CN102903265A - 一种课堂教学自动记录的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多媒体移动教育领域的课堂记录方法，采用iPad终端设备，并将该终端设备连接投影仪，通过下述步骤实现教学课堂内容自动录制，1）利用iPad终端设备提供的画板界面进行教学内容的书写；2）采用手势触摸检测技术，跟踪教师在画板界面中所画内容，通过ios系统提供的触摸回调方法，跟踪手指或手写笔的状态；3）使用ios中的coregraphics技术，实现在画板界面上任意作图；4）记录教师手指或手写笔的划线轨迹，以一定的频率建立图像缓冲区，然后再通过图像生成技术，从这个图像缓冲区内，把其中的数据组织成静态图像；5）通过音视频编码技术，把画板界面中的实时图像转换为视频中的帧，得到一段完整的视频，从而实现教学课堂板书内容的录制。

Description

一种课堂教学自动记录的方法

技术领域

本发明涉及一种多媒体移动教育领域的课堂记录方法，特别是涉及一种通过视频记录画板操作的方法。

背景技术

随着互联网和移动设备的快速发展，社会信息化的程度越来越高，但是在教育行业，传统的纸质课本、黑板板书仍然占据主流，这种传统的教学方式，已经越来越暴漏出它的弊端。传统的教学方式，需要大量的课本和板书，这就浪费了纸张资源和购买黑板、粉笔等教学设施的费用，而且采用传统的教学方式，无法简单有效的记录上课的过程，不利于学生的课下复习和老师的自我提高。有些学校虽然采用了现代化的教学设施，如使用投影仪教学，这样虽然提高了课唐的生动性，但是教师依然需要采用传统的板书教学，这就造成了课件和板书的脱节，不利用课程的整体性，而且无法解决整体记录课堂的目的。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种自动记录课堂的方法，方便了教学和学习，有利于能源节约和提高教学效果。

本发明所采用的技术方案：

一种课堂教学自动记录的方法，采用iPad终端设备，并将该终端设备连接投影仪，通过下述步骤实现教学课堂内容自动录制，

1）打开iPad终端设备，利用iPad终端设备提供的画板界面进行教学内容的书写，板书的内容实时通过投影仪显示；

2）采用手势触摸检测技术，检测教师的手指或者手写笔在画板画面中的移动位置，跟踪教师在画板界面中所画内容，通过ios系统提供的触摸回调方法，跟踪手指或手写笔的状态；

3）记录教师的手指或手写笔的运动轨迹，使用ios中的core graphics技术，通过在两个点之间画出两点之间的直线，重复手指或手写笔移动，然后在相应位置划线的过程，实现在画板界面上任意作图；

4）记录教师手指或手写笔的划线轨迹，当教师手指或手写笔移动的时候，以一定的频率，在每次单位时间内，建立一个和屏幕一样大的图像缓冲区，把画板界面的数据记载到这个图像缓冲区中，然后再通过图像生成技术，从这个图像缓冲区内，把其中的数据组织成静态图像；

5）通过音视频编码技术，把画板界面中的实时图像转换为视频中的帧，得到一段完整的视频，从而实现教学课堂板书内容的录制。

所述的课堂教学自动记录的方法，在步骤4）、5）中，采用一秒钟10～30次的频率，建立图像缓冲区，得到画板界面在某个时刻的一张张静态图像，组成视频图像的帧。

所述的课堂教学自动记录的方法，得到每秒中的10～30张静态图像，通过音视频编码技术，把这些静态图像作为视频中的一秒，随着时间的推移，就把画板中的实时图像转换为视频中的一帧，一帧，最终得到了一段完整的视频。

所述的课堂教学自动记录的方法，在录制图像数据的同时，通过ios设备的麦克风，获取用户即教师的语音数据，保存为一份声音文件，在最后视频录制完成后，通过音视频解码和音视频同步技术把相应的视频和声音相融合，最终得到一段带有语音的完整视频。

