考场智能视频监控系统

考场智能视频监控系统

一、 系统主要功能

考场智能视频监控系统应能高清晰地实时采集、压缩、传输与存储考场画面，并能对考场视频进行实时分析，及时发现可能有作弊行为的考生，向监考人员及时报警。具体来说，该系统的功能应包括：

1、实时、高清晰度地采集考场的全景画面，画面应能覆盖考场内每一个考生；

2、能实时存储每路监控视频。

3、能同时显示多路监控视频，对于报警画面能够回放显示。

4、考场考生人数自动统计。

5、依据考场规则对考场违规行为进行智能报警等。依据各省市考试院拟定的高考《考场规则》，我们把需要智能报警的考场违规行为归纳为：

z开考15分钟之后入场

z考试最后30分钟之前离场

z考试中交头接耳

z考试中左顾右盼

z考试中传递答案

z考试中传递试卷或答题纸

z考试中自行传递工具与用品

z考试中偷看他人答案

二、 系统主要构成

整个系统可采用三级级联架构：一级省考试中心、二级市县考试中心、三级考点。一级省考试中心是整个联网系统的核心，部署一级管理平台，拥有最高的管理和控制权限；二级市县考试中心部署二级管理平台，拥有本级下辖所有网点及监控资源的管理和控制权限；三级考点部署NVR （Network Video Recorder ，网络视频录像机），管理本网点监控资源。系统架构如图1所示。

图1中，IPNC 是指智能全景网络摄像机（Intelligent Panoramic Network Camera ，简称IPNC ）。每个考点的所有IPNC 通过网络连接到NVR ，一个或多个NVR 负责管理该考点的所有IPNC ，并把IPNC 采集压缩得到的视频存储起来，一级或二级管理平台可以实时地从NVR 得到IPNC 采集压缩得到的视频，也可以事后回放。远程监考人

图1 系统总体架构

员既可以在考点的NVR位置，也可以在二级或一级管理中心任意位置（只要网络可达），依据特定的权限，通过监控终端远程监视各考点。

这里，我们主要论述IPNC与NVR的功能与性能。

1、IPNC

为了节省系统总成本，每个考场尽量使用1台摄像机来采集现场视频。这就对摄像机的视角、分辨率、智能处理提出了很高的要求。

首先，摄像机的视角应达到接近150度以上，只有这样的视角，才能确保安置在教室前方的单台摄像机采集到整个教室的画面。而另一方面，视角达到150度以上时，摄像机得到的画面会有较大变形，摄像机内应具有合适的畸变校正功能，对摄像机画面进行畸变校正，得到正常的透视画面，如图2所示。

图2 畸变校正后的画面

其次，一台摄像机观察整个教室时，为使监考老师能监视每个考生的作弊行为，要求摄像机必须能采集高清画面（分辨率至少达到1280*720像素）。

最后，摄像机还必须能对视频进行智能处理。依据各省市考试院拟定的高考《考场规则》，我们按照智能处理的技术特点，把智能处理的功能具体化为：

z考生人数统计；

z开考15分钟之后入场告警（简称“迟到入场”告警）；

z考试最后30分钟之前离场告警；

z各类可疑行为。

z考场上可能是作弊的行为被我们称为可疑行为，按照高考《考场规则》，可疑行为包括考试中交头接耳、左顾右盼考试中传递答案、传递试卷或答题纸、自行传递工具与用品、偷看他人答案等。

IPNC应能对考场每个考生的可疑行为进行智能分析，不管考生是坐在前面、最后面、最侧面、还是中间座位。

IPNC的性能指标包括：

z摄像机视角150度以上；

z摄像机分辨率为1280*720像素以上，帧率每秒25帧以上；

z摄像机输出画面没有畸变；

z视频压缩标准：H.264、MPEG-4、M-JPEG；

z视频码率：64kbps~4Mbps；

z音频标准为G.711、ADPCM；

z摄像机能够实时进行智能处理，智能处理的功能包括：人数统计、提前离场告警、迟到入场告警、可疑行为告警等；

z可连续工作7*24小时以上；

z工作电压是直流12V。

2、NVR

网络视频录像机NVR依托于IP网络，连接网络摄像机IPNC，可实现集监控图像本地和远程浏览、录像和回放、报警联动与管理等功能于一体的全网络化监控解决方案。NVR的主要功能应包括：z可接入8台IPNC，并配合IPNC一起完成智能处理功能；

z负责管理与它连接的IPNC，包括IP地址设置与维护、色度/亮度调整、画面分辨率调整、压缩算法与压缩率调整等设置；

z支持8路来自IPNC的高清压缩视频实时存储在本地硬盘；

z支持8路高清视频实时解压回放；

z音频标准为G.711、ADPCM；

z音频码率为32kbps~64kbps；

z支持鼠标与控制键盘操作。

NVR的性能参数包括：

z前端接入IPNC数量：8；

z支持的视频分辨率：1280*720像素以上；

z录像回放能力：8路高清同步回放；

z视频标准：H.264、MPEG-4、M-JPEG；

z音频标准：G.711、ADPCM；

z音频码率：32kbps~64kbps；

z网络接口：1×100Base-TX/1000Base-T，RJ45接口；

z网络协议：TCP/IP、UDP、RTP/RTCP/RTSP、FTP、Telnet、NTP、HTTP、DHCP；

z连续工作时间7*24小时以上；

z工作电压：AC 100V～240V，50Hz/60Hz。

三、 系统安装与运行

这里主要说明IPNC与NVR的安装与运行。

1、IPNC

IPNC一般安装在教室正前方的中间位置的正上方。IPNC的朝向需要手工调整，以使其能够覆盖所有课桌。

安装固定好IPNC后，IPNC自动对考场进行初始化，判断出课桌的位置（1秒钟之内），这些位置信息将用于后续的智能视频分析。

然后，IPNC可以根据NVR设定的时间点，开始压缩传输视频，并自动进行智能分析，发现考场有违规行为，则通过网络向NVR发出告警信号。

2、NVR

NVR一般安装在考点集中监控室或上一级管理中心，IPNC与NVR之间通过网络连接，1台NVR最多可连接8台IPNC。NVR存储来自IPNC的视频，并提供一套软件，设置IPNC、回放视频、监