基于图像识别的校园教学大楼安全监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及校园教学大楼安全监控系统，尤其是涉及一种基于图像识别的校园教学大楼安全监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，校园信息化建设正以十分惊人的速度发展，对校园进行智能化管理是学校各级领导追求的一个目标，如何进一步提高校园安全防护能力，是摆在学校管理部门面前的一个难题，虽然安防系统已经广泛的应用于校园，但校园的治安防控系统主要是对各进出口通道进行严密防控，对某些突然事情的处理能力不足，特别是缺乏对安全事件的预防能力。
[0003]安防系统已经广泛的应用于校园，但校园安全事故还是频频发生。例如，学生之间的冲突事件、上下楼道拥挤压死学生事件等，特别是一些潜在的安全事故，假如能够有效预防，将极大的减少安全事故的发生，尤其对二楼以上的学生，由于靠近护栏，一旦发生冲突，极易发生意外，有时发生冲突，学生被挤在护栏上，虽大部分都能得到及时制止，没有发生安全事故，但是由于处于高层，对个别学生极易造成心理的上恐慌，很多弱势学生在受到伤害时，往往选择默不作声，并不主动告知教师和学校管理部门，这也进一步助长了部分强势学生的势头，一旦压抑的冲突爆发，往往后果较为严重，为了能够有效预防，需要及时发现冲突，需要有学生能够对及时发现的冲突事件进行报警，监控中心接到报警信号，进行记录并存储，并将报警信号及时发送管理部门。
[0004]上下楼道发生拥挤也是安全极易发生区域，此时不但有拥挤本身造成的伤害，还会有个别学生可能趁机发生冲突，特别在统一集体活动或者上下课时，当学生趁乱冲突时，受伤的往往不是冲突双方，而是一同下楼的其他学生，特别是女生，同时在心理上也会造成一定的伤害，此时需要及时记录相关视频，让个别学生心有顾虑，从而预防冲突事件的发生，同时为了及时解决上下楼道拥挤的问题，控制上下楼道的人流量就显得十分必要。
[0005]安防系统在上述危险区域，还不能达到有效预防和制止，特别是在上下楼道和护栏附近，使用起来很不方便，也不适合教育管理部门对楼道安全管理的需要，因此，急需一套能够有效制止在护栏附近发生的发生冲突事件和上下楼道拥挤事件的安全监控系统，能够给学生们创造一个安全美好的学习环境，针对以上情况，为解决上述问题，特提供一种新的技术方案。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的不足，本项发明的目的是:提供一种基于图像识别的校园教学大楼安全监控系统。包括监控中心模块、远程控制模块、视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警模块、传输网络模块，将监控中心模块通过传输网络模块与远程控制模块、视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警设备模块有机的集成在一起，形成学校教育管理部门对校园教学大楼构筑一种新型的教学大楼安全管理保障体系，保障学生在教学大楼的安全。
[0007]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种基于图像识别的校园教学大楼安全监控系统，包括监控中心模块、远程控制模块、视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警模块、传输网络模块，监控中心模块通过传输网络模块与远程控制模块、视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警设备模块相连，手动报警模块与报警模块相连，意外事件报警模块与视频监控模块相连，视频监控模块包括图像识别模块、显示模块、自动报警模块、存储模块。
[0008]监控中心模块用于实时监控和管理教学大楼，主要包括服务器，显示器，网络连接等各种硬件设备，用于连接各楼道中的视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警模块和远程控制模块，实现对学生的实时监控显示，当探测报警信号时，记录相关视频并同时触发声光报警设备进行声光报警。
[0009]远程控制模块包括视频信息查询模块，远程控制分别设置于学校的各个管理部门，方便学校管理。视频信息查询模块、主要面向学校管理人员进行的查询功能接口，方便他们查询特定时间或地点的视频监控情况。查询的方式可以是模糊查询和精确查询，对于查询的关键字选择，需要指向视频监控信息中的关键字段。查询方式可设置为单一查询和复式查询。
