基于视频处理技术的英语多媒体教学设计
摘 要： 针对当前英语多媒体教学平台的视频资源使用率低，互动性差，为此设计了基于视频处理技术的英语多媒体教学平台。首先在英语多媒体教学过程中融入现代网络技术，视频解码包括采编编码、流媒体实时编码、视频教学策略支持、网络分发与传输，然后教学平台流媒体实时编码实现多媒体信号的收集、多路编码器以及通信服务的功能，并实现了视频制作、视频播放、视频应用以及数据存储，实验结果说明，该教学平台视频资源使用率高，教学质量和用户满意度高。
关键词： 视频处理技术； 英语多媒体教学； IP视频技术； 教学策略； 现代网络技术； 视频解码
中图分类号： TN99?34； TP311.52 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）11?0055?05
Design of English multimedia teaching based on video processing technology
YANG Yuyan1， 2
（1. School of Foreign Languages， China West Normal University， Nanchong 637000， China；
2. Department of Foreign Language， Nanchong Vocational and Technical College， Nanchong 637000， China）
Abstract： Since the current English multimedia teaching platform has low video resources utilization rate and poor interactivity， the English multimedia teaching platform based on video processing technology is designed. The modern network technology is integrated into the process of English multimedia teaching. The video decoding includes the editing coding， streaming media real?time coding， video teaching policy support， network distribution and transmission. The streaming media real?time coding of the teaching platform is used to realize the functions of multimedia signal collection， multi?channel encoder and communication services， and the items of video production， video playback， video application and data storage. The experimental results show that the teaching platform has high video resources utilization rate， high teaching quality and customer satisfaction.
Keywords： video processing technology； English multimedia teaching； IP video technology； teaching strategy； modern network technology； video decoding
0 引 言
英语是世界范围内应用价值最高的语言，各国对英语人才的需求也逐渐提升，对英语教育的投入也逐渐增加。由于互联网技术的高速发展，产生了较多的英语多媒体教学平台，但是大部分英语多媒体教学平台的视频资源使用率较低，视频同文本相分离，教师无法对视频字幕实施编辑，互动性和用户满意度较差[1]，导致英语多媒体教学质量降低。新型多媒体网络技术在英语多媒体教学中的应用性逐渐增强。IP视频是基于网络技术以及通信技术发展起来的新型媒体，其具有内容丰富、操作简便以及交互性高的优势，在军事、教育以及医疗等领域中具有较高的应用价值[2]。因此，本文设计了基于视频处理技术的英语多媒体教学方案，塑造基于IP视频的英语多媒体教学平台，创造良好的英语多媒体教学和学习环境，提高英语教学质量。
1 视频处理技术的英语多媒体教学平台
1.1 高校IP视频英语教学平台总体结构设计
