CN111954024A - 录课直播方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及录课直播方法及系统,包括雾化绿膜、投影装置、触控装置、摄像装置和数据处理装置,投影装置将教学内容投影至雾化绿膜,摄像装置将拍摄的雾化绿膜背景及讲课人视频发送至数据处理装置;数据处理装置将拍摄的视频实时提取前景,即人像,并与所述教学内容、触控信号合成为录课直播视频。本发明的装置采用绿色半透明PDLC液晶膜作为绿幕,在饱和的灯光条件,能够实现清晰、实时的视频推送,且可以结合红外触控装置和Kinect体感摄影机实现教学互动。

Description

录课直播方法及系统
技术领域
本发明涉及互联网和图像处理技术领域,具体涉及一种录课直播方法及系统。
背景技术
随着互联网的发展,网络课堂作为一种新兴的教学形式,应用越来越广泛。2020年,全国各地学校因新型冠状病毒疫情推迟开学,网络课堂的再一次成为研究热点。随着“互联网+教育”的发展,各类优课、微课、MOOC、精品课、网络课程、培训教学的课程制作需求量增加,但符合要求的教学资源不足,且耗费教学者和制作者大量精力,难以实现标准化、精品化、个性化定制的统一。
现有的在线教学包括预先录制好的录播教学视频和在线直播教学,不管是录课视频或是直播视频,对视频的质量要求都很高。网络课堂发展至今,录课视频、直播视频发展出如下几种形式:
1、教学者站在幕布前,通过电脑操控投影内容,借助激光笔之类标记讲解内容,摄像机对投影图像、教学者进行摄像。这是最传统的模式,这种方式录制视频,教学者需要经常操作电脑,且拍摄的投影内容清晰度低。
2、交互式投影系统,例如CN102063618A。教学者站在幕布前,利用手势互动操作投影内容,摄像机对投影图像、教学者进行摄像。采用这种方式,教学者不需要再经常性的低头操作电脑,减少了一个操作对象,便利了教学者。但这种模式仍然属于传统录制形式,拍摄的投影内容受光线影响,导致触控不够准确,并且无法在绿幕上实现触控;此外,视频中投影图像清晰度低。
现有技术中已有利用红外激光笔形成标注内容,来实现与投影视频的互动,但红外激光笔标注也仅是实现在教学内容上增加标注互动,并不能使教学者脱离对计算机的操作。如果要让教学者能直接对投影内容进行操作,就可以解决这一问题,但对于绿幕抠像视频,操作投影内容意味着绿幕投影画面可被操作,同时拍摄的视频还要实时抠除绿幕,这形成了一道技术门槛,目前尚无有效的解决方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷,提供一种可通过触控操作投影内容,同时基于绿幕抠像合成高清教学视频的录课直播系统及方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种录课直播系统,包括:
雾化绿膜;所述雾化绿膜为呈绿色半透明状态的PDLC液晶膜;
投影装置,将教学内容投影至雾化绿膜;
触控装置,所述触控装置为红外触控装置,其形成的红外探测网覆盖所述雾化绿膜;触控装置将红外探测网采集的触控信号发送至数据处理装置;
摄像装置,拍摄范围包括雾化绿膜及讲课人,拍摄的视频发送至数据处理装置;
数据处理装置,将拍摄的视频实时提取前景,即人像,并与所述教学内容、触控信号合成为录课直播视频。
本发明的雾化绿膜为“绿色半透明”状态的PDLC液晶膜,PDLC液晶膜通电透明,断电呈乳白色的不透明状态。当切断电源时,调光膜内的液晶分子呈不规则的散布状态,使液晶分子颗粒和聚合物产生的反射光散射,使其呈现不透明的状态。当通电时,这些液晶分子颗粒会呈有序排列,使得平等光透明而呈现透明状态。
进一步的,所述雾化绿膜RGB通道数值满足:G-R>20,G-B>20,且RGB各通道数值均<160。在这一范围下,可满足所述的“绿色半透明”状态。更优选的是G-R>30,G-B>30,且RGB各通道数值均<130。
