CN107731032A - 一种音视频切换方法、装置以及远程多点互动教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种音视频切换方法、装置，切换方法包括如下步骤：将多点远程交互网络中各教室的音视频信号同步部署至云端,并进行统一的分析；根据分析结果通过预先设定好的程序或方法对多点远程交互网络中各教室同步部署至云端的音视频信号和/或显示模式进行切换；最后分别发送到多点远程交互网络中的不同教室进行解码或/和显示或/和录播或/和直播或/和点播。通过本发明能够简单地实现两个及以上不同教学点或终端的主画面自动切换效果；通过统一的跟踪和音视频信号切换机制和策略，对所有信号进行统一调配，实现多点远程互动教学过程图像智能全自动切换效果，获得了全自动完美同步切换；切换装置实现了切换方法相同的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体教学领域、计算机软件、视频会议等领域，特别涉及一种音视频切换方法、装置以及远程多点互动教学系统。
背景技术
随着信息技术的蓬勃发展，通过互联网、局域网、城域网、校园网等技术为载体的远程互动教学技术逐步成熟。各种软件、硬件的直播、点播平台、视频会议和互动教学平台多种多样。
如图1(a)-(b)所示是点对点远程互动教学系统的拓扑结构示意图，其中包括2间教室；在每间教室中均部署4个摄像头，分别是摄像1～4和摄像5～8，分别用以采集教师特写、教师全景、同学特写、同学全景等等视频影像；同时在每间教室均部署1台电脑，用于播放课件、影音资料等；在每间教室部署一台具有教师和同学图像自动分析和切换功能的导播设备，用于对本地教室的老师及同学状态进行分析，并对摄像机、电脑或板书的视频信号进行切换。以教室1主讲举例，导播通过将切换后的画面分别输出到视频会议终端1，视频会议终端1用以对收到的音视频信号进行编码并发送到视频会议终端2进行解码，然后信号作为远端画面在显示设备2上进行显示。
此过程中，导播在教室1中的具体功能是切换摄像1～4、电脑PPT或板书1的音视频信号，导播会通过预先设定的跟踪程序对老师和同学图像进行跟踪，导播通常根据图像识别技术或红外等技术进行判定主副画面。例如，教室1本地教学互动中，教师1提出某个问题，需要同学们回答，此刻若干同学举手示意回答，教师点名同学1-1起立回答问题，同学起立时，同学摄像机则会通过识别系统锁定同学1-1的特写画面，回答问题的过程中同学1-1的特写画面则作为主画面进行显示/录播等，当同学1-1回答问题后，画面则根据老师所在的位置自动切换到教师1或/和电脑或/和板书画面。
现有技术中，在本地(教室1)内进行音视频拍摄和录制过程中可实现完全自动化切换老师特写或跟踪及学生特写或跟踪画面，当设备开启后无需人员进行手动切换等操作，但在点对点远程互动教学过程中，由于教室2中的导播采用的图像、红外灯跟踪和切换机制均针对本地音视频的切换设计，因此两间教师的音视频信号无法统一切换，视频会议终端2收到的教室1经过切换的图像后并没有相关机制或者程序对此路音视频信号进行切换或管理，往往只是把此路画面固定显示在显示设备的某个显示区域。而在实践中，当老师授课时，老师作为多点互动网络中所有教室的主画面进行显示，其内容应该包括教师的特写、跟踪、电脑及其它画面；多点互动网络中任意一间教室的同学回答问题时，此刻此同学应作为多点互动网络中所有教室的主画面进行显示，同时除老师和正在互动同学所在教室以外的其它教室同学应能看到以互动同学为主，老师为辅的互动画面场景。
上述场景中，目前无法解决远程多点互动教学的主辅画面全自动完美同步切换问题，其根本问题在于本地导播设备无法统一分析管理和切换其它教室画面。对于用户而言，即2个及以上不同教学点或终端的主辅画面的完美自动切换效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种可实现云端同步管理和控制不同教学点或终端的主辅画面全自动切换的完美效果的音视频切换方法。
解决上述技术问题，本发明提供了一种音视频切换方法，包括如下步骤：
将多点远程交互网络中各教室的音视频信号同步部署至云端,并进行统一的分析；
根据分析结果通过预先设定好的程序或方法对多点远程交互网络中各教室同步部署至云端的音视频信号和/或显示模式进行切换；
最后分别发送到多点远程交互网络中的不同教室进行解码或/和显示或/和录播或/和直播或/和点播。
所述多点远程交互网络中各教室包括两个或两个以上的教室或教学终端。
所述音视频信号包括：分为图像信号、内容信号和控制信号，图像信号主要包括多点远程交互网络中教师和同学的音视频信号；内容信号主要包括电脑、板书、其它信号；控制信号主要包括识别信号、现场感知信号、分析结果信号及除图像信号和内容信号以外的其它信号等。
所述图像信号包括主讲教室信号和远程听课教室信号。
所述显示包括各种显示设备和虚拟显示设备等。
所述交互网络中各教室的音视频信号包括各教室本地分析并切换后的主讲教室音视频信号和/或远程听课教室音视频信号。
