一种基于师生行为的互动课堂音视频切换系统及切换策略的制作方法

[0001]
本发明涉及互联网远程教学技术领域，尤其涉及一种基于师生行为的互动课堂音视频切换系统及切换策略。


背景技术：

[0002]
目前，市场上的远程互动课堂均采用固定画面显示策略。主讲教室、听课教室始终看到包括自己在内的所有教室端画面、接收所有教室端的声音，其主要缺陷包括以下几点：
[0003]
a.课堂秩序无法保持、控制：所有听课教室的声音均为开启状态且未有效控制的情况下，无法有效的保持课堂秩序，一旦某个教室端出现声音吵杂的情况，甚至可能出现回音，将影响整个课堂的听课效果。
[0004]
b.学生注意力无法集中：各个听课教室学生始终可以互看且接收声音，在主教教室老师授课时，学生可能好奇心或其他原因无法集中注意力认真听课，其关注点可能在其他教室端。
[0005]
c.无法精准教学：在传统教学过程教室可观察学生的表情、行为来判断其对某个知识点的理解情况。现有方案由于受镜头调试、显示屏设置等因素，在多画面教师对远端学生的课堂情况特别是知识点接收程度掌握不够充分。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供一种基于师生行为的互动课堂音视频切换系统及切换策略，旨在解决传统远程教学中课堂秩序得不到保证、学生注意力无法集中等问题。
[0007]
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0008]
一种基于师生行为的互动课堂音视频切换系统，包括tscloud平台、多点交互平台、录播服务器、视频终端和电子云镜；所述电子云镜与录播服务器通信连接，电子云镜用于采集教室端的视频信号并根据视频信号识别教室端行为形成行为信号，同时将视频信号和行为信号传输至录播服务器；所述录播服务器分别与tscloud平台和视频终端通信连接，视频终端通过h323或sip协议与多点交互平台通信连接，录播服务器根据行为信号切换视频信号并将切换的视频信号通过视频终端传输至多点交互平台，录播服务器将行为信号传输至tscloud平台，tscloud平台根据行为信号执行对应画面切换策略；tscloud平台与多点交互平台通信连接，多点交互平台根据tscloud平台的画面切换策略的指令执行视频终端的画面播放。
[0009]
进一步地，tscloud平台包括tscloud服务器、消息中间件、设备中间件和mcu中间件；所述设备中间件用于监测录播服务器的行为信号，并将行为信号实时传输至消息中间件；所述消息中间件用于接收设备中间件和mcu中间件的信息，并通过路由模式将信息传递给tscloud服务器，tscloud服务器运算处理后得出画面切换策略并通过mcu中间件传输至多点交互平台。
[0010]
进一步地，消息中间件包括认证服务模块、消息服务模块、路由服务模块和存储服
务模块；所述消息服务模块提供通信服务基础和数据库的支持，用于接收和转发消息并采用socket包对消息进行封装；所述认证服务模块提供pub对sub的认证；所述路由服务模块对消息传输进行路由确定；所述存储服务模块用于存储认证数据、配置信息和设备关系数据。
[0011]
进一步地，设备中间件包括管控调度服务模块和设备驱动模块；所述设备驱动模块接收录播服务器的行为信号上报至管控调度服务模块；所述管控调度服务模块用于对行为信号进行指令解析、参数封装、驱动调度、状态存储和上报。
[0012]
一种基于师生行为的互动课堂音视频切换策略，包括主讲端、本地听课端和远端听课端，包括如下切换步骤：
[0013]
正常上课时，主讲端分屏显示所有听课端学生画面，听课端显示主讲端老师画面；
[0014]
当远端听课端被点名，主讲端单屏或分屏显示被点名听课端，被点名听课端显示主讲端和其他被点名听课端，其他听课端显示主讲端和所有被点名听课端；
[0015]
当本地听课端有学生发言，主讲端分屏显示所有听课端，听课端单屏显示本地主讲学生；
[0016]
当本地听课端和远端听课端均有学生发言，主讲端分屏看被点名发言的听课端，被点名听课端显示主讲学生和其他被点名听课端，其他听课端显示主讲学生和所有被点名听课端。
[0017]
本发明的基于师生行为的互动课堂音视频切换系统及切换策略具有如下优点：
[0018]
1、根据设备的支持程度可自行选择自动或手动两种切换模式；
[0019]
2、本系统实现去设备化，用户无需学习具体设备的操作步骤，降低学习成本；
[0020]
3、tscloud平台的自动切换策略无需人为干预，在保持传统授课模式下，易于常态化使用。
附图说明
[0021]
构成说明书一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理，参照附图，可以更加清楚地理解本发明：
[0022]
