CN106056988A

CN106056988A - 一种多功能录播设备

Info

Publication number: CN106056988A
Application number: CN201610429316.1A
Authority: CN
Inventors: 陈�胜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2016-10-26

Abstract

一种多功能录播设备，涉及到在线教育视频录播技术领域。解决现有录播设备采用后期编辑合成的技术方案，要消耗大量的人力和时间，或者后台人工导播存在设备成本高，操作精确性差，操作不便的技术不足，包括有：视频源接口模块、画面布局模块、视频源转换模块、音频输入模块、控制模块、录制模块、直播输出模块、显示模块和音频输出模块；控制模块：由讲课者通过手持无线设备或语音发出控制指令，用以实现所述画面布局模块中各视频信号的控制，录制模块的录制过程控制，画面布局模块画面样式的控制，PC信号的控制；讲课者可以通过本发明控制模块，在讲课的同时，进行导播及相关录播控操作制，同步完成录播工作，简化了录播设备的构成模块，大幅减少录播设备、录播系统的投资。

Description

一种多功能录播设备

技术领域

本发明涉及到在线教育视频录播技术领域。

背景技术

在线教育行业的发展，需要把更多课堂教学转化为视频资源。课堂教学通常需要采集多个场景的视频源和VGA/DVI/HDMI信号，在后期编辑或者录制过程中合成一个完整的视频。采用后期编辑合成的技术方案，要消耗大量的人力和时间。采用录制过程合成的技术方案，一般采用后台的人工导播合成，以及基于图像识别、红外侦测等方法的自动场景跟踪切换，实现录制视频的合成。如授权公告号：CN103177615B所提出的一种基于云计算技术的录播系统，其云录播一体机采集音视频信号和VGA信号，形成完整的多媒体课件，而不是单个独立的视频文件，如果切换场景，则要用后台导播人工控制方式或全自动图像跟踪方式。如果采用后台人工导播，则需要导播提前熟悉教学内容，并且与讲课者默契配合，需要额外的人力投入，增加了录制难度。如果采用图像识别、红外侦测等方法的自动场景跟踪切换，往往造成大量的无效切换，出现较多的废镜头。

事实上，课堂教学是一种特别的应用场景，讲课者即是场景的主角，也是录制视频的导演。最佳的解决方案，应该把录制视频的导播控制交给讲课者，在不增加讲课负担的情况下，自演自录，才能录制出符合讲课者意图的视频。基于这个目的，有必要发明一种多功能的录播设备，用以解决当前技术的不足，满足大量课堂资源录制的需要。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于解决现有录播设备采用后期编辑合成的技术方案，要消耗大量的人力和时间，或者后台人工导播存在设备成本高，操作精确性差，操作不便的技术不足，而提出一种多功能录播设备。

为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：一种多功能录播设备，其特征在于所述设备包括有：视频源接口模块、画面布局模块、视频源转换模块、音频输入模块、控制模块、录制模块、直播输出模块、显示模块和音频输出模块；其中

视频源接口模块：用以接入两个以上摄像采集设备对不同场景采集的原始视频信号和一路PC信号；

画面布局模块：用以定义录制视频的画面样式和显示比例，画面样式是在一个视频画面上同时显示一个以上视频信号的形式和显示位置；显示比例是根据录制画面的尺寸和显示样式，把一个以上视频信号和PC信号按比例转换并显示在同一个录制画面；

视频源转换模块：用以把视频源接口模块接入的原始视频信号，转换为所述画面布局模块中指定的位置、显示比例和尺寸；

音频输入模块：用于实现音频信号的采集，为录制模块提供音频输入信号；

控制模块：由讲课者通过手持无线设备或语音发出控制指令，用以实现所述画面布局模块中各视频信号的控制，录制模块的录制过程控制，画面布局模块画面样式的控制，PC信号的控制；

录制模块：从所述画面布局模块、所述视频源转换模块、音频输入模块接收实时音视频数据，采用H.264或H.265编码方式进行编码；

直播输出模块：用于将录制模块编码输出的GOP数据包实时上传到指定的互联网服务器，在录制的同时直播；

显示模块：显示模块包括两个部分：第一部分是用于将录制模块编码输出的录制画面进行显示，按所述画面布局模块的显示样式，接收各视频源信号，并显示在一个显示屏上；第二部分是把PC信号通过视频输出接口，连接外部视频设备，单独显示在投影幕或投影屏上；

