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视频监控系统及其在远程教育中的应用
发布时间:2014-09-18 浏览次数:

摘要 目前视频会议系统正被广泛地应用于远程实时教学,从而使现代教学模式产生了极大的变化。本文对视频会议系统进行了简要的介绍,并针目前视频会议系统的使用情况,提出网络教学中网络系统综合运用的改进意见。

关键词 视频会议;ATM;三网合一

远程教育网络的硬件系统由三种网络即Intemet网、会议电视网和卫星电视网组成。其中会议电视网为实时交互教学的主要手段。通过视频会议系统可以实现真正的面对面的交互教学,是最好的远程教学方式,但是没有一种技术是万能的,所以本文提出”三网合一”是未来的远程教学的发展趋势的观点。

一、视频会议系统的历史及现状

我国关于视频会议方面的研究与开发工作是从七十年代初的黑白模拟机视频会议开始的,1978年在北京和广州之间首次开通了视频会议实验业务。尽管各种会议电视实验系统早就在国内出现,但真正实用的会议电视业务却是在1994年国家公众会议电视骨干网的开通以后开始的。随着视频会议系统的不断完善,它已经深人了社会的各个领域,例如各类会议、远程教育、远程医疗等,并发挥着越来越重要的作用。

视频会议系统又称会议电视、视讯会议,是利用电视和通信网召开会议的一种通信方式。1964年美国贝尔实验室在纽约国际博览会上展出了世界上最早的可视电话机PICTUREPHONEMOD一1,其后,美国BT公司研制出1MHz带宽黑白会议电视系统,这是最早期的会议电视的雏形。由于所采用的是模拟传输技术,传输带宽为1MHz太大,所以没有得到大面积的推广。70年代中期,随着数字图像编码技术和微电子技术的进步以及信息时代的来临,会议电视系统的研制得到了迅速的发展。1988年原CCITT的第五研究小组提出了视频会议,可视电话的H.261建议,并于1990年10月通过,从此视频会议作为一种产业开始迅速发展起来。

二、视频会议系统的组成

视频会议系统主要由终端设备、传输信道以及多点控制单元三部分组成。视频会议系统终端设备将视频、音频、数据、信令等各种数字信号分别进行处理组合成一种复合的数字码流,再将它转变为与用户一网络接口兼容的,符号传输网络所规定的信道帧结构的信号格式送入信道进行传输。其中用户一网路接口是一种能够满足视频会议终端设备(或MCU)与传输信道接口要求的数字电路接口。

视频会议系统的传输介质可采用光缆、电缆、微波以及卫星等数字信道,或者其它类型的传输通道。在用户接人网的范围内,还可以采用HDSL、ADSL等设备进行传输。视频会议业务可以在现有的多种通信网络中展开,例如SHD数字通信网、DDN、ISDN、ATM或帧中继网络等。现在,新的标准还保证视频会议信号可以在各种计算机网络中传输,如LAN、wAN、INTERNTT等。无论是电信网或者计算机网,视频会议系统主要是利用它们来传送活动或静态图像信号、语音信号、数据信号以及系统控制信号。

在目前的各种网络本身的通信控制机构中,还不能完全满足视频会议系统所要求的多点通信控制功能。因此,除了终端设备、通信线路外,视频会议系统要进行多点视听信息传输与切换,还必须增设多点控制单元设备。MCU根据一定准则处理视听信号,并将它们分配给应接连的信道。在某种意义上说MCU的作用就象电话网的交换机,按用户的意图将传输的信息传到对方。

三、视频会议系统在远程教学中的应用

在国内的远程教育信息传输手段可以分为实时传输和非实时传输两种,视频会议系统是进行实时传输的主要方式。其中以浙江师大、北京邮电大学、湖南大学等的视频会议系统在远距离教学过程中效果明显。其中以视频会议系统的传输介质的不同可以分为三种:通过PC多媒体广播系统传输、通过ATM方式传输和通过INTERNET网络传输。这三种方式都可以实现高质量的实时交互教学。

