其中，校级应用管理平台主要以“智慧校园”为建设目标，通过信息化手段完善校园内的各类信息化设备管理、资源集中管理、应用统一调度、数据整合分析的应用；精品录播教室则在传统录播教室画面合成、资源存储、多机位切换的基础上，向“体验”、“数据”、“联接”、“开放”、“智能”等方向发展，与“教育信息化2.0”的要求相契合。
本方案主要完成以下目标：
本次建设的XX学校精品录播系统解决方案，是利用现代化的云服务理念和先进的多媒体技术解决校内“智慧校园”系统补完以及精品优质资源库建设的问题的整体方案。方案要能够符合国家要求的“三通两平台”建设要求，通过在核心端建设管理平台+资源平台进行覆盖，以及在教室端建设贴合“三个课堂和一个课程”应用的现代化多媒体系统。
在贴合日常教育工作各类应用（专递课堂、精品录播、资源录制上传汇聚、资源直播点播、远程培训教研）的同时，整个系统还能够兼顾到其他的日常行政工作（多媒体设备管理、调度、运维数据统计）等。
作为一套以精品录播为核心的系统，精品录播教室本身要具备符合实际应用以及时代需求的各项功能和技术指标，例如多机位采集，高清音视频采集及输出，多种录制和直播方式，资源编辑功能，简便有效的导播系统等。
为了实现教育现代化设备的常态化应用和可持续发展要求，要求系统的核心设备能够实现7*24小时的不间断运行。
作为覆盖整个XX学校的教育信息化整体解决方案，要求系统采用统一的管理界面，能够将设备，应用，资源，数据等进行统一管理。
方案设计要符合当今信息技术发展的潮流，核心设备要具备强大的兼容性，扩展性，安全性，能够根据用户需要进行系统功能的扩展。
四、方案特点
采用嵌入式系统确保核心设备的稳定性，具备7x24小时不间断运行；系统实现全面的系统开放，实现第三方应用的自由扩展。
采用特有的图像识别技术，根据目标特征进行检测，识别到目标物体的位置，并对该物体进行跟踪。
多种导播方式供用户自由选择，先进的TV导播方式，简洁、易用、清晰，所见即所得；Web导播实现任意地点的导播操作，灵活、便捷。
融合性校级平台，实现对精品录播教室多种类型多媒体设备的统一管控和调度。
高并发量点直播性能，点播数和直播数可根据需求自由调节。
五、方案组成
5.1学校精品录播系统示意图
5.2系统规模
本次的XX学校精品录播系统解决方案，根据用户规划，首先进行核心设备的配置，核心设备配置校级平台，管理所有教室的多媒体设备，包括教室端的录播设备，互动设备，实现对设备的远程管控、应用调度、资源汇聚、运维数据统计等。
核心设备通过开放数据接口，可以与已有的各类资源数据平台进行对接。
教室端，根据精品录播教室的功能要求和行业标准，我们设计了精品录播教室的建设方案，满足日常教学应用要求。
5.3资源平台介绍
5.3.1前端门户
平台前端以资源门户的形式，向各类用户展示可直播，点播，下载的音视频资源、文档资源，以及自定义的名校推介，名师介绍，各类统计排行等。
5.3.2后端管理
设备管理
平台按照开放理念设计，可兼容管理市面主流品牌型号的音视频互动设备、录播设备、互动一体机、监控设备等，根据设备类型，提供远程查询、重启、关机、信息发布、文件传输等功能。
应用管理
根据目前教育行业的业务和行政工作需求，提供互动课堂，精品课堂，教学教研，视频会议，在线观摩等日常应用，可以根据需要统一规划或者临时安排。
资源管理
对主流的音视频文件和文档资源进行统一的管理，由管理员进行审核，发布，推荐。
数据管理
针对各类应用的开展情况，设备使用情况，资源阅览情况，进行多维度统计，图形化展示，方便数据导出。
系统管理
包括系统基本配置，用户管理，网站管理，学校信息，教师信息等后台管理模块。
5.4教室端
精品录播教室作为资源输出教室，要求拥有强大的画面合成、图像导播、资源推流能力，同时辅以多机位的自动跟踪以及高灵敏度的拾音设备，具备简便高效的导播手段。