[0010]楼道中包括视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警模块四个模块。
[0011]视频监控模块连接监控中心，包括实时图像采集模块、图像存储模块、图像显示模块、图像数据处理模块、自动报警模块。
[0012]实时视频图像采集模块采用CCD摄像机并结合大恒DH-CG400视频图像采集卡来实现场景图像的实时采集，将模拟视频图像信号转化为数字视频信号通过计算机PCI接口传输至计算机内存或显存，满足本系统对于视频的实时采集要求。本系统是在大恒DH-CG400图像采集卡自带软件包的基础上进行程序的二次开发。DH-CG400图像采集卡是基于高性能PCI总线的高集成度低功耗视频图像采集卡，能将由CCD采集的彩色模拟视频信号通过采集卡的模数转换器、比例缩放、裁剪和色空变换等处理转换为数字图像信号传送到计算机内存实时存储，采集传输无需CPU参与便能稳定工作，不占用CPU的时间，支持图像的实时采集。
[0013]图像存储模块采用PC机硬盘作为视频图像的存储设备，存储模块包括意外事件报警存储区和楼道人流存储区，储存系统中视频图像的各种数据信息。
[0014]图像显示模块选择计算机显示器用于显示系统的视频图像，可将实时采集得到的场景视频图像以及检测跟踪等结果显示在显示器上。
[0015]图像数据处理模块利用微型计算机作为实现学生实时监控、人数统计分析和自动报警处理的硬件设备。
[0016]系统的软件方案包括图像的预处理模块、学生检测识别模块、学生人数统计模块、自动报警模块。利用Visual C++6.0软件基于PCI总线的DH-CG400大恒图像采集卡的应用接口函数进行二次开发，可以将经CCD摄像机获取通过采集卡转化成的数字图像，实现了对实时场景视频图像采集到屏幕、采集到内存、数据传递的控制和处理。
[0017]图像的预处理模块是图像处理的第一步，主要功能是数据格式的转化可以实现简化数据，降低运算量，抑制噪声的干扰，强化图像的某些细节，增强图像的质量，保证提取有效的图像特征的后续操作。
[0018]学生检测识别模块是智能监控系统的基础，也是最关键的一个模块，主要的功能是使用相应的人脸检测技术，检测场景中的变化区域，分割运动目标和背景，通过利用对人脸以及头部的形状、质心、颜色直方图、轮廓等特征的提取识别出学生。
[0019]学生人数统计模块是在识别学生的基础上，对图像中的学生人数进行实行统计，并将相应的人数进行显示。
[0020]自动报警模块是为了保证上下班楼道的效率和安全，设定一个处于楼道中人数的最大值，将实时统计的上下楼道的学生人数与最大值进行比较，当大于设定值时，启动自动报警模块，自动报警模块将信号发送给监控中心模块，监控中心模块将接到的报警信号发送给报警设备和远程控制模块，报警设备进行声光报警，通过相应楼道的报警设备对即将或者正在上下楼的学生进行提醒，监控中心记录相关视频。
[0021]手动报警模块包括两个开关，开关包括压力传感器，设置于手动报警模块与最近的报警设备直接相连。
[0022]意外事件报警模块包括两个开关，开关包括压力传感器，分别置于楼道拐弯处，且两个开关之间的角度为90°。
[0023]报警模块选择为声光报警设备进行声光报警。
[0024]采用上述技术方案后，本发明和现有技术相比所具有的优点是:
本校园教学大楼安全监控系统将监控中心模块、远程控制模块、视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警模块、传输网络模块有机的集成在一起，形成学校教育管理部门对校园教学大楼构筑一种新型的教学大楼安全管理保障体系，保障学生在教学大楼的安全。依托图像识别模块、手动报警模块、自动报警模块有效解决上下楼拥挤问题；依托意外事件报警模块有效解决护栏附近的安全问题。
【附图说明】
[0025]图1为本发明的框图示意图。
[0026]图2为上下楼道时的示意图。
[0027]图3为护栏附近的示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
[0029]实施例1，如图1所示。
[0030]一种基于图像识别的校园教学大楼安全监控系统，其特征在于:包括监控中心模块、远程控制模块、视频监控模块、手动报警模块、意外事件报警模块、报警模块、传输网络模块，监控中心模块通过传输网络模