一种考场监控系统的制作方法
一种考场监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及考场监控领域，具体涉及一种考场监控系统，通过监控摄像机、计算机视觉、计算机前端交互等相结合的技术，实现全局场景监控和局部特写监控相结合，降低了摄像机数量，同时确保对考场局部场景的高清晰度影像摄制要求。
【背景技术】
[0002]随着高清数字监控设备的普及，在考场中安装监控设备越来越流行，考场中的监控设备可以实时记录考试状况，从而快速处理考试过程中的各种突发紧急情况，另外对于考生作弊情况可以进行影像记录，为作弊行为的认定提供证据支持。
[0003]目前的考场监控系统，主要以枪型摄像机为主要监控设备。在这种监控系统中，根据考场的大小，在考场内分布若干个枪型摄像机，每个枪型摄像机负责监控某一区域，各枪型摄像机的朝向与焦距均在建设时调节准确，在监控系统建设完毕后不再调节。
[0004]同时现有的考场监控系统，需要根据考场的大小，配置数量不等的枪型摄像机。如果摄像机数量配置越多，则每个监控摄像机监控的区域较小，获取的影像越清晰，但是这增加了监控系统的投入成本。如果摄像机数量配置少，则监控系统的投入成本低，但是每个监控摄像机监控的区域比较大，影响了影像记录的清晰度。
[0005]因此现有技术中存在考场中摄像机数量与局部场景影像质量之间的两难问题。
【实用新型内容】
[0006]1、要解决的问题
[0007]针对现有技术中摄像机数量与局部场景影像质量之间的两难问题，本发明公开了一种考场监控系统，通过设计一套不同类型摄像机协同监控的考场监控系统，实现全局场景监控和局部特写监控相结合，降低了摄像机数量，同时确保对考场局部场景的高清晰度影像摄制要求。
[0008]2、技术方案
[0009]一种考场监控系统，包括局域网络、前端监控设备、后端监控中心；所述前端监控设备与后端监控中心通过局域网络连接。
[0010]所述局域网络包括交换机和网线。
[0011]所述前端监控设备，包括网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机。
[0012]所述前端监控设备设在考场内；每一个考场设置I台或者多台网络枪型摄像机和I台网络PTZ摄像机；所述网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机均与局域网络相连接。
[0013]所述后端监控中心包括存储设备、显示设备和控制设备。
[0014]所述存储设备、显示设备和控制设备均通过以太网接口与局域网络连接。
[0015]优选地，所述网络枪型摄像机为支持有线网络的枪型高清数字监控摄像机；且所述网络PTZ摄像机为支持有线网络的10倍以上光学变焦的高速球形PTZ监控摄像机。
[0016]本实用新型的监控过程是:前端监控设备和后端监控中心通过局域网络进行通信；由前端监控设备的网络枪型摄像机采集考场的全局场景视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；由前端监控设备的网络PTZ摄像机采集考场的局部特写视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；通过局域网络接收到的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机发送的视频图像，通过存储设备进行视频图像的存储同时通过显示设备进行视频图像的显示；由用户指定在全局场景视频中指定的局部场景的坐标信息在后端监控中心的控制设备设置后，通过控制设备计算出网络PTZ摄像机的设置参数，该设置参数由后端监控中心的控制设备发出并通过局域网络传送给网络PTZ摄像机；由后端监控中心的控制设备发出的设置参数由局域网络传送给前端监控设备的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机；通过局域网络接收到的控制设备发送的设置参数，由网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机设置后改变网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机的相关属性。
[0017]3、有益效果
