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智能教學(xué) AIoT 擴(kuò)聲系統(tǒng)

方案背景

在教育課堂教學(xué)場景中，教師的嗓音保護(hù)不容忽視！

據(jù)《教育研究》雜志介紹，教師中70%以上不同程度地患有喉炎及聲帶疾病，比歌唱演員的聲帶疾病患者比例還要高。在信息化普及的今天，如何更智能更有效的保障教師的嗓音健康成為了教育信息化必不可少且非常重要的一部分。

傳統(tǒng)的教學(xué)擴(kuò)音是手持有線麥克風(fēng)，使用無線麥克風(fēng)或佩戴小型擴(kuò)聲器等方式，這些傳統(tǒng)的擴(kuò)音方式都有其致命的弱點(diǎn)：

1.有線麥克風(fēng)嚴(yán)重束縛了教師的雙手和活動范圍

2. 使用無線麥克風(fēng)易被無線設(shè)備干擾，易產(chǎn)生嘯叫，增加教師負(fù)擔(dān)，需要充電或換電池也增加管理成本

3.佩戴小型擴(kuò)聲器

（1)音質(zhì)差，聲音不純凈

（2) 聲場嚴(yán)重不均：教師和離教師近的學(xué)生接收到的音量很大，離教師遠(yuǎn)的學(xué)生接收到的音量小，甚至聽不清楚，教師接收到的音量一直是最大的，長期使用會對教師聽覺造成傷害；

（3)佩戴增加教師授課負(fù)擔(dān)；

（4)需要充電或換電池增加管理上的負(fù)擔(dān)；

課堂教學(xué) AIoT 擴(kuò)聲系統(tǒng)完全解決了擴(kuò)音設(shè)備使用維護(hù)不便、音質(zhì)音量不均勻、聲音失真問題。

只需在教室里吊裝麥克風(fēng)，您在教室任意走動授課，課堂教學(xué)智能擴(kuò)聲系統(tǒng)都能為您呈現(xiàn)完美優(yōu)質(zhì)的音頻效果和足夠的擴(kuò)聲音量。本系統(tǒng)的出現(xiàn)徹底顛覆了人們對課堂教學(xué)擴(kuò)聲系統(tǒng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念。

設(shè)計(jì)理念

■ 理念一:

新技術(shù)的應(yīng)用使系統(tǒng)管理與控制變得更“精確”與“簡單”，彰顯“人性化” 設(shè)計(jì)。

科技不斷進(jìn)步與發(fā)展，新技術(shù)層出不窮，供選擇配置的設(shè)備名目繁多，功能各異，在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，應(yīng)該使管理者和操作者的工作更簡單可靠，更符合教育管理模式，為教學(xué)者、管理者減負(fù)，讓師生樂教、樂學(xué)、樂管理。因此，堅(jiān)持“人性化”、“無感化”、“智能化”設(shè)計(jì)是我們的基本設(shè)計(jì)理念。

■ 理念二:

服務(wù)于“聲音藝術(shù)”的擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量聲音重放和還原。

基于對人類聽覺生理及心理特性的研究成果，如何使所有人能獲得“自然”、 “真實(shí)”、“優(yōu)美”的聽覺藝術(shù)享受是建筑聲學(xué)和電聲學(xué)研究者與設(shè)計(jì)者所共同關(guān)注的問題。要解決這些問題，需要用到最新聲學(xué)領(lǐng)域中的研究成果及技術(shù)手段，以充分體現(xiàn)現(xiàn)代科技帶給人們的更先進(jìn)的藝術(shù)享受。

設(shè)計(jì)中對教室的擴(kuò)聲聲場布局需要做優(yōu)化，使之能更大程度解決聲場中“聲干涉”和“直達(dá)聲能分布”的問題，并將上述理念貫穿于所有設(shè)備選型與傳輸技術(shù)方案選擇過程中，以避免整個聲系統(tǒng)出現(xiàn)“音質(zhì)瓶頸”。

設(shè)計(jì)依據(jù)

在對該項(xiàng)目擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要參考如下依據(jù):

◆ 業(yè)主的要求;

◆ 業(yè)主提供的建筑圖紙;

國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范:

◆《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50371-2006)

◆《廳堂擴(kuò)聲系統(tǒng)的聲學(xué)特性指標(biāo)》(GYJ25-86)

◆《廳堂擴(kuò)聲特性的測量方法》GB4959-95;

◆《聲系統(tǒng)設(shè)備互聯(lián)的優(yōu)選配接值》(GB/T14197-93)

◆《廳堂混響時間測量規(guī)范》(GBJ76-84)

