(纯软件) 数字语音室解决方案
1.0前言
2004年外语教学大纲改革以来，建设数字化视听语音教室，实现外语教学的丰富多样化，己成为各级各类学校外语教学改革的发展目标。
随着教育信息化建设的不断发展，我国绝大部分地区从大学到小学都建立了语音室、多媒体教室、计算机教室（机房）等现代教育信息化设施以提升教学质量，并取得了丰硕的成果。然而学生数量增加与有限教室资源的矛盾使得学校只能选择建设多媒体教室、计算机教室、语音室等信息化设施中的一部分，教育信息化设施各自为政重复投资且额度巨大使得学校盲目投资且对真正实用设施的建设费用望难却步，教育信息化设施分散管理造成管理人员重复配置的人力资源浪费，学生在教室听课期间信息化教室资源闲置等一系列问题常常困扰着每一位学校领导。如何解决教室资源、投资资金、管理人员配置以及资源利用率等诸多方面的矛盾呢？
基于先进的计算机软件技术、多媒体技术与网络技术的多媒体教室、计算机教室、语音教室等“多室合一”的思想是解决上述多方面矛盾最优方案！多室合一的优势在于：
解决了现有教室资源限制的问题，原有机房、多媒褰淌摇⒂镆羰业榷嘀值ヒ还δ艿慕逃枋┯靡桓鼋淌摇吧砑媸啊保诓辉黾咏淌易试吹幕∩峡山泄δ艿ヒ坏男畔⒒淌腋脑斐啥喔觥岸喙δ苄畔⒒淌摇薄?
原有机房、多媒体教室、语音室等单一功能信息化教室的计算机、多媒体及网络等核心硬件可完全共享，省去几倍于核心硬件的重复投资！
多室合一进行管理省去几倍于管理员的人力资源成本；
集多功能于一体加上高效的资源配置管理会让信息化教室物尽其用！
集计算机、网络、多媒体最新技术于一体的数字语音室其效能与传统的语音室不可同日而语！
本方案旨在以纯软件的数字语音室在学校原有多媒体教室、计算机教室的硬件基础上，建立高性能数字化的语音教室，变革传统语音教室单一模拟听力、被动学习的教学模式，整合丰富的多媒体外语学习资源，开展学生自主学习、教师因材施教以及师生互动的教学模式，以纯数字的声音与动画效果，实现灵活多样的外语多媒体教学。同时解决学校目前存在的教室资源、投资资源、管理人员配置以及资源利用率等多方面的矛盾，为教育教学的改革和发展做出贡献。
2.0方案介绍
2.1系统简介
数字语音室是一套历经大量一线教师与学生教学应用的集计算机软件技术、多媒体技术与网络技术于一体的全功能专业数字语言教学系统平台，完全满足国家教育部制定的W类数字语言学习系统行业标准。主要面向大中专院校、中小学的外语教学。使一间普通的计算机教室、多媒体教室转变成集计算机网络教室、多媒体教室、数字语音室三大功能于一体的现代化教育信息化教室。系统操作简单、功能实用、性能稳定、技术先进，旨在减轻教师负担，提高教学质量，增强学生兴趣。
2.2系统功能
系统功能列表
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模式 |
功能 |
选项 |
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教学模式
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广播教学 |
媒体广播、实时广播、屏幕广播、变速不变调 |
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电子画板、文字白板、电子教鞭 |
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视频动态叠加字幕 |
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学生示范 |
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课文讲解，支持文本格式的文件。 |
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分组讨论 |
横向分组讨论 |
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纵向分组讨论 |
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二人、三人、四人分组 |
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同声翻译 |
可以选择多个 |
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情景对话 |
广播无声自行添加字幕的视频、选择多人根据视频配音 |
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默写单词 |
默写单词，自动评分并列表 |
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课堂提问 |
教师提出问题，学生回答并返回给教师 |
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自学模式
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自主点播 |
自主点播全格式的音视频资源 |
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自主测试 |
自主选题自测，并能实现正确答案同题显示 |
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自主录音 |
学生可以自主录音，以Mp3格式保存。 |
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考试模式
