本發(fā)明涉及一種視頻錄播技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及教育錄播系統(tǒng)的控制技術(shù)。

背景技術(shù)：

隨著教育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，錄播技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。但是，目前的錄播系統(tǒng)存在諸多缺點(diǎn)，例如，智能化程度不高，錄制時(shí)需要導(dǎo)播人工切換；后期的剪輯制作需要專業(yè)人員，比較復(fù)雜；音頻拾取需要用手拿著麥克風(fēng)，否則達(dá)不到良好的錄音效果，等等。因此，錄播的效率較低。

綜上所述，本領(lǐng)域迫切需要一種效率更高的教育錄播技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種具有智能切換功能的錄播方法及系統(tǒng)，具有更高的智能化程度，效率更高，用戶體驗(yàn)更好。

在本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種具有智能切換功能的錄播方法，包含：

通過(guò)第一攝像機(jī)拍攝講臺(tái)區(qū)域的第一視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)，通過(guò)第二攝像機(jī)拍攝學(xué)生區(qū)域的第二視頻數(shù)據(jù)，并從該第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面；

實(shí)時(shí)地對(duì)該第二視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，獲得該第二視頻數(shù)據(jù)中的每一個(gè)臉部的中心位置對(duì)應(yīng)的水平坐標(biāo)值和垂直坐標(biāo)值，和像素點(diǎn)總數(shù)；

如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻幀中，存在一個(gè)臉部的垂直坐標(biāo)值的變化量大于預(yù)定門限，且變化方向?yàn)橄蛏希⑶以撃槻康南袼攸c(diǎn)總數(shù)的變化量小于預(yù)定門限，確定該臉部為發(fā)言學(xué)生臉部，并從該第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，從該第二視頻數(shù)據(jù)中提取該發(fā)言學(xué)生臉部畫面，并將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面和該發(fā)言學(xué)生臉部畫面的組合。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，本方法還包括以下步驟：

當(dāng)錄播畫面為教師畫面和發(fā)言學(xué)生臉部畫面的組合狀態(tài)時(shí)，

如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻幀中，存在一個(gè)臉部的垂直坐標(biāo)值的變化量大于預(yù)定門限，且變化方向?yàn)橄蛳拢⑶以撃槻康南袼攸c(diǎn)總數(shù)的變化量小于預(yù)定門限，則從該第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，并將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，本方法還包括以下步驟：

當(dāng)錄播畫面為教師畫面時(shí)，如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，該第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)逐步減少為0，并且，

其中，分別為當(dāng)前幀畫面R矩陣、B矩陣、G矩陣中第i點(diǎn)色彩數(shù)值的大小，分別為當(dāng)n毫秒前的幀畫面R矩陣、B矩陣、G矩陣中第i點(diǎn)色彩數(shù)值的大小，N為整幅畫面的像素，σ為預(yù)先設(shè)定的第一閾值，

則將當(dāng)前的錄播畫面切換為學(xué)生區(qū)域的畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，本方法還包括以下步驟：

當(dāng)錄播畫面為學(xué)生區(qū)域的畫面時(shí)，

如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，該后一個(gè)時(shí)間的第二視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)比前一個(gè)時(shí)間的第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)的減少量大于預(yù)定的第二閾值時(shí)，則將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，本方法還包括以下步驟：

當(dāng)錄播畫面為教師畫面時(shí)，如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，該后一個(gè)時(shí)間的第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)比前一個(gè)時(shí)間的第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)的減少量大于預(yù)定的第三閾值時(shí)，則將當(dāng)前的錄播畫面切換為黑板區(qū)域的畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，本方法還包括以下步驟：

當(dāng)錄播畫面為黑板區(qū)域的畫面時(shí)，

如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，該第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)大于預(yù)定的第二閾值時(shí)，則將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師的畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，本方法還包含：

進(jìn)行音頻采集；

對(duì)視頻和采集到的音頻進(jìn)行合成并同步。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，本方法還包含：