所述多点远程交互网络中的音视频信号为同步交互信号。
上述音视频切换方法，还包括：分屏模式和单屏模式；
所述分屏模式还包括多画面轮询模式；
所述分屏模式，用以将多点远程交互网络中各教室的显示设备进行单屏、2分屏……或者N分屏进行显示的模式；
所述单屏模式，用以自动执行不同场景主画面显示的切换模式。
所述单屏模式包括画中画模式。
上述音视频切换方法，所述主讲教室和远程听课教室可根据预先设定好的程序或方法自动实时切换，当A教室中教师授课时，A教室为主讲教室；当B教室中教师授课时，B教室为主讲教室；若干间教室同一堂课可以实时自动切换为主讲教室或远程听课教室。
所述主讲教室信号包括主讲教师全景和特写信号，包括主讲教室同学全景和特写信号，主讲教室电脑、板书信号及其它信号。
所述远程听课教室信号包括听课教室教师全景和特写信号，包括听课教室同学全景和特写信号，听课教室电脑、板书信号及其它信号。
上述音视频切换方法，当主讲教室中主讲教师在特定区域走动时，切换主讲教室中主讲教师的全景画面或跟踪特写画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示。
上述音视频切换方法，当主讲教室中主讲教师特定在某一设定区域时，切换主讲教师的特写画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室中主讲教师开始板书时，切换主讲教室中板书画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室中主讲教师操作电脑时，切换主讲教室中电脑信号到所述远程听课教室或和/或主讲教室主画面显示。
以及当检测主讲教室或远程听课教室完成板书或电脑操作，将画面切换至所述主讲教室主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
上述音视频切换方法，当检测到主讲教室中主讲教师与远程听课教室的同学进行互动时，切换所述远程听课教室互动同学的特写画面或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室或/和主讲教室的主画面显示；
所述切换所述远程听课教室互动同学的特写画面或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室或/和主讲教室的主画面显示中的切换是指提前的或同步的，而非滞后的，所述滞后的是指互动同学开始互动后才切换。
以及当检测主讲教室的主讲教师或远程听课教室同学完成互动，将画面切换至所述主讲教室中主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
所述主讲老师与远程听课教室的同学进行互动包括主讲教室的主讲教师提问，主讲教室或远程听课教室同学举手回答过程中，当老师提问时切换主讲教室主讲老师的特写或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室或远程听课教室同学回答问题时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的特写或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室或远程听课教室同学板书时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的板书画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室或远程听课教室同学进行示范操作时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的示范操作画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
所述示范操作包括操作电脑及其它教学器具和实验、实训设备等。
上述音视频切换方法，当检测到主讲教室与主讲教室的同学进行互动时，切换所述主讲教室互动同学的特写画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
以及当检测主讲教室与主讲教室的同学完成互动，将画面切换至所述主讲教室主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
本发明还提供一种音视频切换装置，包括主讲教室和远程听课教室分析切换装置和云端分析切换装置。
所述主讲教室和远程听课教室分析切换装置后称为：本地装置；
所述云端分析切换装置后称为：云端装置。
所述音视频切换装置的特点是通过本地装置和云端装置的连接，本地装置负责对本地现场的感知，并将感知状态的结果发送到云端装置，云端装置负责对多点互动网络中所有教室的状态进行感知和分析，通过对多点互动网络中各间教室现场状态进行统一调配音视频信号，使多点互动教学过程真正实现同一间教室的教学感受。
