一种辅助教学视频处理技术系统及方法与流程

1.本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种辅助教学视频处理技术系统及方法。


背景技术：

2.随着互联网技术不断融入教育领域，实验、实践教学也发生了根本性的变化。在这样的时代背景下，教师和学生的角色界限不再泾渭分明，教育组织和非教育组织的边界也逐渐淡化，学习行为的发生不再拘泥于传统的学校范畴，例如，依托虚拟仿真技术可以再现企业生产和经营场景，让学生的学习方式有更多样更加多样化的选择。因此，传统的教育生态正逐渐被颠覆，同时，开放共享的新型教育生态将会被不断重塑，这就促使学习者越来越寻求一种即时性强、匹配度高、体验感佳的个性化学习服务模式（武法提、黄石华、殷宝媛，2018）。虽然信息科技产品的使用和计算机辅助教学的出现在一定程度上改变了传统的教学场景，但由于技术的局限性，并未实现有效的个性化教学（丁楠、汪亚珉，2017）。具体来说，当前大范围使用的视频教学就无法实现学习者与学习场景的交互，也无法独立实现个性化学习，换句话说，在某种程度上，视频教学只是将线下传统课堂学习模式嵌入互联网，对学习者进行毫无差异性的单向灌输式教学，服务模式渐趋同质化，缺乏知识的模块化定制。因此，尤其对于电商这种实战类课程而言，学习者更需要一种“干中学”的场景化训练工具。
3.另外，互联网与多媒体技术突飞猛进的发展以及“寓教于乐”、“寓学于乐”需求的不断高涨，教育游戏化成为教育研究领域的热点话题，正规教学领域的游戏化应用及其必要性受到了空前的重视和广泛的关注，然而，实验、实践教学环节中的游戏化应用探索较少，对应的课堂教学策略和方法研究也不多，基于这种研究现状，本研究拟以实验、实践教学环节的游戏化学习为核心，深度剖析实验、实践教学环节中的协同式游戏化学习和个性化学习策略。
4.总结而言，传统实验、实践教学效果式微，对教学结果的分析难以通过量化（数据化）的形式全方位、立体化地反映学习者个体的真实学习效果以及和社会需求的匹配状况，从而影响了学习服务的精准度。因此，如何对原有的学习服务模式进行重新架构与设计，实现学习服务模式从标准的同质化向精准的个性化转型，是当前教育技术领域亟须解决的难题之一。基于此，本文通过引入“游戏化+场景”的理念，来探讨实验、实践教学中基于游戏化、场景化的实战型学习服务支撑架构及其实现路径，试图为“智慧教育”时代下新型学习服务模式的研究提供一个可行性视角。


技术实现要素：

5.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种辅助教学视频处理技术系统及方法，学员通过在应用端跟随系统指引操作，快速获得对应知识点的学习课程，通过引导式学习完成整个知识点的学习。
6.本发明提出的一种辅助教学视频处理技术方法，步骤如下：s1：建立应用端和数据端，应用端为一种智能操作界面，数据端为存储视频资源的介质，应用端和数据端之间建立连接通道；s2：对教学视频进行数据格式处理，在视频数据中插入连接节点，连接节点通过连接通道与应用端建立有线传输连接；s3：建立应用端和数据端互访机制，点击应用端的界面按钮，应用端向数据端发送指令，根据指令调取视频的某一段节点数据，该段节点数据合成短视频；s4：通过对该短视频进行语音和文字识别，提取相关知识点，根据知识点生成对应场景；s5：知识章节学习进度统计及测试；s6：完成本章节各知识点学习。
7.进一步地，所述应用端包括发送单元、接收单元、解析单元和存储单元，所述数据端包括响应单元、发送单元、解析单元和存储单元，应用端与数据端通过基于tcp协议的http和udp建立通信信道。
8.进一步地，应用端和数据端的通信方法如下：（1）应用端向数据端发送开始指令，数据端接收到开始指令后，向应用端发送建立通信指令，数据端接收到通信指令后，同意通信，与应用端建立通信，不同意通信，则发送通信问题信息包；（2）数据端接收应用端发送的获取信息请求，根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，查询与所述知识点对应的信息并发送给所述应用端；（3）向知识点对应信息发送设备发送获取信息请求，以便所述知识点对应信息发送设备根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，并查询所述课程集周围预定范围内的至少一个知识点所对应的信息，接收所述知识点对应信息发送设备发送的所述至少一个知识点所对应的信息。
