亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        分布式音視頻編解碼技術(shù)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域中的融合應(yīng)用

        2023-12-04 07:38:46魯立軍高江江安寧

        魯立軍 高江江 安寧

        [摘 要]基于傳統(tǒng)矩陣式音視頻編解碼技術(shù)在實際應(yīng)用中存在的問題,對分布式音視頻編解碼技術(shù)的可擴展性、實時性、高效性和靈活性等特點進行分析,構(gòu)建了一套符合多校區(qū)辦學(xué)需求的多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)。對系統(tǒng)傳輸速率和傳輸錯誤率進行對比測試,結(jié)果表明:通過部署多級控制管理架構(gòu),可以進一步優(yōu)化系統(tǒng)性能,擴展教學(xué)場景,推動分布式音視頻編解碼技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用。

        [關(guān)鍵詞]分布式音視頻編解碼技術(shù);矩陣式音視頻編解碼技術(shù);分布式管理控制;多校區(qū)

        [中圖分類號]TN 929.5

        [文獻標(biāo)志碼]A

        [文章編號]1005-0310(2023)06-0062-05

        The Integrated Application of Distributed Audio-Video Encoding

        and Decoding Technology in Modern Education

        LU Lijun, GAO Jiangjiang, AN Ning

        (1.Division of Academic Affairs, Beijing Union University, Beijing 100101, China;

        2.Tourism College, Beijing Union University, Beijing 100101, China)

        Abstract: Based on the problems associated with traditional matrix-based audio-video encoding and decoding technology in practical applications, an analysis of scalability, real-time capability, efficiency, and flexibility of distributed audio-video encoding and decoding technology was conducted. Subsequently, a multimedia teaching video distributed management and scheduling system, tailored to meet the needs of multi-campus educational institutions was developed. Comparative testing of system transmission rates and error rates was carried out, and the results indicate that through the deployment of a multi-tiered control and management framework, it is possible to further enhance system performance, expand teaching scenarios, and promote the application of distributed audio-video encoding and decoding technology in the field of education.

        Keywords: Distributed audio-video encoding and decoding technology;Matrix-based audio-video encoding and decoding technology;Distributed management control;Multi-campus

        0 引言

        在現(xiàn)代教育技術(shù)中,音視頻編解碼技術(shù)是不可或缺的核心技術(shù)之一。然而,傳統(tǒng)矩陣式音視頻編解碼技術(shù)存在單個編解碼器編解碼能力受限的問題。為了解決此問題,分布式音視頻編解碼技術(shù)引起業(yè)界廣泛關(guān)注。分布式音視頻編解碼技術(shù)是一種將音視頻信號分割成多個數(shù)據(jù)塊,再通過多個編碼器和解碼器進行并行處理和傳輸?shù)募夹g(shù)。相對于傳統(tǒng)的音視頻編解碼技術(shù),分布式音視頻編解碼技術(shù)具有以下優(yōu)勢:將任務(wù)分布到多個節(jié)點上進行處理,提高編碼和傳輸?shù)男始百|(zhì)量;動態(tài)調(diào)整編碼參數(shù)、選擇合適的傳輸路徑以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化,并確保音視頻傳輸?shù)牧鲿扯?;隨著用戶和數(shù)據(jù)量的增加,可以通過增加節(jié)點來擴展系統(tǒng)的處理能力。

        分布式音視頻編解碼技術(shù)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,主要應(yīng)用場景包括遠程教學(xué)、視頻會議、多媒體教學(xué)系統(tǒng)管理等。在遠程教學(xué)中,分布式編解碼技術(shù)可以整合多路音視頻數(shù)據(jù)流,提高課堂的互動性。在視頻會議中,分布式編解碼技術(shù)可以保證會議的高清流暢播放,提高參會人員的溝通效率。在多媒體教學(xué)系統(tǒng)管理中,分布式編解碼技術(shù)能夠有效降低帶寬占用、減少傳輸延遲,實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)的高效傳輸和存儲,同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