[0018]本实用新型提供的一种考场监控系统，其有益效果在于:
[0019](I)本发明通过枪型网络摄像机和网络PTZ摄像机的联合监控，解决了摄像机数量与局部场景影像质量之间的两难问题，用较少的摄像机既可以获取全局场景的视频又可以获取局部高分辨率的特写视频。比如对于80人座位的考场，使用I台网络枪型摄像机可以监控全局场景，另外使用I台网络PTZ摄像机监控局部场景，即可达到传统方案需要2台以上枪型摄像机的效果。
[0020](2)本发明通过枪型网络摄像机和网络PTZ摄像机的协同控制，解决了考场任意局部位置的高清晰记录的难题。比如在考试过程中，监控值班人员在全局场景的监控视频中发现某考生有嫌疑，可以用鼠标在该视频中选中该考生所在位置区域，后端监控中心的控制设备自动根据该信息计算网络PTZ摄像机的调节参数，进而自动发送控制信息给网络PTZ摄像机，使得局部特写监控对准该考生后，获取高清晰的局部特写监控视频信息。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
[0022]1-网络枪型摄像机；2_网络PTZ摄像机；3_局域网络；4_存储设备；5-显不设备；6-控制设备；
[0023]图2为本实用新型操作控制的流程图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，一种考场监控系统包括前端监控设备，局域网络3和后端监控中心；前端监控设备与后端监控中心通过局域网络连接。所述局域网络包括交换机和网线。前端监控设备包含网络枪型摄像机I和网络PTZ摄像机2 ;所述前端监控设备设在考场内，每个考场布置一台网络枪型摄像机I和一台网络PTZ摄像机2 ;所述后端监控中心包含存储设备4、显不设备5和控制设备6 ;所述网络枪型摄像机1、网络PTZ摄像机2、存储设备4、显示设备5和控制设备6与所述局域网络连接。其中存储设备、显示设备和控制设备均通过以太网接口与局域网络连接。其中网络枪型摄像机为支持有线网络的枪型高清数字监控摄像机；网络PTZ摄像机为支持有线网络的10倍以上光学变焦的高速球形PTZ监控摄像机。
[0026]本实用新型的监控过程为:前端监 控设备和后端监控中心通过局域网络进行通信；由前端监控设备的网络枪型摄像机采集考场的全局场景视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；由前端监控设备的网络PTZ摄像机采集考场的局部特写视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；通过局域网络接收到的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机发送的视频图像，通过存储设备进行视频图像的存储同时通过显示设备进行视频图像的显示；由用户指定在全局场景视频中指定的局部场景的坐标信息在后端监控中心的控制设备设置后，通过控制设备计算出网络PTZ摄像机的设置参数，该设置参数由后端监控中心的控制设备发出并通过局域网络传送给网络PTZ摄像机；由后端监控中心的控制设备发出的设置参数由局域网络传送给前端监控设备的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机；通过局域网络接收到的控制设备发送的设置参数，由网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机设置后改变网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机的相关属性。
[0027]本实用新型的协同控制概念为:摄像机协同控制指根据网络枪型摄像机监控图像中的某个局部区域(用户指定)，控制设备的程序根据算法计算网络PTZ摄像机应该调整的Ρ、τ、ζ参数，从而实现将网络PTZ摄像机对准用户指定的局部场景，并获取局部特写监控视频。
[0028]本实用新型的监控摄像机协同控制操作流程为:后端监控中心值班人员通过全局场景监控视频发现需要对某局部场景进行放大显示与记录时，值班人员通过交互界面选择局部场景的范围，控制设备的内部程序通过该信息计算PTZ参数进而控制网络PTZ摄像机调整左右、上下位置及变焦倍数，从而将值班人员选择的局部场景区域通过网络PTZ摄像机摄取后传输到后端监控中心的显示设备上，并且将该视频信息存储记录。协同控制的流程如图2所不。
