多媒体网络教学监控模块及屏幕捕捉算法设计

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1、多媒体网络教学监控模块及屏幕捕捉算法设计摘要：多媒体网络系统能够满足学校要求的教学环境，提高学校的现代教育水平，提高教育的质量，是培养创新人才工作重要的一部分。结合本人所在独立学院的实际情况，本文建设了一个高效，安全可靠，能够满足教学需求的多媒体计算机网络教室，实现了在教学过程中的自动监控功能，并运用计算机屏幕图像的游程编码算法实现了屏幕捕捉图像的远程传输。关键词：多媒体网络；教学；监控模块；屏幕捕捉算法;设计中图分类号：G434文献标识码：A文章编号:1007-9599(2012)19-0000-021引言网络监控管理系统［1］

2、对学生根据高校机房管理的要求，使得学生能够遵守网络课程安排的要求，不做与学校规定无关的事情，例如在上课时间，玩电脑游戏等，整个过程主要对学生使用计算机进行授权认证［2］,同时对学生的计算机屏幕可以远程监控，确保有限的教学资源能够得到合理的使用。目前，在高校的多媒体网络教学的过程中，主要有两个重要的部分，一部分是对学生用户的管理，另外一部分是对学生使用计算机屏幕的远程监控。1.1在用户管理方面，需要对正在上课的学生的学号进行验证，检测学生的上课是否符合学校课程表安排的要求，也就是说学生是否在学校规定的时间内进行上课，是否是学生本人在

3、上课。1.2在学生使用计算机的过程中，防止学生在上课时间内玩游戏，做与课堂无关的工作，这项工作主要是通过对学生上课计算机的屏幕进行监控来实现。2监控模块设计监控模块的设计可以分为对学生客户端进程监控、学生用户的授权认证、远程消息的处理、学生客户端屏幕捕获、日志记录。监控模块的数据流如图1所示。在系统的学生端的工作：(1)在监控日志中，实时的记录系统的使用信息，方便管理员对系统进行查询等操作。(2)登录计算机时，对学生使用的合法性进行认证，如果通过认证，那么就授权学生使用，确保学生使用计算机的合法性。(3)对计算机上的运行过程进行实

4、时的监控，保证学生的规定的时间做规定的事情，防止学生玩游戏或者运行其他非法的操作。(4)在学生的本地计算机中，可以对屏幕图像进行捕捉。(1)学校的计算机可以增加开机的自动保护功能，同时也可以对计算机进行锁定。(2)管理员可以传送远程屏幕信息，对学生的具体教学做适当的处理。监控系统管理员的工作：(1)对学生在计算机上的操作实时的进行监控，并通过系统日志进行记录，系统管理员可以通过系统的日志记录，找到学生在操作过程中出现的问题。(2)教师端可以通过计算机在学生客户端发送远程提示消息或命令。(3)教师端不仅能够远程监控学生客户端的计算机

5、屏幕，如果操作过程的需要，教师也可以控制学生端键盘以及鼠标的操作。当学生端收到教师端发送的控制消息，学生可以根据消息的内容，模拟鼠标或者键盘进行操作。3屏幕监控算法实现捕捉屏幕图像功能模块的主要功能是:屏幕图像捕捉模块的功能是通过对本地计算机的屏幕图像进行捕捉，同时对捕捉到的图像的进行压缩编码发送，主要过程如下:(1)本地计算机使用系统的屏幕捕捉功能对屏幕图像进行捕捉，捕捉图像在本地计算机上进行保存。(2)对捕获到的原始图像文件，其保存的格式通常采用BMP位图的格式，本文假设本地计算机的分辨率为1024x768,那么如果保存一个3

6、2位的位图文件时，整个屏幕图像文件的大小将会达到3兆，如果对这个捕捉对像直接上传到互联网上，那么屏幕图像的传输时间就会大大地增大，因为首先将屏幕图像进行压缩，消耗较少的带宽大小，增大屏幕图像的传输效率。主要过程如下：首先，管理员用户发布屏幕捕获要求，那么系统在学生端捕获图像，同时将捕获到的图像进行编码压缩；其次，对采用RLE[4]进行编码后的图像进行数据传送，将图像传给管理员端；最后，将收到的图像进行解码；本文对图像的压缩编码主要是采用RLE算法，针对RLE的缺点，对于屏幕图像比较丰富的图像，尤其是相邻像素的变化比较大的图像，这种

7、编码方法的效果比较不是很好，最差的效果可能是图像的数据会变得更大，这种情况不仅不会压缩图像，反而图像占用内存更大。本文屏幕采集的图像的特点是相邻时间段获取的图像变化很小，如果对相邻的两幅图像进行异或运算，得到数据将有连续的0组成，因此针对本文采集图像的特点，采用RLE算法，具有很好的适用性，所以本文对采集后的图像进行异或运算，编码压缩，减小了图像的大小，提高了传输的速率。在使用传统的RLE编码算法过程中，本文做了部分改进,主要的算法如下：将屏幕截取的首张图像作为原始的图像，并以其为基准，将随后获得的屏幕进行异或运算，将预算的结果通

8、过RLE编码传输到管理员端，管理员通过采用解码算法进行解码，解码的过程是再次与基准图像进行异或运算，从而得到最新的屏幕捕获图像。特殊情况是，如果在RLE解码和编码的过程中，运算是需要时间，如果编码或者解码的过程如果大于图像传输的时间，那么编码实际上