IP视频处理技术利用基本的互联网设施，通过电脑、手机等移动终端设备，将电视媒体、多媒体技术和网络媒体集于一体，通过互联网IP协议向使用者提供各种形式的新媒体技术。IP视频处理技术顺应网络发展的潮流。高校IP视频英语多媒体教学平台将教学内容和平台运行结合，主要实现对英语多媒体教学节目进行收集、管理、控制和发布[3]。针对教学平台的内容，本文基于IP视频处理技术设计的高校IP视频英语教学平台总体结构如图1所示。
图1描述的教学平台中高清视频解码采编编码模块通过卫星资源、高清电影以及高清摄像机采集所需英语多媒体教学视频；将采集到的视频传到流媒体实时编码模块中实施编码和处理后，反馈到视频教学策略支持模块中，通过视频服务器以及门户管理服务器实现视频的制作、播放、应用以及存储；再通过IP传输网络传递给PC用户以及移动终端，向用户呈现完整的英语多媒体教学视频。该教学平台采用4台流媒体视频服务器，其能够满足5 000个用户进行使用学习，2台服务器负责视频直播，2台负责视频回播。按照使用者通过电脑收看节目视频计算，网络需要1.5 Mb/s@H.264*5 000=7.5 Gb/s的带宽。视频回播占用的内存电脑端大约为0.7 TB，手机端大约占用0.2 TB，一共占用0.9 TB的内存。回播视频服务器的配置为10*240 GB SSD内存为2.4 TB，可以满足用户回看英语教学视频的需求。
1.2 流媒体实时编码模块设计
本文设计的流媒体实时编码模块是实现教学平台流媒体视频服务器的核心，其将视频和音频信号收集起来，再将信号转换成FLV，MP4和3GP三种格式的流文件，将转换后的流文件导入直播引擎和集群存储服务器的终端。本文的实时编码系统为广播电视行业主要采用的编码器，不仅对广播电视行业中涉及到的模拟信号和数字信号的应用良好，还支持高质量的H.264编码，不间断的进行信号采集和运输[4]，具有较高的稳定性。图2为流媒体实时编码器的结构示意图。
流媒体实时编码器系统的功能包括：对英语多媒体信号的收集、多路编码器和通信服务。
1） 多媒体信号收集模块：使用音频和视频设备对英语多媒体教学信号进行收集，采用改进的interleave算法进行信号收集，可以提高音频和视频的同步性。同时，对高清MPEG2格式的信号进行编码然后将其导入编码器中。
2） 多路编码器模块：根据用户的需求将收集到的英语多媒体教学信号以MPEG2格式进行并发多路编码，将得到的视频和音频流编码成图像、码率和帧率都不同的流，将结果导入至通信服务模块。
3） 通信服务模块：外部应用请求通信服务模块对视频和音频数据进行拆分[5]，将该请求发送至请求端，若此时网络发生故障，可对请求进行暂时保存或放弃发送请求。
1.3 视频教学策略支持模块设计
平台中的视频策略支持模块包括视频制作、视频播放、视频应用和数据存储四个部分，结构如图3所示。
1） 视频制作过程完成对英语多媒体视频的剪辑和相关联视频的添加。将视频资源导入到系统后，用户根据需要进行视频搜索[6]，对知识点的教学进行视频切片处理，上述过程生成数据库文件或者资源关联文件，存储在存储设备中。
2） 视频播放过程在英语多媒体教学过程中可对教学策略需要的工具如帧捕捉、即时关联和画面批注等进行实时控制[7]。该过程主要对制作过程得到的文件进行利用，展示视频处理的成果。
3） 应用过程是英语多媒体教学视频播放过程的延续，对视频处理的成果进行分析控制，确定结果被完整地保存在存储设备中。分析控制的标准是该教学资源被用在课堂教学还是生成复习资料。若教学资源用于英语多媒体课堂教学即呈现在课堂不用存储；若教学资源用于生成复习资料，需进行存储。
4） 数据存储负责视频制作过程中文件的保管存储和在运行过程中新文件实时生成的存储。
1.4 教学平台功能模块设计
1.4.1 帧捕捉模块
视频支持系统可实现教学平台的截图，用户设置不同的捕捉数量得到单帧捕捉和多帧连续捕捉。图4为帧捕捉模块的功能设计。
呈现风格采用MFC多文档视图结构，界面风格为office 2007风格，其中上部分是窗口工具栏，可以在英语多媒体教学课堂上立刻打开需要的辅助信息，如Flash动画、PDF文档和Web文档。窗口工具栏负责资源窗口的页面布局，在有限的区域内保证每个资源的信息完整。页面的工作区主要进行英语多媒体教学视频的播放。
1.4.2 视频切片模块
英语多媒体教学课堂授课中使用的视频切片不仅要符合教学条件，还要使用方便。视频切片模塊包括制作切片和对切片播放进行控制两个部分。视频切片模块结构如图5所示，切片的制作过程负责对英语多媒体教学视频实施切片。制作方式有两种：一种通过对话框设置切片名称等信息；另外一种通过延缓播放速度确定信息。切片的制作过程还包括对切片的修改和保存方法[8]。切片播放控制对播放次数和切片的播放顺序等进行控制。采用图标、设置切片列表等方式进行切片的播放控制。
1.4.3 即时关联模块
本文设计的教学平台可对多种资源提供支持。即时关联模块包括对英语多媒体课堂教学前参数预设的关联模式和教学过程中实时的关联模式[9]。预设的关联模式包括关键点和关联资源两大部分，如图6所示。