录播教室涵盖了图像系统、声音系统、软件系统、教室环境系统等，精品化录播教室推荐由一台录播一体机作为核心设备，支持教师特写、学生特写、教师全景、学生全景、板书多机位。教师特写机位用于拍摄教师特写也用于拍摄板书画面；学生特写机位即用于拍摄学生特写；教师全景机和学生全景机用于拍摄老师和学生全景画面。教师拾音部分采用1-2只定向麦克风、学生区采用2-4只麦克风组成。
如上图所示，单台设备即可完成录制、自动跟踪、导播、互动教学等功能。录播跟踪主机支持4-5路高清视频信号、1-2路高清HDMI信号的采集和处理。麦克风/拾音器等音频通过音频处理器连接录播主机进行音视频同步录制。所有视频数据和音频数据经由录播主机内嵌的智能自动切换、导播系统进行图像分割及拼接处理、高清录制、直播、点播、互动等模块进行教学过程录播，形成精品课堂的数字教学内容资源。
部署说明
根据上述图示可得知，在保证建设成本的基础上实现用户的需求。
即：在教师授课的同时对教室内所有课堂发生的场景做全程录像，全面反映教师教学与学生情景调动及教学过程中教师使用的任何课件及板书内容等场景元素。这种方案需求下，需要对教师、学生、板书及全景视频信号进行采集，同时要求分教室和网络上用户能同时以流媒体的方式在网络中观看直播课堂并能存储在服务器上供课后点播，进行在线学习。
精品化录播系统由录播云平台、录播一体机、教师和学生摄像机、拾音器组成。
（1）录播云平台：录播云平台可基于区级和校级进行应用部署，主要包括录播资源应用和录播设备集控管理两大部分，覆盖了从资源获取到应用整个环节，高效的将信息进行整合，极大的满足了录播资源使用者和管理者的应用需求。
（2）录播一体机：录播一体机是优质教学资源生成的核心设备，它包含智能导播、多机位采集编码、支持淡入淡出及画中画等多种转场特效，直接生成符合精品课程标准的多媒体课件。同时，录播一体机还能提供远程互动课堂、远程直播真正为不同区域之间的教学资源均衡提供精品化应用的技术手段。
（3）音频系统部分：采用一套数字音频处理器处理系统对教室内的全部音频信息做优化降噪DSP处理和采集；支持采用吊顶指向性麦克风与教师领夹麦克风进行声音采集。
（4）视频采集系统部分：由智能录播室的教师、学生摄像机组成。
1台录播一体机 + 3台高清云台摄像机 +2台全景摄像机 + 1台板书辅助定位传感器 + 1台数字音频处理器 + 6只吊装麦克风 + 1台控制面板+ 1台导播控制键盘组成；
录播一体机
本录播一体机集录制、跟踪、音频处理、直播功能于一体，无需独立的跟踪主机和音频处理主机就能实现整个录播功能。录播主机大小虽然仅为标准的1U机箱，但是包含了丰富的接口功能。主要接口功能。具体的录播主机前后面板图如下：
精品录播主机（5机位）
纯嵌入一体式内置存储架构，确保系统稳定可靠，集视音频处理、导播、编码、录制存储、直播、点播、远程音视频交互、管理等功能于一台主机内，不需配合编码盒使用,非服务器或PC架构，1U标准机架式；
视频输入接口不少于6个3G-SDI，2个HDMI；支持对8路高清视频输入信号进行无缝切换、叠加、拼接等处理功能；其中包括6路高清1080视频和1路计算机信号；1路远程互动信号;
至少支持2个高清HDMI输出接口，可以输出导播视频画面，远端互动画面，本地操控UI界面；
提供双1000base-T千兆网络接口且具有网络管理功能，在关机状态（主处理器彻底断电）的情况下,可配合集控管理平台远程唤醒主机（提供视频录像佐证或者必要时可要求现场演示）；
机箱前面板上具有3.2寸液晶屏，可显示录播状态及相关参数,并可通过面板按键快速设置IP、录播参数；开启/结束录制等。
丰富的音频输入接口，支持不少于1组3.5mm线性音频输入接口、2路平衡输入线性音频接口，1组无线麦克风音频输入，2路48V幻像MIC输入接口，以上各种音频输入都可以独立进行音量、混音等控制；音频输出接口需支持2个3.5mm接口，其中一组可用于现场监听；(提供设备接口图和音频控制界面截图进行佐证)
提供丰富的外设接口，提供不少于4个USB接口，其中至少有2个USB3.0；支持不少于4路RS-232控制接口，其中2路可以用于控制云台摄像机，另外2路可用于外接控制面板、外置跟踪设备、导播控制台等；
