CN103123802B - 课程录制系统及其音频处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种课程录制系统及其音频处理方法，其中，该课程录制系统包括：N个声音收集设备、采集模块、和音频处理模块，其中：所述N个声音收集设备分别固定安装在教室的各个位置，用于全方位地收集授课过程中教师和学生讲话的声音，并将收集到的N路原始声音信号输出到所述采集模块；所述采集模块用于对所述N个声音收集设备输出的原始声音信号进行采集，得到N路音频信号并输出到所述音频处理模块；所述音频处理模块用于对所述N路音频信号进行合成处理，得到一路音频信号；其中，所述N为大于或等于2的自然数。本发明能够很好地记录下课堂中教师与学生之间的互动环节的各种声音，取得了较好的录课效果。

Description

课程录制系统及其音频处理方法

技术领域

本发明涉及多媒体电教化技术领域，更具体地，涉及一种课程录制系统及其音频处理方法。

背景技术

近年来，计算机、网络和多媒体等技术越来越多地被应用到了教育领域中，促进了教育信息化的逐步普及。教育信息化就是运用计算机多媒体和网络信息技术，促进教学的全面改革，使之适应信息化社会对教育发展的新要求。其目的是要使教学手段科技化、教育传播信息化、教学方式现代化。教育信息化对深化教育改革，实施素质教育，具有重大的意义。

(精品)课程录制就是教育信息化的一种重要手段，越来越多的学校采用了课程录制系统，利用该系统将教学，讲座，会场等现场实况的音频、视频甚至演示内容录制下来，制作成多媒体文件，有助于记忆、保存，可以让更多的人了解、回顾和学习。借助成熟的点播和直播技术，还能够应用于远程网络教学，通过网络发布所录制的内容，让更多的师生能够共享这些优质教学资源。

在现有的课程录制系统中，通常需要教师配戴无线话筒，以便于采集教师讲课时的声音。然而，这种方式只能采集到教师授课的声音，不能很好地甚至于无法收集到现场的学生的声音，例如，学生回答问题或者朗读的声音等，因而，对于课堂中教师与学生之间的互动环节，录课的效果不太好。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种课程录制系统及其音频处理方法，能够解决现有技术中存在的对于课堂中教师与学生之间的互动环节，录课的效果不太好的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，提供了一种课程录制系统，包括：N个声音收集设备、采集模块、和音频处理模块，其中：N个声音收集设备分别固定安装在教室的各个位置，用于全方位地收集授课过程中教师和学生讲话的声音，并将收集到的N路原始声音信号输出到采集模块；采集模块用于对N个声音收集设备输出的原始声音信号进行采集，得到N路音频信号并输出到音频处理模块；音频处理模块用于对N路音频信号进行合成处理，得到一路音频信号；其中，N为大于或等于2的自然数。

另一方面，还提供了一种课程录制系统的音频处理方法，包括：分别固定安装在教室的各个位置的N个声音收集设备全方位地收集授课过程中教师和学生讲话的声音；对N个声音收集设备输出的原始声音信号进行采集，得到N路音频信号；对N路音频信号进行合成处理，得到一路音频信号；其中，N为大于或等于2的自然数。

本发明的技术效果：通过在教室里安装多个声音收集设备，全方位地收集教室里的音频实况，包括教师授课的声音以及学生的声音，并在后台对收集的多路原始声音信号进行采集、合成处理，最终输出一路合适的声音效果。由于声音收集设备安装在教室中，从而避免了需要在教师身上配戴话筒来收音，消除了对教师上课的影响，同时多个声音收集设备也能很好地收集到教师上课以及学生回答问题等的各种声音，完整地记录了上课时的声音情况，能够很好地记录下课堂中教师与学生之间的互动环节的各种声音，取得了较好的录课效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一的课程录制系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例二的课程录制系统的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例三的课程录制系统的结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例四的课程录制系统的结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例五的课程录制系统的结构示意图；

图6示出了根据本发明实施例六的课程录制系统的音频处理方法的流程图；

图7示出了根据本发明实施例七的课程录制系统中的音频处理模块的具体处理流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

实施例一

图1示出了根据本发明实施例一的课程录制系统的结构示意图，该系统包括：N(N为大于等于2的自然数)个声音收集设备10、采集模块20、和音频处理模块30，其中：

N个声音收集设备10分别固定安装在教室的各个位置，用于全方位地收集授课过程中教师和学生讲话的声音，并将收集到的N路原始声音信号输出到采集模块20；

采集模块20用于对N个声音收集设备输出的原始声音信号进行采集，得到N路音频信号并输出到音频处理模块30；

音频处理模块30用于对N路音频信号进行合成处理，得到一路音频信号。

在实际实施时，声音收集设备可以是话筒、麦克风等。

本发明实施例通过在教室里安装多个声音收集设备，全方位地收集教室里的音频实况，包括教师授课的声音以及学生的声音，并在后台对收集的多路原始声音信号进行采集、合成处理，最终输出一路合适的声音效果。由于声音收集设备安装在教室中，从而避免了需要在教师身上配戴话筒来收音，消除了对教师上课的影响，同时多个声音收集设备也能很好地收集到教师上课以及学生回答问题等的各种声音，完整地记录了上课时的声音情况，能够很好地记录下课堂中教师与学生之间的互动环节的各种声音，取得了较好的录课效果。

