基于視頻處理技術(shù)的英語多媒體教學(xué)設(shè)計

楊雨顏

摘 要： 針對當(dāng)前英語多媒體教學(xué)平臺的視頻資源使用率低，互動性差，為此設(shè)計了基于視頻處理技術(shù)的英語多媒體教學(xué)平臺。首先在英語多媒體教學(xué)過程中融入現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，視頻解碼包括采編編碼、流媒體實時編碼、視頻教學(xué)策略支持、網(wǎng)絡(luò)分發(fā)與傳輸，然后教學(xué)平臺流媒體實時編碼實現(xiàn)多媒體信號的收集、多路編碼器以及通信服務(wù)的功能，并實現(xiàn)了視頻制作、視頻播放、視頻應(yīng)用以及數(shù)據(jù)存儲，實驗結(jié)果說明，該教學(xué)平臺視頻資源使用率高，教學(xué)質(zhì)量和用戶滿意度高。

關(guān)鍵詞： 視頻處理技術(shù)； 英語多媒體教學(xué)； IP視頻技術(shù)； 教學(xué)策略； 現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)； 視頻解碼

中圖分類號： TN99?34； TP311.52 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）11?0055?05

Design of English multimedia teaching based on video processing technology

YANG Yuyan1， 2

（1. School of Foreign Languages， China West Normal University， Nanchong 637000， China；

2. Department of Foreign Language， Nanchong Vocational and Technical College， Nanchong 637000， China）

Abstract： Since the current English multimedia teaching platform has low video resources utilization rate and poor interactivity， the English multimedia teaching platform based on video processing technology is designed. The modern network technology is integrated into the process of English multimedia teaching. The video decoding includes the editing coding， streaming media real?time coding， video teaching policy support， network distribution and transmission. The streaming media real?time coding of the teaching platform is used to realize the functions of multimedia signal collection， multi?channel encoder and communication services， and the items of video production， video playback， video application and data storage. The experimental results show that the teaching platform has high video resources utilization rate， high teaching quality and customer satisfaction.

Keywords： video processing technology； English multimedia teaching； IP video technology； teaching strategy； modern network technology； video decoding

0 引 言

英語是世界范圍內(nèi)應(yīng)用價值最高的語言，各國對英語人才的需求也逐漸提升，對英語教育的投入也逐漸增加。由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，產(chǎn)生了較多的英語多媒體教學(xué)平臺，但是大部分英語多媒體教學(xué)平臺的視頻資源使用率較低，視頻同文本相分離，教師無法對視頻字幕實施編輯，互動性和用戶滿意度較差[1]，導(dǎo)致英語多媒體教學(xué)質(zhì)量降低。新型多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在英語多媒體教學(xué)中的應(yīng)用性逐漸增強。IP視頻是基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通信技術(shù)發(fā)展起來的新型媒體，其具有內(nèi)容豐富、操作簡便以及交互性高的優(yōu)勢，在軍事、教育以及醫(yī)療等領(lǐng)域中具有較高的應(yīng)用價值[2]。因此，本文設(shè)計了基于視頻處理技術(shù)的英語多媒體教學(xué)方案，塑造基于IP視頻的英語多媒體教學(xué)平臺，創(chuàng)造良好的英語多媒體教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境，提高英語教學(xué)質(zhì)量。