所述本地装置分别部署在用以对多点远程交互网络中主讲教室和听课教室，对所述主讲教室和听课教室状态进行分析、跟踪目标，并将切换控制后的音视频信号和控制信号同步至云端装置。
所述云端装置对多点远程交互网络中本地装置所切换后的音视频信号和/或控制信号根据预先设定的程序或方法进行统一管理和部署至多点远程交互网络中主讲教室和远程听课教室的音视频进行解码/显示/直播/点播/录播等。
所述音视频信号包括：图像信号、内容信号和控制信号，图像信号主要包括多点远程交互网络中教师和同学的音视频信号；内容信号主要包括电脑、板书、其它信号；控制信号主要包括识别信号、现场感知信号、分析结果信号及除图像信号和内容信号以外的其它信号等。
所述统一管理和部署至多点远程交互网络中主讲教室或远程听课教室的音视频信号是按需分发的，可以是一致的，也可是不同的。
所述本地装置部署在多点远程交互网络中主讲教室或远程听课教室，云端装置部署在多点远程交互网络中云端，所述云端装置与所述本地装置相连，进行控制信号和音视频信号的同步。
所述跟踪目标包括主讲教室和远程听课教室的老师、同学、板书、电脑、教学设备及其它感知装置。
所述音视频切换装置还包括将多点互动网络中所有教室的图像信号和内容信号直接部署到云端，在云端进行分析和切换的装置。
本发明的有益效果：
在本发明中由于方法包括将多点远程交互网络中各教室的音视频信号同步部署至云端,并进行统一的分析；根据分析结果通过预先设定好的程序或方法对多点远程交互网络中各教室同步部署至云端的音视频信号和/或显示模式进行切换；最后分别发送到多点远程交互网络中的不同教室进行解码或/和显示或/和录播或/和直播或/和点播。所述多点远程交互网络中各教室包括两个或两个以上的教室或教学终端。所述音视频信号包括：分为图像信号、内容信号和控制信号，简单地实现了两个及以上不同教学点或终端的主画面自动切换的效果。
在本发明中的音视频切换装置，由于包括主讲教室和远程听课教室分析切换装置和云端分析切换装置。通过上述装置统一的图像跟踪和音视频信号切换机制和策略，对所有摄像信号、内容信号和控制信号进行统一调配，实现多点远程教学过程无需人员值守的图像自动切换效果，并且实现了一人主讲，在远端的多个教学点的同学都能听讲和互动的效果，解决了基层技术和师资力量薄弱的问题；解决远程多点互动教学工作带来一些具体的困难和障碍。
特别地，可以每个学校的环境都各有不同，本发明中的系统都能够适应任何场景，更适合当前学校实际情况，同时也能为学校节省更多不必要的经费支出，是实用性非常高的解决方案和方法。
附图说明
图1(a)是现有技术中点对点远程互动教学系统的拓扑结构示意图；
图1(b)是现有技术中多点远程互动教学系统的拓扑结构示意图；
图2是本发明一实施例中的方法流程示意图；
图3是图2中的优选实施方式流程示意图；
图4是图2中的优选实施方式流程示意图；
图5是图2中的优选实施方式流程示意图；
图6是本发明一实施例中的装置结构示意图；
图7是本发明一优选实施例中的装置结构示意图；
图8是本发另一优选实施例中的装置结构示意图；
图9是本发另一优选实施例中的装置分解结构示意图；
图10是多分屏模式下主讲教室主讲教师讲课时各教室显示画面示意图；
图11是多分屏模式下听课教室1同学互动时各教室显示画面示意图；
图12多分屏模式下主讲教室同学互动时各教室显示画面示意图；
图13是单屏画中画模式下主讲教室主讲教师讲课时各教室显示画面示意图；
图14是单屏画中画模式下听课教室1同学互动时各教室显示画面示意图；
图15单屏画中画模式下主讲教室同学互动时各教室显示画面示意图；
具体实施方式
现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。可以理解，这些实施例仅出于说明并且帮助本领域的技术人员理解和实施例本公开的目的而描述，而非建议对本公开的范围的任何限制。在此描述的本公开的内容可以以下文描述的方式之外的各种方式实施。
如本文中所述，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。
请参考图2是本发明一实施例中的方法流程示意图，包括如下的步骤：
步骤S100将多点远程交互网络中各教室的音视频信号同步部署至云端,并进行统一的分析；所述音视频信号包括：分为图像信号、内容信号和控制信号，图像信号主要包括多点远程交互网络中教师和同学的音视频信号；控制信号主要包括识别信号、现场感知信号、分析结果信号及除图像信号和内容信号以外的其它信号等；所述交互网络中各教室的音视频信号包括各教室本地分析并切换后的主讲教室音视频信号和/或远程听课教室音视频信号；所述多点远程交互网络中的音视频信号为同步交互信号。在所述步骤S100中，通过将音视频信号同步至云端，对多个远程观看场景之中部署的所有图像信号(摄像1…..N)和内容信号(PPT和板书)进行统一管理，统一的图像跟踪和音视频信号切换机制和策略，对所有图像信号和内容信号进行统一调配，实现多点远程教学过程无需人员值守，完美的图像自动切换效果。