第一种方式,大多数学校采用vTEL的视频会议系统与PC多媒体广播系统相结合的方式,在主播教室中采用的是VrEL的视频会议系统Garaxy755,在远端教室采用的是VTEL的视频会议系统Garaxy725设备。多点控制器(MCU)采用Encounter3。以)Neulerver-16,它最多可支持16个电视会议终端同时进行实时教学。这种视频会议系统中,在主播教室中配置电子白板、实物投影仪,用于板书数据交流和文件、图表的传送。主播教室设备经MCU通过校园网络与本地听课教室相联接。远地的多媒体听课教室可以通过DDN或ISDN专线与主播教室中的MCU相联接。在远程多媒体听课教室中,师生之间既可进行双向的视频教学,也可通过Internet网络与远程教育Web网站相连,采用视频点播(VOD)方式,下载课件进行播放,从而进行非实时的集中式教学。远程多媒体教室既可以新建,也可租用当地广播电视大学教学点的现有教室,或采取合作投资与使用的方式进行,图1是该方式视频会议系统基本结构图:

图1远程实时教学系统的基本结构

第二种方式:从1997年开始,某高校与中国电信合作,在ATM宽带试验网上开通了基于会议电视模式的远程教育。通过中心主MCU与各省第二级MCU之间实现视音频信号的交换,可以支持单独的分省教学和全网上大课的教学,学生和老师可以相互“见面”交互,是目前最好的远程教学模式之一。目前在该高校有5个多媒体教室,在北京、天津、广东、福建、辽宁等地建立了31个远端视听教室,教师在多媒体授课教室利用电子白板、图文摄像机、计算机等多种手段授课,课堂上的数据通过ATM宽带网络实时、清晰地传送到远端视听教室,学生利用自己桌面上的控制设备,通过网络实时向教师提问、与教师交流,真正实现现场“面对面”答疑。系统采用H320传输协议(可转换为H323协议),教学质量稳定可靠。

第三种方式,利用CERNET作教学辅导。目前该校已经建立了17个授课室和听课室,各授课室和听课室的视频设备通过ZM电路与网络中心MCU(多点控制单元)互联,组成多媒体双向交互教学系统,实现教师和学生之间的动态图像、声音以及具有教学功能的电子白板的数据信息互传。

四、视频会议系统在远程教育中的优点、缺点及改进意见。

利用视频会议系统进行教学的模式优点:允许身处异地的师生进行实时的可视交互;可集成多种现代教学手段,包括各种视听设备、电子白板、计算机设备等;教学生动形象,有教学的临场感。利用视频会议系统进行教学的模式还存在着一些不足;所使用的系统设备和通信线路比较昂贵,初始投资大,很难做到扩大招生;虽然国家正在制定远程教育标准化规定,但是还不完善,还存在互操作性问题;对通信线路质量的要求提高,需要高带宽,一旦线路出现了故障则接收方教室将无法收到任何信号无故障补救措施;实时教学,学生没有时间上的自由度,并且实时会议电视系统同时只支持一种课程,因此很难满足多个专业同时开课的需求,难于满足课程的异步点播需求;很难连接到通信不发达的西部地区。

除了视频会议系统以外,目前INTERNET网络和卫星广播网也被大量的使用到教育领域,都各有优缺点,例如INTERNET网适合在通信较发达,学员较分散的环境中学习,不足的是速度有限,很难满足实时的教学需求。而卫星广播网适合在通信较发达,线路铺设困难,学员较集中的地区使用,不足的是交互比较困难,一般限制在固定教室里教学。在实践中我们发现:任何单一技术的远程教育网络都很难完全实现我们要求的教学各个环节,应该说,不同的技术或者网络适应于不同的教学环节。所以综合运用三个网络的各自优势互为补充,实现“三网合一”的教学模式是未来远程教育的全新教学模式。

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