CN108961880A - 一种联系课堂的实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种联系课堂的实现方法，在授课教室设置语音跟踪拾音板和教师高清摄像机，语音跟踪拾音板探测到学生语音后发送指令至学生摄像机，对学生活动进行摄像；教师高清摄像机探测到教师进入教师跟踪触发区后发送指令至互动教学终端，对教师活动进行摄像；电脑一体机将板书信号传送至互动教学终端；互动教学终端的信号由图像处理器处理后通过投影机投影于屏幕；互动教学终端的信号通过互动教学服务器发送至互动教室；互动教学终端的信号还通过高清直播器发送至视频综合应用管理平台，然后发送给互动教室；互动教学服务器与视频综合应用管理平台双向连接。本发明的联系课堂***，各部件配置合理紧凑，可实现远程教学，取得良好的互动效果。

Description

一种联系课堂的实现方法
技术领域
本发明涉及智慧教学领域，主要是一种联系课堂的实现方法。
背景技术
随着科技水平的提高，云计算、物联网、移动互联网、大数据分析等技术的进一步成熟，新一代信息技术与教育产生深度融合，人们对智慧教育的需求日益高涨。
但是，目前智慧教育***的研究主要集中于关键技术的攻关以及***模型和解决方案理论研究，尚未建立统一的“智慧校园”***架构和技术规范，没有从如何利用信息技术支持学生的协作学习，如何支持师生互动与快速准确反馈，如何支持教室教学决策等方面提出有效的解决方案。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种联系课堂的实现方法，通过该实现方法，主课堂和辅课堂的教学活动可实时呈现在对端教室的教学屏幕上，从而可以参与对端教室的教学活动，教学活动包括但不限于知识讲解、随堂问答、课堂讨论。本发明的具体技术方案如下：
一种联系课堂的实现方法，包括如下步骤：
在授课教室设置第一语音跟踪拾音板和第一教师高清摄像机，所述第一语音跟踪拾音板探测到学生语音后发送指令至第一学生摄像机，控制所述第一学生摄像机对学生活动进行摄像；第一教师高清摄像机探测到教师进入教师跟踪触发区后发送指令至第一互动教学终端，所述第一互动教学终端指令所述第一教师高清摄像机对教师活动进行摄像，并将信号传输至第一互动教学终端；
第一电脑一体机将板书信号传送至所述第一互动教学终端；
所述第一互动教学终端的信号由第一图像处理器处理后通过第一投影机投影于第一屏幕；
所述第一互动教学终端的信号通过互动教学服务器发送至互动教室进行互动；
所述第一互动教学终端的信号还通过第一高清直播器发送至视频综合应用管理平台，然后发送给互动教室进行互动；
所述互动教学服务器与所述视频综合应用管理平台双向连接。
上述联系课堂的实现方法，还包括如下步骤：
在互动教室设置第二语音跟踪拾音板和第二教师高清摄像机，所述第二语音跟踪拾音板探测到学生语音后发送指令至第二学生摄像机，控制所述第二学生摄像机对学生活动进行摄像；第二教师高清摄像机探测到教师进入教师跟踪触发区后发送指令至第二互动教学终端，所述第二互动教学终端指令所述第二教师高清摄像机对教师活动进行摄像，并将信号传输至第二互动教学终端；
第二电脑一体机将板书信号传送至所述第二互动教学终端；
所述第二互动教学终端的信号由第二图像处理器处理后通过第二投影机投影于第二屏幕；
所述第二互动教学终端的信号通过互动教学服务器发送至授课教室进行互动；
所述第二互动教学终端的信号还通过第二高清直播器发送至视频综合应用管理平台，并通过所述第一高清直播器发送给所述第一互动教学终端供授课教室参与互动。
所述第一互动教学终端与第二互动教学终端的信号通过所述互动教学服务器双向传输。
所述第一高清直播器与第二高清直播器的信号通过所述视频综合应用管理平台双向传输。
所述第一互动教学终端和第二教学终端的信号分别通过第一显示器和第二显示器进行显示。
所述第一屏幕和/或第二屏幕是落地整墙屏幕。
所述第一电脑一体机和第二电脑一体机分别有三种分屏模式供选用：全屏模式、对等两分屏模式及多屏任意组合模式；所述多屏任意组合模式是指，多屏之间的屏幕比例相等或不相等、排列位置对称或不对称。
所述第一互动教学终端和第二互动教学终端具有三种工作模式，分别为自动模式、半自动模式和手动模式。在半自动模式下，所述第一互动教学终端和第二互动教学终端自动跟踪教师和学生的活动画面，手动切换教师和学生的画面进行输出；在手动模式下，教师手动选择跟踪教师或学生的活动，电脑一体机手动选择分屏模式，并手动选择所需输出的画面；在自动模式下，第一互动教学终端和第二互动教学终端自动跟踪并自动输出画面。