在該講臺(tái)區(qū)域放置拾音器，將該講臺(tái)區(qū)域的拾音器保持開(kāi)啟，

在該學(xué)生區(qū)域放置多個(gè)拾音器，每個(gè)拾音器預(yù)先設(shè)置有區(qū)域范圍坐標(biāo)，

根據(jù)該發(fā)言學(xué)生臉部的中心位置，和該各拾音器的區(qū)域范圍坐標(biāo)，確定該發(fā)言學(xué)生所在的區(qū)域范圍對(duì)應(yīng)的拾音器，并開(kāi)啟該拾音器。

在本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種具有智能切換功能的錄播系統(tǒng)，包含：

起始錄播模塊，用于通過(guò)第一攝像機(jī)拍攝講臺(tái)區(qū)域的第一視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)，通過(guò)第二攝像機(jī)拍攝學(xué)生區(qū)域的第二視頻數(shù)據(jù)，并從該第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面；

分析模塊，用于實(shí)時(shí)地對(duì)該第二視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，獲得該第二視頻數(shù)據(jù)中的每一個(gè)臉部的中心位置對(duì)應(yīng)的水平坐標(biāo)值和垂直坐標(biāo)值，和像素點(diǎn)總數(shù)；

切換模塊，用于當(dāng)在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻幀中，存在一個(gè)臉部的垂直坐標(biāo)值的變化量大于預(yù)定門限，且變化方向?yàn)橄蛏?，并且該臉部的像素點(diǎn)總數(shù)的變化量小于預(yù)定門限時(shí)，確定該臉部為發(fā)言學(xué)生臉部，并從該第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，從該第二視頻數(shù)據(jù)中提取該發(fā)言學(xué)生臉部畫面，并將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面和該發(fā)言學(xué)生臉部畫面的組合。

本發(fā)明實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，顯著提高了教育視頻錄播的效率。

應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附圖說(shuō)明

圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選例的具有智能切換功能的錄播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2示出了本發(fā)明的課堂錄播設(shè)備配件布置示意圖；

圖3示出了本發(fā)明的具有智能切換功能的錄播方法中的主要場(chǎng)景的切換關(guān)系示意圖；

圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選例中對(duì)所拍攝的畫面的剪輯方式示意圖；

圖5示出了本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選例中對(duì)說(shuō)拍攝的畫面的剪輯方式示意圖。

圖6示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選例的具有智能切換功能的錄播方法的流程示意圖。

圖7示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選例的具有智能切換功能的錄播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在各附圖中，

101：視頻圖像采集模塊

102：圖像算法模塊

103：視頻采集模塊

104：音頻采集模塊

105：輸出模塊

701：起始錄播模塊

702：分析模塊

703：切換模塊

具體實(shí)施方式

本發(fā)明通過(guò)攝像裝置采集教師上課及學(xué)生聽(tīng)課的視頻，通過(guò)分析教師及學(xué)生的人體臉部坐標(biāo)位置及坐標(biāo)變化的趨勢(shì)以及臉部像素及RGB參數(shù)的變化，有效判斷師生的教學(xué)場(chǎng)景并對(duì)顯示的畫面進(jìn)行切換。并且，可以根據(jù)不同的教學(xué)場(chǎng)景以確定輸出圖像的剪輯方式。并且，還可以根據(jù)不同的教學(xué)場(chǎng)景控制音頻的拾取方式。

在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

在本發(fā)明中，四個(gè)主要場(chǎng)景分別是：

第一場(chǎng)景：老師在講臺(tái)上講課，學(xué)生在聽(tīng)講。顯示的畫面為老師電腦屏幕VGA信號(hào)為主畫面，拍攝講臺(tái)區(qū)域的第一攝像機(jī)為畫中小畫面。

第二場(chǎng)景：學(xué)生起立回答老師的問(wèn)題。拍攝講臺(tái)區(qū)域的第一攝像機(jī)為主畫面，拍攝學(xué)生區(qū)域的第二攝像機(jī)為畫中小畫面。

第三場(chǎng)景：老師走到講臺(tái)下與學(xué)生互動(dòng)。拍攝學(xué)生區(qū)域的第二攝像機(jī)為主畫面，不設(shè)小畫中小畫面。

