CN103248855B - 基于固定机位的课程录制系统、视频处理装置和录课方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于固定机位的课程录制系统、视频处理装置和录课方法，其中，该课程录制系统包括：摄像机，其机位固定，用于拍摄教师活动范围的全景，将拍摄得到的视频信号传送到采集装置；采集装置，用于采集视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理装置；分析处理装置，用于按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件后传送到存储装置；存储装置，用于存储视频文件。本发明在拍摄过程中无需专门配备相应的摄像人员来调整摄像机，从而节省了人力资源，并且，也避免了由于摄像人员的操作失误而带来的录课内容不理想的问题，达到了理想的拍摄、录课效果。

Description

基于固定机位的课程录制系统、视频处理装置和录课方法

技术领域

本发明涉及多媒体电教化技术领域，更具体地，涉及一种基于固定机位的课程录制系统、视频处理装置和录课方法。

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、和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。

目前，在学校的课程录制系统中，由于教师在讲课时经常走动且活动区域较大，因此，一般都要专门配备相应的摄像人员，在课程录制过程中，根据教师的位置来调整摄像机，以保证教师总是在 摄像区域里。然后，将拍摄的视频采集后直接存储为文件。但是，这种方式需要配备额外的摄像人员，而且，如果摄像人员操作失误，还会导致部分录课内容不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于固定机位的课程录制系统、视频处理装置和录课方法，能够解决现有技术中存在的需要配备额外的摄像人员，以及录课内容不理想的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，提供了一种基于固定机位的课程录制系统，包括：摄像机，其机位固定，用于拍摄教师活动范围的全景，将拍摄得到的视频信号传送到采集装置；采集装置，用于采集视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理装置；分析处理装置，用于按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件后传送到存储装置；存储装置，用于存储视频文件。

另一方面，还提供了一种视频处理装置，该装置用于课程录制系统中，该装置包括：采集模块，用于采集视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理模块；分析处理模块，用于按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件。

又一方面，还提供了一种录课方法，包括：机位固定的摄像机拍摄教师活动范围的全景，将拍摄得到的视频信号传送到采集装置；采集装置采集视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理装置；分析处理装置按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件后存储到存储装置中。

又一方面，还提供了一种录课方法，包括：采集视频信号，得到各帧视频图像；按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件。

本发明的技术效果：使用一台摄像机以固定机位拍摄教师在授课时的活动范围全景，显然拍摄到的全景中始终包括教师，然后通过采集装置采集该视频信号得到各帧视频图像后，再由分析处理装置按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面并形成视频文件，这样，在拍摄过程中无需专门配备相应的摄像人员来调整摄像机，从而节省了人力资源，并且，也避免了由于摄像人员的操作失误而带来的录课内容不理想的问题，达到了理想的拍摄、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示出了根据本发明的实施例一的基于固定机位的课程录制系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明的实施例二的分析处理装置的一种结构示意图；

图3示出了根据本发明的实施例二的分析处理装置的另一种结构示意图；

图4示出了根据本发明的实施例三的视频处理装置的一种结构示意图；

图5示出了根据本发明的实施例三的视频处理装置的另一种结构示意图；

图6示出了根据本发明的实施例四的课程录制系统的录课方法的处理流程图；

图7示出了根据本发明的实施例五的视频处理装置的录课方法的处理流程图。

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示出了根据本发明的实施例一的基于固定机位的课程录制系统的结构示意图，包括：摄像机10、采集装置20、分析处理装置30、以及存储装置40，其中：

摄像机10，其机位固定，用于拍摄教师活动范围的全景，将拍摄得到的视频信号传送到采集装置20；

采集装置20，用于采集输入的视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理装置30；

分析处理装置30，用于按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件后传送到存储装置40；

存储装置40，用于存储视频文件。

例如，摄像机是高清摄像机，其拍摄得到的视频信号就是高清视频信号，则，预定尺寸可以是标清视频图像的尺寸(如PAL制视频图像的尺寸为：宽度为720像素，高度为576像素)，也可以是其他一些更小的尺寸。