[0029]本实用新型的监控摄像机的设置方式为:网络枪型摄像机在安装调试时，需要确保该摄像机视野中包含考场全部场景，在实际运行过程中，该摄像机参数无需再设置；网络PTZ摄像机在安装调试时，需要确保该摄像机在考场内无观察死角；实际运行前，设置好若干个预置位，并按照预制位的顺序设置巡航路径。
[0030]本实用新型的网络PTZ摄像机的运行模式有两种:其一为自动巡航模式，即按照巡航路径上的预制位信息，每隔一段时间将摄像机参数设置为预置的PTZ参数，从而实现自动记录各个预制位下的局部特写监控。其二为指定监控模式，即由用户指定局部特写监控的场景范围，控制设备的内部程序计算PTZ参数，并将该参数设置于网络PTZ摄像机中。
[0031]本实用新型的协同控制原理为:将网络PTZ摄像机的图像视野调节为和网络枪型摄像机的视野相似的状态，并记录下当前P，T，Z的参数，定义此参数下的网络PTZ摄像机为初始状态下的网络PTZ摄像机。对网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机进行单应性矩阵H的求解。获取用户在全局场景监控视频中设置的局部特写监控视频区域的矩阵四个点的坐标值，以齐次坐标形式描述为(xl, yl, I)，(x2, y2, I)，(x3, y3, I)，(x4, y4, I)，分别记为Ml, M2, M3, M4。求取局部特写监控视频区域的坐标值在初始状态下的网络PTZ摄像机图像中的坐标。分别记为ml，m2, m3, m4。根据单应性矩阵的概念:ml = H*Ml，m2 = H*M2，m3 =H*M3，m4 = H*M4。求取ml，m2，m3，m4的最小外接矩形，该外接矩形需要满足其四条边分别与初始状态下的网络PTZ摄像机图像的四条边平行。记该外接矩形为R。由R和初始状态下的网络PTZ摄像机P、T、Z参数，可以由3D定位技术确定调整后的P、T、Z参数(现有技术，如在CN101873477A，CN103905792A中有介绍具体实现)。控制设备发送P、T、Z参数调整指令至网络PTZ摄像机，网络PTZ摄像机完成相应PTZ的调节动作，并传送视频信息至控制设备。
【主权项】
1.一种考场监控系统，包括局域网络(3)、前端监控设备、后端监控中心；所述前端监控设备与后端监控中心通过局域网络(3)连接；所述前端监控设备，包括网络枪型摄像机(I)和网络PTZ摄像机(2)，网络枪型摄像机⑴和网络PTZ摄像机⑵均与局域网络(3)相连接。2.根据权利要求1所述的考场监控系统，其特征在于，所述局域网络(3)包括交换机和网线。3.根据权利要求1所述的考场监控系统，其特征在于，所述前端监控设备设置在考场内；每一个考场设置至少I台以上网络枪型摄像机(I)和I台网络PTZ摄像机(2)。4.根据权利要求1所述的考场监控系统，其特征在于，所述后端监控中心包括存储设备(4)、显示设备(5)和控制设备(6)。5.根据权利要求4所述的考场监控系统，其特征在于，所述存储设备(4)、显示设备(5)和控制设备(6)均通过以太网接口与局域网络(3)连接。6.根据权利要求3所述的考场监控系统，其特征在于，所述网络枪型摄像机(I)为支持有线网络的枪型高清数字监控摄像机；所述网络PTZ摄像机(2)为支持有线网络的10倍以上光学变焦的高速球形PTZ监控摄像机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种考场监控系统，属于监控领域。其包括局域网络(3)、前端监控设备、后端监控中心；所述前端监控设备与后端监控中心通过局域网络连接；所述前端监控设备，包括网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机，网络枪型摄像机(1)和网络PTZ摄像机(2)均与局域网络相连接，每一个考场设置至少1台以上网络枪型摄像机和1台网络PTZ摄像机。本实用新型通过不同类型摄像机协同监控的考场监控系统，实现全局场景监控和局部特写监控相结合，降低了摄像机数量，同时确保对考场局部场景的高清晰度影像摄制要求。
【IPC分类】H04N7/18, H04N5/232
【公开号】CN204697218
【申请号】CN201520470835
【发明人】林忠, 杨庆, 黄陈蓉