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考试 |
标准化考试 |
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口语考试 国家标准口语考试 |
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作文考试 |
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制作 |
试卷生成，字幕制作 |
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分析 |
自动阅卷 |
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统计分数 |
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试卷讲解 |
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系统管理
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重启/关闭计算机 |
重启、关闭学生计算机(支持远程开机) |
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资源管理 |
添加、删除音视频及考试资源，管理外部设备 |
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锁定 |
锁定学生热键，防止学生上课时捣乱。 |
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监听 |
监听学生所听到的和所说的。 |
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监视 |
同时监视25个学生屏幕 |
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全程录音录像 |
可以将整个教学过程中的声音和屏幕图像录制成媒体文件 |
系统分为服务器端、教师端和学生端三部分。
2.2.1服务器端
用于设定音频外设、视频外设、音频资源、视频资源、光驱设备和试题资源；
建立资源库进行资源库增加、修改、删除、检索和重新编制等；
文件支持格式视频文件：ASF、WMV、MPEG-1、MPEG-4、RMVB等，音频文件：MP3、WAV、WMA等，文本文件：TXT、DOC、PDF，教师自制课件：PPT，超文本文件。
2.2.2教师端
全通话，全体学生可听到教师的讲话；
师生通话，教师与选定的组或一个学生的双向通话；
备课，教师可对不同的多媒体资料进行处理、编辑，制作成教案以备调用；
影视频广播，主控台能将教师授课的音频、文本及多媒体的音视频信号发送到学生终端，支持字幕叠加和书签功能；
屏幕广播，教师将其电脑的桌面图像和电脑声音实时发送给学生，并提供电子教鞭；
分组讨论，学生终端可采用横向、纵向分组或者任意指定方式，进行2人、3人或4人的小组讨论；
实现变速不变调播放、书签设置、循环播放，音频播放时在音调不变的情况下可调整播放速度，可以根据需要在音视频资料上做位置标记，学生终端对系统资源库节目的选择段落重复播放，可设置10个书签点；
语音示范，教师将某一个或某几个学生的声音传给预先选定的某一组学生或全体学生。示范时，教师与做示范的学生对讲通话；
默写词组和短句，可随堂进行单词、短语和句子的默写，并自动批改；
听力测试，学生收听听力试题在设定的时间内对可选答案进行选择并自动计分归档；
口语测试，对试题及学生的口头回答分别或分组录音。教师可按学生选听录音，然后计分归档；
阅读测试，学生可根据屏幕上的可选答案选择答案。答案可修改然后计分归档；
无纸化考试，学生通过输入设备进行不同方式的测试并自动计分，主观题人工计分；
同声翻译，学生根据听到的语言同步口译为指定的目标语言，以数字录音方式分别记录原声和学生话筒信号。其他学生可选择收听原声和学生的信号。可选择1～16位学生进行该项训练；
课堂提问，可进行课堂提问，学生用标准化或非标准化方法回答，答案实时上传教师，统计答题正确率；
可与校园网、互联网相联，实现数据交换资源共享；
支持超文本课件广播；
可远程开启、重起和关闭学生终端；
具有电子试卷制作功能；
具有电影字幕制作功能。
2.2.3学生终端
学生终端有工作状态显示、LINE OUT、耳机话筒接口。
具有数字录音功能：录音、放音、停止、暂停；
可进行音量控制；
学生端可进行5个书签点的设置，音频节目可循环播放；
呼叫，学生发出信号到主控制台，以引起教师的注意；
音频点播功能，可按需点播系统资源库数字音频节目，格式包括：WAV、MP3、WMA、RM等；
视频点播功能，可按需点播系统资源库数字视频节目，格式包括：ASF、WMV、MPEG-1、MPEG-4、RMVB等；
文本文件点播，支持格式类型包括：TXT、DOC、PDF等；
超文本课件点播，如PPT等；
电子试卷自考，可同时显示正确答案进行比对；
支持中/英文文字的输入；
可将数字音频信号存贮在外接的存贮设备上，有USB（HOST）接口；
学生终端可浏览校园网的教学资源库，可浏览国际互联网上的教学资源。
2.3网络拓扑图
2.4配置需求
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指 标 |
影音服务器/教师控制机 |
学生面板 |