9.进一步地，所述获取信息请求携带有所述应用端在移动网络中的标识信息、所述应用端接入网关的标识信息、所述应用端的应用标签信息、用户识别信息和课程关键字中的任意一种。
10.进一步地，若所述获取信息请求携带有所述应用端在移动网络中的标识信息、所述应用端接入网关的标识信息或所述应用端的应用标签信息，则所述根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，具体包括：向基于位置的服务数据服务器发送定位请求，所述定位请求携带有所述应用端在移动网络中的标识信息、所述应用端接入网关的标识信息或所述应用端的应用标签信息；接收所述数据服务器反馈的课程信息，所述课程信息包括存储位置信息；若所述获取信息请求携带有用户识别信息，则所述根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，具体包括：查询与所述用户识别信息所对应的课程名称，所述课程名称为所述应用端预先上传并与所述用户识别信息进行关联存储的课程名称；根据所述课程名称查询课程信息，所述课程信息包括存储位置信息：若所述获取信息请求携带有课程关键字，则所述根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，具体包括：根据所述课程关键字查询课程信息，所述课程信息包括存储位置信息。
11.进一步地，所述获取信息请求还携带有用户设定的关键字、用户设定的类别信息和/或用户历史习惯信息；若所述获取信息请求还携带有用户设定的关键字，则所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：查询所述课程信息周围预定范围内、名称符合所述用户设定的关键字的至少一个知识点；若所述获取信息请求还携带有用户设定的类别信息，则所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：查询所述课程信息周围预定范围内、类别符合所述用户设定的类别信息的至少一个知识点；若所述获取信息请求还携带有用户历史习惯信息，则所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：分析所述用户历史习惯信息，以获得关键字或者类别信息；查询所述课程信息周围预定范围内、符合所述关键字或者类别信息的至少一个知识点。
12.进一步地，若所述获取信息请求携带有用户识别信息，所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：查询所述课程信息周围预设范围内、已经利用所述用户识别信息进行注册的知识点；若所述获取信息请求携带有用户识别信息，所述查询与所述知识点对应的信息并发送给所述应用端之后，所述方法还包括：向所述应用端发送是否同意在还未注册的知识点上进行注册的提示信息；若接收到所述应用端发送的同意在所述知识点进行注册的反馈信息，则根据所述用户标识信息在所述知识点进行注册。
13.进一步地，所述信息包括简要信息和与所述简要信息对应的详细信息；所述查询与所述知识点对应的信息并发送给所述应用端，具体包括：查询与所述知识点对应的简要信息，并生成简要信息列表；发送所述简要信息列表给所述应用端；接收所述应用端对选定的简要信息发送的详细信息获取请求，所述选定的简要信息为所述应用端在所述简要信息列表中选定的至少一个简要信息；查询与所述选定的简要信息对应的详细信息，并反馈给所述应用端。
14.进一步地，通过无线传输通道或有线传输通道接收所述应用端发送的获取信息请求；通过无线传输通道或有线传输通道将所述与所述知识点对应的信息发送给所述应用端。
15.进一步地，数据格式处理方法步骤如下：（1）课程视频数据包括：视频序列层、图像组层、图像层、宏块组层、宏块层和图像块；（2）视频序列层由视频序列头、连接节点、图像组层和视频序列尾组成，根据连接节点数划分视频数据组，3个节点的视频数据组其结构顺序依次为：视频序列头、连接节点1、图像组层1、连接节点2、图像组层2、连接节点3、图像组层3、视频序列尾；（3）连接节点与应用端直接通信连接，连接节点包含后续图像组层的视频数据信息。
