0 引言
目前可被用于正规教育、家庭教育或社会教育的新技术非常的广泛。当这些新技术运用适当，可营造一个加强教育的可持续发展的环境。最终，这可持续的教育系统又能促进经济的发展、社会的稳定、环境的改善、技术的进步和文化的富足。
首先我们来构建一个教育技术媒体的等级系统：
（1）印刷品。 包括书、杂志、复印件等。（2）幻灯与投影。（3）非计算机类型的盒带和胶片。包括音乐磁带、录像带、胶片等。（4）非计算机类型CD。包括音乐CD、VCD等。（5）无线电。 包括AM、FM等。（6）电视。 包括无线电视(UHF 和 VHF)和有线电视。（7）非计算机类型通讯。 包括电报、音频电话、视频电话、传真、无线对话等。（8）基于计算机的存储媒体。包括CD、盒带、磁盘、硬盘等。（9）基于计算机的通讯。 包括E-mail、WWW、PC通讯、Internet电话（音频电话、视频电话）、计算机会议（音频会议、视频会议）等。
上述等级系统的分类会随着时间的推移而发生改变。 从上面的内容可以看出，音频和视频信息被广泛用于教学与学习上。事实上，许多讲演、培训、会议等大量的信息是通过音频和视频媒体来进行传播的。然而，这些重要的信息和学习经验往往需要学习者在特定的时间和地点获得，很不方便。如果我们缩小一点限制，把这些内容通过磁带或录像带录下来，还是需要能播放它们的设备，如录像机、电视机等，而这些设备往往是有限的。
在网络技术高度发展的今天，计算机越来越得到普及，通过Internet进行学习，已成为一种学习的主流。本文将运用音频流、视频流技术和Internet，讨论解决上述限制的方案，包括提供课堂学习的现场直播（利用远程终端进行即时提问和反馈）和可索引的课程以及其它的可视源。接收和重放这些网络广播除了一台与Internet相连接的PC机和相应的软件外，无需其他特殊的设备，就可以通过WWW提供非常灵活和时新的交互界面，而音频和视频的质量依赖于Internet的接入速度。采用此技术方案，学生可以通过非常灵活的方式获得音频和视频的教学媒体，如学生可从远端接收现场直播或复习以前的课程内容，这对所有的教育形式都非常有意义。
1 远程网络教育的特点
1.1 网络教育打破了学习时空的局限
从总体的发展趋势来看 ,任何人在任何时间、地点都可以通过网络进行学习。教师和学生能够跨越空间进行实时或非实时的交互。学生不仅在学校，而且也可以在单位、家庭接受教育;人们的学习不仅仅局限于人生的某一个阶段 ,只要本人能够并愿意学习 ,随时都可听便。学生利用公众多媒体网络可以随时调用以图像、语音、文字等形式存放于信息服务器中的课程。网络教育消除了教育发展的地域不平衡性，充分利用师资力量，提供了丰富的共享教学资源，从而有效地发挥了各种教育资源的优势。网络教育手段有利于个体化学习 ,充分发挥学生自主学习的主动性。网络教育为各类教育提高教学质量提供了有力的支持，也为具有不同学习和思维类型的学员提供了方便的、广泛的教育服务。网络教育使教育思想、教育模式和教学方法发生了变化。
1.2 网络实现了教育、教学信息的迅速传播与交换
Internet本身构筑了一个庞大的“知识产生系统”,该系统具有强大生命力，不断吸取新知识，使其传递的知识和信息呈几何级数增长。网络教育成为知识经济时代推动教育高速发展的重要手段和内容。
1.3 网络学习改变了师生关系
由被动教育向主动教育转换 ,凭借网络可实现教师--学生、学生--教师、学生--学生、教师--教师等多种不同的互动教学模式。
1.4 网络传递的信息具有实时性与交互性
网络传递的实时性和交互性保证了网络教育中信息的双向和多向交流。网络在这方面提供了许多的便利。学生可通过网络将作业和练习以电子邮件或其他方式发给教师，也可以通过网络与教师进行交谈，提出问题并得到教师的回答。网络使教师能够方便地接受到学生的反馈信息，更合理地调整教学进程。信息网络的应用在很大程度上改变了我们传统教学各个环节的原有面貌，它使得教师在教学时能够拥有大量的教学信息资源，并可以将这些信息迅速地加以组织以满足授课需要。
2 音视频媒体技术方案
建立Internet的传播系统。此系统包括提供与此方案相关网页的Web服务器；为本媒体服务的音频和视频流服务器；高质量的音、视频录制设备（如无线话筒、有线话筒、调音台和专业摄像机等）。并配备合适的音、视频捕捉、编辑软件和音、视频压缩编码软件。
2.1 硬件构造
典型的录制设备配置如图1所示，制作和广播设备如图2所示。并需要几个工作室来对这些设备进行管理，其中之一主要用来维护录制设备和录制音视媒体，另外用来维护服务器的硬件和软件。
图1 录制设备典型配置