在一些实施例中，图像信号包括但不限于，网络摄像传输信号、主讲教室信号、远程听课教室信号或者录播传输信号。
在一些实施例中，内容信号包括但不限于，PPT PowerPoint显示内容。
在一些实施例中，内容信号包括但不限于，课件显示内容。
在一些实施例中，内容信号包括但不限于，板书显示内容。
在一些实施例中，内容信号包括但不限于，PC端同步显示内容。
在一些实施例中，音视频信号包括但不限于，电视信号、静止图象信号和可视电视图象信号。
在一些实施例中，音视频信号包括但不限于，NTSC、PAL、SECAM格式的视频信号。
在一些实施例中，音视频信号包括但不限于，高清晰度多媒体接口HDMI采用数字化视频/音频接口技术，是适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影像信号，最高数据传输速度为2.25GB/s。
在一些实施例中，音视频信号通过对主讲教室的主讲教师和各教室的有互动意向的同学的跟踪而获取。主讲教师为主要跟踪目标，用以跟踪所述主讲教师的全景和特写画面。可以理解，上述有互动意向的同学包括但不限于，回答问题、提出问题、建立讨论组、师生示范、生生示范等互动意向。
在一些实施例中，主讲教师的全景画面为缺省画面。
在一些实施例中，主讲教师的在讲台走动时全景画面。
在一些实施例中，主讲教师特定在某个区域时为特写画面。
在一些实施例中，主讲教师开始板书时板书画面为全景画面。
在一些实施例中，主讲教师操作电脑时，电脑信号为全景画面。
在一些实施例中，跟踪方式包括但不限于，图像识别技术、声音识别、行为识别、红外识别及利用其它传感器的跟踪技术。比如，通过超声波跟踪是通过超声波实现跟踪控制。这种技术要求被跟踪者佩戴无线麦克风，由语音激发和超声波感应装置控制摄像机拍摄被跟踪者，实现跟踪目的。而红外跟踪技术则是通过红外线控制，其基本设备是红外发射源红外接收装置，通过红外信号的变化，指示系统做出判断，然后发出指令，令摄像机跟踪定位，进行跟踪拍摄。又比如，图像跟踪系统采用特有的目标外形特征检测方法，被跟踪者无需佩戴任何辅助设备，只要进入跟踪区域，系统便可对目标进行锁定跟踪，使摄像机画面以锁定的目标为中心，并控制摄像机进行相应策略的缩放。
图2是本发明一实施例中的方法流程示意图，本实施例中由步骤S101根据分析结果通过预先设定好的程序或方法对多点远程交互网络中各教室同步部署至云端的音视频信号和/或显示模式进行切换；步骤S102分别发送到多点远程交互网络中的不同教室进行解码或/和显示或/和录播或/和直播或/和点播；所述显示包括各种显示设备和虚拟显示设备等；优选的，显示设备或虚拟显示设备包括但不限于，电脑、平板、智能手机、投影机、全息投影、VR眼镜。
图3是图2中的优选实施方式示意图，在步骤S101中包括步骤S201所述主讲教室和远程听课教室可根据预先设定好的程序或方法自动实时切换，当A教室中教师授课时，A教室为主讲教室；当B教室中教师授课时，B教室为主讲教室；若干间教室同一堂课可以实时自动切换为主讲教室或远程听课教室。所述主讲教室信号包括主讲教师全景和特写信号，包括主讲教室同学全景和特写信号，主讲教室电脑、板书信号及其它信号。所述远程听课教室信号包括听课教室教师全景和特写信号，包括听课教室同学全景和特写信号，听课教室电脑、板书信号及其它信号。从而简单地实现，两个及以上不同教学点或终端的主画面自动切换效果。
图4是图2中的优选实施方式示意图，还包括步骤S202当主讲教室中主讲教师在特定区域走动时，切换主讲教室中主讲教师的全景画面或跟踪特写画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示。
步骤S203当主讲教室中主讲教师特定在某一设定区域时，切换主讲教师的特写画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或，步骤S204当主讲教室中主讲教师开始板书时，切换主讲教室中板书画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或，步骤S205当主讲教室中主讲教师操作电脑时，切换主讲教室中电脑信号到所述远程听课教室或和/或主讲教室主画面显示。
以及，步骤S206当检测主讲教室或远程听课教室完成板书或电脑操作，将画面切换至所述主讲教室主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
图5是图2中的优选实施方式示意图，在步骤S101中还包括步骤S301：当检测到远程听课教室的同学进行互动时，切换所述远程听课教室互动同学的特写画面或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室或/和主讲教室的主画面显示；所述切换所述远程听课教室互动同学的特写画面或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室或/和主讲教室的主画面显示中的切换是指提前的或同步的，而非滞后的，所述滞后的是指互动同学开始互动后才切换。
