課堂教學自動錄播系統包括諸多高端技術,圖像跟蹤技術是其主要技術之一。

    一 錄播系統中圖像跟蹤方式的現狀及存在的問題

    在自動錄播系統中,圖像跟蹤技術主要包括兩個方面,教師圖像跟蹤技術與學生圖像跟蹤技術。

    1 教師圖像跟蹤技術：當前教師圖像跟蹤技術主要采用基于信號的探測方式:被動式紅外探測技術和主動式超聲波探測技術。

    被動式紅外探測技術采用將紅外發射裝置放置在被跟蹤對象身上,接收裝置安放在攝像機旁。缺點是抗干擾能力較差;教師側身或轉背紅外信號丟失,無法判斷拍攝方向;拍攝高度無法自動調整;無法判斷被拍攝對象的距離從而設置出中景、遠景、近景等效果。

    主動式超聲波探測技術采用將多個具有特殊頻率的超聲波發射和接收裝置安裝在黑板的下方,根據超聲波接收裝置接收的反射波變化來決定攝像機拍攝的方向。由于超聲波發射角度偏大,所以拍攝方位的精度不太高,易出現視頻信號來回切或攝像機不斷左右擺的誤操作,同時它無法判斷被拍攝對象的高度從而自動調整攝像機的拍攝高度。

    2學生圖像跟蹤技術：對學生圖像的跟蹤絕大多數廠商選取了較為簡單的無線按鈕、有線或無線話筒等開關方式。每個按鈕與攝像機的一個預置位對應;話筒跟蹤方式是打開某個話筒開關,話筒發射紅外光,學生攝像機被觸發,攝像機采用被動式紅外探測技術跟蹤進行拍攝。關閉話筒,攝像機返回教師攝像機拍攝方式。

    學生手持話筒影響課堂錄像真實感,電池更換不便等外,最大的缺陷是上課時學生好奇不斷亂按按鈕或話筒打開忘了關,噪聲和圖像會不斷干擾正常的課堂錄像。在以往的課堂錄像中多數都需進行課后補錄,并重新編輯,給課堂教學錄播帶來極大不便。

    二一個較好的解決方案

    以上提到的圖像跟蹤技術或多或少存在缺陷,經研究和實踐采用“主動紅外+空間網格”技術是當前較好的解決方案之一。

    1 “主動紅外”

    所謂“主動紅外”是指安裝在錄播教室的多個紅外發射裝置,按一定角度主動發射紅外波長的光波,由固定在墻上的長條型紅外光接收裝置接收該光波信號。由于紅外發射裝置安裝的高度和位置不同,在教室內可形成一個紅外光的三維空間。教師或學生在該空間出現和移動,都會使紅外接收裝置接收的信號發生變化,由此啟動錄播系統和改變攝像機拍攝方向。

    2 “空間網格”

    所謂“空間網格”,簡單的講就是在系統中將教室變成一個由若干個矩形網格組成的三維空間。安裝在墻上的紅外接收條裝置是由多個紅外接收器組成,每隔10厘米左右一個。根據人像投影等技術,系統可對其中的目標(教師和學生)進行準確的空間網格定位,包括上下、左右及前后。上下、左右決定攝像機云臺的轉動方向,前后則可以支持攝像機鏡頭的推、拉。這樣空間網格劃分,在錄播時就可設計多個遠景、近景等平滑變焦的策略,增加了畫面的景別變化,提升了錄制效果。

    空間網格技術是將整個教室空間三維網格化,無論是老師還是學生,系統都可以準確的感知目標的空間位置,實現跟蹤“無盲區”。教師不再限制在講臺上,學生不再需要按話筒開關或按鈕,無論老師走到教室的哪個位置,無論學生在哪個位置起立回答問題,只要空間網格中某個紅外接收信號有所改變,系統都可以準確的感知,配合合理的策略,可以輕松解決“互動”。

    “主動紅外+空間網格”技術是一項較新的專利技術,較好的解決了當前課堂教學自動錄播系統中教師和學生的圖像跟蹤問題。

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