第四場(chǎng)景：老師在黑板上寫板書。拍攝講臺(tái)區(qū)域的第一攝像機(jī)為主畫面，不設(shè)小畫中小畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，課堂錄播設(shè)備配件布置如圖2所示，其中包含兩路攝像機(jī)，攝像機(jī)A對(duì)著學(xué)生拍攝，攝像機(jī)B對(duì)著老師拍攝；包含5路拾音器，一路對(duì)著老師，四路均勻地分布在學(xué)生座位中間。

兩路攝像機(jī)的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)視頻采集卡傳輸?shù)街醒胫骺嘏_(tái)，中央主控臺(tái)的作用為：接收視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)算法對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷教學(xué)場(chǎng)景，并根據(jù)不同的教學(xué)場(chǎng)景將相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送到各路攝像機(jī)、混音器，并根據(jù)算法進(jìn)行導(dǎo)播，完成畫面的自動(dòng)切換，同時(shí)，將播出的畫面存儲(chǔ)在中央主控臺(tái)的存儲(chǔ)裝置中。

下面參照?qǐng)D3，進(jìn)一步說(shuō)明第一場(chǎng)景的進(jìn)入和退出條件。如圖3所示，第一場(chǎng)景的進(jìn)入條件有兩個(gè)，一個(gè)為開(kāi)機(jī)運(yùn)行，換句話說(shuō)，開(kāi)機(jī)運(yùn)行即進(jìn)入第一場(chǎng)景。另一個(gè)進(jìn)入條件為滿足上述第二、第三和第四場(chǎng)景的退出條件時(shí)，即進(jìn)入第一場(chǎng)景。另一方面，第一場(chǎng)景的推出條件為若滿足上述第二、第三和第四場(chǎng)景的進(jìn)入條件時(shí)，即退出第一場(chǎng)景。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，兩路攝像機(jī)進(jìn)行圖像處理，經(jīng)過(guò)相關(guān)的圖像處理算法，判斷的結(jié)果為攝像機(jī)B，即采集講臺(tái)區(qū)域的攝像機(jī)捕捉到有人臉畫面，攝像機(jī)A，即采集學(xué)生區(qū)域的攝像機(jī)沒(méi)有捕捉到到人臉移動(dòng)的，此時(shí)，算法判斷的教學(xué)場(chǎng)景為，教師在講臺(tái)上講課，學(xué)生在聽(tīng)講。算法計(jì)算出教師的臉部坐標(biāo)的中心值為(x，y)，臉部所占的像素點(diǎn)總數(shù)為t。

中央處理器自動(dòng)剪輯所拍攝的畫面。

具體地說(shuō)，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，如圖4所示，對(duì)所拍攝的畫面的剪輯原則如下：

首先，調(diào)節(jié)截取拍攝的畫面的大小，保持原畫面的高寬比不變，臉部像素占畫面圖素的比例為a％；

然后，調(diào)節(jié)截取畫面的位置，臉部上邊緣距畫面上邊緣距離u1與臉部上邊緣距畫面下邊緣距離u2的比例為u，且臉部左邊緣距畫面左邊緣距離v1與臉部左邊緣距畫面右邊緣距離v2的比例為v。

進(jìn)一步地說(shuō)，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，u、v、a為可配置的參數(shù)。例如，取值范圍為0.1<u<0.3，0.1<v<0.3,0.2<a<0.6，單位是像素點(diǎn)數(shù)。

通過(guò)上述剪輯方式，保證了人像在畫面中位置及大小固定。

另外，如圖2所示，第一場(chǎng)景通過(guò)拾音器E獲取錄入音頻。

實(shí)施例1：第一場(chǎng)景與第二場(chǎng)景的切換方法

第一場(chǎng)景切換到第二場(chǎng)景

在本實(shí)施例中，包含以下步驟：

步驟601：通過(guò)第一攝像機(jī)拍攝講臺(tái)區(qū)域的第一視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)，通過(guò)第二攝像機(jī)拍攝學(xué)生區(qū)域的第二視頻數(shù)據(jù)，并從該第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面；

