[发明专利]一种基于多端实时绿幕合成的同步授课技术及应用

说明书

本发明公开了一种基于多端实时绿幕合成的同步授课技术及应用，包括：老师端和学生端，所述老师端与学生端之间构建分发多媒体教材操作事件的同步服务器，并使用websocket通信协议与老师端和学生端之间建立连接用于转发教材事件，所述老师端和学生端之间构建webrtc服务用于传输老师和学生的音视频流，所述老师端构建可同步的多媒体教材。本发明相较于其他技术，通过本技术进行的远程视频教学，可以在对老师的硬件性能要求较低的前提下，保持高分辨率和高帧率的教学视频传输，并通过事件的方式同步传输多媒体教材，可以高质量的实现在教学过程中将老师叠加在多媒体教材内容之上的沉浸式体验。

技术领域

本发明涉及同步授课技术技术领域，更具体为一种基于多端实时绿幕合成的同步授课技术及应用。

背景技术

在多人远程视频教学场景中，老师和多个学生同时加入一个视频会议进行教学活动。远程视频教学的方式突破了时间、空间的限制，人与人交流不受空间物理特性的约束，学习时间也不必受上下学和白天晚上的限制。远程视频教学同时提供了良好的互动教学方式，学生可以享受到internet以及多媒体教材提供的更加丰富的内容。在这些优势下，远程视频教学更加提供了经济实惠的解决方案，教学方可以以更低的成本提供教学服务，学生可以以更低的费用接受更好的教育。因此，远程视频教学获得了广泛的采用。

同时，远程视频教学也对视频会议技术提出了独特的挑战。首先，为了更好的模拟真实上课的场景，我们需要将老师的视频叠加于教材内容之上，就仿佛老师站在黑板前给学生上课一样。因此，这里需要使用绿幕技术将老师视频与多媒体教材内容进行合成，以实现老师位于教材之上的效果。其次，为了提供给学生更加清晰和流畅的上课体验，我们需要保持老师的视频流以高分辨率和高帧率进行发送。

现有技术中，将教材内容以共享屏幕的方式发送，同时独立发送老师视频流的方式，在展现形式上割裂了老师和教学内容，因此在课堂的真实感和沉浸感上会相对较差。同时，由于高帧率分享屏幕对设备性能有较高的要求，因此限制了多媒体教材的内容必须保持相对静态。另一种在老师端进行绿幕合成后，再通过屏幕分享的方式，如果需要保持老师画面的高分辨率和高帧率，则需要高清晰度和高帧率分享屏幕，因此对老师设备的性能要求很高，大部分老师的个人电脑无法满足要求，限制了这一方案的适用范围。因此，需要提供一种新的技术方案给予解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多端实时绿幕合成的同步授课技术及应用，解决了现有技术中由于高帧率分享屏幕对设备性能有较高的要求，因此限制了多媒体教材的内容必须保持相对静态。另一种在老师端进行绿幕合成后，再通过屏幕分享的方式，如果需要保持老师画面的高分辨率和高帧率，则需要高清晰度和高帧率分享屏幕，因此对老师设备的性能要求很高，大部分老师的个人电脑无法满足要求，限制了这一方案的适用范围的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多端实时绿幕合成的同步授课技术及应用，包括：老师端和学生端，所述老师端与学生端之间构建分发多媒体教材操作事件的同步服务器，并使用websocket通信协议与老师端和学生端之间建立连接用于转发教材事件，所述老师端和学生端之间构建webrtc服务用于传输老师和学生的音视频流，所述老师端构建可同步的多媒体教材，该教材可将所有的老师操作编码成事件，并对外发送事件，同时可根据这些事件进行回放，所述老师端和学生端均构建绿幕合成软件和音视频软件。

作为本发明的一种优选实施方式，所述老师端需构建老师端教学环境，所述老师端教学环境包括个人终端、绿幕背景和光源组件，以保证良好的绿幕合成效果。

作为本发明的一种优选实施方式，所述webrtc服务可以自建或采用第三方的webrtc服务。

作为本发明的一种优选实施方式，所述绿幕合成软件用于合成老师视频流和多媒体教材。

作为本发明的一种优选实施方式，所述音视频软件用于播放绿幕技术合成老师音视频流和多媒体教材内容。