網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控在數(shù)字校園中的應(yīng)用研究

摘 要：數(shù)字化校園在國內(nèi)院校得到廣泛的建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是數(shù)字校園的一個(gè)重要內(nèi)容。本文簡(jiǎn)要闡述了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組成，分析了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控在數(shù)字校園中的應(yīng)用情況，提出了數(shù)字校園中網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；數(shù)字校園；電子監(jiān)考；教學(xué)觀摩

中圖分類號(hào)：G434

目前，國內(nèi)各個(gè)學(xué)校都不同程度地進(jìn)行了數(shù)字化校園建設(shè)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)，將學(xué)校內(nèi)的各類信息資源進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)校園的數(shù)字化管理，極大地推動(dòng)了教育信息化的建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，作為信息化建設(shè)的重要手段，也是數(shù)字校園一個(gè)不可或缺的組成部分，在學(xué)校數(shù)字化校園建設(shè)中起著非常重要的作用。

1 數(shù)字校園中的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成

1.1 前端圖像采集部分。前端圖像采集部分主要是進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的采集，處于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的前端，硬件設(shè)備使用的是各種攝像機(jī)和云臺(tái)，攝像機(jī)負(fù)責(zé)獲取監(jiān)控點(diǎn)的圖像信息，云臺(tái)是承載攝像機(jī)進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，通過它實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的方位調(diào)整和焦距控制。這部分可以看作是整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”，主要負(fù)責(zé)對(duì)“看到”的視頻圖像進(jìn)行采集、壓縮處理，轉(zhuǎn)換為適合于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸部分。網(wǎng)絡(luò)傳輸部分是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，是聯(lián)系前端視頻采集和后端數(shù)據(jù)處理的紐帶。設(shè)備主要包括視頻編碼器、路由器、交換機(jī)和傳輸線纜等，可以看作是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“神經(jīng)樞紐”，負(fù)責(zé)接收前端采集到的視頻數(shù)據(jù)，進(jìn)行一定的處理，把處理后的數(shù)據(jù)傳送到后端控制部分。

1.3 后端管理顯示部分。后端管理顯示部分是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，可以看作是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“大腦”，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸過來的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行管，將采集到的監(jiān)控信息進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和控制管理。這一部分包括的設(shè)備軟件相對(duì)較多，主要有控制主機(jī)、管理平臺(tái)軟件、操作終端等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能主要靠這部分來實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)圖像的實(shí)時(shí)顯示、前端攝像機(jī)云臺(tái)的控制、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及監(jiān)控圖像的查詢調(diào)用等管理功能。

2 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控在數(shù)字校園的主要應(yīng)用

監(jiān)控系統(tǒng)的原理相同，但在不同的環(huán)境下，根據(jù)需求系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在很大的差異。各個(gè)院校根據(jù)自己的具體情況，在后端管理顯示部分選用不同的軟件平臺(tái)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)視頻圖像的區(qū)別化應(yīng)用管理。目前，視頻監(jiān)控在數(shù)字校園中主要有以下四種應(yīng)用。

2.1 安防監(jiān)控。近年來，出現(xiàn)了一些針對(duì)學(xué)生的暴力犯罪，校園的安全問題成了人們關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。很多學(xué)校啟動(dòng)安全校園工程，作為數(shù)字化校園的一部分，其重點(diǎn)就是建設(shè)全方位的校園監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握學(xué)校的動(dòng)態(tài)。安防功能是視頻監(jiān)控的最基本功能，也是應(yīng)用最廣泛的功能，通過攝像頭的威懾作用，可以預(yù)防針對(duì)校園的不法活動(dòng)。對(duì)于校園內(nèi)發(fā)生了的犯罪活動(dòng)，公安機(jī)關(guān)可以調(diào)取存儲(chǔ)在設(shè)備中的圖像資料，從而快速的偵破案件。

針對(duì)個(gè)別學(xué)校出現(xiàn)的學(xué)生流高峰時(shí)段發(fā)生意外，如踩踏事故，通過監(jiān)控，值班人員能夠很快發(fā)現(xiàn)問題，可以及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行疏導(dǎo)，避免意外發(fā)生，確保學(xué)生的安全。還有就是對(duì)于學(xué)生的管理，個(gè)別學(xué)生違反學(xué)校紀(jì)律，損害公物的問題，也可以視頻圖像及時(shí)發(fā)現(xiàn)并妥善處理，保存的圖像也可作為事后處理的依據(jù)。

2.2 電子監(jiān)考。電子監(jiān)考是視頻監(jiān)控在學(xué)校里的重要應(yīng)用，主要是通過安裝在教室里的攝像機(jī)，采集學(xué)生考試場(chǎng)景，監(jiān)考人員在監(jiān)控中心就可以掌握考場(chǎng)情況，對(duì)作弊的學(xué)生來說是一個(gè)震懾，也對(duì)考試作弊認(rèn)定提供證據(jù)。目前，全國范圍的考試，比如高考、研究生考試、英語四六級(jí)考試等，基本都在設(shè)有電子監(jiān)考的電子考場(chǎng)進(jìn)行，這有利于考試巡視監(jiān)督人員通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)查看考場(chǎng)狀況。

