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【摘要】長(zhǎng)期以來，電視資料的管理一直是比較薄弱的環(huán)節(jié)，大量音視頻資料存放于磁帶中，無論保存管理還是查詢使用都相當(dāng)?shù)睦щy。本文基于高校在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開發(fā)應(yīng)用數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)、大力整和教學(xué)資源的前提下，規(guī)劃出利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、廣播電視技術(shù)、流媒體技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等建設(shè)教育電視資料管理系統(tǒng)的方案，并且利用合理有效的存儲(chǔ)介質(zhì)和存儲(chǔ)技術(shù)，使教學(xué)資源能夠安全、方便、長(zhǎng)期、有效、反復(fù)的利用。

【關(guān)鍵詞】教育電視；流媒體；數(shù)據(jù)庫；電視資料管理

教育電視是高等學(xué)校現(xiàn)代教育技術(shù)系統(tǒng)工程重要的組成部分，電視教學(xué)在高校風(fēng)風(fēng)雨雨經(jīng)歷了幾十年。多年來，高校的電教中心都拍攝和積累了大量的關(guān)于教學(xué)、科研、及各類重大活動(dòng)和對(duì)外交流的錄像資料，這是一筆寶貴的財(cái)產(chǎn)，但是音像資料的管理一直處于磁帶保存的狀態(tài)，不但難以檢索，并且隨著時(shí)間的推移，由于磁帶的壽命有限，從而造成資料的損壞，甚至無法修復(fù)使用。

在我國教育電視發(fā)展的過程中，以傳輸模擬信號(hào)為主的有線電視教學(xué)網(wǎng)可稱為教育電視的第一代，而以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)為主的視頻教學(xué)點(diǎn)播就是教育電視的第二代。第一代電視教學(xué)以電化教室為空間環(huán)境，以班級(jí)集體收看為主，這種模式的優(yōu)點(diǎn)是教學(xué)氣氛濃，缺點(diǎn)是學(xué)生不能選擇和反復(fù)收看，且不能選擇播放。存儲(chǔ)介質(zhì)大多是錄像帶，存在壽命短、易老化等缺點(diǎn)；第二代電視教學(xué)系統(tǒng)利用了網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，將模擬的電視節(jié)目轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在磁盤陣列中，教師課堂教學(xué)和學(xué)生課外自學(xué)可以反復(fù)地選擇播放，多代復(fù)制性能強(qiáng)，且增強(qiáng)了交互性從而支持了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

兩代電視教學(xué)系統(tǒng)的資料管理系統(tǒng)都是按傳統(tǒng)的文件分類法進(jìn)行管理的卡片式管理方式，都存在檢索困難，管理成本高，使用效率低，對(duì)大量珍貴的教學(xué)、科研、歷史資料的價(jià)值挖掘不夠。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，不僅出現(xiàn)了通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的VOD視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，還出現(xiàn)了通過數(shù)字電視進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)的數(shù)字電視教學(xué)系統(tǒng)。近來，“三網(wǎng)合一”技術(shù)的發(fā)展和逐漸實(shí)現(xiàn)，電視節(jié)目的方便調(diào)用和檢索成為教育電視工作者必須面臨的課題。因此，必須建立數(shù)字化媒體管理系統(tǒng)才能適應(yīng)今后多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要。我們不妨稱之為第三代教育電視教學(xué)系統(tǒng)，即以開放型數(shù)據(jù)管理為特征的新系統(tǒng)——按照內(nèi)容進(jìn)行管理的電視教學(xué)資料管理系統(tǒng)，他能夠?qū)崿F(xiàn)高效地錄入并管理教學(xué)資源，并能以自我定制的方式進(jìn)行有選擇性的播出學(xué)習(xí)，交互性能大大加強(qiáng)。