音频输出模块：连接PC的音频输出接口，通过功放、音箱外部设备，实现PC的音频信号播放。

作为本发明进一步限定的技术方案包括有：

所述的视频源接口模块为USB3.0及以上的视频传输接口；视频源接口模块分别通过USB3.0及以上的数据传输线与视频采集设备和PC连接。

所述的画面布局模块采用1920*1280的视频帧幅，定义录制视频的画面样式包括有单画面、画中画及三分屏；由控制模块遥控切换三种画面样式。

所述的视频源转换模块在当原始信号的帧幅与所述画面布局模块中指定尺寸一致时，则无需转换；当原始信号的帧幅大于所述画面布局模块中指定尺寸时，则要压缩原始信号；当原始信号的帧幅小于所述画面布局模块中指定尺寸时，则要放大原始信号；原始信号压缩和放大带来的图像失真，分别对图像进行锐化和模糊处理。

所述的音频输入模块采用吊顶的麦克风阵列采集课堂的音频信号，经过数字混音和调音台，输送至所述的录制模块；或者采用无线麦克采集讲课者和学生的音频信号，经过数字调音，输送至录制模块。

所述的控制模块通过红外遥控或语音识别控制对画面布局模块、录制模块及PC进行控制；对画面布局模块的控制包括有视频信号切换和画面样式；对录制模块的控制包括有开始录制、暂停录制、和结束录制相关操作；对PC的控制包括有文档的打开、关闭、播放及翻页的操作。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1、讲课者可以通过本发明控制模块，在讲课的同时，进行导播及相关录播控操作制，同步完成录播工作，简化了录播设备的构成模块，大幅减少录播设备、录播系统的投资。

2、取消后台导播，减少后期编辑工作量，降低了视频录制的人力和时间投入，使人人都可以轻松实现视频录制。

3、把视频录制的控制权交给讲课者，画面控制准确，使录制的视频更符合录制人的意愿，提高了录制视频的质量。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明录制的视频画面样式为单画面时的示意图；

图3为本发明录制的视频画面样式为画中画时的示意图；

图4为本发明录制的视频画面样式为三分屏时的示意图。

具体实施方式

以下结合附图本发明优选的具体实施例对本发明作进一步地说明。

参照图1中所示，本发明提供的一种多功能录播设备，包括：视频源接口模块、画面布局模块、视频源转换模块、音频输入模块、控制模块、录制模块、直播输出模块、显示模块和音频输出模块。

视频源接口模块：用以接入两个以上摄像采集设备对不同场景采集的原始视频信号和一路PC信号；本发明的一个实施例中，视频源采集优选采用USB3.0及以上的视频传输接口，该接口的实际传输速率大约是3.2Gbps（即320MB/S)，考虑若干个视频源共用通道，该接口的实际传输速率不低于100MB/S，可完全支持1080P的视频信号采集和录制。特别的，USB3.0设备对传输线有较高的要求，如果超过8米，需要加信号扩大器。本发明的本发明的一种多功能录播设备，包括最长18米的USB3.0数据传输线。

画面布局模块：用以定义录制视频的画面样式和显示比例，画面样式是在一个视频画面上同时显示若干个视频信号的形式和显示位置。单画面即录制画面只显示一个视频源或者VGA/DVI/HDMI信号；双画面，一大一小，同时显示两个视频源，或者一个视频源和VGA/DVI/HDMI信号；三画面，同时显示两个视频源和PC信号。其他画面样式以此类推，显示画面增多，将增加画面控制的复杂度。本发明优选的是不超过三画面的样式。显示比例是根据录制画面的尺寸和显示样式，把若干个视频信号和PC信号按比例分配在同一个录制画面。显示比例可以自定义，但考虑视频输出的兼容性，本发明优选的PC信号显示比例采用4:3，其他视频源采用4:3或16:9，画面其余部分在不影响画面构图的视觉效果下，采用黑色框填充。

视频源转换模块：用以把视频采集的原始信号，转换为所述画面布局模块中指定的位置、显示比例和尺寸。如果原始信号的帧幅与所述画面布局模块中指定尺寸一致，则无需转换。如果原始信号的帧幅大于所述画面布局模块中指定尺寸，则要压缩原始信号。如果原始信号的帧幅小于所述画面布局模块中指定尺寸，则要放大原始信号。压缩和放大带来的图像失真，要分别对图像进行锐化和模糊处理。

音频输入模块：用于实现音频信号的采集。技术方案包括两种：第一种是采用吊顶的麦克风阵列采集课堂的音频信号，经过数字混音和调音台，输送至录制模块。第二种是采用无线麦克采集讲课者和学生的音频信号，经过数字调音，输送至录制模块。考虑到减轻讲课者的负担，本发明实例优选的采用第一种音频处理方案。

