需求概述:
為滿足常態(tài)化疫情防控期間的教育教學(xué)工作,妥善處理突發(fā)事件與常規(guī)教育教學(xué)之間的關(guān)系,保障因故未返校學(xué)生能夠同步學(xué)習(xí),各地教育主管機(jī)構(gòu)提出了開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)工作的要求。
為滿足混合式教學(xué)的需要,各校教學(xué)班級(jí)需要配備滿足要求的硬件環(huán)境,返校師生在本班教室正常開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。利用教室內(nèi)的一體機(jī)、視頻采集攝像頭、拾音麥克風(fēng)等設(shè)備,采集教學(xué)過(guò)程的音視頻及教學(xué)信息,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)客戶端,實(shí)現(xiàn)與未返校學(xué)生的同步教學(xué)。
教室應(yīng)配置擴(kuò)聲、拾音設(shè)備,確保聲音清晰,保障線上學(xué)生端能夠同步聽(tīng)課。教室應(yīng)配置視頻設(shè)備,教室前后應(yīng)至少各有一個(gè)攝像頭,可視角度能覆蓋教師授課所在區(qū)域,清晰度能保障學(xué)生可看清教師板書(shū)內(nèi)容。
混合式教學(xué)設(shè)備拓?fù)?/span>
根據(jù)前述需求,本著確保效果、快速部署、便捷應(yīng)用的原則,設(shè)計(jì)教室內(nèi)音視頻產(chǎn)品方案,如下圖所示:
混合式教學(xué)設(shè)備說(shuō)明
3.1視頻采集與處理
教師跟蹤攝像機(jī)安裝在教室后方,采集老師跟蹤特寫畫面和老師全景畫面,并可根據(jù)教室的板書(shū)書(shū)寫動(dòng)作,完成板書(shū)特寫畫面的采集;
學(xué)生跟蹤攝像機(jī)安裝在教室前方,采集學(xué)生起立特寫畫面和學(xué)生全景畫面,1人以上學(xué)生起立,可以實(shí)現(xiàn)合理變倍的框選畫面;
兩臺(tái)攝像機(jī)通過(guò)網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通訊。依據(jù)教學(xué)場(chǎng)景下的策略規(guī)則,完成兩臺(tái)攝像機(jī)間的全景、特寫4個(gè)畫面的導(dǎo)切。其中任意一臺(tái)攝像機(jī)的USB接口,可輸出導(dǎo)切后的視頻流,可直接被各類互動(dòng)教學(xué)軟件,如騰訊會(huì)議、釘釘會(huì)議、Classin等使用。
3.2音頻采集與處理
教室頂部可部署2個(gè)球型全向麥克風(fēng),一只部署于靠近講臺(tái)的的位置,拾取老師及前排學(xué)生的聲音;一只部署于教室中后部,拾取中后排學(xué)生的聲音;
全向麥克風(fēng)拾取的聲音輸入音頻處理器,經(jīng)混響、降噪、增益、回聲抑制等算法處理后,輸出給互動(dòng)教學(xué)電腦;
輸入互動(dòng)教學(xué)電腦的音頻,通過(guò)各類互動(dòng)教學(xué)軟件,與視頻同步,傳輸給未返校學(xué)生;
未返校學(xué)生回答問(wèn)題時(shí)的聲音,經(jīng)互動(dòng)教學(xué)電腦,傳輸給音頻處理器后,通過(guò)音箱進(jìn)行播放。
技術(shù)特色
4.1高清視頻采集
采用8百萬(wàn)像素,1/2.8英寸4K CMOS高清傳感器;
單臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn)全景和跟蹤特寫兩個(gè)景別拍攝,即用2臺(tái)攝像機(jī)完成4機(jī)位的景別拍攝;
單臺(tái)攝像機(jī)支持4碼流,即特寫雙碼流和全景雙碼流,且支持特寫和全景同時(shí)RTMP推流;
最高支持4K分辨率30幀的USB或網(wǎng)絡(luò)H265/H264/MJPG視頻輸出;
攝像機(jī)內(nèi)置導(dǎo)播切換功能,兩臺(tái)攝像機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部關(guān)聯(lián)后,無(wú)需導(dǎo)播主機(jī)即可完成網(wǎng)絡(luò)和USB接口輸出導(dǎo)切后的畫面;
4.2智能跟蹤定位
教師是否戴口罩對(duì)跟蹤無(wú)影響