或者，摄像机是标清摄像机，其拍摄得到的视频信号就是标清视频信号，则预定尺寸可以是一些比标清视频图像的尺寸更小的尺寸。

只要摄像机拍摄得到的视频信号的图像的尺寸比预定尺寸大即可，本发明对此不做限定。

本发明实施例的课程录制系统中，使用一台摄像机以固定机位拍摄教师在授课时的活动范围全景，显然拍摄到的全景中始终包括教师，然后通过采集装置采集该视频信号得到各帧视频图像后，再由分析处理装置按照预定尺寸，从各帧视频图像中截取包含有教师的画面并形成视频文件，这样，在拍摄过程中无需专门配备相应的摄像人员来调整摄像机，从而节省了人力资源，并且，也避免了由于摄像人员的操作失误而带来的录课内容不理想的问题，达到了理想的拍摄、录课效果。

实施例二

如图2所示，实施例一中的分析处理装置30可以包括：定位模块302和截取模块304，其中：

定位模块302，用于在每一帧视频图像中，定位教师的位置；

截取模块304，用于根据定位模块定位出的本帧视频图像中教师的位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面。

另外，截取模块304在从一帧视频图像中截取一个画面时，还可以根据定位模块定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面。这样，由于还综合考虑了上一帧视频图像中截取出的图像的截取位置，使得相邻画面之间的转换不会太突然，比较平缓。

在实际实施过程中，定位模块在一帧视频图像中定位教师的位置的方式可以有多种，例如：可以利用人脸识别技术，识别出教师的脸，从而即可确定教师的位置；或者，还可以利用运动检测技术确定出场景中教师的位置。本发明对此不做限定。

截取模块在截取到一个画面后，还可以再传送给视频编码器进行压缩编码后形成视频文件，因此，如图3所示，分析处理装置30还包括视频编码器306，该视频编码器用于将截取模块304截取出的画面压缩到相应的视频文件中。

实施例三

图4示出了根据本发明的实施例三的视频处理装置的结构示意图，该装置可以应用于课程录制系统中，其包括：采集模块10′和分析处理模块20′，其中：

采集模块10′，用于采集视频信号(可以是摄像机以固定机位拍摄教师在授课时的活动范围全景得到的视频信号)，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理模块20′；

分析处理模块20′，用于按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件。

其中，如图5所示，分析处理模块20′包括：

定位模块202′，用于在每一帧视频图像中，定位教师的位置；

截取模块204′，用于可以采用以下两种方式之一从一帧视频图像中截取出包含有教师的画面：

方式一：根据定位模块定位出的本帧视频图像中教师的位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面。

方式二：根据定位模块定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面。这样，由于还综合考虑了上一帧视频图像中截取出的图像的截取位置，使得相邻画面之间的转换不会太突然，比较平缓。

显然，在实际应用中，在截取模块截取出画面后还可以传送给视频编码器，由视频编码器将该画面压缩后放到视频文件中。

实施例四

实施例一和二中的课程录制系统的录课方法的处理流程，如图6所示，包括以下步骤：

步骤S602，机位固定的摄像机拍摄教师活动范围的全景，将拍摄得到的视频信号传送到采集装置；

例如，使用高清摄像机，固定机位，拍摄全景，确保教师上课时总是在拍摄范围内。

步骤S604，采集装置采集视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理装置；

例如，采集装置可以是视频采集卡。使用高清视频采集卡采集高清视频信号。

步骤S606，分析处理装置按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件后存储到存储装置中。

例如，分析处理装置可以由软件实现，也可以由硬件实现。

在实际实施步骤S606的过程中，分析处理装置要想实现按照预定尺寸，从一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，可以对每一帧视频图像都按如下步骤处理：

