淺談全自動(dòng)錄播系統(tǒng)中的相關(guān)技術(shù)

優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)成為各高校教學(xué)建設(shè)的最新課題。最大限度體現(xiàn)課堂教學(xué)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，必須是以課堂教學(xué)錄像為基礎(chǔ)，結(jié)合多媒體課件等其他輔助教學(xué)手段的完整的教學(xué)資料。如何在常態(tài)化教學(xué)下，把授課環(huán)節(jié)以及教師的授課方法更好的表現(xiàn)出來(lái)，我們就不得不提到全自動(dòng)形式的錄播系統(tǒng)。現(xiàn)在我們就將從以下幾個(gè)方面來(lái)了解全自動(dòng)錄播系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)發(fā)展。

視頻采集環(huán)節(jié)

視頻采集是影響錄播系統(tǒng)錄制效果的決定因素之一。影響視頻采集的主要因素有分辨率、視頻接口等方面。分辨率主要有以下幾類(lèi)：352*288、720*576、800*600、1024*768、1600*1200等。從技術(shù)角度看，分辨率越高越好。從應(yīng)用角度看，現(xiàn)行的教材及課件應(yīng)用模式以1024*768為主，極少部分使用800*600。因此，提供比1024*768更高的分辨率主要是為了兼容今后發(fā)展的需要。目前主流的全自動(dòng)錄播系統(tǒng)像卓越的SMART-PR最高支持1600*1200分辨率。

視頻采集的接口主要有AV接口（復(fù)合端口）、S端子、VGA以及YUV接口。我們來(lái)看看各種接口的特點(diǎn)：

1.AV接口。也稱(chēng)復(fù)合端口。AV接口實(shí)現(xiàn)了音頻和視頻的分離傳輸，這就避免了因?yàn)橐?視頻混合干擾而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降，但由于AV接口的傳輸仍然是一種亮度/色度(Y/C)混合的視頻信號(hào)，仍然需要顯示設(shè)備對(duì)其進(jìn)行亮/色分離和色度解碼才能成像，這種先混合再分離的過(guò)程必然會(huì)造成色彩信號(hào)的損失。

2.S-Video端口。也稱(chēng)二分量視頻接口，將Video信號(hào)分開(kāi)傳送，也就是在AV接口的基礎(chǔ)上將色度信號(hào)C和亮度信號(hào)Y進(jìn)行分離，再分別以不同的通道進(jìn)行傳輸。S-Video仍要將兩路色差信號(hào)(CrCb)混合為一路色度信號(hào)C，進(jìn)行傳輸然后再在顯示設(shè)備內(nèi)解碼為Cb和Cr進(jìn)行處理，這樣多少仍會(huì)帶來(lái)一定信號(hào)損失而產(chǎn)生失真(這種失真很小但在嚴(yán)格的廣播級(jí)視頻設(shè)備下進(jìn)行測(cè)試時(shí)仍能發(fā)現(xiàn))。

3.色差分量接口YUV。接口為綠/蘭/紅芯，綠為亮度信號(hào)Y，蘭和紅(Pb和Pr)為顏色差別信號(hào)。目前可以在一些專(zhuān)業(yè)級(jí)視頻工作站/編輯卡專(zhuān)業(yè)級(jí)視頻設(shè)備或高檔影碟機(jī)等家電上看到有YUV、YcbCr、Y/B-Y/B-Y等標(biāo)記的接口標(biāo)識(shí)，雖然其標(biāo)記方法和接頭外形各異但都是指的同一種接口色差端口(也稱(chēng)分量視頻接口)。

4.VGA接口。也叫D-Sub接口。VGA接口采用非對(duì)稱(chēng)分布的15pin連接方式，其工作原理是將顯存內(nèi)以數(shù)字格式存儲(chǔ)的圖像(幀)信號(hào)在RAMDAC里經(jīng)過(guò)模擬調(diào)制成模擬高頻信號(hào)，然后再輸出到投影機(jī)成像，這樣VGA信號(hào)在輸入端，就不必像其它視頻信號(hào)那樣還要經(jīng)過(guò)矩陣解碼電路的換算。從前面的視頻成像原理可知VGA的視頻傳輸過(guò)程是最短的，所以VGA接口擁有許多的優(yōu)點(diǎn)，如無(wú)串?dāng)_無(wú)電路合成分離損耗等。

