項目背景

　　孩子是祖國的未來，教育是人類生存和發(fā)展之根本，因此發(fā)展教育事業(yè)才是關(guān)系國昌民興的大計。近年來，網(wǎng)絡(luò)教育正以其靈活、安全、方便的優(yōu)勢在教育領(lǐng)域掀起一股熱潮，一時間，如何利用網(wǎng)絡(luò)進行學習成了當前的熱門話題之一，大、中、小學生紛紛在家通過網(wǎng)絡(luò)開展自主學習，各大網(wǎng)絡(luò)教育機構(gòu)也異常地忙碌了起來。

　　網(wǎng)絡(luò)教育以其靈活、安全、方便等優(yōu)勢，突破了傳統(tǒng)校園教學所受時間和空間的限制，讓任何學生在任何時間、任何地點，都能夠以任何方式學習任何課程，從而真正做到工作、生活、學習"三不誤"，這尤其適合工作、生活節(jié)奏較快的在職人員，以及在校大學生進行第二學歷的學習。網(wǎng)絡(luò)教育從誕生至今，得到了國家和全社會的大力支持，在國務院相關(guān)會議上，網(wǎng)絡(luò)教育還被列為了政府大力培育的新的消費熱點和經(jīng)濟增長點之一。

　　早期的網(wǎng)絡(luò)教育主要以視頻點播、視頻直播、課件下載、文字答疑等方式為主，相對于真實的課堂教學，在教與學之間音視頻互動方面的表現(xiàn)力仍有一些缺憾，因此在教學效果上交互的效果較差。而在真實的課堂中，為了達到良好的學習效果，往往需要教師能夠及時的與學生進行雙方甚至是多方的溝通，及時的答疑解惑、指點迷津。而多媒體互動教學一直以來更側(cè)重于多媒體交互技術(shù)，在處理多方多層次(如音頻、視頻、數(shù)據(jù)等)交互方面有著更多的技術(shù)處理手段和應用積累，因此，在網(wǎng)絡(luò)教育中的應用，為遠程教育和遠程培訓真正的打造出了基于網(wǎng)絡(luò)的互動課堂，使網(wǎng)絡(luò)教育更加生動和具體。

　　深圳譽融科技有限公司做為國內(nèi)專注于遠程多媒體互動教學平臺及互聯(lián)網(wǎng)多媒體視訊平臺的生產(chǎn)、研發(fā)、銷售和運營的高科技公司，擁有12項網(wǎng)絡(luò)多媒體壓縮及傳輸技術(shù)專利，在網(wǎng)絡(luò)多媒體應用領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。遠程多媒體互動教學平臺的目標是滿足遠程教學，同時將先進的多媒體技術(shù)與教、學需求完美結(jié)合，建設(shè)出穩(wěn)定可靠的，可常態(tài)化的，全景式現(xiàn)場跟蹤與互動的，具有良好現(xiàn)場感的遠程教與學互動模式。

　　項目需求分析

　　需求分析

　　為了加快教育事業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)學校優(yōu)質(zhì)師資資源的最大化利用，為全校師生提供便捷先進的學習條件， “遠程多媒體互動教學平臺”項目(以下簡稱項目)應運而生。此項目的建成將在校的學生得以遠程共享到學校課堂及課件的優(yōu)質(zhì)教學資源。同時，家長、學生在家里可以點播瀏覽課件，在有需要的情況下還可以跟老師實現(xiàn)互動，最大化地共享優(yōu)質(zhì)教育資源。

　　綜上所述，本項目應具備將教室與教室、課堂與學生家里，甚至老師與學校通過互聯(lián)網(wǎng)“連接”在一起，滿足優(yōu)質(zhì)師資最大化共享的需求。

　　具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　課堂上老師、學生、板書的畫面實況進行傳輸，實現(xiàn)遠程多媒體互動授課;

　　學生可以隨時遠程進行課件點播;

　　家長可以遠程觀看課堂直播;

