CN109147421A - Mr一对多教学方式实现方法及基于其的远程教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种MR一对多教学方式实现方法及基于其的远程教学系统，其中，基于MR一对多教学方式的远程教学系统包括：学生端系统；每个学生端系统均包括：若干学生端播放设备、若干学生端语音采集设备以及若干应答设备；所有学生端语音采集设备以及应答设备均连接至融合分发服务器，融合同步服务器包括融合模块以及分发模块；融合分发服务器通信连接至状态同步服务器；状态同步服务器通信连接至教师端服务器；教师端服务器通信连接至融合分发服务器，融合分发服务器连接至学生播放设备。MR一对多教学方式实现方法及基于其的远程教学系统解决现有技术中多个学生端直接通过网络服务器与教师端相连不能实现同时多个学生端同时访问教师端的问题。

Description

MR一对多教学方式实现方法及基于其的远程教学系统

技术领域

本发明涉及，具体涉及一种MR一对多教学方式实现方法及基于其的远程教学系统。

背景技术

中国专利公开了一种申请号为CN201710897670.1D的基于VR技术的远程教育系统，该系统包括学生端、教师端、VR眼镜、智能匹配模块、数据传输终端和网络服务器；所述智能匹配模块根据量化的学生学习情况与教师教学水平进行匹配，实现两者智能化匹配；所述网络服务器用于将从数据传输终端接收的音视频信息发送至学生端或教师端，以及用于将从学生端或教师端接收的音视频数据发送至数据传输终端；学生端或教师端，用于采集音视频数据，并发送至网络服务器，以及用于接收并展示从网络服务器接收的音视频信息。由于学生众多，需要与教师互动，多个学生同时通过网络服务器访问教师端，会造成教师端服务繁忙，甚至不能实现访问。

发明内容

本发明要提供一种MR一对多教学方式实现方法及基于其的远程教学系统，解决现有技术中多个学生端直接通过网络服务器与教师端相连不能实现同时多个学生端同时访问教师端的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明首先一种基于MR一对多教学方式的远程教学系统，包括：学生端系统；

每个学生端系统均包括：若干学生端播放设备、若干学生端语音采集设备以及若干应答设备；学生端播放设备用于播放场景视频流以及场景语音流；学习端语音采集设备用不采集学生发出的语音；应答设备用于当学生对老师问题进行回复时输入应答结果；每一学生的学生端语音采集设备均连接至学生端播放设备；

学生端语音采集设备以及应答设备均连接至融合分发服务器，融合同步服务器包括融合模块以及分发模块，融合模块用于对所有上传每个学生端自己的音频流以及应答结果融合在一起；

融合分发服务器通信连接至状态同步服务器，状态同步服务器用于将所有学生端系统同一时间的音频流以及应答结果整合得到同时间的多个学生音频流以及应答结果，并同时间的多个学生音频流以及应答结果发送给一教师端系统；

教师端系统包括：教师端视频采集设备、教师端语音采集设备、教师端播放设备以及教师端服务器；教师端视频采集设备采集教师图像；教师端语音采集设备用于采集教师语音；状态同步服务器通信连接至教师端服务器，教师端视频采集设备、教师端语音采集设备以及教师端播放设备均连接至教师端服务器；教师端服务器设备用于接收多个学生音频流以及应答结果，教师端服务器设备对教师图像进行扣图得到教师人体图像，教师端服务器设备将教师人体图像以及应答结果数据结合得到实时视频流，教师端服务器设备用于将同时间的多个学生音频流以及教师语音整合得到场景语音流；教师端播放设备用于播放实时视频流以及场景语音流；

教师端服务器通信连接至融合分发服务器，融合分发服务器连接至学生播放设备；融合分发服务器用于接收教师端服务器发出的实时视频流以及场景语音流或请求教师端服务器发出视频流以及场景语音流，融合分发服务器的分发模块用于向所有学生播放设备发出的场景视频流以及场景语音流。

本发明还提供一种MR一对多教学方式实现方法，包括以下步骤：

S1、教师通过教师端服务器选择预先存储的场景数据；

S2、同时获得教师音频流、教师视频流、学生音频流以及应答结果；

教师音频流和视频流的获得方式：首先，教师端视频采集设备采集教师视频流，同时教师语音采集设备采集教师音频流；然后，教师端服务器接收分别来至教师端视频采集设备以及教师语音采集设备的教师视频流以及教师音频流；