步驟602：實(shí)時(shí)地對(duì)該第二視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，獲得該第二視頻數(shù)據(jù)中的每一個(gè)臉部的中心位置對(duì)應(yīng)的水平坐標(biāo)值和垂直坐標(biāo)值，和像素點(diǎn)總數(shù)；

步驟603：如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻幀中，存在一個(gè)臉部的垂直坐標(biāo)值的變化量大于預(yù)定門限，且變化方向?yàn)橄蛏希⑶以撃槻康南袼攸c(diǎn)總數(shù)的變化量小于預(yù)定門限，確定該臉部為發(fā)言學(xué)生臉部，并從該第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，從該第二視頻數(shù)據(jù)中提取該發(fā)言學(xué)生臉部畫面，并將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面和該發(fā)言學(xué)生臉部畫面的組合。

第二場(chǎng)景切換到第一場(chǎng)景

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選例中，當(dāng)錄播畫面為教師畫面和發(fā)言學(xué)生臉部畫面的組合狀態(tài)時(shí)，如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻幀中，存在一個(gè)臉部的垂直坐標(biāo)值的變化量大于預(yù)定門限，且變化方向?yàn)橄蛳?，并且該臉部的像素點(diǎn)總數(shù)的變化量小于預(yù)定門限，則從所述第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，并將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面。

具體地說(shuō)，在上述方法中，當(dāng)處于第一場(chǎng)景時(shí)，攝像機(jī)A捕捉學(xué)生的畫面，并根據(jù)算法識(shí)別出所有學(xué)生的臉部，并計(jì)算出學(xué)生的臉部坐標(biāo)的中心值(α，β)及臉部所占的像素點(diǎn)總數(shù)為γ，且捕捉到的學(xué)生臉總數(shù)為n。學(xué)生臉部坐標(biāo)的集合為σ＝{(α1，β1)，(α2，β2)，…，(αn，βn)}，臉部像素點(diǎn)總數(shù)的集合為γ＝{γ1，γ2，…，γ3}。

當(dāng)任何一個(gè)學(xué)生的臉部在垂直方向的移動(dòng)大于一定的幅度時(shí)，可以用數(shù)學(xué)公式描述如下，攝像機(jī)中當(dāng)前幀與前一幀的集合相關(guān)集合分別為σ，γ，σ’，γ’，它們滿足以下條件時(shí)，將進(jìn)入學(xué)生起立回答老師問(wèn)題的模式，即，第二場(chǎng)景。

或|βk-βk’|>b

或|γk-γk’|>γ

其中，k＝1，2，…，n。

其中，a、b、γ為可配置的參數(shù)，其具體參數(shù)值在本發(fā)明中不做限定。

其中，a、b、γ為可配置的參數(shù)，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，1080P像素的視頻中，a、b、γ可以取滿足以下條件的任意值，a>20,b>20,γ>20?？梢岳斫猓谄渌麅?yōu)選例中，上述參數(shù)可以根據(jù)具體情況靈活調(diào)整。

如果滿足上述條件，則學(xué)生起立回答老師的問(wèn)題。在這種情況下，由第一場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面切換到第二場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面。

當(dāng)處于第二場(chǎng)景時(shí)，如果起立的學(xué)生的臉部移動(dòng)大于一定的幅度時(shí)，則退出第二場(chǎng)景?？梢杂脭?shù)學(xué)公式描述為，

|αk’-αk”|>a’

或|βk’-βk”|>b’

其中，該學(xué)生的臉部中心坐標(biāo)值為(αk’，βk’)，移動(dòng)后的學(xué)生的臉部中心坐標(biāo)值為(αk”，βk”)。

a’、b’為可配置的參數(shù)，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，a、b可以取滿足以下條件的任意值，a>20,b>20，單位是像素點(diǎn)數(shù)。

