[发明专利]一种在线直播课堂教育的实现方法

说明书

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，特别涉及一种在线直播课堂教育的实现方法。

技术背景

在线课堂教育是运用各种教育资源，通过网络跨越了空间距离的限制，使教育可以超越学校教育以外，向社会广泛辐射的开放式教育，可以充分发挥教育资源优势，使最优秀的师资、最好的教学成果通过网络传播到千家万户。根据课堂教学行为分析，学生的注意力容易集中在授课教师身上，所以授课教师和课件在同一画面展现更易于被学生接受，提高知识的接收的效果。所以，现在的教师和学生不在同一空间下(如网络课堂)进行的教学活动，力求做到的就是让学生上课时，能同时接受到教师音视频、课件、板书和课件操作等信息的有机组合，产生课堂现场感。

现有新的视频录播和微课录制系统技术抛弃了传统的画中画或三分屏画面，该技术方案是教师与PPT、图片、视频等多媒体课件资源在同一画面中融合展现，再辅以教师声情并茂的讲授和交互式的板书，让学生感受到课堂现场授课的氛围，避免学生在学习过程中认知的错位，减轻视觉疲劳。但是这一技术方案并没有在在线直播的网络课堂上广泛应用。其原因在于数据形成、传播和利用需要经过以下流程：

数据采集→数据编码→数据传输(流媒体服务器)→解码数据→播放显示；数据采集，摄像机及拾音器收集视频及音频数据，此时得到的为原始数据；数据编码，使用相关硬件或软件对音视频原始数据进行编码处理(数字化)及加工(如音视频混合、打包封装等)，得到可用的音视频数据；数据传输，将编码完成后的音视频数据进行传输，早期的音视频通过同轴电缆之类的线缆进行传输，IP网络发展后，使用IP网络优化传输；解码数据，使用相关硬件或软件对接收到的编码后的音视频数据进行解码，得到可以直接显示的图像/声音；播放显示，在显示器(电视、监视屏等)或扬声器(耳机、喇叭等)里，显示相应的图像画面或声音。其中，数据采集时通常用摄像机对教师在电子白板或者投影幕布前的授课进行拍摄，这种解决方案会因为电子课件经过电子白板或者投影显示后再拍摄，而产生图像失真的问题，无法清晰地同时拍摄教师和课件。特别是在用投影仪投影时，摄像机只能拍摄投影屏和幕布上的漫反射光，根本无法清晰展示课件中的细节部分，哪怕是教师在电子大屏前授课，用摄像机拍摄时也会发生空间混叠，产生水波纹、摩尔纹，因此学生所看的视频是不清晰的。除此之外，现在还有一些方式是将这些原始的PPT、图片、视频等多媒体课件资源和老师授课的音视频等数据分开采集，然后在传输之前进行数据编码处理(数字化)及加工(如音视频混合、打包封装等)，那么所有这些信息流最终形成的是一个视频流数据。而各类信息(包括课件、音频和视频)在这个最终的视频流中的效果和质量已经在编码处理及加工的时候就确定了下来。随着视频流数据的传输，用户为了确保网络教育实时的进行，会根据传输过程中不同网络环境和带宽调整，使其所获得的视频分辨率和视频压缩率造成存在不同程度的失真，也就是说网络不稳定或者网速较慢时，学生所看的视频也是不清晰的。目前，实时直播的数据传输使用的是直播采集分发技术，服务器在同一课堂需要给多个学生提供学生端提供服务。服务器所提供的服务质量受多种因素影响，教师端和服务器之间的上行速度、学生端的数量、课堂内容的信息量、服务器的处理速度和网络链接质量等都对画面清晰度影响很大。如果课堂容量较大时(如：万人大课堂、高质量精品课等)在线直播会占有大量的带宽，尤其是学生在对画面清晰度有更高的要求情况下也会对服务器和用户的设备提出更高的要求，但是服务器、设备设施或者带宽的升级换代也就意味着会产生大量的费用。

经检索，中国专利号CN105245976A，名称为音频和视频同步播放的方法及系统，公开了一种音频和视频同步播放方法。经检索，中国专利号CN104156959A，名称为一种视频抠图方法及装置，考虑了视频图像中人物区域的运动状态，从而提供了抠图准确率。

因此，现在需要提供一种解决方案，在既定的服务器、设备设施和带宽情况条件下，教师可以在网络教育中在网速不稳定的情况下能有选择的传输各类信息，同时学生可以在网络教育中在网速不稳定的情况下能有选择的接收教师传输的各类信息要求。

发明内容

本发明旨在解决现有技术缺陷，目的是提供一种授课信息分类采集、传送和接收，降低网络带宽要求，根据网络情况按优先级选择，保证良好教学质量的在线直播课堂教育的实现方法。

为达到上述目的，提供以下技术方案：

一种在线直播课堂教育的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1教师端对课件、课件控制信息、涂鸦信息、音频信息和视频信息分开采集，同步标记，分类处理传送；