步骤1：在本帧视频图像中，定位教师的位置；

例如，使用图像识别技术(如人脸识别、运动检测等)，定位教师所在位置。

步骤2：根据定位出的本帧视频图像中教师的位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面，或者，根据定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面。

例如，上述预定尺寸可以为标清视频图像的尺寸，则截取的画面的尺寸符合标清视频图像尺寸。

步骤3：将截取到的画面作为输出画面，送到视频编码器进行编码压缩后封装到视频文件中。

例如，最终输出的是标清尺寸的录课视频。

本发明实施例的方法在实际应用时，可以使用一台高清摄像机机位固定地拍摄教师活动范围全景，并对拍摄的高清视频信号进行采集，采集到的高清视频图像经分析处理装置自动进行分析处理，通过视频图像识别技术在每一帧视频图像中定位教师的当前位置，然后按照标清视频图像的尺寸要求(如PAL制标清视频图像的要求：宽度为720像素，高度为576像素)，截取包括教师的画面，然后将截取到的画面压缩到视频文件中，最终输出到存储装置进行保存。

实施例五

实施例三中的视频处理装置的录课方法的处理流程，如图7所示，包括以下步骤：

步骤S702，采集视频信号，得到各帧视频图像；

步骤S704，按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面，并将截取出的各个画面形成视频文件。

具体地，步骤S704中按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面可以按照以下步骤进行：

步骤1：在每一帧视频图像中，定位教师的位置；

步骤2：根据定位出的本帧视频图像中教师的位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面，或者，根据定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面。

在步骤2之后，还可以将截取的画面进行压缩编码后，封装到视频文件中。

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：使用一台摄像机以固定机位拍摄教师在授课时的活动范围全景，显然拍摄到的全景中始终包括教师，然后通过采集装置采集该视频信号得到各帧视频图像后，再由分析处理装置按照预定尺寸，从每一帧视频图像中截取一个包含有教师的画面并形成视频文件，这样，在拍摄过程中无需专门配备相应的摄像人员来调整摄像机，从而节省了人力资源，并且，也避免了由于摄像人员的操作失误而带来的录课内容不理想的问题，达到了理想的拍摄、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 (4)

1.一种基于固定机位的课程录制系统，其特征在于，包括：

摄像机，其机位固定，用于拍摄教师活动范围的全景，将拍摄得到的视频信号传送到采集装置；

所述采集装置，用于采集所述视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理装置；

所述分析处理装置，包括定位模块、截取模块和视频编码器，其中，

所述定位模块，用于在每一帧视频图像中，定位教师的位置；

所述截取模块，用于根据所述定位模块定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面；

所述视频编码器，用于将所述截取模块截取出的画面进行压缩，形成视频文件后传送到存储装置；

所述存储装置，用于存储视频文件。

2.一种视频处理装置，用于课程录制系统中，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理模块；

所述分析处理模块，包括：定位模块、截取模块和视频编码器，其中，

所述定位模块，用于在每一帧视频图像中，定位教师的位置；

所述截取模块，用于根据所述定位模块定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面；

所述视频编码器，用于将所述截取模块截取出的画面进行压缩后形成视频文件。

3.一种录课方法，其特征在于，包括：

机位固定的摄像机拍摄教师活动范围的全景，将拍摄得到的视频信号传送到采集装置；

所述采集装置采集所述视频信号，将采集到的各帧视频图像传送到分析处理装置；

所述分析处理装置中的定位模块在每一帧视频图像中，定位教师的位置；

所述分析处理装置中的截取模块根据定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面并将截取出的各个画面形成视频文件后存储到存储装置中。

4.一种录课方法，其特征在于，包括：

采集视频信号，得到各帧视频图像；

在每一帧视频图像中，定位教师的位置；

根据定位出的本帧视频图像中教师的位置、以及从上一帧视频图像中截取的画面的截取位置，以教师为核心，从本帧视频图像中截取一个尺寸为预定尺寸的画面并将截取出的各个画面形成视频文件。