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        自動跟蹤遠程教學系統

        簡要描述:

        為滿足混合式教學的需要,各校教學班級需要配備滿足要求的硬件環境,返校師生在本班教室正常開展教學活動。自動跟蹤遠程教學系統利用教室內的一體機、視頻采集攝像頭、拾音麥克風等設備,采集教學過程的音視頻及教學信息,通過網絡互動客戶端,實現與未返校學生的同步教學。

        型號:

        更新時間:2023-02-02

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        詳細介紹

         

        1. 需求概述:

           為滿足常態化疫情防控期間的教育教學工作,妥善處理突發事件與常規教育教學之間的關系,保障因故未返校學生能夠同步學習,各地教育主管機構提出了開展線上線下混合式教學工作的要求。

          為滿足混合式教學的需要,各校教學班級需要配備滿足要求的硬件環境,返校師生在本班教室正常開展教學活動。利用教室內的一體機、視頻采集攝像頭、拾音麥克風等設備,采集教學過程的音視頻及教學信息,通過網絡互動客戶端,實現與未返校學生的同步教學。

          教室應配置擴聲、拾音設備,確保聲音清晰,保障線上學生端能夠同步聽課。教室應配置視頻設備,教室前后應至少各有一個攝像頭,可視角度能覆蓋教師授課所在區域,清晰度能保障學生可看清教師板書內容。

        2. 自動跟蹤遠程教學系統方案拓撲

          根據前述需求,本著確保效果、快速部署、便捷應用的原則,設計教室內音視頻產品方案,如下圖所示:

        3. 自動跟蹤遠程教學系統方案說明

          3.1視頻采集與處理

        • 教師跟蹤攝像機安裝在教室后方,采集老師跟蹤特寫畫面和老師全景畫面,并可根據教室的板書書寫動作,完成板書特寫畫面的采集;

        • 學生跟蹤攝像機安裝在教室前方,采集學生起立特寫畫面和學生全景畫面,1人以上學生起立,可以實現合理變倍的框選畫面;

        • 兩臺攝像機通過網線實現內部通訊。依據教學場景下的策略規則,完成兩臺攝像機間的全景、特寫4個畫面的導切。其中任意一臺攝像機的USB接口,可輸出導切后的視頻流,可直接被各類互動教學軟件,如騰訊會議、釘釘會議、Classin等使用。

        3.2音頻采集與處理

        • 教室頂部可部署2個球型全向麥克風,一只部署于靠近講臺的的位置,拾取老師及前排學生的聲音;一只部署于教室中后部,拾取中后排學生的聲音;

        • 全向麥克風拾取的聲音輸入音頻處理器,經混響、降噪、增益、回聲抑制等算法處理后,輸出給互動教學電腦;

        • 輸入互動教學電腦的音頻,通過各類互動教學軟件,與視頻同步,傳輸給未返校學生;

        • 未返校學生回答問題時的聲音,經互動教學電腦,傳輸給音頻處理器后,通過音箱進行播放。

        1. 技術特色

          4.1高清視頻采集

        1. 采用8百萬像素,1/2.8英寸4K CMOS高清傳感器;

        2. 單臺攝像機同時實現全景和跟蹤特寫兩個景別拍攝,即用2臺攝像機完成4機位的景別拍攝;

        3. 單臺攝像機支持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RTMP推流;

        4. 最高支持4K分辨率30幀的USB或網絡H265/H264/MJPG視頻輸出;

        5. 攝像機內置導播切換功能,兩臺攝像機通過網絡內部關聯后,無需導播主機即可完成網絡和USB接口輸出導切后的畫面;

        4.2智能跟蹤定位

        • 教師是否戴口罩對跟蹤無影響

        • 教師在講臺上面對和背對攝像機時跟蹤無影響;

        • 教室前排學生站立和揮手對教師跟蹤無影響;

        • 后上講臺的人對教師跟蹤無影響;

        • 燈光變化、窗簾開閉、投影大屏內容對教師跟蹤無影響;

        • 具備教師身高自適應功能;

        • 教師走到學生前排后能持續跟蹤;

        • 學生相對攝像機以各種角度(面向、背向、朝左、朝右)站立均能檢測;

        • 學生低頭站立、左右移一步離開座位站立、推后椅子慢慢站立等均能被檢測;

        • 伸懶腰、舉手、揮手、打鬧、趴下抬頭等不會誤檢;