学生音频流以及应答结果的获得方式：首先，应答设备采集应答结果；然后，融合分发服务器接收各学生端的音频流以及应答结果，融合分发服务器的融合模块将每个学生自己的音频流以及应答结果融合在一起，融合分发服务器将融合后的音频流以及应答结果向状态同步服务器发送；再后，状态同步服务器接收各个学生端的音频流以及应答结果，将所有音频流以及应答结果按照同一时间整合，并将整合后音频流以及应答结果发送给教师端服务器；

S3、教师端服务器将教师音频流、教师视频流、学生音频流以及应答结果融合在场景数据中，得到音视频流；

S4、教师端服务器将音视频流发送给教师端播放设备以及融合分发服务器，教师端播放设备播放音视频流；

S5、融合分发服务器接收音视频流，融合分发服务器的分发模块将音视频流分发给各个学生端。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

通过设置融合分发服务器，实现了同时接收多个学生端应答设备、音频采集设备的数据，一台融合分发服务器、多个学生端视频采集设备、多个应答设备、多个音频采集设备以及多个学生端播放设备在一个局域网内，融合分发服务器承担分发服务功能，避免了因为多台机子同时访问一台机而导致带宽承受不了的问题，实现了多台机子同时访问同一台机。通过设置状态同步服务器，使得同一时间的数据整合在一起，方便了后续将同一时间的数据放入到同一场景中，且分担教师端服务器的任务，减轻了教师端服务器的负担，因为将多个人物数据、多个语音放入到同一场景中的任务中，采用状态同步服务器避免教师端服务器任务过重而导致教师端服务器出现当机现象。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为基于MR一对多教学方式的远程教学系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

实施例1：

本发明提出了一种基于MR一对多教学方式的远程教学系统，包括：学生端系统；

每个学生端系统均包括：若干学生端播放设备、若干学生端语音采集设备以及若干应答设备；学生端播放设备用于播放场景视频流以及场景语音流；学习端语音采集设备用不采集学生发出的语音；应答设备用于当学生对老师问题进行回复时输入应答结果；每一学生的学生端语音采集设备均连接至学生端播放设备；

所有学生端语音采集设备以及应答设备均连接至融合分发服务器，融合同步服务器包括融合模块以及分发模块，融合模块用于对所有上传每个学生端自己的音频流以及应答结果融合在一起，对每个学生的语音以及应答结果进行标记，形成每个学生的语音串以及应答结果串，避免后续传输等过程中数据错乱；

融合分发服务器通信连接至状态同步服务器，状态同步服务器用于将所有学生端系统同一时间的学生人体图以及应答结果整合得到同时间的多个学生音频流以及应答结果，并同时间的多个学生音频流以及应答结果发送给一教师端系统；

教师端系统包括：教师端视频采集设备、教师端语音采集设备、教师端播放设备以及教师端服务器；教师端视频采集设备采集教师图像；教师端语音采集设备用于采集教师语音；状态同步服务器通信连接至教师端服务器，教师端视频采集设备、教师端语音采集设备以及教师端播放设备均连接至教师端服务器；教师端服务器设备用于接收多个学生音频流以及应答结果，教师端服务器设备对教师图像进行扣图得到教师人体图像，教师端服务器设备将教师人体图像、多个学生音频流以及应答结果数据结合得到实时视频流，教师端服务器设备用于将同时间的多个学生语音以及教师语音整合得到场景语音流；教师端播放设备用于播放实时视频流以及场景语音流；

教师端服务器通信连接至融合分发服务器，融合分发服务器连接至学生播放设备；融合分发服务器用于接收教师端服务器发出的实时视频流以及场景语音流或请求教师端服务器发出实时视频流以及场景语音流，融合分发服务器的分发模块用于向所有学生播放设备发出的实时视频流以及场景语音流。

为了节约空间，学生播放设备以及学生语音采集设备集成在一MR头戴设备上。

应答设备为手柄等遥控设备。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例提供了一种基于实施例1中系统的MR一对多教学方式实现方法。

一种MR一对多教学方式实现方法，包括以下步骤：

S1、教师通过教师端服务器选择预先存储的场景数据；

S2、同时获得教师音频流、教师视频流、学生音频流以及应答结果；

教师音频流和视频流的获得方式：首先，教师端视频采集设备采集教师视频流，同时教师语音采集设备采集教师音频流；然后，教师端服务器接收分别来至教师端视频采集设备以及教师语音采集设备的教师视频流以及教师音频流；