【申请人】南京工程学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月2日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及考场监控领域，具体涉及一种考场监控系统，通过监控摄像机、计算机视觉、计算机前端交互等相结合的技术，实现全局场景监控和局部特写监控相结合，降低了摄像机数量，同时确保对考场局部场景的高清晰度影像摄制要求。
【背景技术】
[0002]随着高清数字监控设备的普及，在考场中安装监控设备越来越流行，考场中的监控设备可以实时记录考试状况，从而快速处理考试过程中的各种突发紧急情况，另外对于考生作弊情况可以进行影像记录，为作弊行为的认定提供证据支持。
[0003]目前的考场监控系统，主要以枪型摄像机为主要监控设备。在这种监控系统中，根据考场的大小，在考场内分布若干个枪型摄像机，每个枪型摄像机负责监控某一区域，各枪型摄像机的朝向与焦距均在建设时调节准确，在监控系统建设完毕后不再调节。
[0004]同时现有的考场监控系统，需要根据考场的大小，配置数量不等的枪型摄像机。如果摄像机数量配置越多，则每个监控摄像机监控的区域较小，获取的影像越清晰，但是这增加了监控系统的投入成本。如果摄像机数量配置少，则监控系统的投入成本低，但是每个监控摄像机监控的区域比较大，影响了影像记录的清晰度。
[0005]因此现有技术中存在考场中摄像机数量与局部场景影像质量之间的两难问题。
【实用新型内容】
[0006]1、要解决的问题
[0007]针对现有技术中摄像机数量与局部场景影像质量之间的两难问题，本发明公开了一种考场监控系统，通过设计一套不同类型摄像机协同监控的考场监控系统，实现全局场景监控和局部特写监控相结合，降低了摄像机数量，同时确保对考场局部场景的高清晰度影像摄制要求。
[0008]2、技术方案
[0009]一种考场监控系统，包括局域网络、前端监控设备、后端监控中心；所述前端监控设备与后端监控中心通过局域网络连接。
[0010]所述局域网络包括交换机和网线。
[0011]所述前端监控设备，包括网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机。
[0012]所述前端监控设备设在考场内；每一个考场设置I台或者多台网络枪型摄像机和I台网络PTZ摄像机；所述网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机均与局域网络相连接。
[0013]所述后端监控中心包括存储设备、显示设备和控制设备。
[0014]所述存储设备、显示设备和控制设备均通过以太网接口与局域网络连接。
[0015]优选地，所述网络枪型摄像机为支持有线网络的枪型高清数字监控摄像机；且所述网络PTZ摄像机为支持有线网络的10倍以上光学变焦的高速球形PTZ监控摄像机。
[0016]本实用新型的监控过程是:前端监控设备和后端监控中心通过局域网络进行通信；由前端监控设备的网络枪型摄像机采集考场的全局场景视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；由前端监控设备的网络PTZ摄像机采集考场的局部特写视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；通过局域网络接收到的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机发送的视频图像，通过存储设备进行视频图像的存储同时通过显示设备进行视频图像的显示；由用户指定在全局场景视频中指定的局部场景的坐标信息在后端监控中心的控制设备设置后，通过控制设备计算出网络PTZ摄像机的设置参数，该设置参数由后端监控中心的控制设备发出并通过局域网络传送给网络PTZ摄像机；由后端监控中心的控制设备发出的设置参数由局域网络传送给前端监控设备的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机；通过局域网络接收到的控制设备发送的设置参数，由网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机设置后改变网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机的相关属性。
[0017]3、有益效果