本发明的有益效果：

本发明自动记录课堂的方法，教学过程采用画板视频记录技术，不需要额外的购买黑板，板擦，粉笔等，这就节省了很多费用，而且保护了环境。相比传统的教学方式，在能源利用和教学效果上有着巨大的优势，解决了教师教学过程中所面临的实际困难。在能源方面，教师上课时只需打开ipad，在ipad的画板中开始板书即可，教师可以直接使用手指或者触摸笔来完成写字或者画线操作，这样更符合用户的输入习惯，而不用采用粉尘很大的粉笔或者采用难以操作的鼠标来完成输入。在教学效果上，因为采用了信息化的画板，所以教师上课时所板书内容，包括教师的声音信息，都会在上课过程中实时的被记录下来。因为有投影仪的配合，教师的每一步操作都会实时的投影到大屏幕上，方便学生观看。当课程结束时，自动存为最为直观的视频格式，方便课下观看，并且容易实现共享。在教学过程中，教师甚至可以从系统相册中导入事先准备的教学图片或者视频到画板中，来达到教学生动性的目的，并且无论是图片还是视频，只要被添加到画板中，最终生成的课程视频中都可以完美的显现出来。

具体实施方式

实施例一：本发明课堂教学自动记录的方法，教学过程采用iPad终端设备，并将该终端设备连接投影仪，通过下述步骤实现教学课堂内容自动录制，

1）打开iPad终端设备，利用iPad终端设备提供的画板界面进行教学内容的书写，板书的内容实时通过投影仪显示；

2）采用手势触摸检测技术，检测教师的手指在画板中的移动位置，跟踪教师在画板界面中所画内容，通过ios系统提供的触摸回调方法，跟踪手指或手写笔的状态；

3）记录教师的手指手写笔的运动轨迹，使用ios中的core graphics技术，通过在两个点之间画出两点之间的直线，重复手指或手写笔移动，然后在相应位置划线的过程，实现在画板界面任意作图的目的；

4）记录教师的手指或手写笔的划线轨迹，当用户（教师）手指或手写笔移动的时候，以一定的频率，在每次单位时间内，建立一个和屏幕一样大的图像缓冲区，把画板内的数据画到这个图像缓冲区中，然后再通过图像生成技术，从这个图像缓冲区内，把其中的数据组织成静态图像；

5）通过音视频编码技术，把画板界面中的实时图像转换为视频中的帧，得到一段完整的视频，从而实现教学课堂板书内容的录制。

实施例二：本发明课堂教学自动记录的方法，教师教学时写板书不在黑板上书写，而是通过终端设备iPad提供的画板界面进行教学内容的书写，然后通过本发明技术方案，自动实现课堂教学内容的记录：

首先需要采用手势触摸检测技术，通过检测教师的手指或手写笔在画板中的移动位置，知道教师在画板中所画内容；然后在UIView的开始触摸回调方法，touchesBegan:withEvent(手指接触屏幕时调用)中记录用户开始触摸的点的坐标，记为a点，在移动触摸回调方法touchesMoved:withEvent(手指在屏幕中移动时调用)中记录获取当前手指移动到的位置，记为b点，然后利用UIGraphicsBeginImageContext创建一个和屏幕大小一致的图像缓冲区，在此缓冲区中，在a点和b点之间利用CGPathAddQuadCurveToPoint函数之间画出一条直线，接着调用UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext函数，从该缓冲区中生成一张图片，临时保存起来，称为图像c，更新a点的值使其等于b点，即下次画线开始的位置。然后调用UIView的setNeedsDisplay方法，这样UIView会自动调用自身的drawRect:方法重新绘制本身的内容，在drawRect:方法中，把刚才临时保存的图像c渲染到当前UIView的层(CALayer)中，这样此UIView的层中就有了一条直线(很短，可能只有一到两个像素)。重复上述过程就可以完成在UIView中画线的过程。