音频编码采用AAC高清编码方式，支持自动降噪处理；视频编码需要支持H.265标准，同时兼容H.264标准；(配置界面截图进行佐证)
主机内置至少2TB硬盘空间；
本方案由高清云台摄像机+高清全景摄像机+定位辅助摄像机组成
高清云台摄像机
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序号 |
技术参数 |
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1 |
图像传感器 |
1/2.8英寸CMOS传感器 |
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2 |
有效像素 |
≥200万 |
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3 |
镜头光学变倍 |
为适应不同面积的教室实现推拉拍摄，要求具有20倍光学变焦、12倍数字变焦 |
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4 |
焦距 |
f=5.5-110mm，视角：3.3°(窄角)-54.7°(广角) |
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5 |
光圈 |
F1.6-F3.5，快门速度：1/25s-1/10000s |
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6 |
信噪比 |
≥55dB，最低照度 0.5 Lux @ (F1.8, AGC ON) |
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7 |
水平转动范围 |
±175°，垂直转动范围：-30°～+210° |
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8 |
视频接口 |
3G-SDI，HDMI，CVBS |
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9 |
视频输出分辨率 |
1080P60/50/30/25 、1080I/60/50、720P60/50 |
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10 |
控制接口 |
RS232 支持VISCA协议 |
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11 |
工作温度 |
-10度～50度 |
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12 |
电源 |
DC12V |
高清全景摄像机
接口参数：
1、视频格式≥1080p/60, 1080p/50, 1080i/60, 1080i/50, 1080p/30, 1080p/25, 720p/60, 720p/50, 720p/30, 720p/25；
2、传感器类型 1/2.7英寸, CMOS, 有效像素：≥207万；
3、镜头≥19倍光学变焦，11倍数字变焦， f4.8mm ~ 50.3mm、F1.8 ~ F2.8；
4、水平视场角 60.7°~ 3.36°；
5、垂直视场角 34.1° ~ 1.89°；
6、最低照度 0.05 Lux @ (F1.8, AGC ON)；
7、电子快门 1/30s ~ 1/10000s；
8、自动白平衡, 自动/手动/室外/室内/一键触发；
9、数字降噪 2D, 3D数字降噪；背光补偿 支持；倒装 支持；IPC特性；视频编码 标准 H.265/H.264/MJEPG ；视频码流 主码流, 辅码流 ；
10、主码流分辨率≥1920x1080, 1280x720, 1024x576 ；