[0018]本实用新型提供的一种考场监控系统，其有益效果在于:
[0019](I)本发明通过枪型网络摄像机和网络PTZ摄像机的联合监控，解决了摄像机数量与局部场景影像质量之间的两难问题，用较少的摄像机既可以获取全局场景的视频又可以获取局部高分辨率的特写视频。比如对于80人座位的考场，使用I台网络枪型摄像机可以监控全局场景，另外使用I台网络PTZ摄像机监控局部场景，即可达到传统方案需要2台以上枪型摄像机的效果。
[0020](2)本发明通过枪型网络摄像机和网络PTZ摄像机的协同控制，解决了考场任意局部位置的高清晰记录的难题。比如在考试过程中，监控值班人员在全局场景的监控视频中发现某考生有嫌疑，可以用鼠标在该视频中选中该考生所在位置区域，后端监控中心的控制设备自动根据该信息计算网络PTZ摄像机的调节参数，进而自动发送控制信息给网络PTZ摄像机，使得局部特写监控对准该考生后，获取高清晰的局部特写监控视频信息。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
[0022]1-网络枪型摄像机；2_网络PTZ摄像机；3_局域网络；4_存储设备；5-显不设备；6-控制设备；
[0023]图2为本实用新型操作控制的流程图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]如图1所示，一种考场监控系统包括前端监控设备，局域网络3和后端监控中心；前端监控设备与后端监控中心通过局域网络连接。所述局域网络包括交换机和网线。前端监控设备包含网络枪型摄像机I和网络PTZ摄像机2 ;所述前端监控设备设在考场内，每个考场布置一台网络枪型摄像机I和一台网络PTZ摄像机2 ;所述后端监控中心包含存储设备4、显不设备5和控制设备6 ;所述网络枪型摄像机1、网络PTZ摄像机2、存储设备4、显示设备5和控制设备6与所述局域网络连接。其中存储设备、显示设备和控制设备均通过以太网接口与局域网络连接。其中网络枪型摄像机为支持有线网络的枪型高清数字监控摄像机；网络PTZ摄像机为支持有线网络的10倍以上光学变焦的高速球形PTZ监控摄像机。
[0026]本实用新型的监控过程为:前端监 控设备和后端监控中心通过局域网络进行通信；由前端监控设备的网络枪型摄像机采集考场的全局场景视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；由前端监控设备的网络PTZ摄像机采集考场的局部特写视频数据后由局域网络传送给后端监控中心的存储设备和显示设备；通过局域网络接收到的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机发送的视频图像，通过存储设备进行视频图像的存储同时通过显示设备进行视频图像的显示；由用户指定在全局场景视频中指定的局部场景的坐标信息在后端监控中心的控制设备设置后，通过控制设备计算出网络PTZ摄像机的设置参数，该设置参数由后端监控中心的控制设备发出并通过局域网络传送给网络PTZ摄像机；由后端监控中心的控制设备发出的设置参数由局域网络传送给前端监控设备的网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机；通过局域网络接收到的控制设备发送的设置参数，由网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机设置后改变网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机的相关属性。
[0027]本实用新型的协同控制概念为:摄像机协同控制指根据网络枪型摄像机监控图像中的某个局部区域(用户指定)，控制设备的程序根据算法计算网络PTZ摄像机应该调整的Ρ、τ、ζ参数，从而实现将网络PTZ摄像机对准用户指定的局部场景，并获取局部特写监控视频。
[0028]本实用新型的监控摄像机协同控制操作流程为:后端监控中心值班人员通过全局场景监控视频发现需要对某局部场景进行放大显示与记录时，值班人员通过交互界面选择局部场景的范围，控制设备的内部程序通过该信息计算PTZ参数进而控制网络PTZ摄像机调整左右、上下位置及变焦倍数，从而将值班人员选择的局部场景区域通过网络PTZ摄像机摄取后传输到后端监控中心的显示设备上，并且将该视频信息存储记录。协同控制的流程如图2所不。