　　其他班級甚至家長在授權(quán)的情況下可以通過網(wǎng)絡(luò)遠程參與課堂互動。

　　可行性方案設(shè)計

　　設(shè)計原則

　　根據(jù)本項目文件的要求并結(jié)合譽融科技在遠程教育行業(yè)的多年經(jīng)驗，本方案依據(jù)以下原則進行設(shè)計：先進性、實用性、集成性、可擴展性、便利性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

　　·先進性

　　系統(tǒng)設(shè)計達到國際一流水平，且切實可行并容易實現(xiàn);

　　遵循國際標準和國內(nèi)外有關(guān)的規(guī)范要求;

　　符合計算機、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和視頻會議技術(shù)的最新發(fā)展潮流，且是應用成熟的系統(tǒng)。

　　·實用性

　　針對實際應用的特點，簡單的管理界面，操作簡單;

　　系統(tǒng)設(shè)計應符合工程的實際需要;

　　系統(tǒng)配置即強調(diào)先進性也注重實用性，應注意系統(tǒng)配置的經(jīng)濟效應，達到綜合平衡。

　　·集成性

　　高度集成化，體積小、重量輕、移動方便、低功耗;

　　在高度集成化小型化前提下，應具有多種功能。

　　·擴展性

　　系統(tǒng)設(shè)計要考慮今后的發(fā)展，留有充分的擴充余地，對未來技 術(shù)具有平滑過渡功能;

　　應既能支持廣域網(wǎng)也能支持局域網(wǎng)，支持多種互聯(lián)網(wǎng)接入方式;

　　既能應用于互動教學，以可與點播系統(tǒng)結(jié)合，供學生課后點播復習。

　　·靈活性

　　能夠適應多功能、外向型的要求，講究便利性和舒適性，達到提高工作效率、節(jié)省人力物力和能源的目的;

　　提供符合國際標準的軟件、硬件、通訊、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等方面的接口和工具，使系統(tǒng)具有良好的靈活性、兼容性;

　　系統(tǒng)參數(shù)配置少，調(diào)整快，自動化程度高，使用方便，操作簡單。

　　·安全性

　　具有高度的安全性，不易受攻擊;

　　對會議內(nèi)容加密，保證用戶信息安全性;

　　數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕ＷC數(shù)據(jù)的完整性。

　　·可靠性

　　具備在規(guī)定條件和時間內(nèi)完成用戶所要求的功能的能力，能長期穩(wěn)定的工作;

　　結(jié)構(gòu)簡單，連接點少，可靠性高;

　　對工作條件和工作環(huán)境要求較低;

　　系統(tǒng)啟動快，系統(tǒng)掉電或網(wǎng)絡(luò)傳輸中斷，系統(tǒng)恢復工作迅速;

　　故障率低，維護維修方便。

　　·經(jīng)濟性

　　系統(tǒng)本身的價格低(包括系統(tǒng)、技術(shù)服務和培訓);

　　系統(tǒng)運行后經(jīng)濟效應預算的可能收益，回報快。

　　方案設(shè)計

　　系統(tǒng)拓樸圖

　　遠程教室之間互動：

　　學校與校外之間直播互動：

　　設(shè)備布署

　　在學校多媒體教室布署互動教學終端、攝像自動跟蹤系統(tǒng);

　　本地多媒體教室部署錄播服務器，通過互聯(lián)網(wǎng)連接中心機房，實現(xiàn)學生在家可以進行課件點播。

　　各功能系統(tǒng)說明

　　·服務器

　　EMCU(多媒體教學互動服務器)：互動教學服務器是連接互動教學終端，提供互動教學環(huán)境的服務器。互動教學服務器負責互動教學用戶驗證、信令處理、文件傳輸、屏幕廣播、音視頻轉(zhuǎn)發(fā)、遠程設(shè)置等功能。互動教學服務器可通過級聯(lián)的方式擴大用戶支撐量，課堂管理對用戶是透明的。在開始課堂的同時，互動教學服務器就已經(jīng)安排好互動課堂所需要的資源。教師只需要登錄到與之關(guān)聯(lián)的課堂便能開展遠程互動教學。