以及，步骤S302，当检测主讲教室的主讲教师或远程听课教室同学完成互动，将画面切换至所述主讲教室中主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。比如基于人体特征+人脸识别技术，无需同学触动任何元器件(包括但不限于按键、手持麦克风、压力感应器等)。当同学起立回答时，图像跟踪系统先切换至同学全景镜头，然后再切换同学特写镜头，当同学回答完问题坐下时，系统会自动切换到教师全景画面/特写画面镜头；若出现两位同学同时站立的情况，系统会自动切换到同学全景画面，当其中一名同学坐下时，系统会自动给站立的同学特写镜头。作为本实施例中的优选，所述主讲老师与远程听课教室的同学进行互动包括主讲教室的主讲教师提问，主讲教室或远程听课教室同学举手回答过程中，当老师提问时切换主讲教室主讲老师的特写或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示。
还包括和/或，步骤S303当主讲教室或远程听课教室同学回答问题时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的特写或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或，步骤S304当主讲教室或远程听课教室同学板书时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的板书画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或，步骤S305当主讲教室或远程听课教室同学进行示范操作时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的示范操作画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；所述示范操作包括操作电脑及其它教学器具和实验、实训设备等。
和/或，步骤S306当检测到主讲教室的同学进行互动时，切换所述主讲教室互动同学的特写画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
以及，步骤S307当检测主讲教室的同学完成互动，将画面切换至所述主讲教室主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
如图10-15所示，作为本实施例中的优选，上述方法中还包括：分屏模式和单屏模式；
所述分屏模式，用以将多点远程交互网络中各教室的显示设备进行单屏、2分屏……或者N分屏进行显示的模式；
所述单屏模式，用以自动执行不同场景主画面显示的切换模式。
所述单屏模式包括画中画模式。
所述分屏模式还包括多画面轮询模式；
如图10-12所示，作为本实施例中的优选，采用四分屏的显示模式，本地或者远端的显示设备中A为主画面，B、C、D均为副画面，，多点远程互动教学中的切换模式：
在一些实施例中，上述步骤S202执行包括但不限于如下场景模式：当老师在讲台走动时，切换老师的全景画面到A，切换其余画面至B、C、D。
在一些实施例中，上述步骤S203执行包括但不限于如下场景模式：当老师特定在某个区域时，则切换老师的特写画面到A，切换其余画面至B、C、D。
在一些实施例中，上述步骤S204执行包括但不限于如下场景模式：当老师开始板书时，切换板书画面到A，切换其余画面至B、C、D。
在一些实施例中，上述步骤S205执行包括但不限于如下场景模式：当老师操作电脑时，则切换电脑信号到A，切换其余画面至B、C、D。
在一些实施例中，上述步骤S206执行包括但不限于如下场景模式：当老师操作电脑时，则切换电脑信号到A，切换其余画面至B、C、D。
在一些实施例中，上述步骤S207执行包括但不限于如下场景模式：当远端同学N-1(即不包括该远端同学)进行互动时(起立回答问题)，导播将远端同学N-1的特写图像信号切换到所有N个参加远程互动教学教室显示设备的A画面当同学N-1完成互动并坐回座位，将画面切换至上述步骤S201中的场景。
在一些实施例中，上述步骤S208执行包括但不限于如下场景模式：当检测主讲教室的主讲教师或远程听课教室同学完成互动，将画面切换至所述主讲教室中主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
如图13-15所示，作为本实施例中的优选，主讲教师采用四分屏的显示模式，本地远端的显示设备中A为主画面，B、C、D均为副画面；听课教室采用单屏画中画的显示模式，远端的显示设备中a为主画面，b均为画中画；多点远程互动教学中的切换模式：
在一些实施例中，上述步骤S202执行包括但不限于如下场景模式：当老师在讲台走动时，切换老师的全景画面到a，以轮询的方式切换其余画面至b。
