[發明專利]一種云臺攝像智能分析教學錄播一體機

有效

• 申請號: 201910588415.8
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110266984B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 王宣銀;杜雙龍;莫奇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04N5/76
• 分類號: H04N5/76;H04N5/232;H04N21/2187;H04N21/472;G06K9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明公開了一種云臺攝像智能分析教學錄播一體機，包括云臺和搭載在云臺上的攝像頭單元；攝像頭單元包括：攝像頭，用于采集教學場景的音視頻信號；主機處理模塊，用于接收音視頻信號，對音視頻信號進行編碼，封裝，封裝后的音視頻一方面儲存于本地，另一方面通過4G網絡模塊將音視頻以流媒體形式推出；視頻分析DSP模塊，用于接收視頻信號，對視頻信號中的目標進行分類識別，根據分類識別的結果，輸出運動控制信號給云臺控制模塊，輸出攝像頭對焦信號給攝像頭控制模塊，從而對目標進行實時跟蹤；本發明將攝像頭與云臺一體化，對課堂場景下特定目標行為的識別與分析，結合4G網絡的實時傳輸，有助于進一步提升教學課堂的智能化程度。

技術領域

本發明涉及智慧教學領域，尤其是一種云臺攝像智能分析教學錄播一體機。

技術背景

隨著計算機視覺與網絡流媒體技術的不斷發展，加之云計算、移動互聯網以及大數據分析等技術的不斷成熟，其與現代教育的深度融合，催生了新一代智能教學錄播系統。

智能錄播系統一般采用攝像頭與錄播主機分離的方式，即前端采用獨立的攝像機獲取視頻數據，并通過SDI與HDMI等方式將視頻輸入到錄播主機內，錄播主機處理視頻數據后，一方面存儲視頻，另一方面通過WiFi或者以太網進行網絡直播，該種模式下的直播大都僅限于局域網直播。

攝像頭與錄播主機分離，導致其占用空間大，結構不夠緊湊；基于WiFi或者以太網的網絡直播模式，導致其適用場景受到極大的限制；以往錄播主機只負責錄制與直播，并沒有集成相應的智能識別算法，在后期處理時還需花費額外的時間。

發明內容

鑒于以上問題，本發明的目的是提供了一種云臺攝像智能分析教學錄播一體機，采用了一體化的解決方案，可實現在廣域網內的課堂實時直播以及課堂點播，與此同時還能實現課堂場景下目標與行為的自動分析并完成教師與學生的運動實時跟蹤。

本發明的具體技術方案如下：

一種云臺攝像智能分析教學錄播一體機，包括云臺和搭載在云臺上的攝像頭單元；

所述攝像頭單元包括攝像頭、主機處理模塊4G網絡模塊、視頻分析DSP模塊、攝像頭控制模塊、云臺控制模塊；

所述攝像頭，用于采集教學場景的視頻信號和音頻信號；

所述主機處理模塊，用于接收視頻信號和音頻信號，對視頻和音頻進行編碼，封裝，封裝后的音視頻一方面儲存于本地，另一方面通過4G網絡模塊將音視頻以流媒體形式推出；

所述視頻分析DSP模塊，用于接收視頻信號，對視頻信號中的目標進行分類識別，根據分類識別的結果，輸出運動控制信號給云臺控制模塊，輸出攝像頭對焦信號給攝像頭控制模塊，從而對目標進行實時跟蹤；

攝像頭控制模塊，用于控制攝像頭的對焦；

云臺控制模塊，用于控制云臺的運動。

進一步的，在視頻分析DSP模塊中，對目標的分類識別包括教師與學生的身份識別以及教師與學生在課堂場景下的特定行為的識別。

進一步的，針對教師，其特定行為包括教師板書、教師提問以及教師徘徊；針對學生，其特定行為包括學生舉手、起立和坐下。

進一步的，對目標進行實時跟蹤包括教師行為的跟蹤或者學生行為的跟蹤；所述教師行為的跟蹤，主要包括教師徘徊時云臺攝像機的跟蹤運動；所述學生行為的跟蹤，主要包括學生站立時攝像頭的變焦鏡頭特寫以及學生坐下時攝像頭的變焦鏡頭釋放。

進一步的，所述對視頻信號中的目標進行分類識別，通過訓練相應的分類器來實現，具體方法如下：

S1：訓練分類器：