CN201608790U - 课程录制装置 - Google Patents

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Abstract

课程录制装置，涉及一种录制装置。设VGEA采集与发射电路、语音无线发射部件、课程录制控制器和计算机。VGEA采集与发射电路的VGA信号和音频信号输入端分别外接讲台计算机显卡的VGA信号输出端和声卡的音频信号输出端。课程录制控制器设有2.4G接收AV解调电路、视频输入电路、视频消隐切换电路、数模转换电路、语音接收解调部件、用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件、音频监听部件和电源。由于采用无线信号传输系统，节省在教室挖槽、布线的费用。采用操作系统自带的采集软件，节省专用软件的开发费用。把安装于台式计算机的各种板卡用录制控制器取代，摆脱了能耗数倍于便携式计算机的台式计算机。

Description

课程录制装置
技术领域
本实用新型涉及一种录制装置，尤其是涉及一种课程录制装置。
背景技术
现有的课程录制设备主要有两种模式：演播室录制模式和录播模式。
演播室录制模式对所有的视频设备要求有同步机对各个设备进行同步控制。目前，这种模式多数已经简化到只用单摄像机拍摄，教师和VGA画面用摄像机摇镜头的方式解决切换，课后由后期系统完成制作。演播室录制模式主要由以下几个部分组成：由数台摄像机送来的视频信号经过视频切换台选出需要记录的一路，然后送到录像机进行录制。工作流程中的各摄像机、视频切换台和录像机等的同步工作由同步机控制(王铟，教育电视系统[M]，北京师范大学网络教育教学用书，2004)，由于使用多台设备，VGA画面采用摄像机拍摄，因此存在画面比较暗淡、模糊、色彩失真以及成本高和设备耗能很大等缺点。
录播模式一般采用厂商专门为课程录制生产的产品，即录播系统，它把视频采集卡、VGA采集卡和声卡全都装在主计算机(服务器)内，教师的语音通过无线话筒也送到无线接收装置，再由无线接收装置将音频信号送到计算机的声卡上，摄像机的视频输出信号送到视频采集卡上，最后由专用软件进行采集、切换和记录。这种模式需要性能比较高的台式计算机(有的厂商采用工业机箱内装各种板卡组成)。
使用现有的录播系统，由于通常要对教室进行VGA布线改造，因此这种方式不能移动，使用高性能的台式计算机，成本高(市场销售价不低于10万元)。台式计算机连同显示器耗能最少240W。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有的课程录制设备存在的上述缺点，提供一种课程录制装置。
本实用新型设有VGEA采集与发射电路、语音无线发射部件、课程录制控制器和计算机。VGEA采集与发射电路的VGA信号输入端外接讲台计算机显卡的VGA信号输出端，VGEA采集与发射电路的音频信号输入端外接讲台计算机声卡的音频信号输出端。
课程录制控制器设有2.4G接收AV解调电路、视频输入电路、视频消隐切换电路、数模转换电路、语音接收解调部件、用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件、音频监听部件和电源，2.4G接收AV解调电路的输入端接收VGEA采集与发射电路发射的调制信号，2.4G接收AV解调电路的视频信号输出端和音频信号输出端分别接视频输入电路的1个视频信号输入端和选择开关的输入端，视频输入电路的其它视频信号输入端外接课程录制装置系统的摄像机视频信号输出端，视频输入电路的输出端经视频消隐切换电路接数模转换电路输入端，数模转换电路的模拟复合视频信号输出端接用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件的输入端；语音接收解调部件的语音调制信号输出端分别接音频监听部件输入端和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件输入端，选择开关的一个输入端外接学生音频信号输出端，选择开关的输出端分别接音频监听部件输入端和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件输入端；音频监听部件的输出端接监听喇叭，用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件输出端接计算机。
VGEA采集与发射电路的作用是通过VGAin输入口采集讲台计算机显卡送出的VGA信号和通过音频信号输入口采集讲台计算机声卡送出的音频信号，并将这两个信号重新编成模拟复合信号调制到2.4G的载波向外发射。2.4G接收AV解调部件将接收到VGEA采集与发射电路发射的调制信号解调成视频信号和音频信号输出。
语音无线发射部件的无线话筒别在授课教师的身上，将教师的语音拾起并调制到780MHz(左右)的频率向外发射。
语音接收解调部件接收到语音无线发射部件发射的信号后，解调成音频信号输出。
视频输入组件将4路视频信号对应缓冲输入并模数转换。视频消隐期切换组件的作用是4路数字化后的视频信号分别被存储在存储器中，当受人工控制的切换信号到来时，将所需的视频信号和PAL复合同步信号叠加。数摸转换组件的作用是将叠加后的信号经数摸转换以模拟复合视频的格式输出。
用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件有3个输入口，分别是模拟复合视频输入口，音频左右声道输入口以及输出口。用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件将视频信号和两路音频叠加后转换成符合USB标准的数据流由USB口输出。
音频监听部件可以监听教师语音。
电源部件提供两种电压，一是12V给视频输入电路、视频消隐切换电路和数模转换电路，二是3V给语音接收解调部件。VGEA采集与发射电路和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件部件所需的5V由计算机的USB口供电。
便携式计算机从课程录制控制器主机的USB口输出的课程数据流送到便携式计算机的USB口。通过WindowsXP自带的视频编辑软件Windous Movic Make即可完成记录。
摄像机将教师和学生的视频信号提供给本装置，与现有的课程录制装置相同。
与现有的课程录制装置相比，本实用新型具有以下突出优点：
1)节省投资：由于采用无线信号传输系统，节省了在教室挖槽、布线的费用。此外，采用操作系统自带的采集软件Windous Movic Make，节省了专用软件的开发费用。
2)节省能耗：由于采用新的组合模式，把安装于台式计算机的各种板卡用录制控制器取代，摆脱了能耗数倍于便携式计算机的台式计算机。表1给出3种课程录制装置的耗能对比。
表1
Figure G2009201817847D00031
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构组成框图。
图2为本实用新型实施例的课程录制控制器电原理图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
参见图1，本实用新型设有VGEA采集与发射电路UT1、语音无线发射部件UT2、课程录制控制器U和计算机U7。VGEA采集与发射电路UT1的VGA信号输入端VGAin外接讲台计算机显卡的VGA信号输出端，VGEA采集与发射电路UT1的音频信号输入端AUDIO1外接讲台计算机声卡的音频信号输出端。
