1、关于网络摄像机在高校中应用现状的研究摘 要：本文主要研究分析网络摄像机在高校信息化过程中的应用。关键词：高校网络；摄像机；监控 0 引言 随着互联网技术的不断发展，硬件价格的不断降低，以数字化为特征的高校信息化发展也更为迅速。各种信息化手段不断应用于高校的教学管理、后勤管理、科研管理、办公自动化、复合型图书馆、园区管理等各个领域，改变着我么在校师生的学习、生活、管理方式。本文主要研究分析网络摄像机技术在高校各个领域中的应用，为校园信息化的进一步深化、硬件资源的合理应用、系统架构的进一步优化提供研究基础。1 网络摄像机的现状 现代网络摄像机是数字摄像技术与网络技术相结合的产物，网络摄像机拥有独立
2、的音视频采集编码模块、存储模块、网络传输模块，通过网络接口直接连接到网络上，实现音视频的实时网络传输。其中的采集编码模块，针对不同应用需求，相继发布过多个图像和视频编码压缩标准，目前网络摄像机主要采用的标准有：MJPEG、MPEG4、H.264。 2 网络摄像机在高校中的应用分析 由于网络摄像机相关技术的发展，以及高校信息化的深入，使网络摄像机在高校中的应用也日趋广泛。 （一）网络摄像机在校园安全中的应用 （1）高清视频监控平台 高清监控是网络摄像机在校园安全中最主要的应用。依据上海市高校校园安全技术防范工作“十二五”发展规划 （沪教委保201211号） 、 上海市教育委员会关于制订新一轮高校
3、安全技术防范系统建设三年规划（20132016 年）的通知 （沪教委保20139 号）中关于各高校组织实施技术防范系统，建成满足：实战平台（数字化） 、高清图像（高清化） 、完善布点（覆盖化） 、联网共享（网络化） 、高效管理（智能化）的校园技术防范系统的要。 其中“高清图像”指的就是建立一套基于高清网络监控摄像机，覆盖高校重点区域的高清监控平台，建立了实时可监控、事后可追溯的监控系统。 主流编码方式为：H.264。 （2）车牌识别 主要出入口的管理是高校安全管理中重要方面，除了对出入人员的管理，另一类主要管理对象就是出入车辆的管理。 随着出入高校的车辆逐年增加，除了对进出车辆进行记录，还提出
4、了更高的要求，如：要求记录车辆出入时间，自动计费；对于进出车辆根据车牌进行个性化管理；对车辆在校内的运动轨迹进行记录和统计等更细化的管理需求，这些需求传统的管理模式很难实现。 网络摄像机配上车牌识别服务器，实现对车牌的自动识别，从而实现基于车牌的个性化管理。 在实际应用中，车牌识别摄像机有别于普通的网络摄像机；除了运用相同的 H.264 编码方式外，车牌识别摄像机的电路设计、抗反光设计比一般的网络摄像机要求更高，价格也较之一般的网络摄像机更高；一般在出入口，会在低位安装专用的车牌识别摄像机，识别率可以达到90%。通过车牌识别服务器，更具车牌识别算法，可以利用一般网络摄像机实现车牌抓拍和识别功能
5、，但是识别率比较低。所以对于车辆运动轨迹的记录和统计，还需要提高车牌识别率。 （3）人流量统计 人流量统计也是网络摄像机在高校安全中的一个应用方向，通过对网络摄像机捕获的画面进行对比计算，从而得出画面内的人员流动数量。此项应用更多的起到预警作用，当某个区域人员数量短时间内增加或者人员数量大于某一限定值，系统发出预警信息，由管理人员查看判断后做出相应的干预措施，防止由于人流量过大造成的意外事故或者人员聚集发生突发事件。 此项应用需要在高校的监控系统上增加一台人流量统计服务器，通过交换机转发的方式将监控数据发送给服务器进行统计分析。 基于监控视频的人流量统计算法的核心是运动人体检测和跟踪技术。运动
6、人体检测就是在视频图像中将运动人体目标提取出来，有 3 中常用的算法：光流法、背景减除法和帧间差分法。由于环境因素的影响（天气、光照、噪声等） 、人员之间的互相叠加、人员运动轨迹的不规则性以及对于运动人员目标的检测和跟踪算法的不同，使人流量统计的结果一般与实际情况存在误差；虽然存在误差，但是由于人流量本身是一个动态数据，而且一般预警之后会配合管理人员查看判断，因此误差只要不是太大、误报频率不要太高，大多情况下是可接受的。 （4）人脸识别 人脸识别系统以人脸识别技术为核心，是一项新兴的生物识别技术，是当今国际科技领域攻关的高精尖技术。它广泛采用区域特征分析算法，融合了计算机图像处理技术与生物统计