　　·多媒體教室設(shè)備

　　互動教學系統(tǒng)：互動教學系統(tǒng)是教學平臺的核心所在，教師通過互動教學系統(tǒng)登錄到互動課堂中，與遠程課堂展開互動教學。互動教學系統(tǒng)由遠程互動教學終端及智能錄播系統(tǒng)兩部分組成。

　　互動教學終端提供現(xiàn)場圖像采集、音頻采集、數(shù)據(jù)采集、信息編碼、信息解碼等功能。教師通過遠程教學終端提供的功，能完成遠程互動教學任務。互動教學終端還提供遠程設(shè)置功能，提供遠程技術(shù)保證的功能。

　　互動教學系統(tǒng)提供雙屏雙流的展現(xiàn)方式，可在其中一個屏幕中展示教師教學過程中的數(shù)據(jù)部分，即教學課件。另一個屏幕中展示教學過程中的視頻，如教師講課視頻或互動教學視頻。使現(xiàn)場學生能跟好地領(lǐng)會教師的授課意圖，也為遠程的學生提供身臨其境的上課氣氛，讓遠程學生感受猶如現(xiàn)場一般的上課感受。

　　自動跟蹤錄播系統(tǒng)：自動跟蹤錄播系統(tǒng)由攝像頭、信號發(fā)射模塊、信號接收模塊、運動模塊、云臺等視頻拍攝部分以及自動跟蹤服務器構(gòu)成。

　　自動跟蹤主機負責跟蹤策略實施及跟蹤圖像切換的服務器，通過策略設(shè)置可以實現(xiàn)不同的跟蹤方式。從跟蹤區(qū)域上劃分，可分為板書特寫區(qū)域、講授跟蹤區(qū)域、學生區(qū)域等。從教學場景上，可分為教師跟蹤場景、板書跟蹤場景、課件教授場景、互動問答場景。自動跟蹤服務器會根據(jù)區(qū)域設(shè)置及場景設(shè)置智能切換跟蹤采集信號。

　　傳統(tǒng)的跟蹤錄播系統(tǒng)之所以將教師限制在講臺，是因為教室的環(huán)境比較復雜，不便于在四周安裝感應設(shè)備，眾多學生也會給感應設(shè)備造成大量干擾。現(xiàn)在采用帶跟蹤策略的自動跟蹤錄播系統(tǒng)，徹底擺人員及區(qū)域的干擾，無論授課教師走到哪里，只要在跟蹤設(shè)置范圍內(nèi)，均能完成自動跟蹤任務。

　　系統(tǒng)功能應用及優(yōu)勢介紹

　　系統(tǒng)各種應用模式介紹

　　該平臺能夠提供如下的幾種主要的應用模式

　　遠程互動課堂教學

　　利用系統(tǒng)的雙向傳輸功能，實現(xiàn)互動教學的遠程課堂。授課者可以利用系統(tǒng)提供齊全的數(shù)據(jù)功能配合使用各種多媒體課件進行教學，使授課更加生動活潑、直觀易懂;授課者可以向現(xiàn)場或者遠程聽課者進行即時提問，聽課者也可以與授課者隨時交流意見，探討問題，從而實現(xiàn)真正的遠程互動課堂教學。學生在家里、甚至家長，在授權(quán)的情況下都可以參與課堂互動。

　　教學課堂現(xiàn)場實況錄制

　　利用該系統(tǒng)，提供了功能齊全的課堂教學現(xiàn)場實況錄制功能，可以對授課教學的音、視頻及課件進行全程的錄制，存儲查看使用簡單。通過網(wǎng)絡(luò)可以方便老師對課堂教學的歷史資料進行查閱。

　　可移動課堂學

　　利用桌面終端的靈活性，講師可在任何地方進行教學，實現(xiàn)移動教學授課功能。

　　優(yōu)質(zhì)課堂教學案例現(xiàn)場直播

　　利用該系統(tǒng)，搭配直播服務器，可以實現(xiàn)課堂教學現(xiàn)場的直播，學生、老師能夠觀看遠在千里之外精彩的課堂教學實況，學習新知識。學生在家里不但可以觀看直接課堂，還可以進行課件點播，家長也可以在家里觀看學生的實時課堂教學。