在一些实施例中，上述步骤S203执行包括但不限于如下场景模式：当老师特定在某个区域时，则切换老师的特写画面到a，以轮询的方式切换其余画面至b。
在一些实施例中，上述步骤S204执行包括但不限于如下场景模式：当老师开始板书时，切换板书画面到a，以轮询的方式切换其余画面至b。
在一些实施例中，上述步骤S205执行包括但不限于如下场景模式：当老师操作电脑时，则切换电脑信号到a，以轮询的方式切换其余画面至b。
在一些实施例中，上述步骤S206执行包括但不限于如下场景模式：当老师操作电脑时，则切换电脑信号到a，以轮询的方式切换其余画面至b。
如图6-9所示，为本实施例中的一种音视频切换装置，包括主讲教室和远程听课教室分析切换装置和云端分析切换装置。
所述主讲教室和远程听课教室分析切换装置后称为：本地装置；
所述云端分析切换装置后称为：云端装置。
所述音视频切换装置的特点是通过本地装置和云端装置的连接，本地装置负责对本地现场的感知，并将感知状态的结果发送到云端装置，云端装置负责对多点互动网络中所有教室的状态进行感知和分析，通过对多点互动网络中各间教室现场状态进行统一调配音视频信号，使多点互动教学过程真正实现同一间教室的教学感受。
所述本地装置分别部署在用以对多点远程交互网络中主讲教室和听课教室，对所述主讲教室和听课教室状态进行分析、跟踪目标，并将切换控制后的音视频信号和控制信号同步至云端装置。
所述云端装置对多点远程交互网络中本地装置所切换后的音视频信号和/或控制信号根据预先设定的程序或方法进行统一管理和部署至多点远程交互网络中主讲教室和远程听课教室的音视频进行解码/显示/直播/点播/录播等。
所述音视频信号包括：图像信号、内容信号和控制信号，图像信号主要包括多点远程交互网络中教师和同学的音视频信号；内容信号主要包括电脑、板书、其它信号；控制信号主要包括识别信号、现场感知信号、分析结果信号及除图像信号和内容信号以外的其它信号等。
所述统一管理和部署至多点远程交互网络中主讲教室或远程听课教室的音视频信号是按需分发的，可以是一致的，也可是不同的。
所述本地装置部署在多点远程交互网络中主讲教室或远程听课教室，云端装置部署在多点远程交互网络中云端，所述云端装置与所述本地装置相连，进行控制信号和音视频信号的同步。
所述跟踪目标包括主讲教室和远程听课教室的老师、同学、板书、电脑、教学设备及其它感知装置。
所述音视频切换装置还包括将多点互动网络中所有教室的图像信号和内容信号直接部署到云端，在云端进行分析和切换的装置。
在一些实施例中，所述云端装置还用以，集中控制在多点远程交互网络中切换不同的音视频信号模式。
在一些实施例中，所述本地装置还用以，通过烧录入硬件MCU多点处理单元，在多点远程交互网络中导播切换不同的音视频信号模式，在云端装置中仅用于数据的储存和备份。MCU多点处理单元，作为视频会议系统的核心部分，为用户提供群组会议、多组会议的连接服务。MCU多点处理单元可提供多用户的接入服务，并且可以进行级联，可以基本满足用户的使用要求。
在一些实施例中，通过在所述本地装置设置ICON按钮，可以进行导播方式的切换。或者，通过监控鼠标的移动或点击事件切换音视频信号。
作为本实施例中的优选，所述本地装置包括：多个摄像头，分别用以采集主讲教师特写、主讲教师全景、同学特写或同学全景，
以及，PC端，用以播放课件PPT、板书或影音资料，能够支持多种多媒体表现形式。
在一些实施例中，所述摄像头包括但不限于，数字摄像头、模拟摄像头。
若为数字摄像头，则直接接入交换机。
若用于软件系统中，则可通过USB接口接入电脑。
若为模拟摄像头，则通过编码器转换后接入交换机。
作为本实施例中的优选，所述显示还包括：可划分主画面和/或副画面的分屏显示设备，
所述分屏显示设备与所述所云端装置连接，用以同步接收导播切换的主画面和/或副画面；
所述本地装置与所述云端装置连接，用以同步多个所述音视频信号，
所述云端装置，用以下发导播切换的主画面和/或副画面。
所述显示可以是单屏、2…….N分屏，若是单屏显示则就没有副画面。所述显示在主屏中显示自动执行多种画面的不同场景的切换模式。
在一些实施例中，所述云端包括局域网、城域网及互联网等；同时包括私有云、混合云和公有云等。
具体而言，如图10-15所示，包括教室1-教室4，其中每间教室均部署4个摄像头，分别是摄像1……4和摄像5……8,分别采集教师特写、教师全景、同学特写、同学全景。且每间教室均部署1台电脑，用于播放课件、影音资料等。优选地，在本地教室1中，配置了数字摄像机1-数字摄像机4、编码器以及交换机1，教室2-4中配置了数字摄像机5-数字摄像机8、编码器以及交换机2。
上述教学点或终端所配置的显示设备中，采用4分屏的显示模式，显示设备中A为主画面，B、C、D均为副画面，多点远程互动教学中的切换模式：
场景模式1，A主画面显示的内容为本地主讲教师的全景和特写画面(摄像信号)、电脑PPT和板书画面(内容信号)，此信号可提前预设，通常为本地主讲老师特写画面；
