CN110798640A - 全高清录播方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全高清录播方法，包括：分别实时的获取教学场地中的第一采集装置采集的第一视频数据和第一音频数据以及第二采集装置采集的第二视频数据和第二音频数据；对第一视频数据和第一音频数据进行同步处理、添加字幕后，得到第一视音频数据；对第一视音频数据和第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据后封装为数据帧；在发送端，将封装帧处理为光信号，通过光纤介质传输；在接收端，将光信号处理为数据帧并输出。由此，通过对多路音视频数据进行处理，生成一路数据后，对数据进行封装后，通过光纤介质进行传输，再由存储设备进行存储，实现了高清视频的录制、传输和存储。
Description
技术领域
本发明涉及视频处理领域，尤其涉及一种全高清录播方法。
背景技术
当今社会，视频对于人类社会来说不可缺少，在教育领域中，可以对老师的授课进行录制，并进行远程教学等。
但是由于带宽的限制，导致视频在播放时，存在分辨率低，不清晰的情况发生，导致用户体验不好。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种全高清录播方法，以解决现有技术中的视频录播的分辨率低，清晰度不够所导致的用户体验不好的问题。
为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种全高清录播方法，所述方法包括：
实时的获取教学场地中的第一采集装置采集的第一视频数据和第一音频数据；所述第一视频数据包括讲台全景视频数据和教师特写视频数据；
对所述第一视频数据和所述第一音频数据进行同步处理、添加字幕后，得到第一视音频数据；
实时的获取教学场地中的第二采集装置采集的第二视频数据和第二音频数据；所述第二视频数据包括学生全景视频数据和学生特写视频数据；
对所述第二视频数据和所述第二音频数据进行同步处理、添加字幕后，得到第二视音频数据；
对所述第一视音频数据和所述第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据；
对所述第三视音频数据进行封装，封装为数据帧；
在发送端，将所述封装帧处理为光信号，通过光纤介质传输；
在接收端，将所述光信号处理为数据帧并输出。
在一种可能的实现方式中，所述对所述第一视音频数据和所述第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据之前还包括：
检测所述第一视频数据和所述第二视频数据的分辨率是否小于预设的分辨率阈值；
当所述第一视频数据或者所述第二视频数据的分辨率小于预设的分辨率阈值时，进行分辨率和格式转换，得到目标分辨率和目标格式的第一视频数据或第二视频数据。
在一种可能的实现方式中，所述对所述第一视音频数据和所述第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据具体包括：
将所述第一视音频数据和所述第二视音频数据合成为一路输出。
在一种可能的实现方式中，所述对所述第三视音频数据进行封装，封装为数据帧，具体包括：
为所述数据帧添加标签，所述标签置于所述数据帧的开始处，所述标签包括当前帧的序列号、时间戳、当前帧内的数据的类型。
在一种可能的实现方式中，所述对所述第三视音频数据进行封装，封装为数据帧之前，还包括：
对所述第三视音频数据进行直流恢复和信号整形，并补偿所述第三视音频数据的衰减，然后进行过滤。
在一种可能的实现方式中，所述方法之后还包括：
接收终端发送的点播请求信息，所述点播请求信息包括终端ID；
根据所述点播请求消息，解析所述数据帧，得到第三视音频数据；
接收终端发送的选择请求消息；
根据所述选择请求消息，播放所述第三视音频数据中的第一视音频数据和/或第二视音频数据。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
对所述第一视音频数据进行分析，得到第一分析结果；
对所述第二视音频数据进行分析，得到第二分析结果；
对所述第一视音频数据、所述第二视音频数据、所述第一分析结果和所述第二分析结果进行合成处理，生成第三视音频数据。
第二方面，本发明提供了一种设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储程序，处理器用于执行第一方面任一所述的方法。