可以理解，在其他優(yōu)選例中，上述參數(shù)可以根據(jù)具體情況靈活調(diào)整。

在這種情況下，由第二場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面切換到第一場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，當(dāng)判斷為第二場(chǎng)景時(shí)，老師作為主畫面，將學(xué)生從學(xué)生攝像機(jī)中的畫面中截取出來(lái)，與老師講課的主畫面組成畫中畫的形式，其中，老師畫面的截取參數(shù)u、v、a與第一場(chǎng)景的定義相同，但是其值大小可以單獨(dú)配置。

學(xué)生臉部畫面配置方式如下：

1.調(diào)節(jié)截取畫面的大小，畫面的像素的寬高值分別為a、b；

2.確定學(xué)生人臉在畫中畫的大小，人臉像素占畫中畫圖素的比例為a’％；

3.確定學(xué)生人臉在畫中畫的位置，人臉左邊緣距畫中畫左邊緣為a1個(gè)像素點(diǎn)，人臉上邊緣距畫中畫上邊緣為b1個(gè)像素點(diǎn)；

4.確定畫中畫在整個(gè)畫面的位置，畫中畫上邊緣距畫面上邊緣距離u1’與畫中畫上邊緣距畫面下邊緣距離u2’的比例為u’，且畫中畫左邊緣距畫面左邊緣距離v1’與畫中畫左邊緣距畫面右邊緣距離v2’的比例為v’。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，a、b、a’％、a1、b1、u1’、u2’、u’、v1’、v2’、v’均為可配置在參數(shù)，可以根據(jù)具體情況靈活調(diào)整。

處于第二場(chǎng)景時(shí)，講臺(tái)上的拾音器E一直開(kāi)啟，講臺(tái)下的拾音器開(kāi)啟由起立回答問(wèn)題的學(xué)生的具體位置決定。

具體地說(shuō)，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，學(xué)生的臉中心位置的坐標(biāo)(αk，βk)滿足以下條件時(shí)，拾音器A開(kāi)啟：

Ax1<αk<Ax2；

Ay1<βk<Ay2；

其中，Ax1、Ax2、Ay1、Ay2為可配置的量。

同理，當(dāng)滿足以下條件時(shí)，拾音器B開(kāi)啟：

Bx1<αk<Bx2；

By1<βk<By2；

同理可以設(shè)定拾音器C、D的開(kāi)啟條件。

實(shí)施例2：第一場(chǎng)景與第三場(chǎng)景的切換方法

第一場(chǎng)景切換到第三場(chǎng)景

在本實(shí)施例中，包含以下步驟：

當(dāng)錄播畫面為教師畫面時(shí)，如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，該第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)逐步減少為0，并且，

其中，分別為當(dāng)前幀畫面R矩陣、B矩陣、G矩陣中第i點(diǎn)色彩數(shù)值的大小，分別為當(dāng)n毫秒前的幀畫面R矩陣、B矩陣、G矩陣中第i點(diǎn)色彩數(shù)值的大小，N為整幅畫面的像素，σ為預(yù)先設(shè)定的第一閾值，

則將當(dāng)前的錄播畫面切換為學(xué)生區(qū)域的畫面。

第三場(chǎng)景切換到第一場(chǎng)景

當(dāng)錄播畫面為學(xué)生區(qū)域的畫面時(shí)，

如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，所述后一個(gè)時(shí)間的第二視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)比前一個(gè)時(shí)間的第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)的減少量大于預(yù)定的第二閾值時(shí)，則將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面。

具體地說(shuō)，在上述方法中，當(dāng)處于第一場(chǎng)景時(shí)，攝像機(jī)B，即采集講臺(tái)區(qū)域的攝像機(jī)滿足如下條件時(shí)，是老師走下講臺(tái)與學(xué)生互動(dòng)，換句話說(shuō)，由第一場(chǎng)景切換到第三場(chǎng)景：

1.攝像機(jī)B當(dāng)畫面幀臉部像素點(diǎn)總數(shù)為t1，與1秒鐘之前的畫面幀面像素點(diǎn)總數(shù)為t2，

t2<t1；

2.攝像機(jī)B畫面經(jīng)過(guò)若干幀后，t2變?yōu)?。

3.攝像機(jī)A，即采集學(xué)生區(qū)域的攝像機(jī)捕捉到的當(dāng)前畫面與n毫秒前捕捉到的畫面RBG矩陣數(shù)值變化量之和大于某一值σ，其中n、σ可以根據(jù)具體情況靈活調(diào)整：