教学平台运行过程中，关联资源对各部分结构进行实时控制，将英语多媒体教学资源呈现出来[10]，以动态terms为例，实现过程如下：
//设置关联资源属性数据结构
struct DERFInform
{REPGH ID
MOINGE name{InformNameLength}； change marker pointTime； //资源关联时间点
changeshowTime； //资源呈现时刻
String fileName； //关联资源保存地址
//关联terms文档
If（pStructure?>m_sAddress.Right（3）！=″DOC″&&pStructure?>m_sAddress.Right（3）！=″doc″）
Return；
M_sAddress=pStructure?>m_sAddress； //terms文档地址
ImportIntellectualizationNon manualTerms（）； //将Terms嵌入
If（m_pSelection！=NULL
{InformationModel Information
ObtainUserInformation（&Information）
CHE*pHE=GetHE（）；
M_pSelection_>Draw（pHE，Information）； //在窗口內描述
Filter outHE（pHE）；}
M_pSelection=NuLL；
}；
2 实验结果与分析
实验对某高校英语专业学生英语的学习态度进行调查分析，实验调查采用问卷调查的形式，调查结果分为前测和后测，前测是在进行教学前进行调查，后测是学生在经过教学后进行调查。实验对学生关于学习英语的看法展开问卷，将1班和2班学生分别作为对照班和实验班，1班调查结果是未采用本文教学平台的前测结果，2班的调查结果是采用本文教学平台的后测结果。对照班和实验班进行教学前后的学习态度总分差异结果分别用表1和表2描述。分析表1中的结果能够看出，对照班学生未采用本文教学平台实施学习前后的学习态度总分不存在明显差异，说明未采用本文教学平台的对照组英语学习态度未提高。分析表2可得，实验班学生采用本文教学平台进行学习前后，关于英语的学习态度得分存在显著的差异，说明本文教学平台极大提升了学生学习英语的兴趣度。
实验为了检测采用本文多媒体教学平台实施教学后，两个班级的英语学习态度波动状态，对两个班级英语学习态度问卷总分实施后测差异对比，让两个班级同学回答该问题，可获取两个班级英语学习态度问卷总分后测差异对比结果，用表3描述。
分析表3能够看出，实验班和对照班在英语学习态度问卷总分后测[t]存在明显的差异，能够看出采用本文教学平台的实验班学生学习态度显著优于对照组。
实验采用学生调查问卷方式，检测采用本文教学平台后和传统教学平台后，学生的学习兴趣和在听、说、读、写等方面的学习效果波动情况，分析学生的评价能够准确分析本文教学平台的实用效果。发出调查问卷80份，收回80份，有效率是100%，通过不记名方式进行作答，调查问卷中包括基本状况、学习兴趣、英语听说读写的学习效果等，采用Spss以及Excel数据统计工具，详细的统计结果用图7和图8描述。对比分析图7和图8中的调查问卷数据可得，学生对本文平台的非常感兴趣以及比较感兴趣度的总百分比为80%，对传统平台的非常感兴趣及比较感兴趣度的总百分比为73%，对本文教学平台的不感兴趣度低于传统教学平台。因此，能够看出相对于传统英语多媒体教学平台，本文教学平台更受学生的青睐，可大大提高学生的英语学习质量。
实验统计学生对本文教学平台和传统教学平台的使用情况，结果用表4和表5描述。
对比分析表4和表5能够看出，认为本文教学平台对英语学习非常有帮助、较高帮助的学生人数高于传统教学平台的人数；而认为传统教学平台对英语学习一般帮助和没有帮助的学生人数高于本文教学平台。说明相对于传统教学平台，本文教学平台的实用性更强，更受到学生的认可，具有较高的应用价值。
实验统计学生认为本文教学平台最适合的英语课堂教学情况，结果用图9描述。
分析图9能够得出，本文教学平台采用的视频处理技术教学资源能够当成英语课前导入、课中巩固以及课后复习的学习依据。60%的人认为英语课前采用视频处理技术实施教学效果佳，27%的人认为课中采用视频处理技术实施教学效果佳，13%的人认为课后采用视频处理技术实施英语教学效果佳，未有人认为不采用视频处理技术，仅通过教师进行教学效果佳。因此，采用教学效果最优以及最佳的视频处理技术对视频呈现方式、数量以及时间实施合理控制，才能实现视频处理技术的英语多媒体教学的最佳优化。
3 结 语
为了提高英语多媒体教学质量，增强视频资源的利用效率，本文基于IP视频处理技术设计高校IP视频英语教学平台，极大提高了英语多媒体教学质量，学生满意度高。
参考文献
[1] 黄铁军，郑锦，李波，等.多媒体技术研究：2013—面向智能视频监控的视觉感知与处理[J].中国图象图形学报，2014，19（11）：1539?1562.