第三方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面任一所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一所述的方法。
通过应用本发明提供的全高清录播方法，通过对多路音视频数据进行处理，生成一路数据后，对数据进行封装后，通过光纤介质进行传输，再由存储设备进行存储，实现了高清视频的录制、传输和存储。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的全高清录播方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
第一、第二等编号仅予以区分，并无其他含义。
图1为本发明实施例一提供的全高清录播方法流程示意图，如图1所示，本申请包括以下步骤：
步骤101，实时的获取教学场地中的第一采集装置采集的第一视频数据和第一音频数据；所述第一视频数据包括讲台全景视频数据和教师特写视频数据。
具体的，教学场地可以为某学校的教室a，该学校可以是小学、中学、大学、职业中学等学校中的任意一个。录课的科目可以为语文、数学、英语常规科目中的任意一个或者模拟电子、计算机基础等专业科目中的任意一个，本申请对此并不限定。
每个教室设置有录播系统，录播系统包括设置于教室后面、讲台对立位置的第一摄像头，设置于讲台位置的第一麦克风，两者组成第一采集装置，设置于讲台的第二摄像头、设置于教室四周的一个或多个第二麦克风，组成第二采集装置。
第一采集装置中的第一摄像头采集教师上课时的讲台全景视频、教师的特写视频。具体的，第一摄像头可以进行智能录播，当教室在书写时，检测到教师的书写动作，即启动讲台全景视频录制，当教师在授课时，检测到教师的肢体动作，判定教师正在讲课，则录制教师的特写视频，比如教师的面部特写，教师的全身特写等。
同时，第一采集装置中的第一麦克风对教师上课的音频进行录制，生成第一音频数据。
至于如何进行全景和特写的切换，可以采用人工智能(ArtificialIntelligence，AI)、智能识别技术和大数据技术，进行切换，从而在录制过程中，进行针对性的进行录制，并进行无缝切换。
可以理解的是，第一视频数据、第一音频数据具有时间戳。
录播时，具体参数如下：
第一、录播功能
(1)4路串行数字接口(Serial Digital Interface，SDI)输入，支持1路视频图形阵列(Video Graphics Array，VGA)输入,2路4K高清晰度多媒体接口(High DefinitionMultimedia Interface，HDMI)输入，1080P60分辨率支持。
(2)支持1路1080P60 HDMI输出，支持1路1080P60 VGA输出,输出源可配置。
(3)视频编码：H264,320x240-1920x1080分辨率，1-30fps录制,128K-16M bps。
(4)音频编码：AAC,16K-48K采样率，128Kbps码，G.711,8K/16k/32k/48k采样率，128Kbps码率
(5)录制格式：mp4/ts。
(6)支持全自动跟踪/手动跟踪。
(7)协议支持：
HTTP/RTP/UDP/TCP/RTSP/RTMP/HLS/UPNP/DDNS/NTP/SIP/GBT28181。
(8)支持字幕叠加功能,支持预置字幕功能，支持时间显示/多种内部参数显示。
(9)支持片头片尾功能。
(10)支持台标功能。
(11)支持多种特效功能(左右，上下，渐变,弹窗，等)。
(12)支持多画面布局及切换功能,支持自定义布局设置功能。
(13)支持网络导播和本地导播。
(14)支持实时流传输协议(Real Time Streaming Protocol，RTSP)/实时消息传输协议(Real Time Messaging Protocol，RTMP)/超文本传输协议现场直播(HTTP LiveStreaming，HLS)/用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)/传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)TCP直播。
(15)支持本地录像回放，录像回放可作为视频/音频输入源使用。
(16)支持远程RTSP/RTMP流(如网络摄像机(IP CAMERA，IPC))，可作为视频输入源使用。
(17)支持远程录像回放，回放协议支持RTSP/RTMP/HLS。
