CN106162080A - 信息采集方法、智能感知摄像装置及智慧校园系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信息采集方法、智能感知摄像装置以及智慧校园系统，所述信息采集方法包括以下步骤：通过摄像装置获取视频信息；通过信号检测装置获取摄像装置所在环境的无线信号；将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据。本发明将视频信息与无线信号整合成结构化数据供管理系统与平台使用，通过解析结构化视频数据可得到视频信息以及与视频内容相关的人物身份信息，为智慧校园实现对师生的学习生活、教务执行和教学资源的管理提供了强大的数据支持。

Description

信息采集方法、智能感知摄像装置及智慧校园系统

技术领域

本发明涉及信息采集及处理领域，特别是涉及一种信息采集方法、装置以应用该方法或装置的智慧校园系统。

背景技术

智慧校园指的是以物联网为基础的智慧化的校园工作、学习和生活一体化环境，这个一体化环境以各种应用服务系统为载体，将教学、科研、管理和校园生活进行充分融合。但目前学校的智慧校园建设主要是基于视频监控系统，通过对视频的监控以及智能分析来实现，其偏重的还是平安校园的功能。智慧校园对于师生的学习生活、教务和教学资源的管理还缺少有效的数据支持以及进一步的数据分析，并且现有的智慧校园还缺乏和师生有效沟通的手段，智慧校园的建设覆盖面还有待拓宽。

而现有的教育管理系统，偏向于教务的管理，其与视频监控系统是两个相对独立的系统，二者之间数据没有交互与利用，视频监控系统对教育管理系统基本没有辅助作用。同时，由于缺乏相关数据采集、分析功能，在管理上存在较多的困难，例如：

1、对学生是否按时到课堂、按时会寝，是否签到代签等操行无法综合评价。学生在校生活轨迹和习惯无法掌握，缺少真实的评价依据，无法精确掌握学生情况。目前上述信息还是需要人工手动分析，工作量大。

2、教学活动情况无法实时掌握，缺乏教学质量评价的数据支撑。

3、教室利用率不均，无法实时了解非教学时段教室的真实利用率，缺乏教室调配的大数据。

4、教学计划发布单一，缺乏移动互联网+教学交互渠道。

5、无法从人的角度实时、全面掌握学校教学状态和学生动态。

发明内容

因此，本发明提供一种信息采集方法，用于解决现有智慧校园的实现主要基于视频监控，无法为实现师生的学习生活、教务和教学资源的管理提供足够的数据支持。

本发明是这样实现的：一种信息采集方法，包括以下步骤：

通过摄像装置获取视频信息；

通过信号检测装置获取摄像装置所在环境的无线信号；

将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据。

进一步的，所述步骤“将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据”包括步骤：

所述无线信号为智能移动终端发射的无线信号，获取无线信号中所包含的标识信息以及无线信号的强弱；

将视频信息与同时刻检测到的无线信号叠加，形成结构化视频数据，并将结构化视频数据压缩后传输至管理平台。

进一步的，所述智能移动终端的无线信号包括蓝牙信号和/或WIFI信号。

进一步的，所述信号检测装置设置于所述摄像装置内。

本发明还提供了一种智能感知摄像装置，包括：

摄像装置：用于获取视频信息；

信号检测装置：用于获取摄像装置所在环境的无线信号；以及

处理装置：用于将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据。

进一步的，所述摄像装置为高清网络摄像机，所述处理装置为高清网络摄像机中的CPU；所述信号检测装置设置于高清网络摄像机内，并通过串口或并口连接于所述CPU。

进一步的，所述信号检测装置所获取的无线信号为智能移动终端发射的无线信号，获取所述无线信号中所包含的标识信息以及无线信号的强弱；

所述CPU将视频信息与同时刻检测到的无线信号叠加，形成结构化视频数据，并将结构化视频数据压缩后传输至管理平台。

本发明还提供了一种智慧校园系统，包括管理平台和权利要求5至7任一 所述的智能感知摄像装置；

管理平台解析智能感知摄像装置所生成的结构化视频数据，得到视频信息和无线信号所包含的智能移动终端的标识信息以及携带对应智能移动终端的个人身份信息；以及将所述视频信息与个人身份信息应用于教务子系统中的教务管理。