11、辅码流分辨率≥720x576, 720x480, 320x240 ；
12、视频码率 主码流（分辨率1920x1080、1280x720、1024x576）；辅码流（分辨率720x576、7200x480、320x240）。
13、视频接口：高清网络输出、3G-SDI ；网络、3G-SDI可同时输出。2路RS232接口，1路RJ45,12V电源
板书辅助定位摄像机
半球性结构，安装美观牢固
CMOS传感器 ：1/3英寸
有效像素400万
焦距2.4mm, 视场角：水平90°，垂直50°
逐行扫描
RJ-45网络接口，支持POE供电
电源 DC12V（2.1mm圆插）
数字音频处理器
8路平衡式话筒\线路输入，采用裸线接口端子
4路平衡式输出，采用裸线接口端子
支持48v幻象电源
输入每通道：前级放大、信号发生器、扩展器、压缩器、5段参量均衡、自动增益、AM自动混音功能
输出每通道：音箱管理器（31段参量均衡器、延时器、分频器、高低通滤波器、限幅器）
AEC回声消除、AFC自适应反馈消除、ANS噪音消除
兼容多方平台控制管理，支持windows系统、iOS系统（iPAD、Iphone)以及Andriod系统
网络多用途数据传输及控制端口，可以支持实时管理单台及多台设备
直观形象、简洁易懂的图形化软件控制界面，为客户带来快捷、实时的操作体验
可扩展USB接口，不仅可以实现设备升级功能，还可以实现USB录音与播音的功能
全功能矩阵混音功能，不单单是混音和自动混音功能，还具备混音分量控制功能
配置双向RS232接口、RS485接口、标准以太网控制接口、8通道可编程GPIO控制接口（可自定义输入输出）
指向性麦克风
类型：电容式
指向性：单指向
灵敏度：-34dB±3dB(0dB=1V/Pa at 1KHz)
频率响应：30Hz～18KHz
输出阻抗：250Ω平衡输出
48V幻象供电
无线麦克风
1、双通道VHF 220～270MHz无线系统，避免干扰频率，有效作用距离50-100米
2、采用低电压设计，电池电压低到3V仍可工作
3、采用特别ALC电路不用担心音量过大而失真
4、手持麦克风具有电量指示电路，提示更换电池
5、特设手持麦克风开关噪声冲击波消除电路
6、设有声反馈防啸叫功能，能有效减小回受啸叫
7、2支互换使用，手持管使用金属外观，经久耐用，性能更稳定，可选配手持式/领夹式/头戴式话筒；
8、发射机采用9V电池供电，能连续工作12小时以上
控制面板
7英寸 IPS高清屏幕、视场角大、色彩清晰；配备电容式触摸屏，触控响应灵敏
可安装于讲台上，实现“一键式”上课、下课；一键直播/录制，老师上课时轻按直播/录制按钮，课件开始录制；下课时老师再轻按停止直播/录制按钮，课件录制完成
可用于配合互动课堂系统实现一键互动开始/结束，选择互动教室
自动、手动跟踪模式切换
录像控制能实现画中画模式切换和其它多种布局特效
可显示连接的录播主机状态、IP和硬盘余量。可实现面板亮度、休眠时间设置
导播控制台系列
导播控制台-P2500
外部接口：标准RS-232(DB9针)通信口1个、RS422通信接口1个(备用)、USB 1个(备用)、RJ45 1个（备用）、DB25针 1个(备用)、电源开关 1个
操纵杆：四维霍尔摇杆
按键:40个全彩按键，每个按键有独立的RGB全彩背光灯(软件调色)
支持控制摄像机通道按键切换，最大支持7通道
支持8个摄像机预置位的调用和设置；
支持常用10种导播画面布局和特效设置；
支持常用的录播控制包括录制、直播、导播控制等；
电源： DC12V,功耗＜5W
工作温度： -20℃~+60℃
尺寸:354mm（长）*164mm（宽）*51mm（高）(不含摇杆及旋钮尺寸）
材料：工程塑料+铝合金
六、系统应用
6.1平台门户
门户首页在主页面上提供了在线直播、点播、文档、微课等资源的首页展示，提供了多模块供用户选择，并且能够根据用户需求进行模块的变更，主题的变换，可以将用户希望在首页快速查看的数据定制在首页。
同时资源门户首页还是互联网上对于XX学校教育宣传的一种途径，通过大事记、新闻公告、热点事件等栏目的推送，可以让互联网上快速了解当地的教育整体发展。