一．第三代教育電視資料管理系統(tǒng)的功能

根據(jù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和高校校園網(wǎng)建設(shè)的需求，以及今后的發(fā)展趨勢(shì)，第三代教育電視教學(xué)資料管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：將現(xiàn)有的影視教學(xué)節(jié)目進(jìn)行數(shù)字化，并采用適當(dāng)?shù)姆绞骄幋a，加以合理存儲(chǔ)，達(dá)到影視教材節(jié)目能長(zhǎng)期保存和反復(fù)利用的目的，以滿足影視教學(xué)的制作、播出和交換的需要，并且支持計(jì)算機(jī)VOD視頻點(diǎn)播系統(tǒng)和數(shù)字電視進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)的方式。該系統(tǒng)有三個(gè)子系統(tǒng)，具體如下：

1．?dāng)?shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)音視頻節(jié)目的錄入，運(yùn)用高質(zhì)量的工作站，支持SDI、分量、復(fù)合等多種接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類電視節(jié)目的采集。并且還具有以下功能：

·任意字符的搜索定位

·錄入、修改、復(fù)制與刪除靈活方便

·多媒體文件的鏈接與演示

2．?dāng)?shù)據(jù)管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)編輯目錄，即根據(jù)檢索或網(wǎng)絡(luò)的需求對(duì)錄入的節(jié)目進(jìn)行有規(guī)律的編目。管理的目的是對(duì)已有資源進(jìn)行有效的編碼，確定檢索的方法，能快速和準(zhǔn)確地查找到所需要的目標(biāo)，所以檢索的方法尤其重要。按照內(nèi)容管理的要求，編目應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵幀的檢索，文字信息通常缺乏直觀效果，提供關(guān)鍵畫面可以更有效的進(jìn)行確認(rèn)。所謂關(guān)鍵幀，是指能夠表現(xiàn)該節(jié)目性質(zhì)內(nèi)容的該節(jié)目中的某一個(gè)或幾個(gè)場(chǎng)景。

該子系統(tǒng)的另一個(gè)重要功能就是存儲(chǔ)功能，按照編目將節(jié)目有規(guī)律的放置在最終存儲(chǔ)介質(zhì)上。

3．?dāng)?shù)據(jù)查詢與輸出子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)查詢即檢索功能，根據(jù)編目的規(guī)律，按照節(jié)目的各類屬性，能夠快速準(zhǔn)確地檢索到所需要的節(jié)目。數(shù)據(jù)輸出即將檢索到的節(jié)目快速地從存儲(chǔ)介質(zhì)上提取并通過網(wǎng)絡(luò)向所需要的環(huán)節(jié)傳輸。并且該子系統(tǒng)還應(yīng)具有如下功能：

·任意字符的模糊檢索

·影視資料的片段或關(guān)鍵幀演示

·查詢結(jié)果的保留與打印

二．技術(shù)建設(shè)方案

高校是一個(gè)教育咨詢服務(wù)機(jī)構(gòu)，因此高校在建設(shè)這樣一個(gè)教學(xué)管理系統(tǒng)應(yīng)該本著節(jié)約和降低成本的原則：在硬件和軟件的投資上不要選擇那些高昂價(jià)位的商業(yè)用機(jī)和軟件。

1．流媒體服務(wù)器的選擇

流媒體技術(shù)是目前以及將來教育電視和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)直播的熱門技術(shù)，它不是一門單一的技術(shù)，而是融合了很多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后所產(chǎn)生的技術(shù)。目前，比較流行的流媒體技術(shù)有RealNetwork公司的RealMedia，Microsoft公司的WindowsMedia，以及Apple公司的QuickTime。其中Real技術(shù)以其方便性、集成性、費(fèi)用低等特點(diǎn)，逐漸成為流媒體技術(shù)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。

一個(gè)流媒體系統(tǒng)主要有三個(gè)部分組成：流媒體數(shù)據(jù)流制作端；服務(wù)器端；客戶端。數(shù)據(jù)制作端就是負(fù)責(zé)將音、視頻服務(wù)器中的普通數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成流媒體格式的文件，也就是Realsystem的編碼器（encoders）。服務(wù)器端主要指服務(wù)器軟件，提供流式服務(wù)，根據(jù)不同的應(yīng)用層次，Real提供不同的服務(wù)器軟件。并且服務(wù)器的軟件，能有效降低帶寬需求，如Realsystemproxy等軟件?？蛻舳思词悄軐⑾螺d的流媒體文件進(jìn)行流暢播放和管理的軟件。如RealplayBasic和RealplayPlus.