进一步的，所述“将所述视频信息与个人身份信息应用于教务子系统中的教务管理”包括步骤：

根据所述视频信息与个人身份信息统计教学课程的到堂率和/或自习教室的利用率。

进一步的，还包括步骤：根据各智能感知摄像装置所生成的结构化视频数据中无线信号所包含的智能移动终端的标识信息以及无线信号的强弱，确认携带对应智能移动终端的人员的位置与移动轨迹。

进一步的，“将所述视频信息与个人身份信息应用于教务子系统中的教务管理”包括步骤：

通过智能感知摄像装置采集签到地点的结构化视频数据，根据结构化视频数据中所包含的标识信息，对应个人完成自动签到。

本发明的有益效果为：区别于现有技术，上述技术方案通过摄像装置获取视频信息以及获取摄像装置所在环境的无线信号，并将视频信息与无线信号整合成结构化数据供管理平台使用，通过解析结构化视频数据可得到视频信息以及与视频内容相关的人物身份信息，为智慧校园实现对师生的学习生活、教务执行和教学资源的管理提供了强大的数据支持。

附图说明

图1为本发明实施方式信息采集方法的流程图；

图2a为本发明一具体实施方式中结构化视频数据的示意图；

图2b为本发明一具体实施方式中结构化视频数据的示意图；

图3为一具体实施方式中智能感知摄像装置内部连接示意图；

图4为本发明实施方式智能感知摄像装置的模块框图；

图5为本发明实施方式智慧校园系统的模块框图。

标号说明：

10、摄像装置； 20、信号检测装置； 30、处理装置； 40、管理平台； 50、智能感知摄像装置； 60、移动终端； 100、镜头； 110、SENSOR(图像传感器)； 200、无线信号检测装置；300、SOC核心模块； 310、ISP图像处理模块； 320、视频分析模块； 330、外接接口控制模块；340、压缩传输模块； 410视频监控子系统； 420、教务子系统。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施方式首先提供了一种信息采集方法，该方法可运行在如图3所示的装置中。该信息采集方法包括如下步骤：

步骤S10、通过摄像装置获取视频信息。在某些实施方式中，所述摄像装置可以为高清网络摄像机，其中，所述视频信息包括静态的图片以及动态的视频流。

步骤S20、通过信号检测装置获取摄像装置所在环境的无线信号。所述信号检测装置是指能够感知并识别空间中存在的无线电磁波，尤其是用于识别智能手机等被人们随身携带的移动终端所产生的无线信号。在本实施方式中，信号检测装置设置于摄像装置内，用于检测的是移动手机的WIFI通讯信号。而在其他实施方式中，所述信号检测装置还可以是设置于摄像装置旁，信号检测装置除了用于获取移动手机的WIFI通讯信号外还获取手机的蓝牙信号或4G信号。上述WIFI通讯信号、蓝牙信号以4G信号中都包含了手机硬件或号码等标识信息，如WIFI通讯信号中包含了手机的MAC地址，蓝牙信号中包含了蓝牙设备的标识码，而4G信号中也包含了手机号码信息，这些标识信息都是独一无二的，通过这些标识信息可找到手机或手机号码所属的个人身份信息。

其中，步骤S10和S20的执行不分先后顺序，步骤S10在S20之前并不代表要在步骤S10执行之后才执行S20，在通常情况下，步骤S10在S20同时进行的。

而后在步骤S30中将所述步骤S10中获取的视频信息和步骤S20中所获取的无线信号整合成结构化视频数据。所述结构化视频数据是指视频信息中的视频内容与对应时刻所检测到的无线信号是一一对应的视频数据，并且结构化视频数据中的视频数据与无线信号是可拆分的。若某一时刻A只检测到一个无线信号a1，则无线信号a1与时刻A的视频数据对应；若时刻A所检测到的无线信号为a1、a2至an(n为正整数)，则无线信号为a1、a2至an均与时刻A的视频数据对应。其结构与电影视频数据中图面与字幕的对应关系相似。为了便于将视频信息与无线信号整合成结构化视频数据，在一实施方式中，分别在视频信息中和无线信号中增加了时间戳，在整合时将相同时间戳的视频信息与无线信号对应起来。

