基于教室利旧设备的在线课堂视频直播系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，包括与所述摄像设备连接的网关服务器、与所述网关服务器连接的视频流传输服务器和与所述视频流传输服务器连接的视频流服务器；所述网关服务器用于将所述摄像设备产生的音视频数据转换为基于rtmp协议的音视频流；所述视频流传输服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流服务器；所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的视频数据，并响应用户的播放请求。还提供了一种直播方法。本发明专利技术实施例中的直播系统和直播方法，能够兼容线下和线上教学，实现了直播教师在教室中进行教学活动的目的。中进行教学活动的目的。中进行教学活动的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于教室利旧设备的在线课堂视频直播系统及方法


[0001]本专利技术涉视频传输领域，具体而言，涉及一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统及直播方法。

技术介绍

[0002]为了实现学生在线上课的目的，各学校通常有两种做法：
[0003]第一种方式是通过直播平台系统实现，在这种方式下，教师在自己的电脑或手机上下载一个直播客户端，通过与客户端连接的摄像头和麦克风采集音视频信息，再将音视频信息传递到直播平台中，用户在进入直播平台后即可观看直播。
[0004]第二种方法是通过一个智慧教室系统实现，这种方式需要在教室中部署音视频采集装置，采集的音视频信息会传递到直播系统中，用户在登录直播系统后即可观看直播。
[0005]在直播平台系统方案中，要求教师在完成课程教学的准备工作以外，还需要独立完成直播环境的准备和维护工作。这些工作包括直播客户端的安装和配置、摄像头和麦克风的安装和配置、直播画面内容的切换和管理、设备异常情况的处理等。这就给教师增加了除课程教学外的额外负担。此外，由于条件限制，教师自己建立的直播环境中通常没有教室里那种大黑板，需要书写大量板书的教学活动会受到极大的限制。最后，这种方式要求教师和学生全部都在线进行教学，无法满足线上线下同时教学的需求。
[0006]在智慧教室系统方案中，通常会要求在各个教室中安装兼容智慧教室系统的摄像头和麦克风等硬件设备，以避免硬件设备与已有的智慧教室系统无法兼容的情况。然而，全新的智慧教室系统通常造价高昂，各个高校教学楼中通常已安装了处于监控目的的摄像头，再安装一套摄像设备显然会造成浪费。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了解决现有的直播平台不能满足线上线下同时教学的需求，第一方面，提供了一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，包括与所述摄像设备连接的网关服务器、与所述网关服务器连接的视频流传输服务器和与所述视频流传输服务器连接的视频流服务器；
[0008]所述网关服务器用于将所述摄像设备产生的音视频数据转换为基于rtmp协议的音视频流；
[0009]所述视频流传输服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流服务器；
[0010]所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的视频数据，并响应用户的播放请求。
[0011]进一步地，所述网关服务器通过内网及内网IP地址与所述摄像设备连接，所述网关服务器通过外网及外网IP地址与所述视频流传输服务器连接。
[0012]进一步地，所述网关服务器运行有nginx网络服务应用和第一ffmpeg视频数据处
理应用，所述第一ffmpeg视频数据处理应用接收所述摄像设备产生的音视频数据并转换为基于rtmp协议的音视频流；所述nginx网络服务应用用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流传输服务器。
[0013]进一步地，所述视频流传输服务器上设有第二ffmpeg视频数据处理应用，所述第二ffmpeg视频数据处理应用采用直接拷贝的方式，将所述基于rtmp协议的音视频流发布到所述视频流服务器上。
[0014]进一步地，所述摄像设备有多个，所述第二ffmpeg视频数据处理应用的数量也有多个，所述每个第二ffmpeg视频数据处理应用与每个摄像设备一一对应，用于处理对应摄像设备的基于rtmp协议的音视频流。
[0015]进一步地，所述视频流传输服务器有多个，所述视频流服务器有多个，所述视频流传输服务器与所述视频流服务器一一对应连接。
[0016]进一步地，所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的ts切片文件，并生成对应的m3u8播放文件；所述视频流服务器响应于用户的播放请求，将所述m3u8播放文件发送给用户；之后所述视频流服务器响应于用户基于m3u8播放文件的播放请求，传输对应的ts切片文件给用户，以使用户终端基于所述ts切片文件进行视频播放。