2.3 課件錄制。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的另一個(gè)重要應(yīng)用是進(jìn)行課件的錄制。利用安裝在教室后端的攝像機(jī)采集教師的授課圖像，利用教室前端的攝像機(jī)采集學(xué)生聽課的圖像，利用拾音器采集老師和學(xué)生的聲音，通過課件錄制軟件合成教師和學(xué)生的圖像以及聲音信息，完成課件的錄制。利用視頻監(jiān)控的課件錄制功能，可以把優(yōu)秀的課程錄制下來，保存到數(shù)字化校園的教學(xué)資源庫中，方便學(xué)生的復(fù)習(xí)。

2.4 遠(yuǎn)程教學(xué)觀摩和督導(dǎo)。利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的教學(xué)觀摩和督導(dǎo)。由于教室場(chǎng)地有限，參加現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)觀摩活動(dòng)的人員受到制約，通過視頻監(jiān)控，可將教師授課現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行直播，利用網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多人網(wǎng)絡(luò)同步觀摩。通過遠(yuǎn)程教學(xué)觀摩，讓其他教師學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)掌握教師授課動(dòng)態(tài)，甚至于學(xué)生家長可以觀摩學(xué)生上課情況。

教學(xué)督導(dǎo)的主要工作是監(jiān)督教師教學(xué)的全過程，確定教師的授課狀態(tài)，作為管理教師的依據(jù)。傳統(tǒng)的教學(xué)督導(dǎo)人員需要按照計(jì)劃到教室聽課，而且一般都至少要聽一節(jié)課，對(duì)于校區(qū)較大的學(xué)校來說，督導(dǎo)人員需要跑很多路程。利用監(jiān)控進(jìn)行遠(yuǎn)程督導(dǎo)，可以在辦公室里實(shí)時(shí)查看教師授課情況，而且時(shí)間不受限制，也不會(huì)影響教師的授課，可以極大提高督導(dǎo)的效率。

3 數(shù)字校園中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

視頻監(jiān)控在數(shù)字校園中應(yīng)用廣泛，各個(gè)院校都進(jìn)行了不同程度的建設(shè)。牽涉到視頻監(jiān)控的應(yīng)用比較復(fù)雜，如何有序地進(jìn)行建設(shè)，需要認(rèn)真謀劃，掌握以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)思路。

3.1 統(tǒng)一建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)硬件。監(jiān)控的不同應(yīng)用，對(duì)應(yīng)著學(xué)校的不同部門，很多學(xué)校由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，存在監(jiān)控重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象。為了節(jié)約資源，共用監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)備，是學(xué)校監(jiān)控建設(shè)的必然選擇。首先，摸清各個(gè)部門對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)硬件的需求，就高不就低。比如，錄制課件的攝像機(jī)一般要求比較高，需要高的清晰度，而視頻監(jiān)控則要求較低，能看清楚就可以，這種情況下，選用清晰度高的設(shè)備，各部門都能使用。其次，監(jiān)控設(shè)備盡量選用較成熟的產(chǎn)品，市場(chǎng)使用較多的型號(hào)，安裝方便，也有利于后期的維護(hù)。

3.2 監(jiān)控相關(guān)軟件統(tǒng)一到數(shù)字校園平臺(tái)下。針對(duì)利用監(jiān)控進(jìn)行的不同應(yīng)用，一般都要建立自己的系統(tǒng)，比如，保衛(wèi)部門的安防監(jiān)控系統(tǒng)，考務(wù)部門的電子監(jiān)考系統(tǒng)，教務(wù)部門的課程資源建設(shè)和遠(yuǎn)程教學(xué)觀摩等，這些應(yīng)用很難用一個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)，但可以分別建設(shè)，通過數(shù)字校園平臺(tái)整合統(tǒng)一?？梢宰鳛閿?shù)字校園上的組成分系統(tǒng)，也可以看作是數(shù)字校園平臺(tái)上的不同模塊。

不同應(yīng)用系統(tǒng)使用視頻監(jiān)控的時(shí)候，需要注意的是使用權(quán)限的分配，根據(jù)需要合理分配權(quán)限，確定優(yōu)先順序。比如，錄制課程的軟件使用教室的攝像機(jī)錄制課程的時(shí)候，為了確保錄制的課程效果，不允許其他人對(duì)該攝像機(jī)進(jìn)行操作，這需要在軟件設(shè)計(jì)時(shí)給予錄制課程的軟件高級(jí)別的使用優(yōu)先級(jí)，保證錄制課程的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)融合的產(chǎn)物，隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷得到發(fā)展，作為數(shù)字校園的重要組成部分，在學(xué)校的教學(xué)管理生活中發(fā)揮越來越大的作用，很多教學(xué)活動(dòng)都離不開視頻監(jiān)控的支持。為了有效并合理利用視頻監(jiān)控的建設(shè)資源，需要對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行全方位的分析，結(jié)合學(xué)校實(shí)際開發(fā)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控在數(shù)字校園的大環(huán)境中也必將繼續(xù)發(fā)揮更大的作用。

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作者簡(jiǎn)介：葉金嶺（1978-），男，河北滄縣人，講師，碩士，研究方向：信息管理與技術(shù)應(yīng)用；王青峰（1979-），男，河南平頂山人，講師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用；余波（1972-），男，陜西富平人，副教授，學(xué)士學(xué)位，研究方向：教育技術(shù)。

作者單位：軍事交通學(xué)院訓(xùn)練部信息管理中心，天津 300161