其中，分別為當(dāng)前幀畫面R矩陣、B矩陣、G矩陣中第i點(diǎn)色彩數(shù)值的大小，分別為當(dāng)n毫秒前的幀畫面R矩陣、B矩陣、G矩陣中第i點(diǎn)色彩數(shù)值的大小，N為整幅畫面的像素。

在這種情況下，由第一場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面切換到第三場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面。

當(dāng)攝像機(jī)B再次采集到人臉時(shí)，即本次互動(dòng)結(jié)束，退出第三場(chǎng)景。在這種情況下，由第三場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面切換到第一場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面。

實(shí)施例3：第一場(chǎng)景與第四場(chǎng)景的切換方法

第一場(chǎng)景切換到第四場(chǎng)景

在本實(shí)施例中，包含以下步驟：

當(dāng)錄播畫面為教師畫面時(shí)，如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，該后一個(gè)時(shí)間的第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)比前一個(gè)時(shí)間的第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)的減少量大于預(yù)定的第三閾值時(shí)，則將當(dāng)前的錄播畫面切換為黑板區(qū)域的畫面。

第四場(chǎng)景切換到第一場(chǎng)景

當(dāng)錄播畫面為黑板區(qū)域的畫面時(shí)，

如果在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻中，該第一視頻數(shù)據(jù)中臉部的像素點(diǎn)總數(shù)大于預(yù)定的第二閾值時(shí)，則將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師的畫面。

具體地說(shuō)，在上述方法中，當(dāng)處于第一場(chǎng)景時(shí)，攝像機(jī)B畫面幀臉部的中心位置坐標(biāo)為(x1，y1)，像素點(diǎn)總數(shù)為t1，此時(shí)如果教師開(kāi)始轉(zhuǎn)身在黑板上板書，則經(jīng)過(guò)圖像處理算法，與1秒鐘之前的畫面幀對(duì)比，臉部的中心位置坐標(biāo)為(x2，y2)，像素點(diǎn)總數(shù)為t2，由于開(kāi)始轉(zhuǎn)身，導(dǎo)致其臉部所占的像素是逐步減小?？梢杂霉竭M(jìn)行關(guān)系式如下描述：

|x1-x2|<δx；

且|y1-y2|<δy；

且t2-t1>ε

其中，δx、δy、ε為可配置的參數(shù)，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，δx、δy、ε可以取滿足以下條件的值：δx<50,δy<50,ε>20，單位是像素點(diǎn)數(shù)?？梢岳斫猓谄渌麅?yōu)選例中，上述參數(shù)可以根據(jù)具體情況靈活調(diào)整。

在這種情況下，由第一場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面切換到第四場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面。

當(dāng)前處于第四場(chǎng)景時(shí)，攝像機(jī)B畫面幀臉部的中心位置坐標(biāo)為(x1’，y1’)，像素點(diǎn)總數(shù)為t1’，當(dāng)教師由面向黑板轉(zhuǎn)身面向?qū)W生區(qū)域時(shí)，與1秒鐘之前的畫面幀對(duì)比，臉部的中心位置坐標(biāo)為(x2’，y2’)，像素點(diǎn)總數(shù)為t2’，教師由于轉(zhuǎn)身，導(dǎo)致其臉部所占的像素是逐步增大。可以用公式進(jìn)行關(guān)系式如下描述：

|x1’-x2’|<δx’；

且|y1’-y2’|<δy’；

且t2’-t1’>ε’

其中，δx’、δy’、ε’為可配置的參數(shù)，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，δx’、δy’、ε’可以取滿足以下條件的值：δx’<50,δy’<50,ε’<50，單位是像素點(diǎn)數(shù)。可以理解，在其他優(yōu)選例中，上述參數(shù)可以根據(jù)具體情況靈活調(diào)整。