学生音频流以及应答结果的获得方式：首先，应答设备采集应答结果；然后，融合分发服务器接收各学生端的音频流以及应答结果，融合分发服务器的融合模块将每个学生自己的音频流以及应答结果融合在一起，融合分发服务器将融合后的音频流以及应答结果向状态同步服务器发送；再后，状态同步服务器接收各个学生端的音频流以及应答结果，将所有音频流以及应答结果按照同一时间整合，并将整合后音频流以及应答结果发送给教师端服务器；

S3、教师端服务器将教师音频流、教师视频流、学生音频流以及应答结果融合在场景数据中，得到音视频流；

S4、教师端服务器将音视频流发送给教师端播放设备以及融合分发服务器，教师端播放设备播放音视频流；

S5、融合分发服务器接收音视频流，融合分发服务器的分发模块将音视频流分发给各个学生端。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于MR一对多教学方式的远程教学系统，其特征在于，包括：学生端系统；

每个学生端系统均包括：若干学生端播放设备、若干学生端语音采集设备以及若干应答设备；学生端播放设备用于播放场景视频流以及场景语音流；学习端语音采集设备用不采集学生发出的语音；应答设备用于当学生对老师问题进行回复时输入应答结果；每一学生的学生端语音采集设备均连接至学生端播放设备；

学生端语音采集设备以及应答设备均连接至融合分发服务器，融合同步服务器包括融合模块以及分发模块，融合模块用于对所有上传每个学生端自己的音频流以及应答结果融合在一起；

融合分发服务器通信连接至状态同步服务器，状态同步服务器用于将所有学生端系统同一时间的音频流以及应答结果整合得到同时间的多个学生音频流以及应答结果，并同时间的多个学生音频流以及应答结果发送给一教师端系统；

教师端系统包括：教师端视频采集设备、教师端语音采集设备、教师端播放设备以及教师端服务器；教师端视频采集设备采集教师图像；教师端语音采集设备用于采集教师语音；状态同步服务器通信连接至教师端服务器，教师端视频采集设备、教师端语音采集设备以及教师端播放设备均连接至教师端服务器；教师端服务器设备用于接收多个学生音频流以及应答结果，教师端服务器设备对教师图像进行扣图得到教师人体图像，教师端服务器设备将教师人体图像以及应答结果数据结合得到实时视频流，教师端服务器设备用于将同时间的多个学生音频流以及教师语音整合得到场景语音流；教师端播放设备用于播放实时视频流以及场景语音流；

教师端服务器通信连接至融合分发服务器，融合分发服务器连接至学生播放设备；融合分发服务器用于接收教师端服务器发出的实时视频流以及场景语音流或请求教师端服务器发出视频流以及场景语音流，融合分发服务器的分发模块用于向所有学生播放设备发出的场景视频流以及场景语音流。

2.根据权利要求1所述的基于MR一对多教学方式的远程教学系统，其特征在于，学生播放设备以及学生语音采集设备集成在一MR头戴设备上。

3.一种MR一对多教学方式实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、教师通过教师端服务器选择预先存储的场景数据；

S2、同时获得教师音频流、教师视频流、学生音频流以及应答结果；

教师音频流和视频流的获得方式：首先，教师端视频采集设备采集教师视频流，同时教师语音采集设备采集教师音频流；然后，教师端服务器接收分别来至教师端视频采集设备以及教师语音采集设备的教师视频流以及教师音频流；

学生音频流以及应答结果的获得方式：首先，应答设备采集应答结果；然后，融合分发服务器接收各学生端的音频流以及应答结果，融合分发服务器的融合模块将每个学生自己的音频流以及应答结果融合在一起，融合分发服务器将融合后的音频流以及应答结果向状态同步服务器发送；再后，状态同步服务器接收各个学生端的音频流以及应答结果，将所有音频流以及应答结果按照同一时间整合，并将整合后音频流以及应答结果发送给教师端服务器；

S3、教师端服务器将教师音频流、教师视频流、学生音频流以及应答结果融合在场景数据中，得到音视频流；

S4、教师端服务器将音视频流发送给教师端播放设备以及融合分发服务器，教师端播放设备播放音视频流；

S5、融合分发服务器接收音视频流，融合分发服务器的分发模块将音视频流分发给各个学生端。