进一步的,所述雾化绿膜G通道数值为90~130。饱和的灯光条件下G通道数值90~130时抠像效果更好,更优的是100~110。
进一步的,所述数据处理装置为计算机,所述摄像装置为计算机自带摄像头。
进一步的,还包括Kinect体感摄影机,所述Kinect体感摄影机捕捉教学者的手势动作,基于自定义的手势命令操作投影内容。
进一步的,所述触控装置为若干红外发射元件、接收元件组成的红外发射管和红外接收管,将其分别组装在雾化绿膜四周形成边框。
进一步的,所述摄像装置的拍摄范围内仅为雾化绿膜及讲课人,排除其他背景干扰。
本发明的第三目的在于提供一种录课直播方法,包括:
将教学内容投影至雾化绿膜,所述雾化绿膜为呈绿色半透明状态的PDLC液晶膜;
教学者触控雾化绿膜,触控装置采集触控信号;
摄像机拍摄视频,拍摄范围包括雾化绿膜及教学者;
将摄像机拍摄的视频提取前景,即人像;
将提取的人像与所述教学内容、触控信号合成为录课直播视频。
进一步的,还包括,应用Kinect体感摄影机捕获教学者手势动作,通过自定义的手势命令进行投影内容操作。
本发明的方法及系统具有如下效果:
(1)雾化绿膜可在透明和半透明状态间切换,雾化前呈透明状态,不影响美观,雾化后可用于抠像视频制作,且雾化后的绿膜呈绿色半透明状态,可展示投影机背投影像。
(2)雾化绿膜的硬度、透光性使其能够利用任何硬质环境,如墙面,透明玻璃等。
(3)触控要求硬质的绿幕,透光性和成像性的结合点非常重要。本发明利用雾化绿膜,即绿色半透明状态下的PDLC液晶膜作为绿幕背景应用至绿幕抠像合成视频中,背景易于抠除,且可结合红外触控和Kinect体感摄影机实现触控投影屏幕和手势互动,实现视频的高质量实时抠像与合成。配合饱和的灯光条件,使用免费开源的OBS软件即可轻松做到绿幕实时抠像合成及各大直播平台的推流直播。教学者可选择合适的环境进行录课及直播,释放双手,所见即所得,从演课回归讲课,简易独立地创作精品化课程。
附图说明
图1是本发明实施例1系统结构示意图。
图2是本发明实施例2系统结构示意图。
图3是本发明实施例3系统演示状态示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种可触控投影内容的录课直播系统。所述系统包括雾化绿膜、投影装置、触控装置、摄像装置、数据处理装置。
触控装置包括若干红外线发射与接收元件,其形成的红外探测网覆盖所述雾化绿膜。本实施例中触控装置为红外发射元件、接收元件组成的发射管和接收管,将其分别组装在雾化绿膜四周形成边框,使红外探测网覆盖雾化绿膜。触控装置将红外探测网采集的触控信号发送至数据处理装置。
本实施例的数据处理装置为计算机,如图1所示,计算机自带的摄像头作为摄像装置。将计算机连接投影装置,向雾化绿膜投影教学内容,教学者站在雾化绿膜前触控屏幕,计算机摄像头拍摄教学者及雾化绿膜,计算机的数据处理模块,即OBS软件对视频进行实时抠像,提取带透明通道的人像视频,与教学内容、触控信号、人像视频进行合成,获得录课或直播视频。
本实施例的系统配置简单,硬件仅包括一块1.0m×1.0m的雾化绿膜、一台自带摄像头的计算机(笔记本电脑)、一台投影仪、4根触控条(红外发射元件组成的发射管2条和红外接收元件组成的接收管2条)。绿膜可卷起触控条方便携带,在录课场所内进行简单悬挂和张贴,可以实现移动教学直播。
本实施例中雾化绿膜的RGB通道数值为R0,G106,B0,在饱和灯光条件下进行录课/直播,教学人员能够通过触控雾化绿膜进行翻页操作,使用OBS软件对视频进行实时抠像,扣除效率高,且前景(人像)边缘清晰,可实现高质量的视频实时推送。