音频处理模块最终得到的一路音频信号，可以直接生成音频文件，以便保存或传输等；还可以与同时拍摄的授课过程中的视频信号合成后，生成多媒体课件，本发明对此不做限定。

实施例二

如图2所示，实施例一中的音频处理模块30包括：预处理模块302和合成模块304，其中：

预处理模块302，用于分别对N路音频信号进行噪声过滤，并输出到合成模块304；

合成模块304，用于将过滤后的N路音频信号合成为一路音频信号，其中，合成得到的一路音频信号由多个音频片段组成，每一个音频片段选自同一时间单位内、过滤后的N路音频信号中符合预定条件的一个。

该预定条件可以为能量最强、也可以是其他选择条件，本发明对此不做限定。

实施例三

如图3所示，如果实施例二中的预定条件为能量最强，则合成模块304还可以进一步包括：扫描模块3042、计算模块3044、以及选择模块3046，其中：

扫描模块3042，用于从过滤后的N路音频信号的起始点开始，按照预定的时间窗对过滤后的N路音频信号进行扫描，以及，在对当前时间窗内的所有音频信号扫描完成后，将时间窗向后移动一个时间单位继续进行扫描，直至过滤后的N路音频信号的结束点；

计算模块3044，用于在扫描模块3042对当前时间窗内的过滤后的N路音频信号进行扫描的过程中，计算过滤后的N路音频信号在当前时间窗内的能量；

选择模块3046，用于根据计算模块3044的计算结果，选用在当前时间窗内能量最强的音频信号并输出，作为合成得到的一路音频信号的一个音频片段。

这样，实现了合成得到的一路音频信号由多个音频片段组成，每一个音频片段选自同一时间单位内、过滤后的N路音频信号中能量最强的一个。

实施例四

为了使得合成得到的一路音频信号的声音清晰、平稳、音量适当，实施例三中的合成模块304还可以包括调节模块3048，用于在选择模块3046输出音频信号之前，对在当前时间窗内能量最强的音频信号的音量进行调节。

实施例五

如图5所示，在实际实施过程中，实施例一至四中的采集模块20可以包括：嵌入模块202，用于将N个声音收集设备输出的N路原始声音信号合成为一路高清声音信号；以及高清视频采集卡204，用于对该高清声音信号进行采集，得到N路音频信号并输出到音频处理模块30。

或者，采集模块还可以包括：至少一个音频采集卡，用于对N个声音收集设备输出的N路原始声音信号进行采集，得到N路音频信号并输出到音频处理模块。其中，每一个音频采集卡可以采集一路原始声音信号，也可以采集多路原始声音信号。

在图5所示的实施例中，嵌入模块还可以将至少一路视频摄像机拍摄的授课过程中的视频实况与N路原始声音信号一起合成为1路高清信号，然后，高清视频采集卡可以同时采集到N路音频信号和至少1路视频信号。

系统使用相应的硬件(即采集模块)对视音频进行相应处理，确保能够采集到视频以及各路原始的音频，如先将视频和多路的音频合成到一路高清信号里，再使用高清视频采集卡进行信号采集；或者直接使用多路音频采集卡同时采集所有的音频。然后，再通过软件(即音频处理模块)对采集到的音频信号进行处理，如噪音过滤、自动音量调节、声道自动选取等，生成合适的音频输出。

实施例六

图6示出了实施例一至五中的课程录制系统的音频处理方法的处理流程图，包括以下步骤：

步骤S602，分别固定安装在教室的各个位置的N个声音收集设备全方位地收集授课过程中教师和学生讲话的声音；

例如，在教室里定点安装多个拾音话筒(比如4-8个)，以便于教室里老师和各个位置的学生说话的声音都可以被很好的收集到。

步骤S604，对N个声音收集设备输出的原始声音信号进行采集，得到N路音频信号；

步骤S606，对N路音频信号进行合成处理，得到一路音频信号；其中，N大于或等于2。

本发明实施例通过在教室里安装多个声音收集设备，全方位地收集教室里的音频实况，包括教师授课的声音以及学生的声音，并在后台对收集的多路原始声音信号进行采集、合成处理，最终输出一路合适的声音效果。由于声音收集设备安装在教室中，从而避免了需要在教师身上配戴话筒来收音，消除了对教师上课的影响，同时多个声音收集设备也能很好地收集到教师上课以及学生回答问题等的各种声音，完整地记录了上课时的声音情况，能够很好地记录下课堂中教师与学生之间的互动环节的各种声音，取得了较好的录课效果。

