媒體的課件； 錄播通信模塊，用于將采集的音視頻信號和VGA信號通過網(wǎng)絡同步發(fā)送到云錄播管理中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述云錄播管理中心對網(wǎng)絡帶寬的情況進行實時的監(jiān)控，并根據(jù)網(wǎng)絡帶寬的情況對從云錄播一體機接收的課件信號的碼流進行自適應地調(diào)節(jié)。
11.一種云錄播方法，包括以下步驟: 將云錄播一體機分布在各個錄播室中，采集和輸出音視頻信號和VGA信號，并生成完整的多媒體課件，同時將所采集的信號通過網(wǎng)絡發(fā)送到云錄播管理中心，請求云錄播管理中心對其進行監(jiān)控和管理； 由云錄播管理中心的云錄播管理服務器通過網(wǎng)絡向所述云錄播一體機發(fā)出控制信號，對各個錄播室的云錄播一體機的錄播過程進行監(jiān)控和管理，由流媒體服務器給遠端用戶提供錄播資源。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述云錄播管理服務器上配置云錄播管理模塊和監(jiān)控模塊，其中， 云錄播管理模塊通過互聯(lián)網(wǎng)直接控制管理各個錄播室的錄播一體機的開機、關(guān)機、錄制、暫停和結(jié)束； 監(jiān)控模塊，用于監(jiān)控所接收的云錄播一體機發(fā)送的音視頻信號和VGA信號，并通過發(fā)送控制信號控制攝像設備云臺的轉(zhuǎn)動。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)控的范圍為所有信號源、僅視頻信號或僅數(shù)據(jù)源中的一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13任一項所述的方法，其特征在于，在所述錄播管理中心配置存儲模式設置模塊，控制各錄播一體機錄制完畢后的課件的存儲方式及存儲位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述存儲方式及存儲位置包括: 本地存儲，將錄 制的課件直接存儲在云錄播一體機上； 管理中心服務器存儲，通過網(wǎng)絡將錄制的課件存儲在云錄播管理中心的特定服務器上； 云端存儲，采用分級存儲的模式，基于網(wǎng)絡將錄制的課件遠端存儲到專門提供云存儲服務的各種存儲設備中。
16.根據(jù)權(quán)利要求11-13任一項所述的方法，其特征在于，在所述錄播管理中心配置課件編輯工作站，對各個教室錄制的課件進行后期的編輯，以形成精品課件。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-13所述的方法，其特征在于，在所述錄播管理中心配置監(jiān)聽耳機，監(jiān)聽錄播室中各個教師及學生的聲音。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述監(jiān)聽耳機上裝有音頻監(jiān)控波形模塊，用于查看各個教室中聲音波形的變化情況。
19.根據(jù)權(quán)利要求11-13任一項所述的方法，其特征在于，還包括:由所述云錄播管理中心對云錄播一體機上的錄播程序和桌面程序進行共享。
20.根據(jù)權(quán)利要求11-13任一項所述的方法，其特征在于，還包括:由所述云錄播管理中心對網(wǎng)絡帶寬的情況進行實時的監(jiān)控，并根據(jù)網(wǎng)絡帶寬的情況對從云錄播一體機接收的課件信號的碼流進行自適應地調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種云錄播系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括云錄播一體機，其分布在各個錄播室中，用于采集和輸出音視頻信號和VGA信號，并生成完整的多媒體課件，同時將所采集的音視頻信號通過網(wǎng)絡發(fā)送到云錄播管理中心，請求云錄播管理中心對其進行監(jiān)控和管理；云錄播管理中心，包括云錄播管理服務器和流媒體服務器，其中，云錄播管理服務器，用于對各個錄播室的云錄播一體機的錄制過程進行監(jiān)控和管理；流媒體服務器，用于給遠端用戶提供錄播資源。本系統(tǒng)提供的錄播系統(tǒng)實行錄制和管理相分離，有效地對錄播過程進行遠程管理，相應地還提供了一種云錄播方法。
文檔編號G09B5/08GK103177615SQ201310098840
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者吳作瀟 申請人:北京新學道教育科技有限公司