1 視頻處理技術(shù)的英語多媒體教學(xué)平臺

1.1 高校IP視頻英語教學(xué)平臺總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

IP視頻處理技術(shù)利用基本的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施，通過電腦、手機等移動終端設(shè)備，將電視媒體、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)媒體集于一體，通過互聯(lián)網(wǎng)IP協(xié)議向使用者提供各種形式的新媒體技術(shù)。IP視頻處理技術(shù)順應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的潮流。高校IP視頻英語多媒體教學(xué)平臺將教學(xué)內(nèi)容和平臺運行結(jié)合，主要實現(xiàn)對英語多媒體教學(xué)節(jié)目進行收集、管理、控制和發(fā)布[3]。針對教學(xué)平臺的內(nèi)容，本文基于IP視頻處理技術(shù)設(shè)計的高校IP視頻英語教學(xué)平臺總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1描述的教學(xué)平臺中高清視頻解碼采編編碼模塊通過衛(wèi)星資源、高清電影以及高清攝像機采集所需英語多媒體教學(xué)視頻；將采集到的視頻傳到流媒體實時編碼模塊中實施編碼和處理后，反饋到視頻教學(xué)策略支持模塊中，通過視頻服務(wù)器以及門戶管理服務(wù)器實現(xiàn)視頻的制作、播放、應(yīng)用以及存儲；再通過IP傳輸網(wǎng)絡(luò)傳遞給PC用戶以及移動終端，向用戶呈現(xiàn)完整的英語多媒體教學(xué)視頻。該教學(xué)平臺采用4臺流媒體視頻服務(wù)器，其能夠滿足5 000個用戶進行使用學(xué)習(xí)，2臺服務(wù)器負(fù)責(zé)視頻直播，2臺負(fù)責(zé)視頻回播。按照使用者通過電腦收看節(jié)目視頻計算，網(wǎng)絡(luò)需要1.5 Mb/s@H.264*5 000=7.5 Gb/s的帶寬。視頻回播占用的內(nèi)存電腦端大約為0.7 TB，手機端大約占用0.2 TB，一共占用0.9 TB的內(nèi)存。回播視頻服務(wù)器的配置為10*240 GB SSD內(nèi)存為2.4 TB，可以滿足用戶回看英語教學(xué)視頻的需求。

1.2 流媒體實時編碼模塊設(shè)計

本文設(shè)計的流媒體實時編碼模塊是實現(xiàn)教學(xué)平臺流媒體視頻服務(wù)器的核心，其將視頻和音頻信號收集起來，再將信號轉(zhuǎn)換成FLV，MP4和3GP三種格式的流文件，將轉(zhuǎn)換后的流文件導(dǎo)入直播引擎和集群存儲服務(wù)器的終端。本文的實時編碼系統(tǒng)為廣播電視行業(yè)主要采用的編碼器，不僅對廣播電視行業(yè)中涉及到的模擬信號和數(shù)字信號的應(yīng)用良好，還支持高質(zhì)量的H.264編碼，不間斷的進行信號采集和運輸[4]，具有較高的穩(wěn)定性。圖2為流媒體實時編碼器的結(jié)構(gòu)示意圖。

流媒體實時編碼器系統(tǒng)的功能包括：對英語多媒體信號的收集、多路編碼器和通信服務(wù)。

1） 多媒體信號收集模塊：使用音頻和視頻設(shè)備對英語多媒體教學(xué)信號進行收集，采用改進的interleave算法進行信號收集，可以提高音頻和視頻的同步性。同時，對高清MPEG2格式的信號進行編碼然后將其導(dǎo)入編碼器中。

2） 多路編碼器模塊：根據(jù)用戶的需求將收集到的英語多媒體教學(xué)信號以MPEG2格式進行并發(fā)多路編碼，將得到的視頻和音頻流編碼成圖像、碼率和幀率都不同的流，將結(jié)果導(dǎo)入至通信服務(wù)模塊。

3） 通信服務(wù)模塊：外部應(yīng)用請求通信服務(wù)模塊對視頻和音頻數(shù)據(jù)進行拆分[5]，將該請求發(fā)送至請求端，若此時網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，可對請求進行暫時保存或放棄發(fā)送請求。

1.3 視頻教學(xué)策略支持模塊設(shè)計

平臺中的視頻策略支持模塊包括視頻制作、視頻播放、視頻應(yīng)用和數(shù)據(jù)存儲四個部分，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1） 視頻制作過程完成對英語多媒體視頻的剪輯和相關(guān)聯(lián)視頻的添加。將視頻資源導(dǎo)入到系統(tǒng)后，用戶根據(jù)需要進行視頻搜索[6]，對知識點的教學(xué)進行視頻切片處理，上述過程生成數(shù)據(jù)庫文件或者資源關(guān)聯(lián)文件，存儲在存儲設(shè)備中。