课程录制控制器U设有2.4G接收AV解调电路U2、视频输入电路U11、视频消隐切换电路U12、数模转换电路U13、语音接收解调部件U3、用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4、音频监听部件U6和电源U5，2.4G接收AV解调电路U2的输入端接收VGEA采集与发射电路UT1发射的调制信号，2.4G接收AV解调电路U2的视频信号输出端和音频信号输出端分别接视频输入电路U11的1个视频信号输入端和选择开关K1的输入端，视频输入电路U11的其它视频信号输入端外接课程录制装置系统的摄像机视频信号输出端V1in、V2in、V3in，视频输入电路U11的输出端经视频消隐切换电路U12接数模转换电路U13输入端，数模转换电路U13的模拟复合视频信号输出端接用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4的输入端；语音无线发射部件UT2的输出端接语音接收解调部件U3的输入端，语音接收解调部件U3的语音调制信号输出端分别接音频监听部件U6输入端和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4输入端，选择开关K1的一个输入端外接学生音频信号输出端A2in，选择开关K1的输出端分别接音频监听部件U6输入端和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4输入端；音频监听部件U6的输出端接监听喇叭Y，用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4输出端接计算机U7。
VGEA采集与发射电路UT1的作用是通过VGAin输入口采集讲台计算机显卡送出的VGA信号和通过AUDIO1输入口采集讲台计算机声卡送出的音频信号，并将这两个信号重新编成模拟复合信号调制到2.4G的载波向外发射。2.4G接收AV解调部件U2将接收到VGEA采集与发射电路UT1发射的调制信号解调成视频信号和音频信号输出。
语音无线发射部件UT2的无线话筒别在授课教师的身上，将教师的语音拾起并调制到780MHz(左右)的频率向外发射。
语音接收解调部件U3接收到语音无线发射部件UT2发射的信号后解调成音频信号输出。
视频输入组件U11将经V1in、V2in、V3in和V4in口输入的4路视频信号对应缓冲输入并模数转换。视频消隐期切换组件U12的作用是四路数字化后的视频信号分别被存储在存储器中，当受人工控制的切换信号到来时，将所需的视频信号和PAL复合同步信号叠加。数摸转换组件U13的作用是将叠加后的信号经数摸转换以模拟复合视频的格式输出。
用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4有3个输入口，分别是模拟复合视频输入口Vin，音频左右声道输入口ALin、ARin以及输出口USBout。用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4将经由Vin输入的视频信号和经由ALin、ARin输入的两路音频叠加后转换成符合USB标准的数据流由USB口USBout输出。
音频监听部件U6可以监听教师语音(由U3输出的ARout)和A2in/AUDIO1。
电源部件U5提供两种电压，一是12V给视频输入电路U11、视频消隐切换电路U12和数模转换电路U13，二是3V给语音接收解调部件U3。VGEA采集与发射电路UT1和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件U4部件所需的5V由计算机的USB口供电。
便携式计算机U7从课程录制控制器主机的USB口输出的课程数据流送到便携式计算机的USB口。通过WindowsXP自带的视频编辑软件Windous Movic Make即可完成记录。
摄像机将教师和学生的视频信号提供给本装置，与现有的课程录制装置相同。
以下给出课程录制装置系统的工作原理：
当所需部件连接完成后，接通电源，所有设备开始工作。UT1和UT2分别向外发射信号。
(1)录制控制器的工作原理
第1摄像机摄取授课教师的画面，其输出信号经CZ1送到模块IC1的V1in端口。第2摄像机摄取学生等的画面，其输出信号经CZ2送到模块IC1的V2in端口。其他视频信号CZ3送到模块IC1的V4in端口。学生等音频信号经CZ4送到选择开关K1的A2点。
当2.4G射频信号经天线ANT1接收后送到模块IC2，IC2对其进行解调，得出表现VGA的视频信号V3out送入模块IC1的V3in端口；得出表现PC的音频信号A3out送到选择开关K1的A3点，与A2一起供输出选择。操作人员通过按动视频选择按钮AN1、AN2、AN3和AN4选择输出所需的视频信号，即Vout。操作人员根据上课情况，决定选择输出的音频是学生等音源信号还是PC(VGA)的伴音。
教师语音的载频经天线ANT2接收后送到模块IC3，IC3对其进行解调，得出音频信号AR out直接送入模块IC4的ARin端口。
模块IC4对其输入端的Vin、ARin、ALin进行模数转换后，按照USB的标准从USB口输出数据流。
ARin、ALin的音频信号，分别经过电阻R1、电位器W1以及电阻R2、电位器W2组成的分压网络，得出相应的音频信号，经过耦合电容C1、C2送到IC6进行放大，其输出经电容C3和C4耦合经过耳机插座CZ5送到扬声器Y1和Y2发声。W1和W2用来调节音量的大小，电阻R3和R4作为IC6的输入阻抗，电容C5、C6和电阻R5、R6用于改善音色。
模块IC5对经开关K2的市电进行变换，成为+3V和+12V的直流电，分别送给IC3、IC1和IC6。模块IC2和模块IC4的电源由便携式计算机的USB提供。
(2)便携式计算机的工作过程如下：
USB口输出的数据流输送到便携式计算机的USB口，运行测试软件，目的有二，一是调整UTI与IC2使发射频率和接收频率一致，二是选择IC4的视频输入模式。如果正确，在测试软件的播放窗口上可以看到视频图像，监听喇叭可以听到声音。
测试完毕退出测试软件，运行采集软件，如Windous Movic Make，进行必要的设置后就可以进行采集了。
图2中的主要器件的参考型号和主要元件的参考数值见表2。
表2
  编号   部件(器件)名称   参考型号   参考数值
  UT1   VGA采集、2.4G发射模块   TXV2428-1
  UT2   无线话筒发射模块   WRR-805A
  IC1   视频输入、切换、处理模块   AJJ-403
  IC2   2.4G接收、AV解调模块   UTV324
  IC3   无线话筒接收模块   WRT-805A
  IC4   AV转换USB模块   TXV2428-2
  IC5   电源模块   12V1A、3V1A
  IC6   双声道功率放大器   YD2822
  R1   碳膜电阻   10K
  R2   碳膜电阻   10K
  R3   碳膜电阻   10K
  R4   碳膜电阻   10K
  编号   部件(器件)名称   参考型号   参考数值
  R5   碳膜电阻   47Ω
  R6   碳膜电阻   47Ω
  W1   电位器   47K
  W2   电位器   47K
  C1   电解电容   47μ
  C2   电解电容   47μ
  C3   电解电容   470μ
  C4   电解电容   470μ
  C5   涤纶电容   0.1μ
  C6   涤纶电容   0.1μ
  C7   电解电容   470μ
  C8   电解电容   470μ
  C9   电解电容   100μ
  C10   电解电容   100μ
  C11   涤纶电容   0.1μ
  C12   涤纶电容   0.1μ
  K1   小型拨动开关   单刀双掷
  K2   船型开关   双刀单掷   250V15A
  AN1   按钮
  AN2   按钮
  编号   部件(器件)名称   参考型号   参考数值
  AN3   按钮
  AN4   按钮
  ANT1   拉杆天线
  ANT1   内置天线