在這種情況下，由第四場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面切換到第一場(chǎng)景對(duì)應(yīng)顯示的畫面。

在本發(fā)明的優(yōu)選例中，算法模塊判斷進(jìn)入第四場(chǎng)景，即，老師在黑板上寫板書。第四場(chǎng)景的視頻處理顯示模式與第一場(chǎng)景相同，僅視頻的尺寸參數(shù)不同。相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)置，第二場(chǎng)景的顯示畫面中的參數(shù)設(shè)定為u’、v’、a’。

第四場(chǎng)景的音頻處理過(guò)程：第四場(chǎng)景由拾音器E獲取錄入音頻。

需要指出的是，在本發(fā)明的優(yōu)選例中，將所述教師區(qū)域的拾音器保持開(kāi)啟，并且在所述學(xué)生區(qū)域分開(kāi)地放置了第一至第四拾音器，學(xué)生臉部中心坐標(biāo)為(x,y)，當(dāng)(x,y)滿足不同的條件時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)啟不同的拾音器，具體地說(shuō)：

當(dāng)Ax1<x<Ax2，Ay1<x<Ay2時(shí)，開(kāi)啟第一拾音器；

當(dāng)Bx1<x<Bx2，By1<x<By2時(shí)，開(kāi)啟第二拾音器；

……

依次類推。

由此，通過(guò)在不同區(qū)域放置拾音器，提高了聲音錄制的質(zhì)量和效果。

對(duì)于上述實(shí)施例1、2和3，可以通過(guò)如圖1所示的錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，如圖所述，該系統(tǒng)包含視頻圖像采集模塊101、圖像算法模塊102、視頻剪輯模塊103、音頻采集模塊104和輸出模塊105。

視頻圖像采集模塊101，用于采集老師側(cè)及老師側(cè)多路視頻數(shù)據(jù)，并將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胫骺嘏_(tái)。在本發(fā)明的優(yōu)選例中，視頻采集的路數(shù)，即攝像機(jī)數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。

圖像算法模塊102，位于中央主控臺(tái)，用于分析及處理視頻圖像，根據(jù)輸入的圖像判斷出人體坐標(biāo)及人臉?biāo)嫉南袼財(cái)?shù)，根據(jù)前后幀的人體坐標(biāo)及像素?cái)?shù)的變化趨勢(shì)可以判斷出人的動(dòng)態(tài)，并得到相對(duì)應(yīng)的教學(xué)場(chǎng)景。如老師轉(zhuǎn)身寫黑板的動(dòng)作、學(xué)生站立的動(dòng)作、老師走下講臺(tái)的動(dòng)作，通過(guò)動(dòng)作對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的教學(xué)場(chǎng)景，再通過(guò)教學(xué)場(chǎng)景確定圖像剪輯輸出的方式及選取拾音的麥克風(fēng)。

視頻剪輯模塊103，根據(jù)不同的教學(xué)場(chǎng)景對(duì)輸出的多路鏡頭自動(dòng)進(jìn)行剪輯及其它相應(yīng)的視頻處理，并輸出最終錄播的視頻。

音頻采集模塊104，根據(jù)教學(xué)場(chǎng)景及人體的定位，確定并選取錄入視頻的拾音器。

輸出模塊105，將音頻與視頻合成并同步后，輸出到顯示裝置和存儲(chǔ)裝置中。

實(shí)施例4：具有智能切換功能的錄播系統(tǒng)

參見(jiàn)圖7，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有智能切換功能的錄播系統(tǒng)包含：起始錄播模塊701、分析模塊702和切換模塊703。