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CPU
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P4 1.6G |
Celeron 1G |
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内存 |
512M |
128M
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硬盘 |
100G可用空间（可根据存储资源自行选择） |
10G可用空间 |
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声卡 |
16位集成声卡(独立声卡更佳) |
16位集成声卡(独立声卡更佳) |
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网卡 |
100M以太网卡 |
100M以太网卡 |
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操作系统 |
推荐Windows XP(服务器 Windows 2003) |
推荐Windows XP |
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其它支持 |
无需其它任何软件（包括数据库系统、中间件服务器或者应用服务器）的支持。 |
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其它 |
通用100M交换网络，推荐使用硬件还原卡或系统恢复软件 |
2.5系统性能指标
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性能指标 |
系统性能参数 |
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频率响应 |
63HZ—12.5Khz,16位线性采样 |
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动态范围 |
数字音频信号在教师主控机、各学生终端之间全通道传输时，达到A级 |
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失真度 |
数字信号多次压缩、解压后符合：A级 |
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声音断裂 |
声音断裂时间≤10ms，1min内≤2次 |
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信噪比(A计权) |
数字音频信号在教师主控机、各学生终端之间全通道传输时，达到A级 |
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广播延时 |
在教师播放音像资料时，到达学生终端的音频信号和视频信号的时差≤0.5ms |
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对讲延时 |
在同时进行12个四人组对话时，每组内声音传输延时≤5ms |
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串音衰减 |
在额定频率范围内：A级：≥60dB |
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开机成功率 |
开机成功率≥99% |
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可靠性要求 |
主控制台平均无故障工作时间MTBF≤1500h，终端平均无故障工作时间≤600h。 48个学生终端的系统掉线次数不多于1台次/h，且可恢复。 |
2.6系统优势
基于TCP/IP通用网络协议，可在通用PC上运行；
高度友好的教师和学生界面，所有操作方便简捷；
48K的音频采样率，专用设备采集,无任何压缩，确保语音的逼真还原；
强大的音视频广播功能，支持所有常见媒体格式(.rmvb,.mpg,.asf,.mpeg4,.wmv,.avi,.mp3,.wav,.rm)并进行广播，支持书签（实时叠加字幕）；
强大的外部音视频广播功能，支持最基本的采集卡采集外部音视频并纯软件实时压缩为MPEG4格式进行广播，没有任何延迟；
强大的软件屏幕广播，可流畅实时全屏广播屏幕上所有的内容。完美的软件屏幕广播系统，驱动级的底层支持、关键帧插值算法能提供接近实时的广播速度、色度饱和自然过渡的画面效果以及适中的带宽占用；
强大的课堂教学模式，支持电子画板、文字白板及视频间任意切换，支持Text-To_Speech(文字自动发音)；
标准的口语考试系统，配备便捷的评分系统；
方便的自习功能，提供教师和学生自由点播任意格式的音视频资源以及点播试卷进行自考；
多线程、环状数据缓冲带技术确保语音延迟小、无断裂；
实时、同步传输任何外部的音频和视频设备的图像、声音，无任何延时和不同步；
高度仿真的模拟考试，包括（纸卷考试、听力考试和国家专业四、六级口语考试），并独。创人性化的考试答案对照批阅系统，客观题部分自动评分，可让教师轻松在家批改试卷或者当堂点评试卷；
情景对讲系统，可指定最多至4人为电影配音并同时广播给其他学生收听和观看；
人性化的单词、短句默写设计，自动统计正确率，快捷方便的检测学生的听力。
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