        2021年,教育部發(fā)布的《關(guān)于加強新時代教育管理信息化工作的通知》明確提出:“教育管理信息化作為教育信息化的重要組成部分,是以信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源、基礎(chǔ)設(shè)施為基本要素,利用信息技術(shù)轉(zhuǎn)變管理理念、創(chuàng)新管理方式、提高管理效率,支撐教育決策、管理和服務(wù),推進教育治理現(xiàn)代化的進程?!被谏鲜隼砟?,本文著力分析分布式音視頻編解碼技術(shù)的特性,并與北京聯(lián)合大學(xué)多校區(qū)辦學(xué)的實際需求進行深度融合,通過構(gòu)建多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng),實現(xiàn)全校一體化管控。這不僅能提高教學(xué)過程管理的精細化水平,提升現(xiàn)代教育技術(shù)在多媒體教學(xué)系統(tǒng)管理中的應(yīng)用效果,更能有效輔助教學(xué)工作的順利進行。

        1 多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)分析1.1 建設(shè)背景

        北京聯(lián)合大學(xué)成立于1985年,是北京市屬綜合性大學(xué)。學(xué)校設(shè)有63個本科專業(yè),涵蓋十一大學(xué)科門類,擁有12個校區(qū)。經(jīng)過多年的探索和實踐,學(xué)校先后建成互動研討型、多視窗智能AI型、遠程互動型、精品錄播型和云桌面網(wǎng)絡(luò)型等多種形式的智慧教學(xué)環(huán)境。如何將分布式音視頻編解碼技術(shù)融合應(yīng)用到不同維度的教學(xué)環(huán)境中,并將這些教學(xué)場景多角度、實時、靈活地展現(xiàn)出來,有效融合教務(wù)管理、教學(xué)輔助決策和聽評課等環(huán)節(jié),形成閉環(huán)管理,進而完善教學(xué)管理機制,提升教學(xué)管理效能,拓展教學(xué)管理的對象和空間,這些是對現(xiàn)代教育教學(xué)技術(shù)工作提出的新課題。

        1.2 音視頻編解碼技術(shù)的應(yīng)用分析

        目前,傳統(tǒng)矩陣式音視頻編解碼技術(shù)在顯示控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在一些問題:該技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過于繁雜,難以進行后期擴展和升級,并且布線施工困難;在應(yīng)用模式方面,功能單一且不夠靈活,無法實現(xiàn)異地信號共享和分級管理等功能。同時,由于學(xué)校擁有分布在多個校區(qū)的共480余間教室,教學(xué)管理、監(jiān)控和傳輸設(shè)備的建設(shè)時間跨度較大,存在音視頻編解碼格式不兼容的問題,因此,我們需要探索其他解決方案。

        基于分布式音視頻編解碼技術(shù)構(gòu)建的顯示控制系統(tǒng),具有以下技術(shù)特點(見圖1):①可擴展性:根據(jù)需求增加編解碼器和顯示設(shè)備的數(shù)量,可自由調(diào)整和擴展系統(tǒng)規(guī)模;②實時性:實時傳輸音視頻信號,滿足對實時性要求較高的應(yīng)用場景需求,如課程直播、錄播等;③高效性:將音視頻信號的處理和顯示分布到不同設(shè)備,提升系統(tǒng)運行效率;④可操作性:將高清視頻源圖像推送至多組大屏,進行跨屏、漫游、縮放、疊加顯示;⑤可靠性:通過冗余設(shè)計和錯誤修正算法,降低系統(tǒng)故障率;⑥靈活性:兼容不同編解碼算法和數(shù)據(jù)格式,實現(xiàn)分級管理機制。

        2 多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)建與實施

        為了解決矩陣式集中處理技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題,北京聯(lián)合大學(xué)構(gòu)建了多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接分布式輸入節(jié)點機,實現(xiàn)對音視頻信號的采集,再通過分布式輸出節(jié)點機將信號輸出到大屏幕進行顯示。各節(jié)點機之間通過千兆網(wǎng)絡(luò)進行通信,實現(xiàn)信號的快速共享、轉(zhuǎn)發(fā)和一體化調(diào)用。此外,系統(tǒng)還支持異地信號共享和多級管控,有效克服了傳統(tǒng)集中處理技術(shù)的局限性。

