在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用.doc

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流媒體技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用 《齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)》> 2006年9月27卷11期作者：喬樹清 【摘要】 流媒體技術(shù)邊下載邊播放的特點(diǎn)使包含大量音/視頻的醫(yī)學(xué)教育信息在網(wǎng)上傳播變得容易實(shí)現(xiàn)，本文闡述了流式媒體技術(shù)及其工作原理，并給出了一個(gè)Windows環(huán)境下的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)模型及基于網(wǎng)絡(luò)利用流媒體技術(shù)制作醫(yī)學(xué)教學(xué)課件的方法，對(duì)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。 　　【關(guān)鍵詞】 遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育 流媒體 Windows媒體服務(wù) 　　為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，目前高校的教育模式和教學(xué)方式需要利用多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)效率更高的教學(xué)，提供給學(xué)生更加靈活的學(xué)習(xí)方式，同時(shí)也統(tǒng)一規(guī)劃多媒體教學(xué)資源，減輕老師的負(fù)擔(dān)。多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)，無論是作為高校在校學(xué)生的知識(shí)強(qiáng)化及擴(kuò)充手段，還是作為社會(huì)在職學(xué)員的繼續(xù)教育方式，都起著重要作用。 　　網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)的高速發(fā)展，給我們提供了便利、快捷的知識(shí)獲取渠道，也為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育提供了更多的手段。遠(yuǎn)程教育中時(shí)常需要把教師的音視頻和課件一起連續(xù)、同步、低延時(shí)的傳遞給其他在線接收端，使得學(xué)員能夠通過網(wǎng)絡(luò)圖文并茂的收看老師的講解。在本文就是探討如何利用流媒體技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)。 　　1 流媒體技術(shù)原理 　　流媒體簡單地說就是應(yīng)用流技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件，而流技術(shù)就是指在網(wǎng)絡(luò)中使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時(shí)基媒體,如:音頻、視頻和其他多媒體文件。流媒體技術(shù)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放在網(wǎng)站服務(wù)器上,讓用戶邊下載邊觀看、收聽,而不需要等整個(gè)文件全部下載完畢后才可以觀看的技術(shù)。該技術(shù)先在客戶端的計(jì)算機(jī)上建立一個(gè)緩沖區(qū)，播放前預(yù)先下載一段資料作為緩沖，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際連線速度小于播放所耗用資料的速度時(shí)，播放程序就會(huì)取用這一小段緩沖區(qū)內(nèi)的資料，避免播放的中斷，使得播放品質(zhì)得以維持。在網(wǎng)上雖能夠以流的方式播放標(biāo)準(zhǔn)媒體文件格式，但效率不高，需將媒體文件壓縮、編碼成流式文件。流式文件格式經(jīng)過特殊編碼，適合在網(wǎng)絡(luò)上邊下載邊播放，常用的流式文件類型有ASF、RM等。 　　2 流媒體系統(tǒng)的組成 　　流媒體系統(tǒng)大致包括流媒體服務(wù)器，編碼機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和播放器等組成［1］，如圖1所示。 　　1）編碼機(jī)：用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式。2）流媒體數(shù)據(jù)。3）流媒體服務(wù)器：存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)。4）網(wǎng)絡(luò)：適合多媒體傳輸協(xié)議甚至是實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。5）播放器：供客戶端瀏覽流媒體文件。 　　這5個(gè)部分有些是網(wǎng)站需要的，有些是客戶端需要的，而且不同的流媒體標(biāo)準(zhǔn)和不同公司的解決方案會(huì)在某些方面有所不同。 　　流媒體技術(shù)是Real NetWork、公司首先推出的，日前比較流行的幾種流媒體產(chǎn)品是Real Network公司的realsystem、Microsoft公司的Windows Media Technology和Apple公司的(Quick Time)，其中Microsoft公司的Windows Media Technology使用了MPEC4的壓縮算法，具有壓縮率高、圖像質(zhì)量好等特點(diǎn)，再加上各類軟件對(duì)它的支持，獲得了廣泛的應(yīng)用［2］。我院就是采用的是Windows Media Server，因?yàn)橹灰闶褂玫氖俏④浀腤indows 2000 Server或Windows 2003操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)里邊都自帶這項(xiàng)服務(wù)，只要在系統(tǒng)盤中將其找出安裝即可使用，最重要的是免費(fèi)。它秉承了Windows系列軟件的一貫特點(diǎn)，配置簡單而且功能強(qiáng)大，支持.wmv以及.asf等媒體文件格式。 　　3 Windows Media Technology系統(tǒng) 　　Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player工具構(gòu)成，如圖2所示［3］。Media Tools是整個(gè)方案的重要組成部分，它提供了一系列的工具幫助用戶生成ASF格式的多媒體流（包括實(shí)時(shí)生成的多媒體流），分創(chuàng)建工具和編輯工具兩種，創(chuàng)建工具主要用于生成ASF格式的多媒體流，包括Media Encoder、Author、VidToASF、WavToASF、Presenter五個(gè)工具；編輯工具主要對(duì)ASF格式的多媒體流信息進(jìn)行編輯與管理，包括后期制作編輯工具ASF Indexer與ASFChop，以及對(duì)ASF流進(jìn)行檢查并改正錯(cuò)誤的ASFCheck。