　　廣播電視教學

　　通過錄放像機或流媒體課件(*.RM，*.MPEG，*.AVI)，將事先錄制編輯好的教育教學錄像帶、或有關(guān)教育教學的DVD/VCD碟片，在網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)上播放，實現(xiàn)廣播電視教學功課堂改革和教學改革的推廣。

　　通過該系統(tǒng)，可以將新課改理論經(jīng)驗的講座傳播到大部分學校，從面達到推廣和實施課程改革、教學改革的目。

　　遠程會議功能

　　系統(tǒng)也可以用來做為遠程會議使用，可以與全區(qū)各地市教育局、各高校、中學、職校之間隨時召開各類全區(qū)性的行政會議。

　　系統(tǒng)優(yōu)勢介紹

　　為更好的配合實施一套具有領(lǐng)先水平的遠程多媒體互動教學平臺，系統(tǒng)的實施者依托深厚的大型遠程教育系統(tǒng)實施經(jīng)驗，加上良好的需求調(diào)研準備，輔以具有國際領(lǐng)先地位、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的多媒體視訊技術(shù)，充分為系統(tǒng)的使用者進行周密的考慮，綜合起來本系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢：

　　良好互動模式

　　通過先進的智能跟蹤技術(shù)、視音頻編解碼和傳輸技術(shù)的應用融合應用，使老師在教室的活動空間不受限制，產(chǎn)生了良好的全景式自動跟蹤場景和互動效果，解決了傳統(tǒng)遠程教學中存在的現(xiàn)場感不強、缺乏師生互動交流等問題，虛擬教室的學生有親臨現(xiàn)場的感覺。

　　系統(tǒng)穩(wěn)定可靠

　　QoS服務質(zhì)量保證相當于在網(wǎng)絡(luò)上為兩地之間建立了一條虛擬專用通道，保障傳輸?shù)缆返耐〞?

　　數(shù)據(jù)恢復機制師丟失的數(shù)據(jù)得以快速恢復，從而在網(wǎng)絡(luò)丟包嚴重的情況下仍能保持良好視音頻的效果，保證了在互動教學過程中視音頻傳輸?shù)牧鲿承?

　　動態(tài)編碼技術(shù)使系統(tǒng)能自動適應網(wǎng)絡(luò)帶寬的波動，自動調(diào)節(jié)碼流以最佳碼流自適應當前帶寬，使系統(tǒng)具有了應變網(wǎng)絡(luò)突發(fā)性阻塞的能力，保持常態(tài)性的穩(wěn)定;

　　RDCP數(shù)據(jù)流傳輸控制協(xié)議的應用，使系統(tǒng)在低帶寬情況下，能夠提供高清晰的流暢的數(shù)據(jù)共享功能;

　　混網(wǎng)混速技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)冗余，支持用戶在不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接服務器，突破運營商之間的封鎖壁壘，方便系統(tǒng)擴展到其他部門、院校或?qū)W術(shù)機構(gòu)在不同帶寬情況下接入;

　　業(yè)界領(lǐng)先的核心編解碼技術(shù)在不損失畫面質(zhì)量的情況下高壓縮率、低碼率，僅需100Kbit/S的碼率即可達到VCD畫質(zhì)，降低網(wǎng)絡(luò)承載壓力。

　　整體性、多功能、一體化的優(yōu)勢

　　系統(tǒng)所涉及的核心技術(shù)是我司自有知識產(chǎn)權(quán)的，業(yè)界領(lǐng)先的，從而使整個平臺具有很強的整體性，同時也可以更貼近用戶需求，依托我司強大的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢提供可持續(xù)的個性化的服務。從而保證了平臺的適用性、科學性和先進性。

　　可擴展性強

　　通過更換模塊，便捷實現(xiàn)功能和規(guī)模的升級擴展;系統(tǒng)可以支持擴展到移動學習、分散學習或多種學習方式相結(jié)合等;滿足用戶不斷發(fā)展的應用需求。

　　人性化、易用性設(shè)計

　　界面友好，操作簡單。通過對操作界面和使用流程的優(yōu)化，用戶無需進行專門培訓，很容易就能夠上手使用。