场景模式2，当老师在讲台走动时，导播切换老师的全景画面到A；
场景模式3，当老师特定在某个区域时，导播则切换老师的特写画面到A；
场景模式4，当老师开始板书时，导播切换板书画面到A；
场景模式5，当老师操作电脑时，导播则切换电脑信号到A；
场景模式6，当远端同学N-1进行互动时(包括但不限于起立回答问题、起立提出问题或者建立讨论组等互动)，导播将远端同学N-1的特写图像信号切换到所有N个参加远程互动教学教室显示设备的A画面；
场景模式7，当同学N-1完成互动并坐回座位，导播将画面切换至场景模式1。
上述各个教室显示的设备和分屏模式可以是单屏、多屏…….N分屏，如单屏显示则就没有副画面，在主屏显示自动执行场景模式1、场景模式2、场景模式3、场景模式4、场景模式5、场景模式6、场景模式7的画面的不同场景的切换模式。
优选地，远程多点互动教学网络通过上述场景模式6、场景模式7实现了2个及以上不同教学点或终端的主画面自动切换效果。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
总体而言，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任意组合实施。一些方面可以以硬件实施，而其它一些方面可以以固件或软件实施，该固件或软件可以由控制器、微处理器或其它计算设备执行。虽然本公开的各种方面被示出和描述为框图、流程图或使用其它一些绘图表示，但是可以理解本文描述的框、设备、系统、技术或方法可以以非限制性的方式以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备或其一些组合实施。
此外，虽然操作以特定顺序描述，但是这不应被理解为要求这类操作以所示的顺序执行或是以顺序序列执行，或是要求所有所示的操作被执行以实现期望结果。在一些情形下，多任务或并行处理可以是有利的。类似地，虽然若干具体实现方式的细节在上面的讨论中被包括，但是这些不应被解释为对本公开的范围的任何限制，而是特征的描述仅是针对具体实施例。在分离的一些实施例中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合地执行。相反对，在单个实施例中描述的各种特征也可以在多个实施例中分离地实施或是以任何合适的子组合的方式实施。
Claims (8)
1.一种音视频切换方法，其特征在于，包括如下步骤：
将多点远程交互网络中各教室的音视频信号同步部署至云端,并进行统一的分析；
根据分析结果通过预先设定好的程序或方法对多点远程交互网络中各教室同步部署至云端的音视频信号和/或显示模式进行切换；
最后分别发送到多点远程交互网络中的不同教室进行解码或/和显示或/和录播或/和直播或/和点播。
所述多点远程交互网络中各教室包括两个或两个以上的教室或教学终端。
所述音视频信号包括：分为图像信号、内容信号和控制信号，图像信号主要包括多点远程交互网络中教师和同学的音视频信号；内容信号主要包括电脑、板书、其它信号；控制信号主要包括识别信号、现场感知信号、分析结果信号及除图像信号和内容信号以外的其它信号等。
所述图像信号包括主讲教室信号和远程听课教室信号。
所述显示包括各种显示设备和虚拟显示设备等。
所述交互网络中各教室的音视频信号包括各教室本地分析并切换后的主讲教室音视频信号和/或远程听课教室音视频信号。
所述多点远程交互网络中的音视频信号为同步交互信号。
2.根据权利要求1所述的音视频切换方法，，其特征在于，还包括：分屏模式和单屏模式；
所述分屏模式，用以将多点远程交互网络中各教室的显示设备进行单屏、2分屏……或者N分屏进行显示的模式；
所述分屏模式还包括多画面轮询模式；
所述单屏模式，用以自动执行不同场景主画面显示的切换模式。
所述单屏模式包括画中画模式。
3.根据权利要求1所述的音视频切换方法，其特征在于，所述主讲教室和远程听课教室可根据预先设定好的程序或方法自动实时切换，当A教室中教师授课时，A教室为主讲教室；当B教室中教师授课时，B教室为主讲教室；若干间教室同一堂课可以实时自动切换为主讲教室或远程听课教室。
所述主讲教室信号包括主讲教师全景和特写信号，包括主讲教室同学全景和特写信号，主讲教室电脑、板书信号及其它信号。
所述远程听课教室信号包括听课教室教师全景和特写信号，包括听课教室同学全景和特写信号，听课教室电脑、板书信号及其它信号。
4.根据权利要求2或3所述的音视频切换方法，其特征在于，当主讲教室中主讲教师在特定区域走动时，切换主讲教室中主讲教师的全景画面或跟踪特写画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示。
5.根据权利要求2或3述的音视频切换方法，其特征在于，当主讲教室中主讲教师特定在某一设定区域时，切换主讲教师的特写画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室中主讲教师开始板书时，切换主讲教室中板书画面到所述远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室中主讲教师操作电脑时，切换主讲教室中电脑信号到所述远程听课教室或和/或主讲教室主画面显示。