16.进一步地，该系统包括智能系统和服务器系统，智能系统包括用户层、展现层、应用管理层、应用数据层和基础层，所述基础层包括平台架构、存储模块和安全模块，所述平台架构以ih5为支撑，且平台架构外接用户分析接口、测试接口和数据分析接口；所述存储模块由存储介质构成；所述安全模块由安全系统及装置组成；所述展现层针对不同的用户开放两个门户，分别为前台公众门户和前台企业门户；所述用户层包括个人用户、企业用户、学校中的一个或多个；所述应用数据层包括用户行为数据模块、用户分析数据模块和用
户基础数据模块，系统会记录用户的基础数据和行为数据，并实现数据统计与分析；所述应用管理层包括六个子系统，分别是仿真子系统、虚拟专家子系统、游戏化学习子系统、用户管理子系统、题库子系统和用户画像分析子系统。
17.进一步地，应用端与数据端通过高速通道传输电路传输所需视频数据，所述高速通道传输电路包括数据输入端子单元、传输接口单元、中央模块单元、存储单元和输出接口单元，所述数据输入端子单元与传输接口单元传输连接，所述传输接口单元与中央模块单元传输连接，所述中央模块单元分别与存储单元、输出接口单元传输连接；所述数据输入端子单元包括data0端子、data1端子、data2端子、data3端子、data4端子、data5端子、data6端子、data7端子、vsync端子、hsync端子、clk端子、gnd端子、y1端子、y2端子；所述传输接口单元包括有多个lvds接口和多个光耦合器，data4端子、data5端子、data6端子与data7端子的数据通过第一个lvds接口传输并且形成data4通道、data5通道、data6通道、data7通道，data0端子、data1端子、data2端子与data3端子通过第二个lvds接口传输并且形成data0通道、data1通道、data2通道、data3通道，vsync端子、hsync端子、clk端子、gnd端子通过第三个lvds接口传输并且形成vsync通道、hsync通道、clk通道、gnd通道，y1端子通过独立的光耦合器的传输通道向中央模块单元传输数据并且形成y1传输通道，y2端子通过独立的光耦合器的传输通道向中央模块单元传输数据并且形成y2传输通道，光耦合器形成的传输通道可以传输模拟量和数字量，同时光耦合器形成的传输通道可以作为lvds接口传输通道的备用通道；所述中央模块单元包括解码器、调度模块、读写控制模块、回传回读控制模块、lvds总线调度模块，解码器通过存储单元中的fifo存储器与调度模块传输连接，调度模块与读写控制模块传输连接，读写控制模块与回传回读控制模块传输连接，回传回读控制模块与lvds总线调度模块传输连接，lvds总线调度模块与输出接口单元传输连接，读写控制模块与flash存储器传输连接，读写控制模块为flash读写控制模块；所述输出接口单元包括一个反向输入lvds接口和多个输出lvds接口，输出lvds接口与lvds总线调度模块传输连接，所述反向输入lvds接口与回传回读控制模块传输连接。
18.本发明提供的一种辅助教学视频处理技术系统及方法的优点在于：（1）通过根据应用端发送的获取信息请求获取课程信息以及该课程信息周围预设范围内的知识点，再进一步获取知识点对应的信息，最后将获取的信息发送给应用端，达到自动向用户对应的应用端发送课程信息相关的所有知识点对应的信息的效果，极大提高用户或学员的用户体验。
19.（2）通过对视频格式的数据技术处理，应用端与数据端通过匹配设计的高速通道传输电路传输所需视频数据，使得平台端和应用端之间数据读取、传输更加快捷，实现快速响应，高效的学习体验。
附图说明
20.图1为一种辅助教学视频处理技术系统结构框图；图2为一种辅助教学视频处理技术方法流程图；图3为一种辅助教学视频处理技术系统的智能系统结构框图；
图4为一种辅助教学视频处理技术系统的组成原理图；图5为一种辅助教学视频处理技术系统视频连接原理图；图6为一种辅助教学视频处理技术系统应用端与数据端传输原理图。
具体实施方式
21.参考图1本实施例提供了一种辅助教学视频处理技术方法步骤如下：s1：建立应用端和数据端，应用端为一种智能操作界面，数据端为存储视频资源的介质，应用端和数据端之间建立连接通道；s2：对教学视频进行数据格式处理，在视频数据中插入连接节点，连接节点通过连接通道与应用端建立有线传输连接；s3：建立应用端和数据端互访机制，点击应用端的界面按钮，应用端向数据端发送指令，根据指令调取视频的某一段节点数据，该段节点数据合成短视频；s4：通过对该短视频进行语音和文字识别，提取相关知识点，根据知识点生成对应场景；s5：知识章节学习进度统计及测试；s6：完成本章节各知识点学习。
