在现代医学教学中的应用.doc

流媒体技术在现代医学教学中的应用齐齐哈尔医学院学报 2006年9月27卷11期作者：乔树清【摘要】 流媒体技术边下载边播放的特点使包含大量音/视频的医学教育信息在网上传播变得容易实现，本文阐述了流式媒体技术及其工作原理，并给出了一个Windows环境下的现代医学远程教育系统模型及基于网络利用流媒体技术制作医学教学课件的方法，对在校园网中的应用进行了探讨。【关键词】 远程医学教育 流媒体 Windows媒体服务为培养学生的创新能力及提高学生的综合素质，目前高校的教育模式和教学方式需要利用多媒体远程教学系统来实现效率更高的教学，提供给学生更加灵活的学习方式，同时也统一规划多媒体教学资源，减轻老师的负担。多媒体远程教学，无论是作为高校在校学生的知识强化及扩充手段，还是作为社会在职学员的继续教育方式，都起着重要作用。网络媒体技术的高速发展，给我们提供了便利、快捷的知识获取渠道，也为现代远程教育提供了更多的手段。远程教育中时常需要把教师的音视频和课件一起连续、同步、低延时的传递给其他在线接收端，使得学员能够通过网络图文并茂的收看老师的讲解。在本文就是探讨如何利用流媒体技术来实现这一技术。1 流媒体技术原理流媒体简单地说就是应用流技术在网络上传输的多媒体文件，而流技术就是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体,如:音频、视频和其他多媒体文件。流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上,让用户边下载边观看、收听,而不需要等整个文件全部下载完毕后才可以观看的技术。该技术先在客户端的计算机上建立一个缓冲区，播放前预先下载一段资料作为缓冲，当网络实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，使得播放品质得以维持。在网上虽能够以流的方式播放标准媒体文件格式，但效率不高，需将媒体文件压缩、编码成流式文件。流式文件格式经过特殊编码，适合在网络上边下载边播放，常用的流式文件类型有ASF、RM等。2 流媒体系统的组成流媒体系统大致包括流媒体服务器，编码机、网络和播放器等组成1，如图1所示。1）编码机：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体格式。2）流媒体数据。3）流媒体服务器：存放和控制流媒体的数据。4）网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。5）播放器：供客户端浏览流媒体文件。这5个部分有些是网站需要的，有些是客户端需要的，而且不同的流媒体标准和不同公司的解决方案会在某些方面有所不同。流媒体技术是Real NetWork、公司首先推出的，日前比较流行的几种流媒体产品是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的压缩算法，具有压缩率高、图像质量好等特点，再加上各类软件对它的支持，获得了广泛的应用2。我院就是采用的是Windows Media Server，因为只要你使用的是微软的Windows 2000 Server或Windows 2003操作系统，在系统里边都自带这项服务，只要在系统盘中将其找出安装即可使用，最重要的是免费。它秉承了Windows系列软件的一贯特点，配置简单而且功能强大，支持.wmv以及.asf等媒体文件格式。3 Windows Media Technology系统Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player工具构成，如图2所示3。Media Tools是整个方案的重要组成部分，它提供了一系列的工具帮助用户生成ASF格式的多媒体流（包括实时生成的多媒体流），分创建工具和编辑工具两种，创建工具主要用于生成ASF格式的多媒体流，包括Media Encoder、Author、VidToASF、WavToASF、Presenter五个工具；编辑工具主要对ASF格式的多媒体流信息进行编辑与管理，包括后期制作编辑工具ASF Indexer与ASFChop，以及对ASF流进行检查并改正错误的ASFCheck。