Media Server可以保證文件的保密性，不被下載，并使每個(gè)使用者都能以最佳的影片品質(zhì)瀏覽網(wǎng)頁，具有多種文件發(fā)布形式和監(jiān)控管理功能。Media Player則提供強(qiáng)大的流信息的播放功能。 　　圖1 流媒體系統(tǒng)示意圖（略） 　　圖2 Windows Media Technology系統(tǒng)示意圖（略） 　　4 流媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用 　　4.1 實(shí)時(shí)授課 服務(wù)器端預(yù)先發(fā)布教學(xué)安排，按安排播放教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生定時(shí)被動(dòng)地聽課。教師端用攝像機(jī)和麥克風(fēng)等采集教師的實(shí)時(shí)授課現(xiàn)場信息，并用Windows Media Encoder直接制作成ASF流［4］，送到媒體服務(wù)器，同時(shí)媒體服務(wù)器啟動(dòng)Station Service模塊，直接發(fā)布ASF流，客戶端用Windows Media Player接收和播放ASF流。 　　4.2 交互教學(xué) 隨著教育改革的深入，學(xué)生可以更加自由地選擇教師如果聽名師授課的學(xué)生很多，教室容納不下，便可利用流媒體技術(shù)加以解決具體的辦法［5］是:把一臺(tái)或多臺(tái)攝像機(jī)放在教師授課的教室，將攝像機(jī)拍攝的教師授課過程實(shí)時(shí)地傳輸?shù)搅髅襟w編碼機(jī)上，經(jīng)過采集卡的采集、編碼后再實(shí)時(shí)上傳到流媒體服務(wù)器，再由流媒體服務(wù)器實(shí)時(shí)發(fā)布到終端計(jì)算機(jī)，最后利用投影儀將教師授課過程進(jìn)行實(shí)時(shí)播放，使其他教室的學(xué)生在聽課過程中能夠?qū)崟r(shí)地和教師討論，可以在其他教室也安裝攝像機(jī)，拍攝提問學(xué)生的影像，經(jīng)由編碼計(jì)算機(jī)上傳到流媒體服務(wù)器，再在教師授課的教室安裝一臺(tái)投影儀，用來播放提問學(xué)生的視頻這樣便可達(dá)到教師和異地學(xué)生的實(shí)時(shí)交流。 　　4.3 制作課件，點(diǎn)播單播 學(xué)生可以向服務(wù)器請(qǐng)求特定課件ASF流的播放，學(xué)生可以自行選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，不受時(shí)間地點(diǎn)的限制，并且可以控制開始、暫停、前進(jìn)和后退等播放過程。其步驟如下:首先要制作課件［7］。利用流媒體技術(shù)同步插播電子教案。遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)不僅要傳送教師的圖像、聲音,還需要傳送電子教案,而電子教案的播放與視頻、音頻有嚴(yán)格的同步關(guān)系,這就要求在傳輸過程中仍然要保持同步關(guān)系。我們可以利用Windows media service提供的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)同步功能在視音頻流中加入時(shí)間標(biāo)記信息、命令、URL地址,從而使播放電子教案或其他多媒體課件的計(jì)算機(jī)與Encoder之間建立連接。當(dāng)教師在講課過程中播放了某一張幻燈片,多媒體課件計(jì)算機(jī)就會(huì)向Encoder發(fā)出一個(gè)信息,當(dāng)Encoder接收到該命令后,會(huì)在編碼流對(duì)應(yīng)的位置做一個(gè)時(shí)間標(biāo)記,通過Encoder直播出去。當(dāng)學(xué)習(xí)者的多媒體計(jì)算機(jī)接收到加入標(biāo)記的流媒體信息后,在播放過程中可以直接跳轉(zhuǎn)到指定標(biāo)記的位置進(jìn)行播放。這樣的話,當(dāng)教師講到某個(gè)問題時(shí)就可以很容易地將電子教案與講課過程的具體時(shí)刻建立聯(lián)系,使得電子教案在指定的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)在屏幕上,并使得學(xué)生端的計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)教師端的幻燈片播放的時(shí)間隨時(shí)切換,同步實(shí)現(xiàn)播放和翻轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)音、視頻流與電子教案的同步。 　　4.4 考場監(jiān)控 輔助老師監(jiān)考，能最大化地起到監(jiān)督考場紀(jì)律的作用。在每個(gè)考場安放兩臺(tái)攝像機(jī)，從前后兩個(gè)方位監(jiān)控考試狀況。把攝像機(jī)的AV輸出連接到編碼計(jì)算機(jī)的視頻采集卡上，由編碼計(jì)算機(jī)采集編碼后上傳到控制中心，在控制中心即可監(jiān)視各個(gè)考場狀況另外，得到控制中心授權(quán)的用戶還可以在校園網(wǎng)內(nèi)安裝了監(jiān)控客戶端軟件的聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)上查看各監(jiān)控點(diǎn)，并把監(jiān)控的情況實(shí)時(shí)錄制下來，以供備查［6］。 　　4.5 視頻會(huì)議 院校之間經(jīng)常會(huì)有學(xué)術(shù)或者合作項(xiàng)目上的交流，利用視頻會(huì)議系統(tǒng)可極大提高辦公效率，在IP網(wǎng)上的軟件視頻會(huì)議系統(tǒng)與基于硬件的傳統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)相比較，具有成本低、方便靈活的優(yōu)勢(shì)同時(shí)，教育網(wǎng)充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬為實(shí)施視頻會(huì)議提供了便利條件。 　　可以預(yù)見，流媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)中具有更廣泛的應(yīng)用前景。 　　參考文獻(xiàn) 　?。?］李英.Real 流媒體技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,24(3):410-412 　?。?］路瑩.基于Windows流媒體技術(shù)的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)［J］.計(jì)算機(jī)輔助工程，2003，(6)：56-58 　?。?］溫蘊(yùn).基于流媒體技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)［J］.內(nèi)蒙古電大學(xué)刊,2005,68(4)：62-65 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