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图2 制作和广播设备
在现场录制中，音频的采集可用无线或有线话筒，通过混音器接入到摄像机的音频输入口；视频图象用摄像机进行拍摄。把从摄像机的音频输出口输出的音频信号经A/D转换后，输入到计算机，并用相应的软件进行音频压缩编码，生成音频流文件。把摄像机输出的视频信号送入计算机中的视频捕捉卡，以转换为数字信号，并由相应的软件进行视频压缩编码，形成视频流文件。然后把这些流文件传到指定的网络服务器上，这样远端的学生就可通过Internet来访问这些流文件。
由于远端学生的Internet接入速率各不相同，而且往往是比较有限的。因此对录入的音频和视频信号进行压缩编码的质量与压缩比是此技术方案的关键。采用先进的音频和视频压缩编码技术，能很好地保证此方案的实现。
2.2 音频压缩编码技术
本方案的音频压缩采用MP3压缩编码技术。MP3是MPEG-1音频压缩标准的第三层，结合了MUSICAM和ASPEC两种算法，是运算复杂度最高而压缩效果最好的一层。MP3编码属于频域编码，它主要利用了人体听觉系统掩蔽效应。
MP3采用与杜比AC-3相似的变压缩比率（VBR）压缩技术，采样的压缩比率依音乐中信息多寡、并利用人耳的掩蔽效应来减少冗余数据。经过MP3编解码后，尽管还原的信号与原信号不完全一致，仪器实测的指标也不高，但主观听音效果却基本未受影响，而数据量却大大减少，只有原来的1/10~1/12，约1MB/分钟，也就是说，一张650M的CD盘可容纳超过10小时的CD音质的音乐（44.1kHz，16bit）。换句话说，采用44.1kHz的取样率，MP3的压缩比例能够达到1:10～1:12，而基本上拥有近似CD的音质。1分钟无压缩的CD音乐转换成文件需要10MB的存储空间，如果压缩成MP3文件只需要1MB就够了。将音频文件压缩成MP3文件，其实就是利用MP3编码器找到并删除音频文件中人耳听不到的声音。正常的人耳只能听到频率在20赫兹至2万赫兹的声音，音频文件中包含的一些声音可能超出了人耳所能听到的范围，另外还有一些细微的声音可能被更大的声音掩盖，还有一些音乐中的声音可能根本就是多余的。编码软件能将代表这类声音的文件找出来并加以删除。这样，原先臃肿的音频文件就变小了。
2.3 视频压缩编码技术
本方案的视频压缩采用MPEG-4压缩编码技术。MPEG-4是在MPEG-1和 MPEG-2标准发展起来的一个国际标准，MPEG-4标准提供了一套满足程序设计者、服务提供者、终端用户需要的技术。MPEG-4的视频编码部分为了实现众多的媒体应用，以算法和工具的形式为下列功能的实现提供了解决方案：
（1） 图像和视频的有效压缩 ；
(2) 2Ｄ和 3Ｄ网格纹理映射图 (用于合成图像编码 )的有效压缩;
(3) 隐含 ( implicit )的 2Ｄ网格的有效压缩；
(4) 控制网格运动的节点时变几何数据流的有效压缩；
(5) 各种视频对象的有效存取；
(6) 对图像和视频序列的扩展操纵；
(7) 基于内容的图像和视频编码；
(8) 纹理、图像和视频基于内容的伸缩性；
(9) 视频序列中时域、空间及质量的伸缩性。
此外，MPEG-4还致力于一些新功能的研究与定义。这些新功能可划分为三大类：
（1）基于内容的交互功能。包括基于对象的多媒体存取工具；基于对象的码率控制和编辑功能；基于对象的时域随机存取。
（2）数据压缩编码。包括视频数据的高效编码，多个并发数据的有效编码。
（3）通用存取功能：包括易错环境下的鲁棒性；基于内容的伸缩性 (表现在时域、空间及重建图像质量上)。
这些功能无疑会加速多媒体应用的发展，尤其是因特网的高速发展，当然也将对网络教育的形式、内容、时空域等方面展示出有更大的空间。
在软、硬件方面建立起这套系统后，应找到一套在广泛的教育环境中运用此技术的有效的方法，以及如何把此技术与现有的教学相结合的实际指导，再对此系统中提供给学生学习的服务所带来的教学效果进行评估，并由此得到网络教育的实际意义，这才是最有价值的。
3 结论
通过本技术方案，可以对专家的讲演、教师的优质课进行实况录音、录像，并把采集到的音频和视频媒体用MP3和MPEG-4压缩编码技术进行处理，使其成为适合在Internet上可以传播的音频流和视频流，以便远端的学生进行访问，这样，可最大限度地实现师资和各种教育资源的共享，充分发挥学生的自主学习，实现远程教育的目的。
参考文献
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