所述视频综合应用管理平台具有直播模块和资源共享模块；所述直播模块的音视频资源为所述第一高清直播器和第二高清直播器实时传送的音视频，所述资源共享模块的音视频资源为所述视频综合应用管理平台的本地音视频。
所述视频综合应用管理平台与直播屏幕连接。
所述互动包括举手功能指定或申请主讲功能、指定或请求注释功能、讨论功能等。
所述互动教学服务器和视频综合应用管理平台的本地音视频信号设置不同权限供相应权限的用户调用，例如可分为学生权限、教师权限和管理员权限。
本发明具有如下优点：
(1)本联系课堂的实现方法，使用高度融合的***架构，板书内容、现场采集的教师及学生活动信号整合后实时传输或显示；
(2)采用落地整墙屏幕的显示屏幕；电脑一体机将图像以全屏模式、对等两分屏模式及多屏任意组合模式进行分屏，发送至图像处理器，然后通过投影机投影至落地整墙屏幕，画面丰富而震撼，实现沉浸式教学；
(3)用户可方便地通过自动模式、手动模式及半自动模式调用互动教学终端的内容进行授课教室和互动教室的共享；
(4)授课教室和互动教室通过是视频综合应用管理平台可以进行教学活动互动交流，区域内有权限的教师和学生等相关人员可在连接网络的任意地点观看教学活动的直播。
附图说明
图1是实施例联系课堂实现方法的流程示意图；
图2是教师自动跟踪触发方法示意图；其中，(a)表示摄像机捕捉目标已进入跟踪触发区(虚线表示跟踪触发区)，(b)摄像机对进入跟踪触发区的目标进行放大，(c)表示目标离开跟踪区(虚线框表示跟踪区)、摄像机放弃跟踪；
图3是手动模式下手动选择摄像机的示意图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施例进行详细说明，但所述内容不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的保护涵盖范围之内。另外，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例中的术语，以“互动教学终端”为例，可能指第一互动教学终端或第二互动教学终端，也可能指第一互动教学终端和第二互动教学终端，需根据上下文及前述“发明内容”的描述综合理解。
实施例1
本实施例的联系课堂***，包括通过综合平台双向连接的授课教室***和互动教室***；授课教室***和互动教室***各自包括互动教学终端、高清直播器、电脑一体机、显示器；电脑一体机与图像处理器连接，图像处理器通过投影机与屏幕连接；综合平台包括与高清直播器双向连接的视频综合应用管理平台以及与互动教学终端双向连接的互动教学服务器。视频综合应用管理平台与互动教学服务器双向连接。
如图1所示，联系课堂的实现方法如下：
在授课教室设置第一语音跟踪拾音板和第一教师高清摄像机，第一语音跟踪拾音板探测到学生语音后发送指令至第一学生摄像机，控制第一学生摄像机对学生活动进行摄像；第一教师高清摄像机探测到教师进入教师跟踪触发区后发送指令至第一互动教学终端，第一互动教学终端指令第一教师高清摄像机对教师活动进行摄像，并将信号传输至第一互动教学终端；
第一电脑一体机将板书信号传送至第一互动教学终端；
所述第一互动教学终端的信号由第一图像处理器处理后通过第一投影机投影于第一屏幕；
第一互动教学终端的信号通过互动教学服务器发送至互动教室进行互动；
第一互动教学终端的信号还通过第一高清直播器发送至视频综合应用管理平台，然后发送给互动教室进行互动，例如举手回答问题、现场讨论等；
在互动教室设置第二语音跟踪拾音板和第二教师高清摄像机，第二语音跟踪拾音板探测到学生语音后发送指令至第二学生摄像机，控制第二学生摄像机对学生活动进行摄像；第二教师高清摄像机探测到教师进入教师跟踪触发区后发送指令至第二互动教学终端，第二互动教学终端指令第二教师高清摄像机对教师活动进行摄像，并将信号传输至第二互动教学终端；
第二电脑一体机将板书信号传送至所述第二互动教学终端；
第二互动教学终端的信号由第二图像处理器处理后通过第二投影机投影于第二屏幕；
第二互动教学终端的信号通过互动教学服务器发送至授课教室进行互动；
第二互动教学终端的信号还通过第二高清直播器发送至视频综合应用管理平台，并通过第一高清直播器发送给第一互动教学终端供授课教室参与互动。
第一互动教学终端与第二互动教学终端的信号通过互动教学服务器双向传输。
第一高清直播器与第二高清直播器的信号通过视频综合应用管理平台双向传输。
第一互动教学终端和第二教学终端的信号分别通过第一显示器和第二显示器进行显示。
第一屏幕和/或第二屏幕是落地整墙屏幕。