Media Server可以保证文件的保密性，不被下载，并使每个使用者都能以最佳的影片品质浏览网页，具有多种文件发布形式和监控管理功能。Media Player则提供强大的流信息的播放功能。图1 流媒体系统示意图（略）图2 Windows Media Technology系统示意图（略）4 流媒体技术在医学教学中的应用4.1 实时授课 服务器端预先发布教学安排，按安排播放教学内容。学生定时被动地听课。教师端用摄像机和麦克风等采集教师的实时授课现场信息，并用Windows Media Encoder直接制作成ASF流4，送到媒体服务器，同时媒体服务器启动Station Service模块，直接发布ASF流，客户端用Windows Media Player接收和播放ASF流。4.2 交互教学 随着教育改革的深入，学生可以更加自由地选择教师如果听名师授课的学生很多，教室容纳不下，便可利用流媒体技术加以解决具体的办法5是:把一台或多台摄像机放在教师授课的教室，将摄像机拍摄的教师授课过程实时地传输到流媒体编码机上，经过采集卡的采集、编码后再实时上传到流媒体服务器，再由流媒体服务器实时发布到终端计算机，最后利用投影仪将教师授课过程进行实时播放，使其他教室的学生在听课过程中能够实时地和教师讨论，可以在其他教室也安装摄像机，拍摄提问学生的影像，经由编码计算机上传到流媒体服务器，再在教师授课的教室安装一台投影仪，用来播放提问学生的视频这样便可达到教师和异地学生的实时交流。4.3 制作课件，点播单播 学生可以向服务器请求特定课件ASF流的播放，学生可以自行选择学习内容，不受时间地点的限制，并且可以控制开始、暂停、前进和后退等播放过程。其步骤如下:首先要制作课件7。利用流媒体技术同步插播电子教案。远程教学系统不仅要传送教师的图像、声音,还需要传送电子教案,而电子教案的播放与视频、音频有严格的同步关系,这就要求在传输过程中仍然要保持同步关系。我们可以利用Windows media service提供的强大的数据同步功能在视音频流中加入时间标记信息、命令、URL地址,从而使播放电子教案或其他多媒体课件的计算机与Encoder之间建立连接。当教师在讲课过程中播放了某一张幻灯片,多媒体课件计算机就会向Encoder发出一个信息,当Encoder接收到该命令后,会在编码流对应的位置做一个时间标记,通过Encoder直播出去。当学习者的多媒体计算机接收到加入标记的流媒体信息后,在播放过程中可以直接跳转到指定标记的位置进行播放。这样的话,当教师讲到某个问题时就可以很容易地将电子教案与讲课过程的具体时刻建立联系,使得电子教案在指定的时间内出现在屏幕上,并使得学生端的计算机会根据教师端的幻灯片播放的时间随时切换,同步实现播放和翻转,从而实现音、视频流与电子教案的同步。4.4 考场监控 辅助老师监考，能最大化地起到监督考场纪律的作用。在每个考场安放两台摄像机，从前后两个方位监控考试状况。把摄像机的AV输出连接到编码计算机的视频采集卡上，由编码计算机采集编码后上传到控制中心，在控制中心即可监视各个考场状况另外，得到控制中心授权的用户还可以在校园网内安装了监控客户端软件的联网计算机上查看各监控点，并把监控的情况实时录制下来，以供备查6。4.5 视频会议 院校之间经常会有学术或者合作项目上的交流，利用视频会议系统可极大提高办公效率，在IP网上的软件视频会议系统与基于硬件的传统视频会议系统相比较，具有成本低、方便灵活的优势同时，教育网充足的网络带宽为实施视频会议提供了便利条件。可以预见，流媒体技术在医学院校的教学中具有更广泛的应用前景。参考文献1李英.Real 流媒体技术构建网络教学系统J.辽宁工程技术大学学报,2005,24(3):410-4122路莹.基于Windows流媒体技术的现代医学远程教育系统J.计算机辅助工程，2003，(6)：56-583温蕴.基于流媒体技术的远程教学系统J.内蒙古电大学刊,2005,68(4)：62-654张军翔.基于视频流媒体技术的交互教学系统的研究J.湖北师范学院学报(自然科学版),2005,25(6):63-665王以宁,郑燕林.流媒体技术及其教育应用J.中国电化教育,2000(11):45-486吴国勇,邱学刚,万燕仔,等.网络视频流媒体技术与应用M.北京:北京邮电大学出版社,20017常金娥.流媒体技术及其在网络教学中的应用J.内蒙古电大学刊,2005,68(4):73-74作者单位：齐齐哈尔医学院网络中心邮编 161042