◆《客觀評價廳堂語言可懂度的“RASTI”法》(GB/T14476-93)

◆《語言清晰度指數(shù)的計(jì)算方法》GB/T15485

◆《信息技術(shù)設(shè)備包括電氣設(shè)備的安全》(GB4943-95)

系統(tǒng)說明

1.教學(xué)擴(kuò)聲系統(tǒng)需求

基于常態(tài)教學(xué)教室擴(kuò)聲系統(tǒng)的使用需求

●提高老師授課教學(xué)聲音的響度，讓學(xué)生在教室任意地方清晰、自然、均勻的聽清老師聲音；

●保持良好的聲還原特性(即保真度)，具有極佳的聲像自然度(即聲像一致性)，人耳基本感覺不到聲音從音箱擴(kuò)出，只是感覺講話者聲音變大；

●有效過濾教室風(fēng)扇、空調(diào)、翻書、學(xué)生嘈雜等的聲音，這些聲音不被擴(kuò)聲系統(tǒng)放大擴(kuò)音；

●老師教學(xué)自由無束縛、不穿帶、零管理，老師無需手持或攜帶任何設(shè)備，即可在整個教室隨意走動授課；

●能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵式開啟，麥克風(fēng)不需要充電和更換電池；

●符合教育管理模式，信息化管理者對擴(kuò)聲產(chǎn)品可以遠(yuǎn)端統(tǒng)一管理運(yùn)維。

2.擴(kuò)聲系統(tǒng)方案說明

以 AIoT 擴(kuò)聲主機(jī)為中心，將吊麥?zhǔn)皝淼穆曇簦ㄟ^ AI 技術(shù)進(jìn)行濾音、降噪、去嘯叫、抑回聲等凈音處理，通過音箱無損輸出，滿足教室不接觸、無感知、高保真的擴(kuò)聲需求，打造自然、舒適的教室聲場，同時可接入云平臺進(jìn)行集中管理、控制、運(yùn)維。

方案優(yōu)勢

1.智能防嘯叫

●獨(dú)創(chuàng)的防嘯叫技術(shù)自動檢測聲音通道各個頻點(diǎn)的疊加并自動抑制，讓話筒離音箱多近都不會嘯叫。

●由于突出的防嘯叫技術(shù)，可以讓吊麥發(fā)揮它的最大靈敏度拾音，是業(yè)界其他拾音距離的 2-3 倍，老師能大范圍內(nèi)任意走動授課。

●高頻噪音消除、突發(fā)爆破音消除等技術(shù)防止在擴(kuò)聲啟動、使用、關(guān)閉過程中不出現(xiàn)突發(fā)嘯叫。

2.AI降噪技術(shù)

采用 AI 技術(shù)進(jìn)行降噪處理，可以將教室內(nèi)風(fēng)扇、座位移動等噪聲，教室外汽車、飛機(jī)等聲音進(jìn)行智能過濾，無損去除噪聲，留下干凈人聲。

3.場景化自動策略控制

采用 IoT 智能策略控制方法，滿足教室各種場景下對擴(kuò)聲的要求，如：

● 下課期間不開啟，避免學(xué)生吵鬧聲被擴(kuò)出；

● 上課自動開啟，放學(xué)自動關(guān)閉，減少能耗；

● 考試、體育課智能取消擴(kuò)聲。

4.適合教育管理模式

采用云集中管理各個教室的模式，適合高校進(jìn)行教室集中信息化管理的訴求、適合普教中小學(xué)由區(qū)縣級教育局集中管理的管理模式，并結(jié)合分級分權(quán)管理手段，允許不同區(qū)域的教室交給不同的人員進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)維管理。

5.豐富的云管理手段

豐富而成熟的云管理手段，可以集中進(jìn)行教室擴(kuò)聲能力的配置，可以遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)、定位、解決現(xiàn)場存在的軟件類問題，可以實(shí)時監(jiān)控教室擴(kuò)聲系統(tǒng)的軟硬件故障，可以制定各個教室的擴(kuò)聲控制策略等，避免了單個教室單獨(dú)維護(hù)的尷尬運(yùn)維管理局面。

總結(jié)

綜合而言，該系統(tǒng)做到了以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

1、解除了傳統(tǒng)擴(kuò)聲設(shè)備對老師的限制，老師可以在教室任意走動而無需佩戴任何設(shè)備；

2、真正實(shí)現(xiàn)了高保真擴(kuò)聲效果，學(xué)生感覺就是老師在大聲的講話，幾乎感覺不到從音箱發(fā)出來的真正做到了零維護(hù)，無需進(jìn)行充電、對頻、調(diào)頻，一鍵智能開啟。