CN110213609A - 在网络教育直播中进行连麦直播的方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息，教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，抢到麦的前M(<20)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中，实时采集教师端的教学屏上的图像，所述教学屏上的图像包括教师课件内容、教学笔记；设置流媒体服务器将实时采集的视频、音频以及教学屏上的图像进行实时合图，教师和抢到麦的学生都将视频信息推送到CDN网络中，在所述CDN网络内部对所述视频信息进行合图操作，再将其发送给观众端分发给所有对应的学生端。

Description

在网络教育直播中进行连麦直播的方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及互联网教学领域，尤其涉及一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法、装置及存储介质。
背景技术
我国现有的教育体系十分庞大，而优秀的教育资源却不多，相当多的地区尤其是偏远地区的教育质量，由于缺乏良好的师资力量根本无法与发达地区的教育质量相比，在很大程度上造成了教育资源分配的不公平。而随着技术的不断发展，科技的应用触角以及因特网的应用层面渐渐地融入到了教学领域，远程教学系统方兴未艾。然而，在现有的网络教学技术应用中，很多的网络学习只是单纯的转变了一下上课的地点，由原来的面对面教学改成了“声音教学”，但是学生的被动接受知识的地位还是没有得到很好的改变；由于网络课堂的针对性不强，“太过自由”而使得教学过程的管理相对比较松散。目前，在线教育的授课模式主要有三种，一是录播课程，二是在线一对一教育，三是直播课程教育。在线教育最早的形态就是录播课程，从开始到现在，各类网校层出不穷。基本套路是：挑选优秀的老师，把他们上课的视频拍摄下来，放在网上售卖。随着在线教育行业的不断发展完善，录播课程的弊端也逐渐明朗起来。最大的问题就是学员毫无参与感，老师讲老师的，学员听不听随意。而且课后也难以交流沟通，上课效果难以保证。再者，现在许多录播课程质量无法保证，许多机构只急功近利，导致课程粗制滥造。在线一对一模式的优势在于因材施教，以学生为中心，一对一交谈，真实互动，更善于调动学生的学习兴趣。能够提高学生的学习能力和坚持学习率；一对一的针对性也非常强，及时查漏补缺，针对学生存在的问题做改善。缺点是，存在难以大规模地推广、优质师资难以全面保障、受教育成本过高等问题。远程教学直播系统，能够利用网络不受地域传播的优势，接收最优秀教育资源，为欠发达地区服务，并能够解决录播授课的随意性和一对一授课的高成本等问题。然而，传统的直播系统的视频采集系统，都是采用的现有技术，硬件设备没有针对教学系统进行优化，而且体积庞大，不太适用于真实的课堂教学环境,学习场景单一。
然而，但是随着使用频率的增加，也逐渐暴露出不同系统平台都需要人工单独管理，使得教学日常管控众多系统平台显得复杂且繁琐；随着信息技术迅速发展，特别是从互联网到移动互联网，创造了跨时空的生活、工作和学习方式，网络教学使知识获取的方式发生了根本变化，教与学可以不受时间、空间和地点条件的限制，知识获取渠道灵活与多样化。网络课堂，是利用网络进行在线互动学习的一种新的学习方式。目前网络课堂模式有两种，一种是事先录制教学视频，放在网站上供学生学习。另一种是使用直播的方式，将教师讲课的视频和音频实时传输给学生，供学生学习。利用先进的网络信息技术和现代通讯技术，实时直播教师的视频、语音、课件、板书等，把讲课过程逼真地搬到网上，对学员端无特别要求，只要能上网，就能加入课堂听课，参与答疑。师生之间通过音视频、课件等方式进行实时交互的一种课堂形式。空中课堂系统可稳定地运行在互联网、专网、教育城域网、卫星网上。并且空中课堂采用成熟领先的分布式架构，确保系统具有强大的并发性，可以支持万人同时听课。在传统的教学模式中，教学容量与授课的灵活性在时间和空间上都受到了限制，并且需要投入较大的人力教学资源、土地资源和财力资源，以及课堂教学过程中，学生容易出现学习进度一时没跟上，而导致后面教学听不懂、学习进度更加跟不上的问题。
在现有的网络课堂直播系统中，直播系统是一种将主播终端发送的直播视频流分享至多个直播终端进行观看的服务器系统。直播系统中提供多个直播间，在直播终端进入一个直播间后，能够观看到当前直播间中的主播终端发送的直播视频流。
现有技术的基于直播系统的网络教学中，终端之间只能实现单纯的直播功能，教师无法获得反馈并进行统计，交互性较差，而且无法获得学生端实时的学习数据。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明公开了一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，，通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息，教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，抢到麦的前M(<N)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中；实时采集教师端的教学屏上的图像，所述教学屏上的图像包括教师课件内容、教学笔记；设置流媒体服务器将实时采集的视频、音频以及教学屏上的图像进行实时合图，教师和抢到麦的学生都将视频信息推送到CDN网络中，在所述CDN网络内部对所述视频信息进行合图操作，再将其发送给观众端分发给所有对应的学生端，通过RTM协议实现最简单的教师端与学生端的连麦通信，其中所述教师端的多媒体流以RTMP方式发送给实时流媒体服务器集群，同时发送本端的所述视频和音频信息给连麦的学生端，连麦学生端切断从CDN网络中获取原教师端发送的音视频流，开始接受教师端的媒体流解码渲染并且同时将本端采集到的媒体流编码后发送给教师端或中间服务节点，教师端或所述中间服务节点对教师端及连麦学生端的音视频流进行混音、混屏。