(18)支持2.4G+5GWIFI STA/AP模式。
(19)单端口同时支持HTTP/RTSP/RTMP,实现了"控制+流媒体"的端口复用功能。
(20)支持设备发现机制,实现了平台自动注册，和局域网自动搜索设备功能。
(21)支持转发功能，可以直接把会话初始协议(Session Initiation Protocol，SIP)/RTSP/RTMP协议的流统一转发成RTSP或者RTMP流。
(22)支持无线WIFI连接摄像机,支持远程PTZ调整。
(23)支持软关机/硬关机模式。
(24)支持背景音乐功能，新增IP广播/校长广播/背景音乐功能。
(25)多触摸屏支持，支持5指息屏功能。
(26)多路编码/录制支持(SDI1-SDI4,VGA,RMT1,RMT2,RMT3,RMT4,Main最多同时录制8路),编码参数可配置,支持文件限长/限时录制功能。
(27)支持录制文件自动上传文件传输协议(File Transfer Protocol，ftp)服务器。
(28)支持模拟音频输入和数字音频输入。
(29)提供至少4路rtmp的publish功能,直播源可配置。
(30)多串口支持,支持摄像机控制协议VISCA等云台全方位(Pan/Tilt/Zoom，PTZ)控制协议。
(31)支持网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)自动更新时间。
(32)支持在线格式化硬盘。
(33)支持自动早期文件删除功能。
(34)支持自动TS格式文件转换为MP4文件。
(35)http/rtsp/rtmp/sip/proxy端口可配置。
(36)支持VGA/HDMI图象变化识别并自动切换功能。
(37)支持U盘升级,支持网络升级功能,支持平台远程自动升级功能。
(38)支持多达8个4EP的zigbee设备搜索/控制功能(物联网实现)。
第二、交互功能
(1)SIP普通终端功能。
(2)SIP/RTSP/RTMP交互支持。
(3)内部包含微控制单元(Microcontroller Unit，MCU),支持多路远端,最多可以同时连接4路标准SIP/RTSP终端，实现1+4路的交互功能。
(4)交互分辨率/码率可调整,支持网络自适应功能。
(5)交互缓冲0ms-1000ms可设。
(6)支持标准NAT穿透协议。
第三、协议支持
(1)RTSP参数，支持UDP/TCP模式传输，支持多路并发,支持Basic/Digest密码校验方式。
(2)RTMP参数，支持RTMP推流和拉流模式，设备本身也可接受别的设备的推流。
(3)UDP，ts格式裸流输出，支持单播和广播。
(4)TCP，ts格式裸流输出，支持客户端白名单功能。
(5)花生壳支持。
(6)NTP协议支持。
步骤102，对第一视频数据和第一音频数据进行同步处理、添加字幕后，得到第一视音频数据。
具体的，根据时间戳，对第一视频数据和第一音频数据进行同步处理，进行合成，如果老师正在讲授知识，可以将第一音频数据中老师讲授的内容转换为文字信息，添加字幕，从而便于并添加在第一视频数据中，从而得到第一视音频数据。
步骤103，实时的获取教学场地中的第二采集装置采集的第二视频数据和第二音频数据；第二视频数据包括学生全景视频数据和学生特写视频数据。
在对老师的授课进行录制的同时，第二采集装置采集学生听课时的全景视频数据，会在学生特写和学生全景之间进行切换，且切换是以识别的学生行为或者表情作为触发条件的比如，学生在举手回答问题，某个学生面部表情为异常，比如，悲伤、脸红等，会录制举手的学生的图像，某个学生面部表情为异常，比如，悲伤、脸红等，录制异常表情学生的特写视频，学生在听讲，会录制听讲的全景视频。从而得到学生的第二视频数据，后续，该第二视频数据可以作为研究学生听课认真程度的依据。
同时，第二采集装置中的第二麦克风对学生回答或生生互动的音频进行录制，生成第二音频数据。
至于如何进行全景和特写的切换，可以采用AI技术、智能识别技术和大数据技术，进行切换，从而在录制过程中，进行针对性的进行录制，并进行无缝切换。
可以理解的是，第二视频数据和第二音频数据都具有时间戳。
步骤104，对第二视频数据和第二音频数据进行同步处理、添加字幕后，得到第二视音频数据。
具体的，与步骤102相同，可以对第二视频数据和第二音频数据进行同步处理，进行合成，如果学生正在回答问题，或者生生互动，可以将第二音频信息中师生互动时、生生互动时的音频信息转换为文字信息，并添加在第二视频数据中，从而得到第二视音频数据。