在用户画线的过程中，因为每次手指移动调用touchesMoved:withEvent的时候，都创建了一个临时图像，即当前画板中的图像，其类型为UIImage，然后获得UIImage的属性CGImage，通过函数CGImageGetDataProvider把CGImage类型转换为CFDataRef类型，最终通过CVPixelBufferPoolCreatePixelBuffer函数转换为CVPixelBufferRef类型，通过iOS(iPhone,iPad使用的操作系统)提供的函数AVAssetWriterInputPixelBufferAdaptor可以在视频文件中加入一帧图像，因为只要手指在屏幕中移动就会调用touchesMoved:withEvent，所以可以保证每次用户的画线的操作被写入到视频文件中，当课堂结束，调用AVAssetWriterInput的markAsFinished即可以完成视频的创建过程。

同时，在上课的过程中，通过AVAudioRecorder，记录教师上课过程中的语音数据，即录音机功能，录音结束后，会在程序的沙盒目录下存储为音频文件。

最终，加载录制好的视频文件，再加载录制好的音频文件，通过系统提供的AVMutableComposition类的insertTimeRange分别把对应视频文件的视频帧和音频数据合成为最终的完整带有视频和音频的文件。

本发明课堂教学自动记录的方法，教师可以在终端设备iPad提供的画板界面中，直接通过手指或者手写笔在屏幕上板书，画线，写字。板书的内容可以实时的通过投影仪显示出来，方便学生听课。书写过程中可以方便的改变画笔的颜色，粗细。板书过程中也可以打开设备的相册，选择其中一张图片，粘贴到画板中。也可以通过系统预知的一些图形，如正方形，三角形等，对于数学课等一些需要画图的课程，会带来特别的帮助。当课程结束时，教师只需要点击结束录制按钮即可，此时系统会自动的把上课老师的板书，画的图像，还有上课老师的声音数据，合成为最终的视频。下课后，老师可以把录制好的视频资料，传送给学生，方便学生查看教师上课所讲内容。

Claims (4)

1.一种课堂教学自动记录的方法，采用iPad终端设备，并将该终端设备连接投影仪，其特征是：通过下述步骤实现教学课堂内容自动录制，

1）打开iPad终端设备，利用iPad终端设备提供的画板界面进行教学内容的书写，板书的内容实时通过投影仪显示；

2）采用手势触摸检测技术，检测教师的手指或者手写笔在画板画面中的移动位置，跟踪教师在画板界面中所画内容，通过ios系统提供的触摸回调方法，跟踪手指或手写笔的状态；

3）记录教师的手指或手写笔的运动轨迹，使用ios中的core graphics技术，通过在两个点之间画出两点之间的直线，重复手指或手写笔移动，然后在相应位置划线的过程，实现在画板界面上任意作图；

4）记录教师手指或手写笔的划线轨迹，当教师手指或手写笔移动的时候，以一定的频率，在每次单位时间内，建立一个和屏幕一样大的图像缓冲区，把画板界面的数据记载到这个图像缓冲区中，然后再通过图像生成技术，从这个图像缓冲区内，把其中的数据组织成静态图像；

5）通过音视频编码技术，把画板界面中的实时图像转换为视频中的帧，得到一段完整的视频，从而实现教学课堂板书内容的录制。

2.根据权利要求1所述的课堂教学自动记录的方法，其特征是：在步骤4）、5）中，采用一秒钟10～30次的频率，建立图像缓冲区，得到画板界面在某个时刻的一张张静态图像，组成视频图像的帧。

3.根据权利要求2所述的课堂教学自动记录的方法，其特征是：得到每秒中的10～30张静态图像，通过音视频编码技术，把这些静态图像作为视频中的一秒，随着时间的推移，就把画板中的实时图像转换为视频中的一帧，一帧，最终得到了一段完整的视频。

4.根据权利要求1、2或3所述的课堂教学自动记录的方法，其特征是：在录制图像数据的同时，通过ios设备的麦克风，获取用户即教师的语音数据，保存为一份声音文件，在最后视频录制完成后，通过音视频解码和音视频同步技术把相应的视频和声音相融合，最终得到一段带有语音的完整视频。