7、学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型。 人脸检测虽然也是高校安全技防的一个重要应用方向，但是由于受到人脸检测技术的发展，实现的成本以及识别精确度的影响，在高校中大面积应用尚需时日。 （二）网络摄像机在教学管理中的应用 （1）标准化考场 根据国家教育考试标准化考点规范（暂行） ，标准化考场建设的核心是建立符合国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范 、可进行监控图像实时传送的网上巡考系统，并围绕网上巡考系统建立相应的指挥室、视频监考室。 网上巡考系统主要由网络摄像机（前段监控子系统） 、基于 TCP/IP的专用网络（传输子系统） 、
8、基于 ip-san 架构的存储器（存储子系统） 、用于实时监控及网上巡考的应用平台（应用子系统） ，四个子系统组成。 编码方式采用：H.264 或 MPEG-4 存储方式：集中存储 （2）教学质量管理 为了提高管理效率，很多高校在传统的教学质量监督体系中尝试运用网上评教系统、视频监控系统等信息化工具辅助质量监督体系。 但是相对于网上评教系统，视频监控系统由于对教师知识产权的保护、教师教学工作的尊重等因素的考虑，并未得到普及和认可。但是，在教学事故的事后追溯、学生投诉的认定以及教学数据库的建立、学生自主学习能力培养方面，视频监控系统还是具有其一定的优势。如何用好这把“双刃剑” ，处理好相关敏感问
9、题，也成为教学质量管理研究的一个方面。 （三）网络摄像机在实验室管理中的应用 （1）实训室管理 随着高校的实训基地、新型多功能实验室等也不断新建起来，对于管理人员的管理压力和效率也提出了更高的要求。 由网络摄像机组成的网络监控系统可以成为未来高校实训室管理的重要组成部分。通过已有的校园网络（有线或有线转无线） ，可以在不布线或者少布线的情况下，完成监控系统的部署；通过网络摄像机对实训室进行实时监控；将时候查证转向实时监控，预防发生；将维护工作由人工定期巡检变为主动提醒模式，实现无人或少人职守，大大减轻实训室维护量，降低维护人员的技术门槛，减少诊断设备故障的时间，提高实训室管理人员的工作效率，实
10、现高校实训室的最大投入效益；通过网络监控系统来保证实训室的安全、稳定及高效运作，确保实训室设备的使用寿命、安全和良好的运行状态。 主要采用的编码方式：MPEG-4、H264。 （2）基于网络的多媒体教室管理 利用校园网基础设施，建设基于 TCP/IP 技术的多媒体网络教室，可以实现教室的网络集中管理，提高管理效率。 基于网络摄像机的数字监控系统是其中的重要组成部分。数字监控系统通过多媒体教室端的一台嵌入式视音频压缩编码服务器进行现场画面采集及通过局域网实现高达 25 帧的动态远程视频图像传输。服务器完全脱离 PC 平台，采用嵌入式实时多任务操作系统和特别针对多媒体处理而设计的可编程高速数字信号
11、处理器（DSP） ，系统的稳定性、可靠性高；不受到计算机病毒危害；系统采用先进的 H.264 音、视频压缩算法，使得图像传输更加流畅并且显示更加清晰细腻；内置 WEB 服务器，可以增强传统监视系统的性能和网络联通性。 3 总结与分析 网络摄像机在高校的校园安全、教学管理、实验室管理都有着广泛应用。通过对相关应用的研究，相关应用具有许多共性和特殊性： 共性：（1）系统架构方面：基于网络摄像机的前段监控系统、基于TCP/IP 的网络传输系统、基于集中存储的存储系统；（2）编码方面：主要以 H.264 和 mpeg-4 为主。 特殊性：（1）面对的用户不同，其分散于各个独立的智能部门；（2）各自应用平台不同。 基于以上共性及特殊性，设想是否可以建立统一的视频监控系统、传输系统、存储系统，而各自的应用平台可以考虑通过共享这 3 个子系统，以达到前段摄像机、存储、传输线路共享。 如果考虑到个平台之间存储需要分开，或者访问老系统的已有存储，就需要协调平台之间协议开放，实现前段摄像机、存储、传输线路共享。参考文献： 1许喜斌.网络监控系统在高校实训室管理中的应用J.科技创新导报，2014（3）. 2赵诗礼，吴兆林.基于 TCP/IP 网络多媒体教室的建设与思考J农业网络信息，2014（9）.