步骤105，对第一视音频数据和第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据。
具体的，对于两路视音频数据，进行同步处理后，并进行降噪等，处理为一路输出，从而减小了数据传输量。
进一步的，目前存在各种不同的高清或者标清视频，为了保证直播、点播的视频的清晰度，需要对当前的视音频数据的清晰度和格式进行检测，以保证后续的点播、直播或者远程教学的视频效果，因此，在步骤105之前还包括：
检测第一视频数据和第二视频数据的分辨率是否小于预设的分辨率阈值；
当第一视频数据或者第二视频数据的分辨率小于预设的分辨率阈值时，进行分辨率和格式转换，得到目标分辨率和目标格式的第一视频数据或第二视频数据。
其中，可以通过数字图像处理技术，比如各行转逐行处理、分辨率放大或缩小处理、帧变换处理等，以保证生成的视频的分辨率。
此处预设的分辨率可以根据需要设定。由此实现对多种视频的兼容接收，且简化了后面多画面处理中各种视音频格式的适配。
进一步的，步骤105还包括：
对第一视音频数据进行分析，得到第一分析结果；
对第二视音频数据进行分析，得到第二分析结果；
对第一视音频数据、第二视音频数据、第一分析结果和第二分析结果进行合成处理，生成第三视音频数据。
其中，教学行为信息包括：讲授、板书、演示、提问、巡视、师生互动。
第一分析结果，即获取讲授的时长、板书的时长、演示的时长、提问的时长、师生互动的时长分别占第一视音频数据的比例。
具体的，可以针对第一视音频数据中的时间戳，统计时长，比如，第一互动视音频数据包括老师提问的视频和学生回答的视频，第一答疑视频包括学生提问的视频和老师回答的视频，可以根据每个视音频数据的时间戳，得到每个视频的时长。
第二分析结果，即对学生行为信息包括：听讲、读写、练习、举手、讨论、生生互动和课堂注意力进行分析的结果。
第二分析结果即获取第二视音频数据的每帧图像中听讲的人数、举手人数、讨论人数和课堂注意力集中人数占总人数的比例。
示例而非限定，可以根据学生的全景图像，实时的获取到出勤人数，再调用智慧班牌中记录的上课班级的总人数，就可以得到到课率。可以实时的根据每帧第二视音频数据，统计听讲的人数和课堂注意力集中人数，此处的听讲人数，可以通过情绪来判断，比如，情绪为正常，可以视为认真听讲，注意力集中人数，也可以通过情绪来判断，比如情绪为正常，且肢体动作为举手等，从而生成第二分析结果。从而，实现了对第一视音频数据、第二视音频数据和第一分析结果、第二分析结果处理为一路并输出，减少了数据量。
步骤106，对第三视音频数据进行封装，封装为数据帧。
具体的，按照时间，可以定时或实时的为数据帧添加标签，标签添加在数据帧的开始处，包括当前帧的序列号、时间戳、当前帧内的数据的类型等信息。从而，将视音频数据封装成帧，逐一发送。
步骤107，数据帧可以在发送端，将封装帧处理为光信号，通过光纤介质传输。
具体的，在发送端，可以配置信号端口，设定处理速率，并按照设定的处理速率，发送数据帧，由于数据帧为电信号，可以通过转换，转换为光信号，并通过光纤介质进行传输，从而提高了数据传输速度。
步骤108，在接收端，将光信号处理为数据帧并输出。
具体的，对于接收到的告诉光信号，可以通过光电信号转换，完成信号转换后，可以发送给存储设备，存储设备完成音视频数据的存储，便于后续的点播，也可以发送给其它终端，比如远程教学的终端或者教务系统终端等。从而实现了授课和听课的视音频数据的同时传播。由此，实现了数据的快速传输，且保证了清晰度。
进一步的，步骤108之后还包括：
接收终端发送的点播请求信息，点播请求信息包括终端ID；
根据点播请求消息，解析数据帧，得到第三视音频数据；
接收终端发送的选择请求消息；
根据选择请求消息，播放第三视音频数据中的第一视音频数据和/或第二视音频数据。
具体的，当接收到终端发送的点播请求消息后，播放第三视音频数据。终端还可以接收用户的选择请求消息，该选择请求消息可以包括播放第三是一片数据中的哪一个画面，比如，仅播放老师的授课的视音频数据，或者仅播放学生听课的视音频数据，或者同时播放两者，从而实现了根据需要进行点播。
通过应用本发明提供的全高清录播方法，通过对多路音视频数据进行处理，生成一路数据后，对数据进行封装后，通过光纤介质进行传输，再由存储设备进行存储，实现了高清视频的录制、传输和存储。