22.所述应用端包括发送单元、接收单元、解析单元和存储单元，所述数据端包括响应单元、发送单元、解析单元和存储单元，应用端与数据端通过基于tcp协议的http和udp建立通信信道。
23.一种辅助教学视频处理技术系统及方法的应用端和数据端的通信方法如下：（1）应用端向数据端发送开始指令，数据端接收到开始指令后，向应用端发送建立通信指令，数据端接收到通信指令后，同意通信，与应用端建立通信，不同意通信，则发送通信问题信息包；（2）数据端接收应用端发送的获取信息请求，根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，查询与所述知识点对应的信息并发送给所述应用端；（3）向知识点对应信息发送设备发送获取信息请求，以便所述知识点对应信息发送设备根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，并查询所述课程集周围预定范围内的至少一个知识点所对应的信息，接收所述知识点对应信息发送设备发送的所述至少一个知识点所对应的信息。
24.所述获取信息请求携带有所述应用端在移动网络中的标识信息、所述应用端接入网关的标识信息、所述应用端的应用标签信息、用户识别信息和课程关键字中的任意一种。
25.若所述获取信息请求携带有所述应用端在移动网络中的标识信息、所述应用端接入网关的标识信息或所述应用端的应用标签信息，则所述根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，具体包括：向基于位置的服务数据服务器发送定位请求，所述定位请求携带有所述应用端在移动网络中的标识信息、所述应用端接入网关的标识信息或所述应用端的应用标签信息；接收所述数据服务器反馈的课程信息，所述课程信息包括存储位置信息；若所述获取信息请求携带有用户识别信息，则所述根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，具体包括：查询与所述用户识别信息所对应的课程名称，所述课程名称为所述应
用端预先上传并与所述用户识别信息进行关联存储的课程名称；根据所述课程名称查询课程信息，所述课程信息包括存储位置信息：若所述获取信息请求携带有课程关键字，则所述根据所述获取信息请求携带的信息获取课程信息，具体包括：根据所述课程关键字查询课程信息，所述课程信息包括存储位置信息。
26.所述获取信息请求还携带有用户设定的关键字、用户设定的类别信息和/或用户历史习惯信息；若所述获取信息请求还携带有用户设定的关键字，则所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：查询所述课程信息周围预定范围内、名称符合所述用户设定的关键字的至少一个知识点；若所述获取信息请求还携带有用户设定的类别信息，则所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：查询所述课程信息周围预定范围内、类别符合所述用户设定的类别信息的至少一个知识点；若所述获取信息请求还携带有用户历史习惯信息，则所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：分析所述用户历史习惯信息，以获得关键字或者类别信息；查询所述课程信息周围预定范围内、符合所述关键字或者类别信息的至少一个知识点。
27.若所述获取信息请求携带有用户识别信息，所述查询所述课程信息周围预定范围内的至少一个知识点，具体包括：查询所述课程信息周围预设范围内、已经利用所述用户识别信息进行注册的知识点；若所述获取信息请求携带有用户识别信息，所述查询与所述知识点对应的信息并发送给所述应用端之后，所述方法还包括：向所述应用端发送是否同意在还未注册的知识点上进行注册的提示信息；若接收到所述应用端发送的同意在所述知识点进行注册的反馈信息，则根据所述用户标识信息在所述知识点进行注册。
28.所述信息包括简要信息和与所述简要信息对应的详细信息；所述查询与所述知识点对应的信息并发送给所述应用端，具体包括：查询与所述知识点对应的简要信息，并生成简要信息列表；发送所述简要信息列表给所述应用端；接收所述应用端对选定的简要信息发送的详细信息获取请求，所述选定的简要信息为所述应用端在所述简要信息列表中选定的至少一个简要信息；查询与所述选定的简要信息对应的详细信息，并反馈给所述应用端。