        • 能準確檢測多人站立;

        • 燈光變化、窗簾關閉等不會造成誤檢和漏檢;

        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,

        • 單只全向麥拾音半徑達六米,2只即可完成整個教室內的聲音拾??;

        • 高精度音頻采樣,可調節EQ和混響抑制算法,多維度提供清晰音質;

        • 支持互動對講模式,確保師生交流;

        • 內置先進的AEC(自動回聲消除),AGC(自動增益控制),ANC(自動噪聲印制),AFC(自動聲反饋控制)等算法;

        • 支持RJ45網絡音頻輸出和調試,以及RS485接口實現外部控制

        高清4K跟蹤攝像機

        互動教學跟蹤攝像機.png

        1.采用8百萬像素,1/2.8英寸4K CMOS高清傳感器;

        2.單臺攝像機同時實現全景和跟蹤特寫兩個景別拍攝,即用2臺攝像機完成4機位的景別拍攝;

        3.單臺攝像機支持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RTMP推流;

        4.最高支持4K分辨率30幀的USB或網絡H265/H264/MJPG視頻輸出;

        5.攝像機內置導播切換功能,兩臺攝像機通過網絡視頻處理器內部關聯后,無需導播主機即可完成網絡和USB接口輸出導切后的畫面;

         智能跟蹤定位

        1.教師是否戴口罩對跟蹤無影響

        2.教師在講臺上面對和背對攝像機時跟蹤無影響;

        3.教室前排學生站立和揮手對教師跟蹤無影響;

        4.后上講臺的人對教師跟蹤無影響;

        5.燈光變化、窗簾開閉、投影大屏內容對教師跟蹤無影響;

        6.具備教師身高自適應功能;

        7.教師走到學生前排后能持續跟蹤;

        8.學生相對攝像機以各種角度(面向、背向、朝左、朝右)站立均能檢測;

        9.學生低頭站立、左右移一步離開座位站立、推后椅子慢慢站立等均能被檢測;

        10.伸懶腰、舉手、揮手、打鬧、趴下抬頭等不會誤檢;

        11.能準確檢測多人站立;

        12.燈光變化、窗簾關閉等不會造成誤檢和漏檢;

        音頻采集系統

        圖片5.png

        1.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,

        2.單只全向麥拾音半徑達六米,2只即可完成整個教室內的聲音拾??;

        3.高精度音頻采樣,可調節EQ和混響抑制算法,多維度提供清晰音質;

        4.支持互動對講模式,確保師生交流;

        5.內置先進的AEC(自動回聲消除),AGC(自動增益控制),ANC(自動噪聲印制),AFC(自動聲反饋控制)等算法;

        6.支持RJ45網絡音頻輸出和調試,以及RS485接口實現外部控制

        技術規格表

        教師攝像機 型號:NS-L2;學生攝像機 型號:NS-X2

        指標

        教師機

        學生機

        鏡頭視場角

        水平:41°、垂直:24°

        水平:82°、垂直:52°

        降噪

        2D & 3D 數字降噪, ≥ 50dB    

        低照度

        1.0Lux @ (F1.6, AGC ON)

        最大幀率

        4K@30fps

        視頻調節

        亮度、色度、飽和度、對比度、銳度

        電子云臺

        支持

        智能功能

        教師跟蹤

        學生定位

        網絡接口

        RJ45 10/100M,支持POE

        USB接口

        1路USB2.0 Host

        音頻接口

        1路LINE IN

        網絡協議

        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OS支持

        Windows 7/8/10,Mac OS,Android OS

        音頻五件套 型號:NS-YP630套裝

        陣列互動音頻處理器

        NS-YP630

        圖片3.png

        采樣率

        48kHz

        頻率響應

        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 回聲消除長度≦1s

        支持算法

        自動回聲消除 AEC、自動增益控制 AGC、自動噪聲抑制 ANS、自動聲反饋控制 AFC、混響抑制等

        球式星形陣列麥克風

        NS-M23

        圖片4.png

        靈敏度

        -35dB±3dB

        頻率響應

        100-20KHz

        失真度

        ≦0.1%

        信噪比

        75dB

        指向性

        全指向(360度全向拾音)

        麥克風陣列

        3個φ10mm電容式麥克風心形陣列

        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RJ45網口實現音頻傳輸及供電

         

         

         

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