实施例七

如图7所示，实施例一至五中的课程录制系统中的音频处理模块的处理流程具体如下：

步骤S702，分别对N路音频信号进行噪声过滤；

步骤S704，从过滤后的N路音频信号的起始点开始，按照预定的时间窗对过滤后的N路音频信号进行扫描；

步骤S706，判断音频是否处理完毕，若是，则结束流程，否则，进入步骤S708；

步骤S708，计算过滤后的N路音频信号在当前时间窗内的能量；

步骤S710，根据计算结果，选用在当前时间窗内能量最强的音频信号；

步骤S712，对选用的通道的信号进行音量调节后输出；

步骤S714，将时间窗向后移动一个时间单位，然后，返回步骤S706。

通过以上流程，实现了将N路音频信号过滤后，合成为一路音频信号，其中，合成得到的一路音频信号由多个音频片段组成，每一个音频片段选自同一时间单位内、过滤后的N路音频信号中能量最强的一个。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过在教室里安装多个声音收集设备，全方位地收集教室里的音频实况，包括教师授课的声音以及学生的声音，并在后台对收集的多路原始声音信号进行采集、合成处理，最终输出一路合适的声音效果。由于声音收集设备安装在教室中，从而避免了需要在教师身上配戴话筒来收音，消除了对教师上课的影响，同时多个声音收集设备也能很好地收集到教师上课以及学生回答问题等的各种声音，完整地记录了上课时的声音情况，能够很好地记录下课堂中教师与学生之间的互动环节的各种声音，取得了较好的录课效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种课程录制系统，其特征在于，包括：N个声音收集设备、采集模块、和音频处理模块，其中：

所述N个声音收集设备分别固定安装在教室里，用于全方位地收集授课过程中教师和学生讲话的声音，并将收集到的N路原始声音信号输出到所述采集模块；

所述采集模块用于对所述N个声音收集设备输出的原始声音信号进行采集，得到N路音频信号并输出到所述音频处理模块；

所述音频处理模块包括：

预处理模块，用于分别对所述N路音频信号进行噪声过滤；

合成模块，包括：扫描模块，用于从过滤后的N路音频信号的起始点开始，按照预定的时间窗对所述过滤后的N路音频信号进行扫描，以及，在对当前时间窗内的所有音频信号扫描完成后，将所述时间窗向后移动一个时间单位继续进行扫描，直至所述过滤后的N路音频信号的结束点；计算模块，用于在所述扫描模块对当前时间窗内的所述过滤后的N路音频信号进行扫描过程中，计算所述过滤后的N路音频信号在当前时间窗内的能量；选择模块，用于根据所述计算模块的计算结果，选用在当前时间窗内能量最强的音频信号并输出，作为合成得到的一路音频信号的一个音频片段；所述一路音频信号由多个音频片段组成；

其中，所述N为大于或等于2的自然数。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合成模块还包括：

调节模块，用于在所述选择模块输出音频信号之前，对在当前时间窗内能量最强的音频信号的音量进行调节。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述采集模块包括：

嵌入模块，用于将所述N个声音收集设备输出的N路原始声音信号合成为一路高清声音信号；

高清视频采集卡，用于对所述高清声音信号进行采集，得到所述N路音频信号并输出到所述音频处理模块。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述采集模块包括：至少一个音频采集卡，用于对N个声音收集设备输出的N路原始声音信号进行采集，得到N路音频信号并输出到所述音频处理模块。

5.一种课程录制系统的音频处理方法，其特征在于，包括：

分别固定安装在教室里的N个声音收集设备全方位地收集授课过程中教师和学生讲话的声音；

对所述N个声音收集设备输出的原始声音信号进行采集，得到N路音频信号；

分别对所述N路音频信号进行噪声过滤；

从过滤后的N路音频信号的起始点开始，按照预定的时间窗对所述过滤后的N路音频信号进行扫描；在对当前时间窗内的所述过滤后的N路音频信号进行扫描的过程中，计算所述过滤后的N路音频信号在当前时间窗内的能量；根据计算结果，选用在当前时间窗内能量最强的音频信号并输出，作为合成得到的一路音频信号的一个音频片段，所述一路音频信号由多个音频片段组成；在对当前时间窗内的所有音频信号扫描完成后，将所述时间窗向后移动一个时间单位继续进行扫描，直至所述过滤后的N路音频信号的结束点；

其中，所述N为大于或等于2的自然数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在输出在当前时间窗内能量最强的音频信号之前，还包括：

对在当前时间窗内能量最强的音频信号的音量进行调节。