Claims (2)

1.课程录制装置，其特征在于设有VGEA采集与发射电路、语音无线发射部件、课程录制控制器和计算机；VGEA采集与发射电路的VGA信号输入端外接讲台计算机显卡的VGA信号输出端，VGEA采集与发射电路的音频信号输入端外接讲台计算机声卡的音频信号输出端；课程录制控制器设有2.4G接收AV解调电路、视频输入电路、视频消隐切换电路、数模转换电路、语音接收解调部件、用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件、音频监听部件和电源，2.4G接收AV解调电路的输入端接收VGEA采集与发射电路发射的调制信号，2.4G接收AV解调电路的视频信号输出端和音频信号输出端分别接视频输入电路的1个视频信号输入端和选择开关的输入端，视频输入电路的其它视频信号输入端外接课程录制装置系统的摄像机视频信号输出端，视频输入电路的输出端经视频消隐切换电路接数模转换电路输入端，数模转换电路的模拟复合视频信号输出端接用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件的输入端；语音接收解调部件的语音调制信号输出端分别接音频监听部件输入端和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件输入端，选择开关的一个输入端外接学生音频信号输出端，选择开关的输出端分别接音频监听部件输入端和用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件输入端；音频监听部件的输出端接监听喇叭，用于AV转换成USB数据流的VA/USB转换部件输出端接计算机。
2.如权利要求1所述的课程录制装置，其特征在于所述电源设有12V和3V两种电压。
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