发明实施例二提供了一种设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储程序，存储器可通过总线与处理器连接。存储器可以是非易失存储器，例如硬盘驱动器和闪存，存储器中存储有软件程序和设备驱动程序。软件程序能够执行本发明实施例提供的上述方法的各种功能；设备驱动程序可以是网络和接口驱动程序。处理器用于执行软件程序，该软件程序被执行时，能够实现本发明实施例一提供的方法。
本发明实施例三提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例一提供的方法。
本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例一提供的方法。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种全高清录播方法，其特征在于，所述方法包括：
实时的获取教学场地中的第一采集装置采集的第一视频数据和第一音频数据；所述第一视频数据包括讲台全景视频数据和教师特写视频数据；
对所述第一视频数据和所述第一音频数据进行同步处理、添加字幕后，得到第一视音频数据；
实时的获取教学场地中的第二采集装置采集的第二视频数据和第二音频数据；所述第二视频数据包括学生全景视频数据和学生特写视频数据；
对所述第二视频数据和所述第二音频数据进行同步处理、添加字幕后，得到第二视音频数据；
对所述第一视音频数据和所述第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据；
对所述第三视音频数据进行封装，封装为数据帧；
在发送端，将所述封装帧处理为光信号，通过光纤介质传输；
在接收端，将所述光信号处理为数据帧并输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一视音频数据和所述第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据之前还包括：
检测所述第一视频数据和所述第二视频数据的分辨率是否小于预设的分辨率阈值；
当所述第一视频数据或者所述第二视频数据的分辨率小于预设的分辨率阈值时，进行分辨率和格式转换，得到目标分辨率和目标格式的第一视频数据或第二视频数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一视音频数据和所述第二视音频数据进行合成处理，生成第三视音频数据具体包括：
将所述第一视音频数据和所述第二视音频数据合成为一路输出。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第三视音频数据进行封装，封装为数据帧，具体包括：
为所述数据帧添加标签，所述标签置于所述数据帧的开始处，所述标签包括当前帧的序列号、时间戳、当前帧内的数据的类型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第三视音频数据进行封装，封装为数据帧之前，还包括：
对所述第三视音频数据进行直流恢复和信号整形，并补偿所述第三视音频数据的衰减，然后进行过滤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法之后还包括：
接收终端发送的点播请求信息，所述点播请求信息包括终端ID；
根据所述点播请求消息，解析所述数据帧，得到第三视音频数据；
接收终端发送的选择请求消息；
根据所述选择请求消息，播放所述第三视音频数据中的第一视音频数据和/或第二视音频数据。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述第一视音频数据进行分析，得到第一分析结果；
对所述第二视音频数据进行分析，得到第二分析结果；
对所述第一视音频数据、所述第二视音频数据、所述第一分析结果和所述第二分析结果进行合成处理，生成第三视音频数据。
8.一种设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器用于存储程序，所述处理器用于执行如权利要求1-7任一所述的方法。
9.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-7任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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如权利要求1-7任一所述的方法。
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