6.2学校设备管理
需要进行远程管控的设备主要是教室端核心设备，包括：录播系统、音视频互动系统等，同时平台还能够对教室端的触控一体机、教室监控系统等进行对接，在未来可以实现统一的远程维护和观摩。
多种教室端设备的统一管理
这样一来，为运维部门打通不同品牌、系统之间的壁垒，提供一个对学校系统统一监控管理的平台，有效的跟踪学校信息化系统的建设、使用、维护情况，方便主管部门进行建设、使用、维护方面的指导、协助、建议等。
6.3精品录播课堂
精品课堂是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。精品课堂建设是教学质量与教学改革工程的重要组成部分。
主讲教室以及互动教室可将精品课堂中老师视频、学生视频、PC课件、音频同步录制到单个文件中。
精品录播特点
精品录播系统具有功能实用、运行稳定、部署简单的特点。集网络集中管理、平台应用服务基于云构建设计，支持电脑、平板、手机等多种应用接入方式。实现录播互动系统的低成本建设、低成本维护、高应用价值、促进教学质量的提升，实现教学资源均衡，促进社会公平的目标。具体表现如下：
（1）嵌入式一体设计、采用高性能低功耗处理器，集音视频采集、编码、录制存储、自动导播、直播、点播、基本非线性编辑于一体的高度集成系统设备，即可以基于平台应用，也可以单独使用。
（2）视频采用H.264 High Profile编码，音频为AAC编码，录制流媒体格式为标准的MP4, 符合国家精品课程规范。
（3）内嵌网页管理页面，可通过WEB快速管理和调整系统参数。
（4）直接对高质量的数字视频进行处理，无需二次编码，保证图像质量。
（5）支持“电影模式”和“资源模式”同步实时录制。
（6）支持多种转场特技，如无缝切换、淡入淡出、百叶窗、推拉幕等等。
（7）电影画面支持多种布局模式如单画面、画中画、双屏互动、全景等多种方式。
（8）自带基本的音视频非线性编辑功能，支持音视频片段截取、合并；片头片尾添加，背景音乐添加等。
（9）画面自动切换算法，可实现全自动、半自动、手动导播。
（10）支持台标、校徽LOGO、文本字幕、片头片尾、课程信息的插入录制。
（11）授课电脑的HDMI/VGA输入信号都通过HDMI接口进行环出，且该功能在录（12）播主机没开机的情况下还能正常使用，真正方便用户使用、简化部署、实现绿色节能。
（13）无风扇静音设计，不会对正常的教学过程产生干扰。
（14）绿色节能环保，设备关机情况下，还能支持网络远程开机，将网络集控管理与绿色节能完美结合。
（15）VGA画面变化自动检测：录播主机内部集成HDMI/VGA画面变更识别算法，无需在授课电脑上安装任何检测软件，就能识别教师的授课行为，并主动将授课电脑画面切换到导播画面。
（16）自动PPT索引：录播主机内置自动PPT索引功能，能够自动提取授课电脑的中PPT标题，并自动生成相应音视频播放索引节点。用户在播放时，只要点击对应的PPT索引点，包括VGA在内的所有音视频文件都会从相对应的时间点进行同步播放。
（17）切换特效：录播主机内置多种视频特效处理算法，支持视频叠画、直切、百叶窗、推拉、双画面、多画面等多种视频特技效果。
（18）内置多种直播服务器：录播主机内置多种直播服务器支持RTMP\ RTSP\ HLS\UDP. 支持直播客户端的拉流，也支持往外部其他直播服务器推流。
（19）支持RTMP客户端：录播软件集成了RTMP客户端，用户登入录播软件客户端软件，就能直接查看到录播机直播画面，使用非常简单便利，无需客户安装直播客户端软件。
（20）内置微媒体发布功能，能够通过网络将录播画面实时推送到所有指定分组的显示接收端。支持对推送对象进行分组，如全校、初一年级、初二年级等，实现强制性定向推送。
（21）互动画面参与录播：录播互动一体化设计，远程的互动画面可以作为一路录播画面参与录播的切换、录制、直播及各种特效处理。任意一路本地录播画面可以以单画面、多画面形式送到远端互动方。