HUANG Tiejun， ZHENG Jin， LI Bo， et al. Visual perception and processing for intelligent video surveillance： a review [J]. Journal of image and graphics， 2014， 19（11）： 1539?1562.
[2] 李巧玲.基于微视频的JiTT教学模式在开放教育中的应用研究[J].成人教育，2015，35（2）：42?44.
LI Qiaoling. The research of JiTT mode application in open education based on the micro video [J]. Adult education， 2015， 35（2）： 42?44.
[3] 刘红梅，江晓宇.基于微信平台的大学英语教学设计与实践[J].外国语文，2015，31（2）：138?143.
LIU Hongmei， JIANG Xiaoyu. A design and teaching practice of college English teaching based on WeChat platform [J]. Journal of Sichuan international studies university， 2015， 31（2）： 138?143.
[4] 唐锦兰.探究写作自动评价系统在英语教学中的应用模式[J].外语教学理论与实践，2014（1）：49?57.
TANG Jinlan. A design and teaching practice of college English teaching based on WeChat platform [J]. Foreign language teaching， 2014（1）： 49?57.
[5] LI X. Design and application of multimedia teaching video system for dance major based on cloud computing technology [J]. International journal of emerging technologies in learning， 2016， 11（5）： 22.
[6] 余德军，邹军华.基于Web视频文本轨道技术的英语学习平台开发与应用研究：非正式学习的视角[J].中国电化教育，2016（3）：82?86.
YU Dejun， ZOU Junhua. Development and application research of English learning platform based on Web video text track： from the view of informal learning [J]. China educational technology， 2016（3）： 82?86.
[7] WANG J F. Design and implementation of online English multimedia teaching system based on B/S mode [C]// The Sixth International Conference on Intelligent Systems Design and Engineering Applications. [S.l.]： IEEE， 2015： 300?303.
[8] 罗莎.MOOC环境下的外语自主学习模式探析[J].现代教育技术，2016，26（1）：87?93.
LUO Sha. Autonomous foreign language learning model under MOOC environment [J]. Modern educational technology， 2016， 26（1）： 87?93.
[9] 苏仰娜，黄映玲.基于交互式实验模拟软件的翻转课堂模式设计与应用：以“虚拟多媒体教学系统”为例[J].中国电化教育，2015（10）：60?67.
SU Yangna， HUANG Yingling. Design and application of flipped classroom based on interactive experiment simulation software： take virtual multimedia teaching system as an example [J]. China educational technology， 2015（10）： 60?67.
[10] 鄒甜甜，杨跃.通过视频拍摄方法帮助学习者进行英语口语能力自我评价的探索[J].外语电化教学，2015（4）：58?62.
ZOU Tiantian， YANG Yue. An empirical study of learners′self?assessment on oral English proficiency by means of videotaping [J]. Computer?assisted foreign language education in China， 2015（4）： 58?62.