教師在講臺(tái)上面對(duì)和背對(duì)攝像機(jī)時(shí)跟蹤無(wú)影響;
教室前排學(xué)生站立和揮手對(duì)教師跟蹤無(wú)影響;
后上講臺(tái)的人對(duì)教師跟蹤無(wú)影響;
燈光變化、窗簾開(kāi)閉、投影大屏內(nèi)容對(duì)教師跟蹤無(wú)影響;
具備教師身高自適應(yīng)功能;
教師走到學(xué)生前排后能持續(xù)跟蹤;
學(xué)生相對(duì)攝像機(jī)以各種角度(面向、背向、朝左、朝右)站立均能檢測(cè);
學(xué)生低頭站立、左右移一步離開(kāi)座位站立、推后椅子慢慢站立等均能被檢測(cè);
伸懶腰、舉手、揮手、打鬧、趴下抬頭等不會(huì)誤檢;
能準(zhǔn)確檢測(cè)多人站立;
燈光變化、窗簾關(guān)閉等不會(huì)造成誤檢和漏檢;
4.3清晰拾音
單只全向麥含3顆指向性拾音咪頭,組成分布式陣列,360度全向拾音,
單只全向麥?zhǔn)耙舭霃竭_(dá)六米,2只即可完成整個(gè)教室內(nèi)的聲音拾??;
高精度音頻采樣,可調(diào)節(jié)EQ和混響抑制算法,多維度提供清晰音質(zhì);
支持互動(dòng)對(duì)講模式,確保師生交流;
內(nèi)置的AEC(自動(dòng)回聲消除),AGC(自動(dòng)增益控制),ANC(自動(dòng)噪聲印制),AFC(自動(dòng)聲反饋控制)等算法;
支持RJ45網(wǎng)絡(luò)音頻輸出和調(diào)試,以及RS485接口實(shí)現(xiàn)外部控制
設(shè)備清單及技術(shù)指標(biāo)
5.1攝像機(jī)
教師攝像機(jī) 型號(hào):NS-L2;學(xué)生攝像機(jī) 型號(hào):NS-X2
指標(biāo) | 教師機(jī) | 學(xué)生機(jī) |
鏡頭視場(chǎng)角 | 水平:41°、垂直:24° | 水平:82°、垂直:52° |
降噪 | 2D & 3D 數(shù)字降噪, ≥ 50dB | |
低照度 | 1.0Lux @ (F1.6, AGC ON) | |
最大幀率 | 4K@30fps | |
視頻調(diào)節(jié) | 亮度、色度、飽和度、對(duì)比度、銳度 | |
電子云臺(tái) | 支持 | |
智能功能 | 教師跟蹤 | 學(xué)生定位 |
網(wǎng)絡(luò)接口 | RJ45 10/100M,支持POE | |
USB接口 | 1路USB2.0 Host | |
音頻接口 | 1路LINE IN | |
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 | HTTP, TCP, UDP, RTSP,RTMP,ONVIF | |
視頻壓縮 | H.265/H.264 | |
UVC | 支持 | |
視頻壓縮 | H.264、MJPEG、YUY2、H265、NV12 | |
圖像尺寸 | 3840*2160、2560*1440、1280*720、640*480、320*240 | |
平臺(tái)OS支持 | Windows 7/8/10,Mac OS,Android OS |
5.2音頻采集與處理:
音頻五件套 型號(hào):NS-YP630套裝
陣列互動(dòng)音頻處理器 NS-YP630
| 采樣率 | 48kHz |
頻率響應(yīng) | 100Hz-20KHz | |
失真度 | ≦0.1% | |
信噪比 | 75dB | |
聲反饋增益 | ≦18dB | |
降噪幅度 | ≦30dB | |
回聲消除幅度 | ≦90dB | |
混響抑制 | ≦18dB 回聲消除長(zhǎng)度≦1s | |
支持算法 | 自動(dòng)回聲消除 AEC、自動(dòng)增益控制 AGC、自動(dòng)噪聲抑制 ANS、自動(dòng)聲反饋控制 AFC、混響抑制等 | |
球式星形陣列麥克風(fēng) NS-M23
| 靈敏度 | -35dB±3dB |
頻率響應(yīng) | 100-20KHz | |
失真度 | ≦0. | |
信噪比 | 75dB | |
指向性 | 全指向(360度全向拾音 | |
麥克風(fēng)陣列 | 3個(gè)φ10mm電容式麥克風(fēng)心形陣列 | |
拾音面積 | 6m*6m | |
專用連接器 | 6芯卡儂頭接口,用于和球形吊麥連接;通過(guò)RJ45網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)音頻傳輸及供電 |