以及当检测主讲教室或远程听课教室完成板书或电脑操作，将画面切换至所述主讲教室主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
6.根据权利要求2或3所述的音视频切换方法，其特征在于，当检测到主讲教室中主讲教师与远程听课教室的同学进行互动时，切换所述远程听课教室互动同学的特写画面或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室或/和主讲教室的主画面显示；
所述切换所述远程听课教室互动同学的特写画面或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室或/和主讲教室的主画面显示中的切换是指提前的或同步的，而非滞后的，所述滞后的是指互动同学开始互动后才切换。
以及当检测主讲教室的主讲教师或远程听课教室同学完成互动，将画面切换至所述主讲教室中主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
所述主讲老师与远程听课教室的同学进行互动包括主讲教室的主讲教师提问，主讲教室或远程听课教室同学举手回答过程中，当老师提问时切换主讲教室主讲老师的特写或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室或远程听课教室同学回答问题时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的特写或跟踪画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室或远程听课教室同学板书时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的板书画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
和/或当主讲教室或远程听课教室同学进行示范操作时，切换主讲教室同学或远程听课教室同学的示范操作画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
所述示范操作包括操作电脑及其它教学器具和实验、实训设备等。
7.根据权利要求2或3所述的音视频切换方法，其特征在于，当检测到主讲教室与主讲教室的同学进行互动时，切换所述主讲教室互动同学的特写画面到所述远程交互网络中的所有远程听课教室和/或主讲教室主画面显示；
以及当检测主讲教室与主讲教室的同学完成互动，将画面切换至所述主讲教室主讲教师的全景画面/特写画面/主讲教室电脑/其它。
8.一种音视频切换装置，其特征在于，包括主讲教室和远程听课教室分析切换装置和云端分析切换装置。
所述主讲教室和远程听课教室分析切换装置后称为：本地装置；
所述云端分析切换装置后称为：云端装置。
所述音视频切换装置的特点是通过本地装置和云端装置的连接，本地装置负责对本地现场的感知，并将感知状态的结果发送到云端装置，云端装置负责对多点互动网络中所有教室的状态进行感知和分析，通过对多点互动网络中各间教室现场状态进行统一调配音视频信号，使多点互动教学过程真正实现同一间教室的教学感受。
所述本地装置分别部署在用以对多点远程交互网络中主讲教室和听课教室，对所述主讲教室和听课教室状态进行分析、跟踪目标，并将切换控制后的音视频信号和控制信号同步至云端装置。
所述云端装置对多点远程交互网络中本地装置所切换后的音视频信号和/或控制信号根据预先设定的程序或方法进行统一管理和部署至多点远程交互网络中主讲教室和远程听课教室的音视频进行解码/显示/直播/点播/录播等。
所述音视频信号包括：图像信号、内容信号和控制信号，图像信号主要包括多点远程交互网络中教师和同学的音视频信号；内容信号主要包括电脑、板书、其它信号；控制信号主要包括识别信号、现场感知信号、分析结果信号及除图像信号和内容信号以外的其它信号等。
所述统一管理和部署至多点远程交互网络中主讲教室或远程听课教室的音视频信号是按需分发的，可以是一致的，也可是不同的。
所述本地装置部署在多点远程交互网络中主讲教室或远程听课教室，云端装置部署在多点远程交互网络中云端，所述云端装置与所述本地装置相连，进行控制信号和音视频信号的同步。
所述跟踪目标包括主讲教室和远程听课教室的老师、同学、板书、电脑、教学设备及其它感知装置。
所述音视频切换装置还包括将多点互动网络中所有教室的图像信号和内容信号直接部署到云端，在云端进行分析和切换的装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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