通過(guò)以上的介紹，可以看出分量YUV接口能達(dá)到更好的顯示效果，那么全自動(dòng)錄播系統(tǒng)是否有必要采用分量YUV接口。首先，錄播系統(tǒng)常用的視頻輸入設(shè)備包括DVD、展臺(tái)、筆記本、教師攝像機(jī)、學(xué)生攝像機(jī)、板書(shū)攝像機(jī)，輸出設(shè)備包括教師顯示器、投影機(jī)、學(xué)生顯示器。幾乎沒(méi)有設(shè)備帶分量YUV接口。其次，精品課程錄像的主要用途是供學(xué)生課后自主點(diǎn)播學(xué)習(xí)，點(diǎn)播學(xué)習(xí)當(dāng)然需要使用計(jì)算機(jī)。而計(jì)算機(jī)顯卡輸出的接口主要是VGA和DVI兩種接口，并沒(méi)有YUV輸出接口，因此計(jì)算機(jī)無(wú)法輸出分量YUV信號(hào)。

聲音采集環(huán)節(jié)

聲音的采集主要有兩種方式：一種是通過(guò)聲卡的LINEIN通道進(jìn)行采集，另一種是通過(guò)雙蓮花口進(jìn)行采集。兩者所采用的采集方式是一樣的。但在聲音的混音和切換環(huán)節(jié)，卻存在較大的差別。目前行業(yè)內(nèi)存在兩種處理方式：

1.混音模式：把教師的聲音、學(xué)生的聲音、DVD、卡座以及筆記本的聲音通過(guò)混音器一起采集到錄播系統(tǒng)中。優(yōu)點(diǎn)是：工作原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、成本低廉。缺點(diǎn)是：使用靈活性欠佳，只要有設(shè)備輸出聲音，即進(jìn)行采集，能不隨著錄播系統(tǒng)錄制模式的切換進(jìn)行相應(yīng)的聲音切換。

2.智能切換系統(tǒng)：把教師的聲音、學(xué)生的聲音、DVD、卡座以及筆記本的聲音通過(guò)全自動(dòng)錄播編輯機(jī)采集到錄播系統(tǒng)中。優(yōu)點(diǎn)：所有MIC輸出的聲音采用混音的方式，所有外設(shè)輸出的聲時(shí)采用切換的方式。如當(dāng)錄播系統(tǒng)的錄制模式由DVD轉(zhuǎn)到筆記本時(shí)，DVD的聲音會(huì)被自動(dòng)屏蔽。

板書(shū)和教師特寫(xiě)鏡頭的跟蹤環(huán)節(jié)

板書(shū)鏡頭的兩種跟蹤：

1.紅外跟蹤拍攝模式。這種拍攝模式的組成包括：紅外定位器及一臺(tái)紅外跟蹤攝像機(jī)。根據(jù)紅外定位反饋的數(shù)據(jù)，直接驅(qū)動(dòng)板書(shū)攝像機(jī)的云臺(tái)，使攝像機(jī)實(shí)時(shí)根據(jù)教師的走動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：原理簡(jiǎn)單、成本低廉（只需要一臺(tái)攝像機(jī)）。缺點(diǎn)：紅外定位模式工作穩(wěn)定性欠佳。

2.板書(shū)攝像機(jī)組和多鏡頭覆蓋系統(tǒng)。采用邊緣重疊技術(shù)使得我們能夠?qū)崿F(xiàn)支持寬達(dá)８M以上的黑板（共六臺(tái)板書(shū)攝像機(jī)協(xié)同工作）.目前的單點(diǎn)智能定位系統(tǒng)，突破了平面地位的局限，實(shí)現(xiàn)了平面和距離結(jié)合的定位技術(shù)，不僅使得定位更精確，而且徹底解決了主場(chǎng)景和板書(shū)之間部分位置重疊而影響系統(tǒng)定位和智能剪輯的技術(shù)難點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的日益發(fā)展，相關(guān)技術(shù)也將隨之日新月易，但是最新的技術(shù)不一定是最適用的技術(shù)。如H.264和分量YUV接口都是非常好的技術(shù)，但是并不適用于錄播系統(tǒng)中。我們需關(guān)注最新技術(shù)，但要選擇最適用的技術(shù)。

參考文獻(xiàn):

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