29.通过无线传输通道或有线传输通道接收所述应用端发送的获取信息请求；通过无线传输通道或有线传输通道将所述与所述知识点对应的信息发送给所述应用端。
30.参考图5，一种辅助教学视频处理技术系统的数据格式处理方法步骤如下：（1）课程视频数据包括：视频序列层、图像组层、图像层、宏块组层、宏块层和图像块；（2）视频序列层由视频序列头、连接节点、图像组层和视频序列尾组成，根据连接节点数划分视频数据组，3个节点的视频数据组其结构顺序依次为：视频序列头、连接节点1、图像组层1、连接节点2、图像组层2、连接节点3、图像组层3、视频序列尾；（3）连接节点与应用端直接通信连接，连接节点包含后续图像组层的视频数据信息。
31.其中，应用端与数据端通过高速通道传输电路传输所需视频数据，所述高速通道传输电路包括数据输入端子单元、传输接口单元、中央模块单元、存储单元和输出接口单元，所述数据输入端子单元与传输接口单元传输连接，所述传输接口单元与中央模块单元传输连接，所述中央模块单元分别与存储单元、输出接口单元传输连接；所述数据输入端子单元包括data0端子、data1端子、data2端子、data3端子、data4
端子、data5端子、data6端子、data7端子、vsync端子、hsync端子、clk端子、gnd端子、y1端子、y2端子；所述传输接口单元包括有多个lvds接口和多个光耦合器，data4端子、data5端子、data6端子与data7端子的数据通过第一个lvds接口传输并且形成data4通道、data5通道、data6通道、data7通道，data0端子、data1端子、data2端子与data3端子通过第二个lvds接口传输并且形成data0通道、data1通道、data2通道、data3通道，vsync端子、hsync端子、clk端子、gnd端子通过第三个lvds接口传输并且形成vsync通道、hsync通道、clk通道、gnd通道，y1端子通过独立的光耦合器的传输通道向中央模块单元传输数据并且形成y1传输通道，y2端子通过独立的光耦合器的传输通道向中央模块单元传输数据并且形成y2传输通道；所述中央模块单元包括解码器、调度模块、读写控制模块、回传回读控制模块、lvds总线调度模块，解码器通过存储单元中的fifo存储器与调度模块传输连接，调度模块与读写控制模块传输连接，读写控制模块与回传回读控制模块传输连接，回传回读控制模块与lvds总线调度模块传输连接，lvds总线调度模块与输出接口单元传输连接，读写控制模块与flash存储器传输连接，读写控制模块为flash读写控制模块；所述输出接口单元包括一个反向输入lvds接口和多个输出lvds接口，输出lvds接口与lvds总线调度模块传输连接，所述反向输入lvds接口与回传回读控制模块传输连接。
32.参考图3和图4，一种辅助教学视频处理技术系统，该系统包括智能系统和服务器系统，智能系统包括用户层、展现层、应用管理层、应用数据层和基础层，所述基础层包括平台架构、存储模块和安全模块，所述平台架构以ih5为支撑，且平台架构外接用户分析接口、测试接口和数据分析接口；所述存储模块由存储介质构成；所述安全模块由安全系统及装置组成；所述展现层针对不同的用户开放两个门户，分别为前台公众门户和前台企业门户；所述用户层包括个人用户、企业用户、学校中的一个或多个；所述应用数据层包括用户行为数据模块、用户分析数据模块和用户基础数据模块，系统会记录用户的基础数据和行为数据，并实现数据统计与分析；所述应用管理层包括六个子系统，分别是仿真子系统、虚拟专家子系统、游戏化学习子系统、用户管理子系统、题库子系统和用户画像分析子系统；统采用主场景抓屏和h5互动相结合高度还原电商平台界面，并通过严谨科学的方法体系将专家视频技术要领和经验干货构造为虚拟专家的导航讲解，扮演伴学、陪练的角色，实现1对1指导，同时通过游戏化设计（积分、勋章、排行榜）激励反复训练，通过题库子系统加强学习和效果检验；用户画像子系统是指对学习者使用系统所产生的所有数据进行统计和分析并呈现个性化的用户画像；用户管理子系统则提供多角色用户使用系统的管理功能。
33.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围。