2） 視頻播放過程在英語多媒體教學(xué)過程中可對教學(xué)策略需要的工具如幀捕捉、即時關(guān)聯(lián)和畫面批注等進行實時控制[7]。該過程主要對制作過程得到的文件進行利用，展示視頻處理的成果。

3） 應(yīng)用過程是英語多媒體教學(xué)視頻播放過程的延續(xù)，對視頻處理的成果進行分析控制，確定結(jié)果被完整地保存在存儲設(shè)備中。分析控制的標(biāo)準(zhǔn)是該教學(xué)資源被用在課堂教學(xué)還是生成復(fù)習(xí)資料。若教學(xué)資源用于英語多媒體課堂教學(xué)即呈現(xiàn)在課堂不用存儲；若教學(xué)資源用于生成復(fù)習(xí)資料，需進行存儲。

4） 數(shù)據(jù)存儲負(fù)責(zé)視頻制作過程中文件的保管存儲和在運行過程中新文件實時生成的存儲。

1.4 教學(xué)平臺功能模塊設(shè)計

1.4.1 幀捕捉模塊

視頻支持系統(tǒng)可實現(xiàn)教學(xué)平臺的截圖，用戶設(shè)置不同的捕捉數(shù)量得到單幀捕捉和多幀連續(xù)捕捉。圖4為幀捕捉模塊的功能設(shè)計。

呈現(xiàn)風(fēng)格采用MFC多文檔視圖結(jié)構(gòu)，界面風(fēng)格為office 2007風(fēng)格，其中上部分是窗口工具欄，可以在英語多媒體教學(xué)課堂上立刻打開需要的輔助信息，如Flash動畫、PDF文檔和Web文檔。窗口工具欄負(fù)責(zé)資源窗口的頁面布局，在有限的區(qū)域內(nèi)保證每個資源的信息完整。頁面的工作區(qū)主要進行英語多媒體教學(xué)視頻的播放。

1.4.2 視頻切片模塊

英語多媒體教學(xué)課堂授課中使用的視頻切片不僅要符合教學(xué)條件，還要使用方便。視頻切片模塊包括制作切片和對切片播放進行控制兩個部分。視頻切片模塊結(jié)構(gòu)如圖5所示，切片的制作過程負(fù)責(zé)對英語多媒體教學(xué)視頻實施切片。制作方式有兩種：一種通過對話框設(shè)置切片名稱等信息；另外一種通過延緩播放速度確定信息。切片的制作過程還包括對切片的修改和保存方法[8]。切片播放控制對播放次數(shù)和切片的播放順序等進行控制。采用圖標(biāo)、設(shè)置切片列表等方式進行切片的播放控制。

1.4.3 即時關(guān)聯(lián)模塊

本文設(shè)計的教學(xué)平臺可對多種資源提供支持。即時關(guān)聯(lián)模塊包括對英語多媒體課堂教學(xué)前參數(shù)預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)模式和教學(xué)過程中實時的關(guān)聯(lián)模式[9]。預(yù)設(shè)的關(guān)聯(lián)模式包括關(guān)鍵點和關(guān)聯(lián)資源兩大部分，如圖6所示。

教學(xué)平臺運行過程中，關(guān)聯(lián)資源對各部分結(jié)構(gòu)進行實時控制，將英語多媒體教學(xué)資源呈現(xiàn)出來[10]，以動態(tài)terms為例，實現(xiàn)過程如下：

//設(shè)置關(guān)聯(lián)資源屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

struct DERFInform

{REPGH ID

MOINGE name{InformNameLength}； change marker pointTime； //資源關(guān)聯(lián)時間點

changeshowTime； //資源呈現(xiàn)時刻

String fileName； //關(guān)聯(lián)資源保存地址

//關(guān)聯(lián)terms文檔

If（pStructure?>m_sAddress.Right（3）！=″DOC″&&pStructure;?>m_sAddress.Right（3）！=″doc″）

Return；

M_sAddress=pStructure?>m_sAddress； //terms文檔地址

ImportIntellectualizationNon manualTerms（）； //將Terms嵌入