服務(wù)器建設(shè)整個(gè)流媒體系統(tǒng)組建中的重點(diǎn)。服務(wù)器主要由音視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)編碼服務(wù)器、Real服務(wù)器：音視頻服務(wù)器主要用于將模擬音視頻源和其他普通數(shù)字音視頻進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和管理，便于后面的流媒體數(shù)據(jù)的制作，一般需要配置視頻捕捉卡、聲卡以及攝像機(jī)；數(shù)據(jù)編碼服務(wù)器是將音視頻服務(wù)器中的普通音視頻數(shù)據(jù)編碼形成數(shù)據(jù)流（如RM流），系統(tǒng)可根據(jù)應(yīng)用的不同配置相應(yīng)的RealProducer視頻編碼工具和其他的編輯工具；Real服務(wù)器主要用于流媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和，通過Real服務(wù)器，流媒體數(shù)據(jù)可以被計(jì)算機(jī)客戶端進(jìn)行視頻點(diǎn)播，也可以通過流媒體電視機(jī)進(jìn)行交互學(xué)習(xí)。

另外，音視頻服務(wù)器對(duì)多媒體資源需求較高，如選用一個(gè)采用Ultra3-SCSI的系統(tǒng)可使VOD應(yīng)用性能大增，而增加一個(gè)CPU的作用卻不明顯。學(xué)校根據(jù)情況，如果學(xué)校經(jīng)常是大量用戶訪問服務(wù)器，可以通過多個(gè)服務(wù)器組建服務(wù)器集群模式分?jǐn)傁到y(tǒng)壓力，同時(shí)服務(wù)器的網(wǎng)卡建議選用千兆網(wǎng)卡。流媒體服務(wù)器軟件也可以選擇跨平臺(tái)（可運(yùn)行在linux和windows上）的HelixServer免費(fèi)版。

2．?dāng)?shù)據(jù)庫平臺(tái)的選擇

數(shù)據(jù)庫的建立是整個(gè)系統(tǒng)工程中的關(guān)鍵部分，當(dāng)然數(shù)據(jù)庫軟件的選擇可以根據(jù)技術(shù)人員的情況。但在數(shù)據(jù)的內(nèi)容標(biāo)引技術(shù)上建議采用最新的同步多媒體集成語言SMIL2.0，該語言使用一些簡(jiǎn)單的但功能強(qiáng)大的標(biāo)識(shí)符來描述如何播發(fā)多媒體片段。SMIL2.0的布局模塊支持播放器的多屏幕的并行播出，能夠?qū)崿F(xiàn)電視教學(xué)節(jié)目的對(duì)比播放；媒體對(duì)象模塊能實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻片斷的定位描述，可以用clipbegin和clipend語句定義精確的幀；時(shí)間與同步模塊可以建立時(shí)序功能，實(shí)現(xiàn)不同節(jié)目的片斷的連接，支持教師自主制作新節(jié)目的要求；使各個(gè)技術(shù)水平層次的webbuilder，都能夠通過編制一個(gè)時(shí)間序列表，對(duì)音頻，視頻，文本和圖像文件出現(xiàn)的先后次序作出安排。

SMIL語言的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是它在顯示電視內(nèi)容時(shí)，可以盡量避免將低帶寬的文本、圖片轉(zhuǎn)換為高帶寬的視頻，從而降低了對(duì)帶寬的需求。因此有人說，SMIL語言的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了Web向電視的靠攏。