第一电脑一体机和第二电脑一体机分别有三种分屏模式供选用：全屏模式、对等两分屏模式及多屏任意组合模式；所述多屏任意组合模式是指，多屏之间的屏幕比例相等或不相等、排列位置对称或不对称。
第一互动教学终端和第二互动教学终端具有三种工作模式，分别为自动模式、半自动模式和手动模式。在半自动模式下，第一互动教学终端和第二互动教学终端自动跟踪教师和学生的活动画面，手动切换教师和学生的画面进行输出；在手动模式下，教师手动选择跟踪教师或学生的活动，电脑一体机手动选择分屏模式，并手动选择所需输出的画面；在自动模式下，第一互动教学终端和第二互动教学终端自动跟踪并自动输出画面。
视频综合应用管理平台具有直播模块和资源共享模块；直播模块的音视频资源为所述第一高清直播器和第二高清直播器实时传送的音视频，资源共享模块的音视频资源为视频综合应用管理平台的本地音视频。
视频综合应用管理平台与直播屏幕连接。
互动包括举手功能指定或申请主讲功能、指定或请求注释功能、讨论功能等。
互动教学服务器和视频综合应用管理平台的本地音视频信号设置不同权限供相应权限的用户调用，例如可分为学生权限、教师权限和管理员权限。例如，学生权限可设置为只能查看资源，教师权限可设置为既能查看又能上传资源，管理员权限设置为可查看、上传资源或对资源进行修改、删除、隐藏或对部分用户屏蔽。
三种模式的操作流程举例如下：
(1)全自动模式
在授课教室，教师高清摄像机S208采集到教师进入教师跟踪触发区后发送指令到互动教学终端S207，互动教学终端S207指令教师高清摄像机S208进行教师活动自动跟踪，并将信号传输给互动教学终端S207；语音拾音板S205定位到学生语音后发送指令控制学生摄像机S206，对学生活动进行摄像，并将信号传输给互动教学终端S207。如图2所示，其中，(a)表示摄像机捕捉目标已进入跟踪触发区(虚线表示跟踪触发区)，(b)摄像机对进入跟踪触发区的目标进行放大，(c)表示目标离开跟踪区(虚线框表示跟踪区)、摄像机放弃跟踪；教师跟踪触发区可自定义区域，教师一旦进入此区域，通过教师摄像机S208发送指令激活教师自动跟踪，运动幅度信息及运动方向信息反馈经过视频信号发送至互动教学终端S207；语音跟踪拾音板S205根据学生语音定位学生位置并发送指令控制学生摄像机S206拍摄学生图像输出至互动教学终端S207。
互动教学终端可将采集的音视频信号及电脑一体机发来的板书信号通过互动教学服务器发送到对端教室(即互动教室)，还可以通过高清直播器发送到视频综合应用管理平台供互动教室实时观看或调用。
同样，授课教室的互动教学终端可从对端教室(即互动教室)接收图像并多路输出至本地图像处理器及显示器，视频综合应用管理平台实时直播主讲教室图像。教师或其他具有权限的工作人员可根据上课环境调整图像处理器输出不同投影图像或组合图像。教室屏幕为落地整墙屏幕，教师通过电脑一体机选择图像分屏模式，分屏模式为全屏模式、对等两分屏模式、及多屏任意组合模式。具有权限的学校领导、教师和学生以及***门领导可直接登录视频综合应用管理平台观看教室课堂的实时直播。
(2)半自动模式
半自动模式下的工作过程与自动模式下的工作过程基本相同，不同的是，教师需要通过电脑一体机手动选择图像分屏模式，分屏模式为全屏模式、对等两分屏模式、及多屏任意组合模式。互动教学终端的信号分为三路，其中，第一路信号传输：当需要采集教师图像时需手动切换至教师跟踪，教师高清摄像机捕捉教师已进入教师跟踪触发区后发送指令到互动教学终端，互动教学终端根据指令控制教师高清摄像机采集教师的活动图像并通过互动教学服务器S210发送至对端教室；第二路信号传输：互动教学终端把电脑一体机的板书独立信号通过互动教学服务器发送到对端教室；第三路信号传输：互动教学终端输出信号至高清直播器S209，高清直播器S209通过标准协议传输至视频综合应用管理平台S211，供对端教室调用。或者，互动教学终端的三路信号如下，第一路信号传输：当需要采集学生图像时需手动切换至学生跟踪，语音跟踪拾音板S205根据学生语音定位学生位置并发送指令控制学生摄像机S206拍摄学生图像，然后输出至互动教学终端S207，互动教学终端S207将学生摄像机S206的信号通过互动教学服务器S210发送至对端教室；第二路信号传输：互动教学终端S207将电脑一体机S204的板书独立信号通过互动教学服务器S210发送到对端教室；第三路信号传输：互动教学终端S207输出信号至高清直播器S209，高清直播器S209通过标准协议传输至视频综合应用管理平台S211，供对端教室调用。
(3)手动模式
