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)才是關系國昌民興的大計。近年來，網絡教育正以其靈活、安全、方便的優(yōu)勢在教育領域掀起一股熱潮，一時間，如何利用網絡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絡開展自主學習，各大網絡教育機構也異常地忙碌了起來。

　　網絡教育以其靈活、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。網絡教育從誕生至今，得到了國家和全社會的大力支持，在國務院相關會議上，網絡教育還被列為了政府大力培育的新的消費熱點和經濟增長點之一。

　　早期的網絡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重于多媒體交互技術，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處理手段和應用積累，因此，在網絡教育中的應用，為遠程教育和遠程培訓真正的打造出了基于網絡的互動課堂，使網絡教育更加生動和具體。

　　深圳譽融科技有限公司做為國內專注于遠程多媒體互動教學平臺及互聯(lián)網多媒體視訊平臺的生產、研發(fā)、銷售和運營的高科技公司，擁有12項網絡多媒體壓縮及傳輸技術專利，在網絡多媒體應用領域擁有自主知識產權。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與教、學需求完美結合，建設出穩(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“連接”在一起，滿足優(yōu)質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的情況下可以通過網絡遠程參與課堂互動。

　　可行性方案設計

　　設計原則

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

　　·先進性

　　系統(tǒng)設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外有關的規(guī)范要求;

　　符合計算機、網絡通訊技術和視頻會議技術的最新發(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)設計應符合工程的實際需要;

　　系統(tǒng)配置即強調先進性也注重實用性，應注意系統(tǒng)配置的經濟效應，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)設計要考慮今后的發(fā)展，留有充分的擴充余地，對未來技 術具有平滑過渡功能;

　　應既能支持廣域網也能支持局域網，支持多種互聯(lián)網接入方式;

　　既能應用于互動教學，以可與點播系統(tǒng)結合，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、網絡、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;

　　對會議內容加密，保證用戶信息安全性;

　　數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，保證數(shù)據(jù)的完整性。

　　·可靠性

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

　　結構簡單，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)掉電或網絡傳輸中斷，系統(tǒng)恢復工作迅速;

　　故障率低，維護維修方便。

　　·經濟性

　　系統(tǒng)本身的價格低(包括系統(tǒng)、技術服務和培訓);

　　系統(tǒng)運行后經濟效應預算的可能收益，回報快。

　　方案設計

　　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?；咏虒W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、音視頻轉發(fā)、遠程設置等功能。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安排好互動課堂所需要的資源。教師只需要登錄到與之關聯(lián)的課堂便能開展遠程互動教學。

　　·多媒體教室設備

　　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?；咏虒W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?；咏虒W終端還提供遠程設置功能，提供遠程技術保證的功能。

　　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)域設置及場景設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備，眾多學生也會給感應設備造成大量干擾?，F(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，只要在跟蹤設置范圍內，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。通過網絡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、或有關教育教學的DVD/VCD碟片，在網絡視頻系統(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)實施經驗，加上良好的需求調研準備，輔以具有國際領先地位、擁有完全自主知識產權的多媒體視訊技術，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、視音頻編解碼和傳輸技術的應用融合應用，使老師在教室的活動空間不受限制，產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服務質量保證相當于在網絡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，從而在網絡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)編碼技術使系統(tǒng)能自動適應網絡帶寬的波動，自動調節(jié)碼流以最佳碼流自適應當前帶寬，使系統(tǒng)具有了應變網絡突發(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;

　　混網混速技術，提供網絡冗余，支持用戶在不同類型的網絡連接服務器，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?；驅W術機構在不同帶寬情況下接入;

　　業(yè)界領先的核心編解碼技術在不損失畫面質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，降低網絡承載壓力。

　　整體性、多功能、一體化的優(yōu)勢

　　系統(tǒng)所涉及的核心技術是我司自有知識產權的，業(yè)界領先的，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合等;滿足用戶不斷發(fā)展的應用需求。

　　人性化、易用性設計

　　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。