图1是本发明实施例的一种基于师生互动课堂音视频切换系统的原理框图。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0024]
如图1，一种基于师生行为的互动课堂音视频切换系统，包括tscloud平台、多点交互平台、录播服务器、视频终端和电子云镜；
[0025]
其中，电子云镜与录播服务器通信连接，电子云镜用于采集教室端的视频信号并根据视频信号识别教室端行为形成行为信号，同时将视频信号和行为信号传输至录播服务器；所述录播服务器分别与tscloud平台和视频终端通信连接，视频终端通过h323或sip协议与多点交互平台通信连接，录播服务器根据行为信号切换视频信号并将切换的视频信号通过视频终端传输至多点交互平台，录播服务器将行为信号传输至tscloud平台，tscloud平台根据行为信号计算处理得到对应画面切换策略；tscloud平台与多点交互平台通信连接，多点交互平台根据tscloud平台的画面切换策略的指令执行视频终端的画面播放。
[0026]
在一实施例中，tscloud平台包括tscloud服务器、消息中间件、设备中间件和mcu中间件；消息服务模块提供通信服务基础和数据库的支持，用于接收和转发消息并采用socket包对消息进行封装，同时支持websocket方式的消息返回和支持tcp和rmi方式的消息转发；认证服务模块提供pub对sub的认证；路由服务模块对消息传输进行路由确定，同时支持消息路由和消息广播两种模式；存储服务模块用于存储认证数据、配置信息和设备关系数据。
[0027]
设备中间件包括管控调度服务模块和设备驱动模块；设备驱动模块接收录播服务器的行为信号上报至管控调度服务模块；管控调度服务模块用于对行为信号进行指令解析、参数封装、驱动调度、状态存储和上报。
[0028]
设备中间件用于监测录播服务器的行为信号，并将行为信号实时传输至消息中间件；消息中间件用于接收设备中间件和mcu中间件的信息，并通过路由模式将信息传递给tscloud服务器，tscloud服务器运算处理后得出画面切换策略并通过mcu中间件传输至多点交互平台。
[0029]
本实施例中，tscloud平台在公网设置tscloud服务器、消息中间件，设备中间件和mcu中间件，设备中间件和mcu中间件与消息中间件通过socket实时数据传输，设备中间件通过各种通信协议与录播服务器和视频终端通信，mcu中间件通过通信协议与mcu控制器通信。每个局域网内设置设备中间件和mcu中间件且与公网的消息中间件实现socket实时数据传输，设备中间件通过各种通信协议与录播服务器和视频终端通信，mcu中间件通过通信协议与mcu控制器通信。
[0030]
一种基于师生行为的互动课堂音视频切换策略，包括主讲端、本地听课端和远端听课端，具体切换方法如下：
[0031]
正常上课时，主讲端分屏显示所有听课端学生画面，听课端显示主讲端老师画面；
[0032]
当远端听课端被点名，主讲端单屏或分屏显示被点名听课端，被点名听课端显示主讲端和其他被点名听课端，其他听课端显示主讲端和所有被点名听课端；
[0033]
当本地听课端有学生发言，主讲端分屏显示所有听课端，听课端单屏显示本地主讲学生；
[0034]
当本地听课端和远端听课端均有学生发言，主讲端分屏看被点名发言的听课端，被点名听课端显示主讲学生和其他被点名听课端，其他听课端显示主讲学生和所有被点名听课端。
[0035]
当一个远端听课端被点名发言时，主讲端单屏显示被点名听课端，被点名听课端显示主讲端画面，其他听课端显示主讲端画面和被点名听课端画面；当两个远端听课端被点名发言时，主讲端分屏看被点名听课端，被点名听课端显示主讲端和其他被点名听课端画面，其他听课端显示主讲端和所有被点名听课端画面，以此逻辑类推，切换主讲端和听课端的显示画面。
[0036]
整个互动课堂音视频切换过程中，主讲端音频全程打开，保证听课端全程接收到主讲端老师的声音，主讲端切换到听课端画面时会自动开启相应听课端教室内的声音。
[0037]
本发明的基于师生行为的互动课堂音视频切换系统，电子云镜将采集的教室端视频信号传输给视频终端，视频终端通过h323或sip协议将视频信号传输给多点交互单元，老师通过tscloud平台对某个听课端执行点名操作，tscloud服务器接收到被点名的听课端后
执行相应的画面切换策略，并将指令通过消息中间件传输给mcu中间件，mcu中间件根据接收的指令控制多点交互平台打开被点名教室声音并切换各个视频终端接收的画面，视频终端将接收到的画面输出到显示设备上。
[0038]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

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