手动模式下的工作过程与自动模式下的工作过程基本相同，不同的是，教师及学生活动的跟踪切换、电脑一体机的图像分屏模式以及互动教学终端到对端教室的输出画面均需手动选择。
教师通过电脑一体机选择图像分屏模式，分屏模式为全屏模式、对等两分屏模式及多屏任意组合模式。如图3，操作者手动选择摄像机1-3，根据实际需求控制所选择的摄像机采集对应的图像。
电脑一体机的图像分屏模式通过手动选择，板书独立信号通过互动教学服务器发送到对端教室。手动选择互动教学终端的输出信号传送至高清直播器，高清直播器通过标准协议传输至视频综合应用管理平台。互动教学终端传送给互动教学终端的信号也通过手动选择。

Claims (10)

1.一种联系课堂的实现方法，其特征在于，所述联系课堂包括授课教室和互动教室，该实现方法包括如下步骤：
在授课教室设置第一语音跟踪拾音板和第一教师高清摄像机，所述第一语音跟踪拾音板探测到学生语音后发送指令至第一学生摄像机，控制所述第一学生摄像机对学生活动进行摄像；第一教师高清摄像机探测到教师进入教师跟踪触发区后发送指令至第一互动教学终端，所述第一互动教学终端指令所述第一教师高清摄像机对教师活动进行摄像，并将信号传输至第一互动教学终端；
第一电脑一体机将板书信号传送至所述第一互动教学终端；
所述第一互动教学终端的信号由第一图像处理器处理后通过第一投影机投影于第一屏幕；
所述第一互动教学终端的信号通过互动教学服务器发送至互动教室进行互动；
所述第一互动教学终端的信号还通过第一高清直播器发送至视频综合应用管理平台，然后发送给互动教室进行互动；
所述互动教学服务器与所述视频综合应用管理平台双向连接。
2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
在互动教室设置第二语音跟踪拾音板和第二教师高清摄像机，所述第二语音跟踪拾音板探测到学生语音后发送指令至第二学生摄像机，控制所述第二学生摄像机对学生活动进行摄像；第二教师高清摄像机探测到教师进入教师跟踪触发区后发送指令至第二互动教学终端，所述第二互动教学终端指令所述第二教师高清摄像机对教师活动进行摄像，并将信号传输至第二互动教学终端；
第二电脑一体机将板书信号传送至所述第二互动教学终端；
所述第二互动教学终端的信号由第二图像处理器处理后通过第二投影机投影于第二屏幕；
所述第二互动教学终端的信号通过互动教学服务器发送至授课教室进行互动；
所述第二互动教学终端的信号还通过第二高清直播器发送至视频综合应用管理平台，并通过所述第一高清直播器发送给所述第一互动教学终端供授课教室参与互动。
3.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述第一互动教学终端与第二互动教学终端的信号通过所述互动教学服务器双向传输。
4.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述第一高清直播器与第二高清直播器的信号通过所述视频综合应用管理平台双向传输。
5.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述第一互动教学终端和第二教学终端的信号分别通过第一显示器和第二显示器进行显示。
6.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述第一屏幕和/或第二屏幕是落地整墙屏幕。
7.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述第一电脑一体机和第二电脑一体机分别有三种分屏模式供选用：全屏模式、对等两分屏模式及多屏任意组合模式；所述多屏任意组合模式是指，多屏之间的屏幕比例相等或不相等、排列位置对称或不对称。
8.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述第一互动教学终端和第二互动教学终端具有三种工作模式，分别为自动模式、半自动模式和手动模式。
9.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述视频综合应用管理平台具有直播模块和资源共享模块；所述直播模块的音视频资源为所述第一高清直播器和第二高清直播器实时传送的音视频，所述资源共享模块的音视频资源为所述视频综合应用管理平台的本地音视频。
10.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，所述视频综合应用管理平台与直播屏幕连接。
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