[0017]进一步地，还包括与所述视频流服务器连接的负载均衡调度服务器，所述视频流服务器和所述负载均衡调度服务器组成负载均衡网络。
[0018]进一步地，所述负载均衡调度服务器上运行lvs调度服务，所述负载均衡调度服务器接收用户的访问请求，通过lvs调度服务转发访问请求到对应的视频流服务器。
[0019]本专利技术第二方面，提供了一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播方法，包括如下步骤：
[0020]S110、网关服务器获取所述摄像设备产生的音视频数据，转换为基于rtmp协议的音视频流；
[0021]S120、视频流传输服务器从所述网关服务器传输所述基于rtmp协议的音视频流给视频流服务器；
[0022]S130、视频流服务器将所述基于rtmp协议的音视频流转换为基于hls协议的视频数据；
[0023]S140、视频流服务器响应于用户请求，发送所述基于hls协议的视频数据给用户。
[0024]本专利技术实现了在不建设新的智慧教师系统前提下，利用教室中已有的摄像设备，通过网络转发、视频流协议转换、负载均衡等技术，实现了直播教师在教室中进行教学活动的目的。通过本专利技术所述的方法和装置，可充分利用已有软硬件设施，大大节省高校直播课堂的建设成本，避免重复建设。在特殊时期(例如疫情时期)，通过本专利技术所述的方法和装置，可以在不改变教师教学方式的情况下，实现所有学生在线上教学、部分学生在线上教学(部分学生在线下教学)和所有学生线下教学的灵活切换。为高校在特殊时期完成教学活动奠定了基础。
附图说明
[0025]通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理
解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：
[0026]图1为本专利技术一些实施例中的直播系统的系统架构示意图；
[0027]图2为本专利技术另一些实施例中的直播系统的系统架构示意图；
[0028]图3为本专利技术的一些实施例中的课堂视频直播方法的方法流程示意图。
具体实施方式
[0029]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]先对本专利技术实施例中的专业术语进行解释如下：
[0032]视频传输协议：rtsp、rtmp和hls是当前流行的三种视频数据传输协议。rtsp和rtmp协议要求客户端与服务端建立持续的数据传输通道，并从该通道中传输音视频数据。hls协议将所需传输的视频切分为多个ts格式的视频切片文件，并生成对应的m3u8格式的播放列表文件，客户端根据m3u8播放列表文件向服务端请求对应的ts视频切片文件，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，包括与所述摄像设备连接的网关服务器、与所述网关服务器连接的视频流传输服务器和与所述视频流传输服务器连接的视频流服务器；所述网关服务器用于将所述摄像设备产生的音视频数据转换为基于rtmp协议的音视频流；所述视频流传输服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流服务器；所述视频流服务器用于将所述基于rtmp协议的音视频流转换成基于hls协议的视频数据，并响应用户的播放请求。2.根据权利要求1所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述网关服务器通过内网及内网IP地址与所述摄像设备连接，所述网关服务器通过外网及外网IP地址与所述视频流传输服务器连接。3.根据权利要求2所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述网关服务器运行有nginx网络服务应用和第一ffmpeg视频数据处理应用，所述第一ffmpeg视频数据处理应用接收所述摄像设备产生的音视频数据并转换为基于rtmp协议的音视频流；所述nginx网络服务应用用于将所述基于rtmp协议的音视频流传输给所述视频流传输服务器。4.根据权利要求3所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述视频流传输服务器上设有第二ffmpeg视频数据处理应用，所述第二ffmpeg视频数据处理应用采用直接拷贝的方式，将所述基于rtmp协议的音视频流发布到所述视频流服务器上。5.根据权利要求4所述的基于教室已有摄像设备的在线课堂视频直播系统，其特征在于，所述摄像设备有多个，所述第二ffmpeg视频数据处理应用的数量也有多个，所述每个第二ffmpeg视频数据处理应用与每个摄像设备一一对应，用于处理对应摄像设备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李若淼，杨宏辉，樊春，马银萍，崔建，张蓓，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：