[0029]本实用新型的监控摄像机的设置方式为:网络枪型摄像机在安装调试时，需要确保该摄像机视野中包含考场全部场景，在实际运行过程中，该摄像机参数无需再设置；网络PTZ摄像机在安装调试时，需要确保该摄像机在考场内无观察死角；实际运行前，设置好若干个预置位，并按照预制位的顺序设置巡航路径。
[0030]本实用新型的网络PTZ摄像机的运行模式有两种:其一为自动巡航模式，即按照巡航路径上的预制位信息，每隔一段时间将摄像机参数设置为预置的PTZ参数，从而实现自动记录各个预制位下的局部特写监控。其二为指定监控模式，即由用户指定局部特写监控的场景范围，控制设备的内部程序计算PTZ参数，并将该参数设置于网络PTZ摄像机中。
[0031]本实用新型的协同控制原理为:将网络PTZ摄像机的图像视野调节为和网络枪型摄像机的视野相似的状态，并记录下当前P，T，Z的参数，定义此参数下的网络PTZ摄像机为初始状态下的网络PTZ摄像机。对网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机进行单应性矩阵H的求解。获取用户在全局场景监控视频中设置的局部特写监控视频区域的矩阵四个点的坐标值，以齐次坐标形式描述为(xl, yl, I)，(x2, y2, I)，(x3, y3, I)，(x4, y4, I)，分别记为Ml, M2, M3, M4。求取局部特写监控视频区域的坐标值在初始状态下的网络PTZ摄像机图像中的坐标。分别记为ml，m2, m3, m4。根据单应性矩阵的概念:ml = H*Ml，m2 = H*M2，m3 =H*M3，m4 = H*M4。求取ml，m2，m3，m4的最小外接矩形，该外接矩形需要满足其四条边分别与初始状态下的网络PTZ摄像机图像的四条边平行。记该外接矩形为R。由R和初始状态下的网络PTZ摄像机P、T、Z参数，可以由3D定位技术确定调整后的P、T、Z参数(现有技术，如在CN101873477A，CN103905792A中有介绍具体实现)。控制设备发送P、T、Z参数调整指令至网络PTZ摄像机，网络PTZ摄像机完成相应PTZ的调节动作，并传送视频信息至控制设备。
【主权项】
1.一种考场监控系统，包括局域网络(3)、前端监控设备、后端监控中心；所述前端监控设备与后端监控中心通过局域网络(3)连接；所述前端监控设备，包括网络枪型摄像机(I)和网络PTZ摄像机(2)，网络枪型摄像机⑴和网络PTZ摄像机⑵均与局域网络(3)相连接。2.根据权利要求1所述的考场监控系统，其特征在于，所述局域网络(3)包括交换机和网线。3.根据权利要求1所述的考场监控系统，其特征在于，所述前端监控设备设置在考场内；每一个考场设置至少I台以上网络枪型摄像机(I)和I台网络PTZ摄像机(2)。4.根据权利要求1所述的考场监控系统，其特征在于，所述后端监控中心包括存储设备(4)、显示设备(5)和控制设备(6)。5.根据权利要求4所述的考场监控系统，其特征在于，所述存储设备(4)、显示设备(5)和控制设备(6)均通过以太网接口与局域网络(3)连接。6.根据权利要求3所述的考场监控系统，其特征在于，所述网络枪型摄像机(I)为支持有线网络的枪型高清数字监控摄像机；所述网络PTZ摄像机(2)为支持有线网络的10倍以上光学变焦的高速球形PTZ监控摄像机。
【专利摘要】本实用新型公开了一种考场监控系统，属于监控领域。其包括局域网络(3)、前端监控设备、后端监控中心；所述前端监控设备与后端监控中心通过局域网络连接；所述前端监控设备，包括网络枪型摄像机和网络PTZ摄像机，网络枪型摄像机(1)和网络PTZ摄像机(2)均与局域网络相连接，每一个考场设置至少1台以上网络枪型摄像机和1台网络PTZ摄像机。本实用新型通过不同类型摄像机协同监控的考场监控系统，实现全局场景监控和局部特写监控相结合，降低了摄像机数量，同时确保对考场局部场景的高清晰度影像摄制要求。
【IPC分类】H04N7/18, H04N5/232
【公开号】CN204697218
【申请号】CN201520470835
【发明人】林忠, 杨庆, 黄陈蓉
【申请人】南京工程学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月2日
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