更进一步地，教师端或所述中间服务节点对教师端及连麦学生端的音视频流进行混音、混屏进一步包括：教师端获取学生端的录像参数信息；并根据所述学生端的录像参数信息确定学生端的录像录制分辨率；学生端在进行连麦之前，对学生端的录像进行转码编译；按照教师端的视频显示分辨率及教师端的视频分辨率，将教师端与学生端的视频流进行拼接，在拼接完成后，对拼接后的视频按照教师端的视频显示分辨率数值进行转码编译，生成连麦视频流。
更进一步地，所述抢到麦的前M(<20)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中进一步包括：教师端与学生端使用P2P方式进行交互，然后在教师端将自己和学生端的视频进行合并，再推至CDN网络并通过CDN网络发送给所有的学生端。
更进一步地，所述通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息进一步包括：教师端通过所述网络教育直播系统进行教学直播时，所述教师端向智能DNS发送解析请求；智能DNS根据所述解析请求返回CDN中的路径最佳节点的地址；教师端发送直播数据流发送给所述路径最佳节点，所述节点进行音频、视频及教学屏图像数据的缓存并进行合图操作。
更进一步地，教师端在发起连麦邀请后，对活跃的P个学生端进行连接节点优化，其中学生端个数值P大于N，在所述的活跃的P个学生端在于教师端连麦前，智能DNS对该P个学生端进行分析并返回最佳路径节点的地址，P个学生端强制选择最佳路径节点进行连麦通信，最佳路径节点与其他CDN网络的节点进行数据同步，其他CDN网络节点将直播流数据发送给其他学生端完成连麦直播。
更进一步地，所述教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，进一步包括：教师端向信令服务器发送连麦邀请，所述信令服务器通知N个活跃学生端的用户，所述学生端若接受邀请，双方向TURN请求各自本端IP或TURN端分配好的公网IP，通过信令服务器交换又方的网络信息，双方优先以P2P方式尝试联接对方的公网IP地扯；若学生端在规定时间内未同意连麦，教师端有权联接对方在TURN服务器分配的IP与端口号，通过TURN服务器中转双方媒体流，进行强制连接学生端。
本发明进一步公开了一种电子装置，包括：
处理器；以及，
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任一项所述的在网络教育直播中进行连麦直播的方法。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的在网络教育直播中进行连麦直播的方法。
因此，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：教师端与学生端之间的直播流数据通过CDN直播流多线交互服务器(CDN多线节点)进行交互传输，有效解决了设备之间存在跨区域、跨运营商现象而导致的音视频数据传输质量低下问题并保证了音视频数据的同步性，同时减少了其他总节点下行带宽的要求，可满足更多网络环境较差学生进行的直播教育。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的在网络教育直播中进行连麦直播的方法的流程图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示的一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息，教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，抢到麦的前M(<N)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中；实时采集教师端的教学屏上的图像，所述教学屏上的图像包括教师课件内容、教学笔记；设置流媒体服务器将实时采集的视频、音频以及教学屏上的图像进行实时合图，教师和抢到麦的学生都将视频信息推送到CDN网络中，在所述CDN网络内部对所述视频信息进行合图操作，再将其发送给观众端分发给所有对应的学生端，通过RTM协议实现最简单的教师端与学生端的连麦通信，其中所述教师端的多媒体流以RTMP方式发送给实时流媒体服务器集群，同时发送本端的所述视频和音频信息给连麦的学生端，连麦学生端切断从CDN网络中获取原教师端发送的音视频流，开始接受教师端的媒体流解码渲染并且同时将本端采集到的媒体流编码后发送给教师端或中间服务节点，教师端或所述中间服务节点对教师端及连麦学生端的音视频流进行混音、混屏。
更进一步地，教师端或所述中间服务节点对教师端及连麦学生端的音视频流进行混音、混屏进一步包括：教师端获取学生端的录像参数信息；并根据所述学生端的录像参数信息确定学生端的录像录制分辨率；学生端在进行连麦之前，对学生端的录像进行转码编译；按照教师端的视频显示分辨率及教师端的视频分辨率，将教师端与学生端的视频流进行拼接，在拼接完成后，对拼接后的视频按照教师端的视频显示分辨率数值进行转码编译，生成连麦视频流。
更进一步地，所述抢到麦的前M(<20)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中进一步包括：教师端与学生端使用P2P方式进行交互，然后在教师端将自己和学生端的视频进行合并，再推至CDN网络并通过CDN网络发送给所有的学生端。
更进一步地，所述通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息进一步包括：教师端通过所述网络教育直播系统进行教学直播时，所述教师端向智能DNS发送解析请求；智能DNS根据所述解析请求返回CDN中的路径最佳节点的地址；教师端发送直播数据流发送给所述路径最佳节点，所述节点进行音频、视频及教学屏图像数据的缓存并进行合图操作。
实施例二
本实施例中公开了一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息，教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，抢到麦的前M(<20)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中。