控制模块：由讲课者通过手持无线设备或语音发出控制指令，用以实现所述画面布局模块中各视频信号的控制。包括：录制过程控制、画面样式的控制、PC信号的控制。其中录制过程控制包括：开始录制、暂停录制和结束录制。画面样式的控制包括单画面、双画面、三画面的切换，PC信号的控制包括对所显示内容的操作，如打开和关闭各类文档、播放、翻页等。所述控制模块采用两种形式：红外遥控和语音识别。其中红外遥控为软硬件结合方案，操作简单、传输稳定、可控程度较高。语音识别方案接收所述的音频输入模块，自动识别出讲课者的控制语句，对应执行控制指令。

录制模块：从所述画面布局模块、所述视频源转换模块、音频输入模块接收实时音视频数据，采用H.264或H.265编码方式进行编码。特别的，本发明的实施例采用了基于H.264/h.265的混合编码技术，以进一步降低录制视频的体积。具体实施方法是从所述画面布局模块获得编码帧的信号源组成，如果画面包含多视频源信号，则对视频信号进行大区块编码。由于混合编码不是本发明的主要部分，不多做阐述，具体编码方法见本发明人所提出的“一种多信源视频编码方法和装置”。

直播输出模块：用于将编码的GOP数据包实时上传到指定的互联网服务器，在录制的同时直播。

显示模块：显示模块包括两个部分：第一部分是录制画面的显示，按所述画面布局模块的显示样式，接收各视频源信号，并显示在一个显示屏上。第二部分是把PC信号通过VGA/DVI/HDMI接口，连接投影仪等外部设备，单独显示在投影幕或投影屏上。

音频输出模块：连接PC的音频输出接口，通过功放、音箱等外部设备，实现PC的音频信号播放。

频源接口模块连接外部多个视频采集源和一路PC信号，其中PC信号的音频输出连接到所述音频输出模块，视频信号和PC视频信号连接至所述画面布局模块、视频源转换模块。

音频输入模块通过混音和调音器连接外部麦克风阵列或无线麦克风，将获得的音频信号传输到所述的录制模块。

控制模块接收讲课者发出的控制指令，分别控制画面布局模块和录制模块，视频源转换模块则根据画面布局模块动态的转换视频源信号。

录制模块根据接收的录制控制指令，执行启动、暂停和停止动作。在录制状态，接收所述画面布局模块、视频源转换模块的画面布局和视频数据，根据画面大区块划分，执行混合编码。编码后的图像包GOP一方面保存本地，另一方面，输出值直播输出模块。

显示模块与录制模块同步接收画面布局模块、视频源转换模块的画面布局和视频数据，显示模块分量部分，第一部分是把接收画面布局模块、视频源转换模块的画面布局和视频数据显示在一个外接显示屏上。第二部分是把PC视频信号通过外接投影设备显示在投影屏或投影幕。

Claims

1.一种多功能录播设备，其特征在于所述设备包括有：视频源接口模块、画面布局模块、视频源转换模块、音频输入模块、控制模块、录制模块、直播输出模块、显示模块和音频输出模块；其中

2.根据权利要求1所述的一种多功能录播设备，其特征在于：所述的视频源接口模块为USB3.0及以上的视频传输接口；视频源接口模块分别通过USB3.0及以上的数据传输线与视频采集设备和PC连接。

3.根据权利要求1所述的一种多功能录播设备，其特征在于：所述的画面布局模块采用1920*1280的视频帧幅，定义录制视频的画面样式包括有单画面、画中画及三分屏；由控制模块遥控切换三种画面样式。

4.根据权利要求1所述的一种多功能录播设备，其特征在于：所述的视频源转换模块在当原始信号的帧幅与所述画面布局模块中指定尺寸一致时，则无需转换；当原始信号的帧幅大于所述画面布局模块中指定尺寸时，则要压缩原始信号；当原始信号的帧幅小于所述画面布局模块中指定尺寸时，则要放大原始信号；原始信号压缩和放大带来的图像失真，分别对图像进行锐化和模糊处理。

5.根据权利要求1所述的一种多功能录播设备，其特征在于：所述的音频输入模块采用吊顶的麦克风阵列采集课堂的音频信号，经过数字混音和调音台，输送至所述的录制模块；或者采用无线麦克采集讲课者和学生的音频信号，经过数字调音，输送至录制模块。

6.根据权利要求1所述的一种多功能录播设备，其特征在于：所述的控制模块通过红外遥控或语音识别控制对画面布局模块、录制模块及PC进行控制；对画面布局模块的控制包括有视频信号切换和画面样式；对录制模块的控制包括有开始录制、暂停录制、和结束录制相关操作；对PC的控制包括有文档的打开、关闭、播放及翻页的操作。