        2.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

        在系統(tǒng)設(shè)計中,主控室機房不再采用傳統(tǒng)模擬長距離傳輸設(shè)備,而是將所有音視頻信號進行數(shù)字化處理并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸,使得音視頻數(shù)據(jù)源可以通過網(wǎng)絡(luò)在不同區(qū)域之間共享和互聯(lián)互通。此外,這種系統(tǒng)架構(gòu)還可以將音視頻信號通過交互網(wǎng)絡(luò)傳輸至多個區(qū)域進行并發(fā)處理,通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的資源整合,實現(xiàn)環(huán)境控制、音視頻錄制和存儲等多種功能。視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。

        為了確保音視頻的傳輸質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,本系統(tǒng)采用了廣播級音視頻處理技術(shù),并將系統(tǒng)運維監(jiān)測手段應(yīng)用于分布式顯示控制系統(tǒng)中,由此可以實時監(jiān)測整個系統(tǒng)內(nèi)的音視頻傳輸質(zhì)量和設(shè)備運行狀態(tài)。如果出現(xiàn)異常情況,如視頻馬賽克、靜幀、黑屏、音量過高或過低,以及交換機網(wǎng)絡(luò)中斷、節(jié)點機服務(wù)器故障等情況,系統(tǒng)將立即發(fā)出警報,并提供可視化的監(jiān)測信息。此外,整個系統(tǒng)的運行結(jié)構(gòu)可以實時呈現(xiàn),方便系統(tǒng)管理人員快速發(fā)現(xiàn)、定位和解決系統(tǒng)的異常狀況,以確保系統(tǒng)正常運行。

        2.2 系統(tǒng)應(yīng)用成組及功能概述

        1)分布式顯示:通過音視頻同步算法解碼,將前端流媒體信號還原為數(shù)字信號,由拼接屏顯示,實現(xiàn)“幀”級別同步顯示輸出畫面。

        2)音視頻輸入節(jié)點:最多可駁接500路高清數(shù)字信號(DVI/HDMI)及音頻信號接入。

        3)分布式管理控制:負責(zé)統(tǒng)一調(diào)度管理系統(tǒng)內(nèi)的音視頻信號,對顯示大屏進行整體控制、分組、預(yù)覽以及信號調(diào)度;同時,支持對輸入/輸出節(jié)點機和內(nèi)部服務(wù)器的管理、查詢及狀態(tài)報表呈現(xiàn),實現(xiàn)對信號源和大屏的可視化觸控操作。

        4)大屏錄制與回放:具備大屏幕(包括畫面、布局、調(diào)度腳本等)和信號的錄制、原屏回放、實時下載等功能,可同時錄制36路信號;利用網(wǎng)絡(luò)組播堆疊技術(shù),可增加錄制任務(wù)和數(shù)量;支持SAN存儲陣列及7×24 小時錄制,可管理存儲硬盤空間。

        5)IP流接入與顯示:負責(zé)流媒體信號的匯聚與轉(zhuǎn)發(fā)(IP視頻分發(fā)),基于IP的遠程控制,實現(xiàn)信號之間的快速共享。

        6)監(jiān)測與多畫面合成:支持音視頻異態(tài)監(jiān)測報警、信號多畫面組合顯示、音視頻錄制等功能,其中,音視頻異態(tài)包括色彩格式異常、靜幀、黑場、音視頻丟失、聲音過高或過低等。

        7)KVM遠程控制終端:實現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)進行遠程檢測及系統(tǒng)全景鏈路的配置。

