CN106331566A - 一种基于互联网即时通讯技术的教学终端 - Google Patents

Abstract

一种基于互联网即时通讯技术的教学终端，其组成包括：图像采集模块1、视频编解码器2、音频编解码器3、通讯协议栈4、文件存储管理器5，其中音频和视频编码器均采用x264的开源库，编译后封装成一个数据源，以供在本地调用，然后添加相应的配置即可使用。通过即时视频通讯技术实现交互式教学的教学终端，满足了教学需求，实现教师与学生的即时互动交流，而且该系统基于移动互联网通讯技术，可以实现手机、平板电脑等智能移动端的链接共享，减少了传统远程教学系统的诸多限制。结构简单，设计合理，系统稳定，为远程教学和伴学系统提供了即时通讯渠道，节省时间，方便教师与学生之间的即时互动。

Description

一种基于互联网即时通讯技术的教学终端

技术领域

本发明涉及一种即时通讯终端，特别涉及一种基于互联网即时通讯技术的教学终端。

背景技术

目前，采用较为广泛的远程多媒体交互式教学系统，可以通过压缩教学现场的视频、音频以及同步浏览课件等形式，形成教学资源，利用网络实时传送到远端学生的电脑上，学生可以及时共享教学资源、通过文字交流等方式实现远程互动教学。

远程多媒体教学系统适用于多种网络环境，也可应用在企业、事业单位、军队等处的远程实时互动式教学培训等方面；能实现教师端与远端教室进行实时互动，在视频方面，教师能够把自己的视频上传到系统中，在音频方面，教师能单独与某个学生对话，或作为公共语音讲解等方式，也能把主播室计算机屏幕操作、电子白板信息及时传到远端。

但由于远程教学系统往往建立在多数学生与教师之间，受到教学资源传输质量和资源大小的限制，经常出现图象断续卡顿，声音与图像不同步，延时较大等问题。而且系统本身存在有严格的权限管理。在教学中，教师与学生的交流受到限制。

发明内容

为解决上述技术难题，本发明的提供了一种能够在教学过程中，通过即时视频通讯技术实现交互式教学的教学终端，满足了教学需求，实现教师与学生的即时互动交流，而且该系统基于移动互联网通讯技术，可以实现手机、平板电脑等智能移动端的链接共享，减少了传统远程教学系统的诸多限制。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于互联网即时通讯技术的教学终端，其组成包括：图像采集模块1、视频编解码器2、音频编解码器3、通讯协议栈4、文件存储管理器5，其中音频和视频编码器均采用x264的开源库，编译后封装成一个数据源，以供在本地调用，然后添加相应的配置即可使用。

所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学终端，其特征在于所述的图像采集模块1包括：视图组件、视图容器组件、布局组件以及布局参数模块组成。

所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学终端，其特征在于所述的视频编解码器2采用双缓冲和多线程处理技术，使得图像的采集、压缩和传输可以并发执行，从而提高编解码器整体性能。

所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学终端，其特征在于所述的通讯协议栈4即支持基于wifi的通讯，也支持基于3G的通讯，结合使用RTSP协议和RTP，传输实时视频流。

所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学终端，其特征在于所述的文件存储管理器5采用嵌入式SQLite轻量级数据库，为实现保存视频文件到存储器提供了保证。

本发明的编码器压缩模块为了缩短压缩的时间，提高CPU的使用效率，采用了双缓冲和多线程同步编码处理，使得图像的采集、压缩和传输可以并发执行，从而提高了软件的整体性能。其中，视频编解码器将从摄像头上采集的各帧视频图像分别存放到视频源缓冲区，压缩处理模块将视频源缓冲区的图像进行压缩，并把压缩后的图像分别保存到压缩视频缓冲区。采集线程等待多个视频源缓冲区中至少有一个为空时继续进行采集，压缩线程则需等待视频源缓冲区至少有一个为满并且压缩视频缓冲区至少有一个为空时才进行压缩。

