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針對一般學校教室等之演講場合，都以人工的方式去操作攝影機在旁側錄，以供當時未參與的學員有學習的機會，若以數位信號處理器（Digital Signal Processor, DSP）實現智慧型即時影音教學的傳播系統，將能全自動即時追蹤錄影以取代人工操作的錄影傳播。由於數位訊號處理器具有執行速度較快，整體效能佳、特殊硬體及指令設計可達成真正的即時運作的優點。建構一套獨立運作之教學傳播系統，應用在上課或演講場合的環境中，以影像分析為基礎自動控制 PTZ（Pan/Tilt/Zoom）攝影機追蹤演講者於畫面中，對於演講者的特殊姿態也能夠加以特寫，如寫字時能夠放大影像等，且能夠錄製保存，以提供在未來能夠調閱，使未及時參與的學員能有學習的機會。與人工操作攝影機的方式相比較，會因為許多個人因素而導致無法全程專心拍攝教學影片，而本文所提出之系統將不會有此問題，並且能夠節省人力資源成本。

系統架構

為發展一套智慧型無人操控的即時教學傳播系統，在硬體方面採用具有高效能的數位信號處理器開發平台，提供影像編解碼器可同時輸入兩台攝影機的訊號，其中搭配一台場景攝影機，而另一台為 PTZ 攝影機，並且以串列傳輸介面 RS-232 加以控制旋轉與變焦等，另外還有音訊傳輸與乙太網路傳輸介面等，以音訊輸入介面輸入無線麥克風模組所擷取的音訊資料，而透過乙太網路傳輸介面則可將影像與音訊傳送到遠端，以建立網路架構的影音傳輸，而整合開發的軟體則燒錄於模組中的記憶體，以實現獨立運作之系統。本系統設計可以使用單攝影機或雙攝影機模式下操作，由管理透過遠端人機介面選擇，若使用單攝影機模式系統以 PTZ 攝影機所擷取影像做為目標物偵測及姿態分析，若使用雙攝影機則以場景攝影機為主，PTZ 攝影機為輔，分別處理全景影像的監視和特定目標物偵測及姿態分析。

如圖一的系統硬體配置圖所示，其中包含
有各種硬體裝置的模組元件如下： （1）DSP 處理器開發板 （2）場景攝影機與 PTZ 攝影機 （3）LCD 顯示器 （4）無線麥克風模組 （5）遠端人機介面

圖一：系統硬體配置圖。

系統處理流程

在本教學傳播系統中，對於其影像處理的演算法可分為若干處理程序，以進行影像的辨識與追蹤處理。首先為影像辨識處理程序，主要由場景攝影機畫面分離前景與背景資訊，再由前景中選取目標物，並且搜尋目標物的頭部端點、手部端點與質心位置以建立上半身骨架，再與預先建立好的姿態碼本資料庫相比對，而 PTZ 攝影機的控制則由目標物的位置以及姿態用以判斷該下達何種指令，在場景中目標物的座標位置，可透過座標轉換方式，轉換為 PTZ 攝影機相對旋轉角度，以達到雙攝影機協同追蹤之功能。……【更多內容請閱讀科學月刊第518期】