        2.3 系統(tǒng)框架及運行效果

        2.3.1 系統(tǒng)應(yīng)用框架

        目前,北京聯(lián)合大學(xué)已經(jīng)完成了多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)的部署應(yīng)用。系統(tǒng)采用IP網(wǎng)絡(luò)和分布式架構(gòu),以北四環(huán)校區(qū)主控室作為1級調(diào)度中心,工體北路校區(qū)和蒲黃榆校區(qū)分別作為2級和3級調(diào)度中心,實現(xiàn)多級管理。云管理服務(wù)器和IP視頻分發(fā)服務(wù)器在系統(tǒng)中協(xié)同工作,實現(xiàn)了校區(qū)間音視頻圖像的傳輸和共享。其中,IP視頻分發(fā)服務(wù)器起到中繼調(diào)度的作用,有效保證了音視頻信號的質(zhì)量,并節(jié)省了帶寬資源。校區(qū)間多級管理框架結(jié)構(gòu)如圖3所示。

        在可視化鏈路監(jiān)測方面,系統(tǒng)支持對分布式顯示控制系統(tǒng)中的服務(wù)器、輸入/輸出節(jié)點機等設(shè)備進行監(jiān)測,并以可視化形式展現(xiàn)設(shè)備之間的連接關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)狀況和設(shè)備在線情況。這種可視化監(jiān)測功能使管理人員可以直觀地了解系統(tǒng)的整體運行狀態(tài),能夠更加方便地定位故障設(shè)備,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,系統(tǒng)的可靠性和運行效率均得到了較大提升。

        2.3.2 系統(tǒng)運行效果分析及評估

        通過應(yīng)用分布式音視頻編解碼技術(shù),系統(tǒng)實現(xiàn)了多級管理、校區(qū)間圖像共享、高質(zhì)量信號傳輸、節(jié)省帶寬資源以及可視化鏈路監(jiān)測等功能,為教學(xué)和管理工作提供了更好的支持。在系統(tǒng)正式上線運行后,我們對其音視頻傳輸速率和播放效果進行了全面測試,系統(tǒng)測試對比結(jié)果如圖4所示。

        測試數(shù)據(jù)顯示,與矩陣式集中編解碼技術(shù)相比,基于分布式音視頻編解碼技術(shù)的系統(tǒng)在平均傳輸速率方面提高了60%以上,而且在傳輸過程中出現(xiàn)的錯誤率降低了50%以上,這表明基于分布式音視頻編解碼技術(shù)的系統(tǒng)在相同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有更快的傳輸速率和更高的播放質(zhì)量。同時,該系統(tǒng)的播放效果也得到顯著提升,音視頻的同步性和清晰度均優(yōu)于矩陣式編解碼傳輸系統(tǒng)。

        3 結(jié)束語

        現(xiàn)代教育技術(shù)是輔助教學(xué)并提高教學(xué)管理水平的重要手段。將分布式音視頻編解碼技術(shù)有效應(yīng)用于現(xiàn)代教育領(lǐng)域中,可以推動教育技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,提升教育信息化的應(yīng)用水平。北京聯(lián)合大學(xué)多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)以信息科學(xué)理論為指導(dǎo),將先進可靠的信號采集與傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、音視頻編解碼技術(shù)及屏幕顯示處理技術(shù)等集成為一體,通過在學(xué)校多個校區(qū)的實施應(yīng)用,實現(xiàn)了多校區(qū)音視頻數(shù)據(jù)資源的按需分配。

        多媒體教學(xué)視頻分布式管理調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)了分布式音視頻編解碼技術(shù)在現(xiàn)代教育領(lǐng)域中的融合應(yīng)用。這一創(chuàng)新應(yīng)用不僅提高了學(xué)校的教學(xué)管理水平,也增強了現(xiàn)代教育技術(shù)在多媒體教學(xué)系統(tǒng)管理中的應(yīng)用效果,為后續(xù)發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。學(xué)校將依托該系統(tǒng)開發(fā)更多功能,以服務(wù)于更廣泛的教學(xué)場景。同時,將該系統(tǒng)與教務(wù)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接,并結(jié)合智能AI無感知學(xué)情分析系統(tǒng),對課堂教學(xué)數(shù)據(jù)進行全過程的分析與反饋,從而建立起較為完善的教學(xué)評估及大數(shù)據(jù)督導(dǎo)體系。

        [參考文獻]

        [1]袁大山.分布式視頻處理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京:北京交通大學(xué),2015.