将所有使用压缩后的视频数据的线程排成一个队列，它们可以同时使用非空的压缩视频缓冲区的视频数据。当最后一个线程使用完压缩视频缓冲区后，向视频采集线程发出采集下一帧的命令。从缓冲区中取走数据，将缓冲区的状态置空，向缓冲区中放入数据，将缓冲区的状态置满。视频的解压缩采用了多线程技术。音频数据的采集压缩和解压缩过程同于视频数据。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，设计合理，系统稳定，为远程教学和伴学系统提供了即时通讯渠道，节省时间，方便教师与学生之间的即时互动。

本发明中编码器采用了双缓冲和多线程同步编码处理，提高了音频和视频数据的压缩速率，压缩时间短。

本发明便于携带，基于无线通讯技术，实现了实时通讯，同时可以连接可移动智能设备，实现数据共享和转换。

附图说明

图1为本发明的原理结构图；

图2为视频压缩模块压缩线程示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

一种基于互联网即时通讯技术的教学终端，其组成包括：图像显示模块1、视频编解码器2、音频编解码器3、通讯协议栈4、文件存储管理器5，其中音频和视频编码器均采用x264的开源库，编译后封装成一个JNI，以供JAVA在本地调用，然后添加相应的配置即可使用。

上述的图像显示模块1包括：视图组件、视图容器组件、布局组件以及布局参数模块组成。

上述的视频编解码器2采用双缓冲和多线程处理技术，使得图像的采集、压缩和传输可以并发执行，从而提高编解码器整体性能。

上述的通讯协议栈4即支持基于wifi的通讯，也支持基于3G的通讯，结合使用RTSP协议和RTP，传输实时视频流。

上述的文件存储管理器5采用嵌入式SQLite轻量级数据库，为实现保存视频文件到存储器提供了保证。

本发明的编码器压缩模块为了缩短压缩的时间，提高CPU的使用效率，采用了双缓冲和多线程同步运算处理方式，使得图像的采集、压缩和传输可以并发执行，从而提高了软件的整体性能。其中，视频编解码器将从摄像头上采集的各帧视频图像分别存放到视频源缓冲区，压缩处理模块将视频源缓冲区的图像进行压缩，并把压缩后的图像分别保存到压缩视频缓冲区。采集线程等待多个视频源缓冲区中至少有一个为空时继续进行采集，压缩线程则需等待视频源缓冲区至少有一个为满并且压缩视频缓冲区至少有一个为空时才进行压缩。

将所有使用压缩后的视频数据的线程排成一个队列，它们可以同时使用非空的压缩视频缓冲区的视频数据。当最后一个线程使用完压缩视频缓冲区后，向视频采集线程发出采集下一帧的命令。从缓冲区中取走数据，将缓冲区的状态置空，向缓冲区中放入数据，将缓冲区的状态置满。视频的解压缩采用了多线程技术。音频数据的采集压缩和解压缩过程同于视频数据。

Claims (5)

1.一种基于互联网即时通讯技术的教学系统，其组成包括：图像显示模块(1)、视频编解码器(2)、音频编解码器(3)、通讯协议栈(4)、文件存储管理器(5)，其中音频和视频编码器均采用x264的开源库，编译后封装成一个JNI，以供JAVA在本地调用，然后添加相应的配置即可使用。

2.根据权利要求1所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学系统，其特征在于所述的图像显示模块(1)包括：视图组件、视图容器组件、布局组件以及布局参数模块组成。

3.根据权利要求1所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学系统，其特征在于所述的视频编解码器(2)采用双缓冲和多线程处理技术，使得图像的采集、压缩和传输可以并发执行，从而提高编解码器整体性能。

4.根据权利要求1所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学系统，其特征在于所述的通讯协议栈(4)即支持基于wifi的通讯，也支持基于3G的通讯，结合使用RTSP协议和RTP，传输实时视频流。

5.根据权利要求1所述的一种基于互联网即时通讯技术的教学系统，其特征在于所述的文件存储管理器(5)采用嵌入式SQLite轻量级数据库，为实现保存视频文件到存储器提供了保证。