其中，教师端在发起连麦邀请后，对活跃的P个学生端进行连接节点优化，其中学生端个数值P大于N，在所述的活跃的P个学生端在于教师端连麦前，智能DNS对该P个学生端进行分析并返回最佳路径节点的地址，P个学生端强制选择最佳路径节点进行连麦通信，最佳路径节点与其他CDN网络的节点进行数据同步，其他CDN网络节点将直播流数据发送给其他学生端完成连麦直播。
更进一步地，所述教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，进一步包括：教师端向信令服务器发送连麦邀请，所述信令服务器通知N个活跃学生端的用户，所述学生端若接受邀请，双方向TURN请求各自本端IP或TURN端分配好的公网IP，通过信令服务器交换又方的网络信息，双方优先以P2P方式尝试联接对方的公网IP地扯；若学生端在规定时间内未同意连麦，教师端有权联接对方在TURN服务器分配的IP与端口号，通过TURN服务器中转双方媒体流，进行强制连接学生端。
本实施例进一步公开了一种电子装置，包括：
处理器；以及，
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任一项所述的在网络教育直播中进行连麦直播的方法。
本实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的在网络教育直播中进行连麦直播的方法。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，其特征在于，通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息，教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，抢到麦的前M(<N)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中；实时采集教师端的教学屏上的图像，所述教学屏上的图像包括教师课件内容、教学笔记；设置流媒体服务器将实时采集的视频、音频以及教学屏上的图像进行实时合图，教师和抢到麦的学生都将视频信息推送到CDN网络中，在所述CDN网络内部对所述视频信息进行合图操作，再将其发送给观众端分发给所有对应的学生端，通过RTM协议实现最简单的教师端与学生端的连麦通信，其中所述教师端的多媒体流以RTMP方式发送给实时流媒体服务器集群，同时发送本端的所述视频和音频信息给连麦的学生端，连麦学生端切断从CDN网络中获取原教师端发送的音视频流，开始接受教师端的媒体流解码渲染并且同时将本端采集到的媒体流编码后发送给教师端或中间服务节点，教师端或所述中间服务节点对教师端及连麦学生端的音视频流进行混音、混屏。
2.如权利要求1所述的一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，其特征在于，教师端或所述中间服务节点对教师端及连麦学生端的音视频流进行混音、混屏进一步包括：教师端获取学生端的录像参数信息；并根据所述学生端的录像参数信息确定学生端的录像录制分辨率；学生端在进行连麦之前，对学生端的录像进行转码编译；按照教师端的视频显示分辨率及教师端的视频分辨率，将教师端与学生端的视频流进行拼接，在拼接完成后，对拼接后的视频按照教师端的视频显示分辨率数值进行转码编译，生成连麦视频流。
3.如权利要求2所述的一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，其特征在于，所述抢到麦的前M(<20)个人的视频窗会以小窗的形式添加到直播画面中进一步包括：教师端与学生端使用P2P方式进行交互，然后在教师端将自己和学生端的视频进行合并，再推至CDN网络并通过CDN网络发送给所有的学生端。
4.如权利要求3所述的一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，其特征在于，所述通过音频、视频采集装置实时采集教师端与学生端的视频和音频信息进一步包括：教师端通过所述网络教育直播系统进行教学直播时，所述教师端向智能DNS发送解析请求；智能DNS根据所述解析请求返回CDN中的路径最佳节点的地址；教师端发送直播数据流发送给所述路径最佳节点，所述节点进行音频、视频及教学屏图像数据的缓存并进行合图操作。
5.如权利要求4所述的一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，其特征在于，教师端在发起连麦邀请后，对活跃的P个学生端进行连接节点优化，其中学生端个数值P大于N，在所述的活跃的P个学生端在于教师端连麦前，智能DNS对该P个学生端进行分析并返回最佳路径节点的地址，P个学生端强制选择最佳路径节点进行连麦通信，最佳路径节点与其他CDN网络的节点进行数据同步，其他CDN网络节点将直播流数据发送给其他学生端完成连麦直播。
6.如权利要求4所述的一种在网络教育直播中进行连麦直播的方法，其特征在于，所述教师端在直播中发起连麦邀请，网络教育直播系统会给活跃的N个学生端发出连麦邀请，进一步包括：教师端向信令服务器发送连麦邀请，所述信令服务器通知N个活跃学生端的用户，所述学生端若接受邀请，双方向TURN请求各自本端IP或TURN端分配好的公网IP，通过信令服务器交换又方的网络信息，双方优先以P2P方式尝试联接对方的公网IP地扯；若学生端在规定时间内未同意连麦，教师端有权联接对方在TURN服务器分配的IP与端口号，通过TURN服务器中转双方媒体流，进行强制连接学生端。
7.一种电子装置，其特征在于，包括：
处理器；以及，
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-6任一项所述的在网络教育直播中进行连麦直播的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述的在网络教育直播中进行连麦直播的方法。
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