        [2]李慶旭.分布式系統(tǒng)設(shè)計實踐[M].北京:人民郵電出版社,2019:4-6.

        [3]金仕龍.視頻會議系統(tǒng)的架構(gòu)及發(fā)展[J].化工管理,2018(33):149-150.

        [4]教育部關(guān)于加強新時代教育管理信息化工作的通知[EB/OL].(2021-03-25)[2023-04-20].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/202103/t20210322_521669.html?eqid=ce291a3a007d8a5c00000004642f5fd3.

        [5]修曉宇,卓力,沈蘭蓀.一種基于H.264標(biāo)準(zhǔn)的高效比特率轉(zhuǎn)碼結(jié)構(gòu)[J].電路與系統(tǒng)學(xué)報,2008(3):7-12.

        [6]聶秀英.視頻通信的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].世界電信,2004(4):44-46.

        [7]朱云峰,王蘇蘇,徐陽.分布式數(shù)字音視頻矩陣系統(tǒng)在談話錄音系統(tǒng)的應(yīng)用[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,14(6):29-31.

        [8]潘力策,孟利民.基于DM365的雙碼流視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微型機與應(yīng)用,2015,34(10):41-43.

        [9]李浙偉.智能時代 視頻編解碼技術(shù)的發(fā)展及行業(yè)應(yīng)用[J].中國安防,2022(7):86-92.

        [10]田建林,崔亞強,余淇,等.智慧教學(xué)環(huán)境下課堂教學(xué)行為分析探索與實踐[J].教育信息技術(shù),2023(Z2):138-141.

        (責(zé)任編輯 白麗媛;責(zé)任校對 柴 智)

        [收稿日期]2023-04-27

        [作者簡介]魯立軍(1975—),男,北京市人,北京聯(lián)合大學(xué)教務(wù)處高級工程師,碩士,主要研究方向為廣播影視編播技術(shù)、現(xiàn)代教育技術(shù);安寧(1974—),男,北京市人,北京聯(lián)合大學(xué)教務(wù)處高級工程師,碩士,主要研究方向為現(xiàn)代教育技術(shù)。

        [通訊作者]高江江(1977—),男,北京市人,北京聯(lián)合大學(xué)旅游學(xué)院助理研究員,碩士,主要研究方向為智慧教學(xué)及旅游信息化。E-mail:lytjiangjiang@buu.edu.cn

        激情人妻另类人妻伦| 日韩AV无码一区二区三区不卡毛片| 熟妇无码AV| aa视频在线观看播放免费| 国产高清一区二区三区三州| 亚洲国产婷婷香蕉久久久久久| 亚洲男人av天堂午夜在| 亚洲一区视频在线| 国产美女av一区二区三区| 99久久国产免费观看精品| 欧美日韩一区二区三区在线观看视频 | 久久熟女精品—区二区蜜臀| 亚洲综合精品亚洲国产成人| 久久天天躁狠狠躁夜夜avapp| 精品熟女少妇av免费观看| 亚洲精品综合在线影院| 日韩精品在线观看在线| 337p日本欧洲亚洲大胆精品| 亚洲人成综合网站在线| 国产裸体AV久无码无遮挡| 亚洲97成人精品久久久| 国产毛多水多高潮高清| 人妻精品无码一区二区三区 | 亚洲18色成人网站www| 日本在线视频网站www色下载| 麻豆成年视频在线观看| 中文字幕一区二区黄色| 亚洲乱色伦图片区小说| 亚洲视频在线看| 久久精品一区二区三区不卡牛牛 | 风间由美中文字幕在线| 极品嫩模大尺度av在线播放| 在线综合亚洲欧洲综合网站 | 国产在视频线精品视频| 中文字幕无码免费久久99| 精品国产中文久久久免费| 97碰碰碰人妻无码视频| 国产精品11p| 亚洲国产精品一区二区| 亚洲夜夜性无码| 欧美人与物videos另类xxxxx|