计算机在使用时,可以连接多台显示器实现多屏显示,多台显示器可以各司其职,也可共同显示同一界面,本系统中投影触控的界面的信号则来源于同一计算机。其他显示器界面则可用来进行实时抠像合成和直播监控。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于,摄像装置为独立的摄像机,系统结构如图2所示。摄像机可以是高清及4K摄像机,在计算机上选装SDI和HDMI视频采集卡,可应对兼容市面上所有高清及4K摄像机。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于,还包括Kinect体感摄影机,系统结构如图3所示。Kinect体感摄影机可以实现即时动态捕捉,通过Kinect体感摄影机捕获教学者手势命令,并预先基于编程语言开发自定义手势命令,可以实现利用手势命令操控投影屏幕。采用Kinect体感结合自定义的手势命令,可以实现利用手势命令操控投影屏幕。Kinect forWindows SDK可以利用C++、C#或VisualBasic等语言开发手势命令,如:放大、缩小、翻页、返回、选择等电脑使用常见命令。
实施例4
本实施例提供一种可触控投影内容的录课直播方法,包括:
将教学内容投影至雾化绿膜,所述雾化绿膜为PDLC液晶膜在绿色单通道下形成的绿幕;
教学者触控雾化绿膜,触控装置采集触控信号;
摄像机拍摄视频,拍摄范围包括雾化绿膜及教学者;
将摄像机拍摄的视频提取前景,即人像;
将提取的人像与所述教学内容、触控信号合成为录课直播视频。
实施例5
本实施例和实施例4的不同之处在于,应用Kinect体感摄影机捕获教学者手势动作,通过自定义的手势命令进行投影内容操作。

Claims (10)

1.一种录课直播系统,其特征在于,包括:
雾化绿膜;所述雾化绿膜为呈绿色半透明状态的PDLC液晶膜;
投影装置,将教学内容投影至雾化绿膜;
触控装置,所述触控装置为红外触控装置,其形成红外探测网覆盖所述雾化绿膜;触控装置将红外探测网采集的触控信号发送至数据处理装置;
摄像装置,拍摄范围包括雾化绿膜及讲课人,拍摄的视频发送至数据处理装置;
数据处理装置,将拍摄的视频实时提取前景,即人像,并与所述教学内容、触控信号合成为录课直播视频。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述雾化绿膜RGB通道数值满足:G-R>20,G-B>20,且RGB各通道数值均<160。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述雾化绿膜RGB通道数值满足:G-R>30,G-B>30,且RGB各通道数值均<130。
4.根据权利要求1所述的录课直播系统,其特征在于,还包括Kinect体感摄影机,所述Kinect体感摄影机捕捉教学者的手势动作,基于自定义的手势命令操作投影内容。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,所述雾化绿膜G通道数值为90~130。
6.根据权利要求1所述的录课直播系统,其特征在于,所述数据处理装置为计算机,所述摄像装置为计算机自带摄像头。
7.根据权利要求1所述的录课直播系统,其特征在于,所述触控装置为若干红外发射元件、接收元件组成的红外发射管和红外接收管,将其分别组装在雾化绿膜四周形成边框。
8.根据权利要求1所述的录课直播系统,其特征在于,所述摄像装置的拍摄范围内仅为雾化绿膜及讲课人。
9.一种录课直播方法,其特征在于,包括:
将教学内容投影至雾化绿膜,所述雾化绿膜为呈绿色半透明状态的PDLC液晶膜;
教学者触控雾化绿膜,触控装置采集触控信号;
摄像机拍摄视频,拍摄范围包括雾化绿膜及教学者;
将摄像机拍摄的视频提取前景,即人像;
将提取的人像与所述教学内容、触控信号合成为录课直播视频。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括,应用Kinect体感摄影机捕获教学者手势动作,通过自定义的手势命令进行投影内容操作。
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