三．存儲(chǔ)系統(tǒng)特點(diǎn)分析

音視頻的存放問題也是一個(gè)關(guān)鍵問題，常用的存儲(chǔ)介質(zhì)一般包括：光盤、硬盤和數(shù)據(jù)流磁帶等。

1．光盤

光盤存儲(chǔ)技術(shù)是一種光學(xué)信息存儲(chǔ)新技術(shù)，具有存儲(chǔ)密度高、同計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)能力強(qiáng)、易于隨機(jī)檢索和遠(yuǎn)距離傳輸、還原效果好、便于拷貝復(fù)制、適用范圍廣等特點(diǎn)。光盤可長(zhǎng)期保存，數(shù)據(jù)檢索讀取無檢索磨損。但是目前光盤類媒體的讀寫速度和單位容量的成本還不能滿足廣播級(jí)應(yīng)用的要求，對(duì)于占用容量大且不經(jīng)常使用的節(jié)目，可以考慮用光盤存儲(chǔ)。

2．硬盤

硬盤在計(jì)算機(jī)硬件配置中是不可缺少的部分，主要用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、程序、軟件的存儲(chǔ)，目前高端硬盤產(chǎn)品SCSI硬盤采用的是正反面都記錄的多盤片結(jié)構(gòu)，都有磁頭用于數(shù)據(jù)的讀寫，存儲(chǔ)密度可以達(dá)到每盤片1820MB。

硬盤雖然具有讀寫速度快，數(shù)據(jù)容量大的特點(diǎn)，但是巨量的音視頻數(shù)據(jù)需要多個(gè)以上的硬盤組成陣列，造價(jià)也相當(dāng)高。而對(duì)于少量的信息存儲(chǔ)應(yīng)用中硬盤的確有較大的優(yōu)勢(shì)。

3．?dāng)?shù)據(jù)流磁帶

數(shù)據(jù)流磁帶是一種相對(duì)廉價(jià)的存儲(chǔ)方式，也是利用磁記錄技術(shù)保存數(shù)據(jù)的，是目前工業(yè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的一種備份設(shè)備，它與傳統(tǒng)磁帶很相似，可以說是由其發(fā)展而來的。只不過它是配屬于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)外設(shè)，記錄的數(shù)據(jù)不是以幀為單位的圖像信息，而是以計(jì)算機(jī)文件形式存在的數(shù)字信息。它結(jié)合大型的數(shù)據(jù)流磁帶庫，應(yīng)成為存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心。

4．合適的存儲(chǔ)系統(tǒng)

從以上常用存儲(chǔ)介質(zhì)的特點(diǎn)，再從介質(zhì)性能、價(jià)格等方面的因素考慮，較合理的配置應(yīng)該是以智能化的數(shù)據(jù)流磁帶庫為主，兼有光盤庫、硬盤陣列，用數(shù)據(jù)流磁帶保存大量的節(jié)目成本較低，讀出的數(shù)據(jù)通過FC交換機(jī)傳送到硬盤陣列，從而達(dá)到交換數(shù)據(jù)或節(jié)目播出的目的。系統(tǒng)中硬盤陣列的任務(wù)是滿足需存儲(chǔ)節(jié)目的緩存、節(jié)目下載的緩存和各類低碼流數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，所以它的配置要求也同樣根據(jù)教學(xué)系統(tǒng)要求來確定，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求的不斷增加而增加。

綜上所述，數(shù)據(jù)庫平臺(tái)基本具有后臺(tái)的分層標(biāo)引和前臺(tái)的教師自主定位和片段連接以及最終用戶的精確檢索查詢的三級(jí)功能，系統(tǒng)功能和存儲(chǔ)介質(zhì)根據(jù)高校自身的情況也進(jìn)行建設(shè)，基本上能夠滿足新形式下的電視教學(xué)的需要。

電視教學(xué)是模擬電子時(shí)代重要的教學(xué)輔助手段，在目前網(wǎng)絡(luò)流媒體時(shí)代，教育電視這一教學(xué)輔助手段不應(yīng)該是逐步削弱和消亡，而應(yīng)該是利用合理有效的管理系統(tǒng)使之融入到新的技術(shù)平臺(tái)中去，盤活現(xiàn)有的大量電視教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)一個(gè)合理有效的教育電視資料管理系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)使這些資源合理有效的利用起來，是我們廣大教育技術(shù)工作目前要做的最重要的工作。

【參考文獻(xiàn)】

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[4]《第三代電視教學(xué)系統(tǒng)—校園媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)建設(shè)分析》邵斌

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