（22）云聚合应用技术：基于云架构设计的视频服务聚合技术，考虑到学校日后录播设备的持续投入，能通过一套应用平台将分散在各个教室的录播设备提供的所有服务进行聚合， 用户可通过三大平台（WINDOWS、IOS、Android）进行访问。
（23）大规模直播技术：采用P2P和CDN结合的技术来满足区域、学校举行大量视频公开课或者其它视频直播活动，云平台为学校提供大规模视频直播功能，类似于门户网站直播，无需登录、预约即可观看正在进行的直播课。单个转发服务器可支持不少于1000路的直播；直播过程时提供实时在线文字和语音评论功能；提供二维码扫描功能，通过扫描二维码可参与直播观看。
（24）网络适用能力强：本互动云服务系统不依赖于专线接入和专线骨干网传输，完全基于宽带互联网。不仅支持国内互联网应用还支持全球互联网应用，能够跨越私有网络与公共网络。采用超强纠错技术，非常适合在普通的宽带互联网上传输高清、流畅、低延时音视频流。
（25）高效网络云路由：将多路互动终端的上行码流在云端通过直播路由智能汇集中转分发，具有超强QOS服务保障能力且对服务器硬件性能要求低。
（26）网络安全性高：私有网络协议，数据不通过第三方中转，并且端到端视频采用加AES密传输、云端透传，保证网络通信安全可靠。
支持多种互动云服务部署方式
（1）公有云方式：开机即可使用无需关心后台云服务器的安装、运行维护，非常适合跨校、跨地区教学机构间的互动课堂应用。
（2）私有云方式：需要构建用户自己的后台云服务器来服务于私有网络或专有网络内的互动课堂交流，适合于拥有专有网络互联的教学机构内部的课堂互动。
（3）公有云与私有云结合的方式：适合公有云应用与私有云应用都比较多的用户。
6.4资源全覆盖
系统在实现教学资源全覆盖这一目标上并不能局限于单一的手段，而是要充分考虑到各种情况，各种环境下，如何将教学资源因地制宜的传播，辐射。
6.4.1课件资源点、直播应用
课件资源、点播应用是平台的重要应用之一，面对所有教师、学生及家长。主要用于网络层面大规模的共享优质资源，应用主要是基于精品课程、会议的录制应用，通过对资源进行直播，存储，再编辑等手段，使教学资源能够共享给每一个有需要的人。
资源点播、直播应用主要有以下几点：
n 社会专家的现场课程可大规模直播至每一个参与的学生；
n 天气等不可抗力致学校放假的，可以通过网络直播让学校的学生在家照常参与课程（如雾霾天气的学校放假等）；
n 可用于各个科目的教师在课后进行同科目其他教师课件资源的学习，达到自我学习及经验总结，并能够与其他教师相互取长补短；
n 教研人员可通过课件直播、点播平台组织教研组进行某教师或某科目的课程在线观摩并在线评论教研；
6.4.2现场直播
本次项目建设的系统的视频直播系统支持多路教学直播、会议直播等各种音视频直播的形式。扩展性强，能够满足不断增长的并发用户数要求；具有足够的稳定性、安全性和可靠性，能支持多种流媒体格式应用；技术领先，易于扩充，后续扩展成本低。
系统功能
本系统支持网络课堂直播、网络会议直播、网络电视直播、虚拟电视直播等应用，支持对直播节目的自动定时录制和自动发布，支持对多路信号直播等。
本系统支持实现的不同形式直播应用及相应的具体解决方案包括以下几种：
课堂直播
通过宽带网络收看在线课堂，实现视频信号的采集、压缩、发布过程的自动化。网络电视直播是直接将视频信号，通过视频采编的方式，传送到网络流媒体平台上，为用户提供在网络上观看课堂现场的途径。平台提供从视频信号的采编到录制的整体解决方案，能够在平台上实现多路的网络课堂直播。
本平台支持H.264高清编码流，在300K码率即可实现高画质视频直播。
网络虚拟直播
利用已有的电视信源、视频节目库、广告库来自由创建任意多网络电视频道。虚拟网络电视不受电视台信号限制，可以直接利用现有的数字化节目进行节目单组合，因此，可以灵活对需要直播的节目进行组合，并且能够灵活根据用户的需求随时修改节目单，更改节目的播放次序。同时，也可将现有节目资源整合，形成大量的定制频道，为用户提供丰富的观看选择。