具體地說(shuō)，起始錄播模塊701用于通過(guò)第一攝像機(jī)拍攝講臺(tái)區(qū)域的第一視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)，通過(guò)第二攝像機(jī)拍攝學(xué)生區(qū)域的第二視頻數(shù)據(jù)，并從所述第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面。分析模塊702用于實(shí)時(shí)地對(duì)所述第二視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，獲得所述第二視頻數(shù)據(jù)中的每一個(gè)臉部的中心位置對(duì)應(yīng)的水平坐標(biāo)值和垂直坐標(biāo)值，和像素點(diǎn)總數(shù)。切換模塊703，用于當(dāng)在相隔預(yù)定時(shí)長(zhǎng)的兩個(gè)視頻幀中，存在一個(gè)臉部的垂直坐標(biāo)值的變化量大于預(yù)定門限，且變化方向?yàn)橄蛏希⑶以撃槻康南袼攸c(diǎn)總數(shù)的變化量小于預(yù)定門限時(shí)，確定該臉部為發(fā)言學(xué)生臉部，并從所述第一視頻數(shù)據(jù)中提取教師畫面，從所述第二視頻數(shù)據(jù)中提取該發(fā)言學(xué)生臉部畫面，并將當(dāng)前的錄播畫面切換為該教師畫面和該發(fā)言學(xué)生臉部畫面的組合。

上述實(shí)施方式1-3是與本實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施方式，本實(shí)施方式可與上述實(shí)施方式互相配合實(shí)施。上述實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在上述實(shí)施方式中。

本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

1)免去了后期人工復(fù)雜的制作、剪切、編輯，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)播、自動(dòng)跟拍、自動(dòng)剪輯功能，錄制出滿足國(guó)家教育部規(guī)定的國(guó)家精品開(kāi)放課程要求數(shù)學(xué)教學(xué)資源。

2)錄制時(shí)不需要人工導(dǎo)播即可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)播切換鏡頭的功能，節(jié)省大量的人力成本。

3)在不增加硬件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)播、自動(dòng)跟拍、自動(dòng)剪輯功能，降低成本，能促進(jìn)產(chǎn)品的推廣。

綜上所述，本發(fā)明提供的具有智能切換功能的錄播方法顯著提高了效率，因此，在教育錄播技術(shù)領(lǐng)域有十分廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明的各方法實(shí)施方式均可以以軟件、硬件、固件等方式實(shí)現(xiàn)。不管本發(fā)明是以軟件、硬件、還是固件方式實(shí)現(xiàn)，指令代碼都可以存儲(chǔ)在任何類型的計(jì)算機(jī)可訪問(wèn)的存儲(chǔ)器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固態(tài)的或者非固態(tài)的，固定的或者可更換的介質(zhì)等等)。同樣，存儲(chǔ)器可以例如是可編程陣列邏輯(Programmable Array Logic，簡(jiǎn)稱“PAL”)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，簡(jiǎn)稱“RAM”)、可編程只讀存儲(chǔ)器(Programmable Read Only Memory，簡(jiǎn)稱“PROM”)、只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory，簡(jiǎn)稱“ROM”)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(Electrically Erasable Programmable ROM，簡(jiǎn)稱“EEPROM”)、磁盤、光盤、數(shù)字通用光盤(Digital Versatile Disc，簡(jiǎn)稱“DVD”)等等。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明各設(shè)備實(shí)施方式中提到的各單元都是邏輯單元，在物理上，一個(gè)邏輯單元可以是一個(gè)物理單元，也可以是一個(gè)物理單元的一部分，還可以以多個(gè)物理單元的組合實(shí)現(xiàn)，這些邏輯單元本身的物理實(shí)現(xiàn)方式并不是最重要的，這些邏輯單元所實(shí)現(xiàn)的功能的組合才是解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題的關(guān)鍵。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本發(fā)明上述各設(shè)備實(shí)施方式并沒(méi)有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題關(guān)系不太密切的單元引入，這并不表明上述設(shè)備實(shí)施方式并不存在其它的單元。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

并且，在本專利的權(quán)利要求書和說(shuō)明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。本專利的權(quán)利要求書和說(shuō)明書中，如果提到根據(jù)某要素執(zhí)行某行為，則是指至少根據(jù)該要素執(zhí)行該行為的意思，其中包括了兩種情況：僅根據(jù)該要素執(zhí)行該行為、和根據(jù)該要素和其它要素執(zhí)行該行為。

雖然通過(guò)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。