在步骤S20中，所述信号检测装置还用于检测无线信号的强弱。并在步骤S30中，将所检测到信号强弱值一并叠加至结构化视频数据中，并将所产生的结构化视频数据压缩成H.264/H.265码流，通过RTP协议传送给管理平台。在其他实施方式中，所述结构化视频数据还可通过其他常用的编解码标准压缩后传送给管理平台。根据无线信号的强弱可用于判断信号源与信号检测装置之间的大致距离，当同一无线信号同时在两个以上设备上探测到时，可根据无线信号的强弱，将该无线信号归属于信号强度最强的那个信号检测装置，从而确定其位置归属。而根据同一无线信号被不同信号检测装置检测到的时间点，以及该无线信号的信号强度的变化，可判断无线信号所对应的人员的大致移动轨迹。

这样通过将摄像装置获取视频信息以及信号检测装置获取的摄像装置所在环境的无线信号，整合成结构化视频数据供管理平台使用，管理平台通过解析结构化视频数据可得到视频信息以及与视频内容相关的人物身份信息，为智慧校园实现对师生的学习生活、教务管理和教学资源的管理提供了强大的数据支持。

在上述实施方式中，是将所述获取的视频信息与对应的无线信号直接叠加 整合成结构化视频数据传送给管理平台，无线信号以及视频信息的解析则是由管理平台根据需要进行。

而在一些实施方式中，其先从所获取的无线信号中解析出MAC地址或手机码号等标识信息，并对所获取的视频信息进行相应的处理，例如拌线、人员聚集、车牌识别等，将处理后的视频信息与所解析出来的标识信息相叠加整合成结构化视频数据，并进行压缩传送给管理平台。在这些实施方式中所产生的结构化视频数据在播放时，可直接在屏幕上显示对应时刻的MAC地址或手机码号等标识信息，或显示所述标识信息所对应的人员名称。如图2a和图2b所示，为该实施方式所生成的构化视频数据在播放时的示意图，其中的圆圈表示所视频图像中所的人物头像，在图2a中，将同时刻所述检测到的无线信号所对应的人名显示于视频图片的下方，而在图2b中，则根据人脸识别技术识别所检测到的人物头像，并将检测到的无线信号所对应的人名显示相应的人物头像旁。

请参阅图3，本发明一实施方式还提供了一种智能感知摄像装置，该装置包括了：

摄像装置10：用于获取视频信息，所述视频信息除了动态的视频流还包括了静态的图片信息。

信号检测装置20：用于获取摄像装置所在环境的无线信号，能够感知并识别空间中存在的无线电磁波，尤其是用于识别智能手机等被人们随身携带的移动终端所产生的无线信号。在本实施方式中，信号检测装置设置于摄像装置内，用于检测的是移动手机的WIFI通讯信号。而在其他实施方式中，所述信号检测装置还可以是设置于摄像装置旁，信号检测装置除了用于获取移动手机的WIFI通讯信号外还获取手机的蓝牙信号或4G信号。

处理装置30：用于将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据，所述结构化视频数据是指视频信息中的视频内容与对应时刻所检测到的无线信号是一一对应的视频数据，并且结构化视频数据中的视频数据与无线信号是可拆分的。

智能感知摄像装置所产生的结构化数据包括了视频信息以及与视频内容相关的人物身份信息，可供管理平台使用，为智慧校园实现对师生的学习生活、 教务管理和教学资源的管理提供强大的数据支持。

请参阅图4，在一实施方式中，所述智能感知摄像装置由一高清网络摄像机改进而得到，无线信号检测装置200即智能感应模块用于检测环境中存在的无线信号，其内置于高清网络摄像机内，高清网络摄像机包括了镜头100、图像传感器SENSOR110、和SOC核心模块300，SOC核心模块300包括了ISP图像处理模块310、外部接口控制模块330、视频分析处理模块320和压缩传输模块340；无线信号检测装置200通过外部接口控制模块330连接于摄像机的SOC核心模块300。

图像传感器SENSOR110用于将镜头采集的光信号转换成电信号，摄像机获取实时视频流，无线信号检测装置获取摄像机附近智能移动终端发射的无线信号(可以是射频信号)中所包含的MAC地址以及射频信号的强弱等信息；

SOC核心模块300通过对视频内容进行例如拌线、人员聚集、车牌识别等的分析，并与同时刻检测到的无线信号叠加，形成结构化视频数据，并压缩成H.264/H.265码流，通过RTP协议传送给管理平台。

请参阅图5，本发明一实施方式还提供了一种智慧校园系统，该智慧校园系统包括管理平台40以及多个上述实施方式中的智能感知摄像装置50。其中所述智能感知摄像装置50用于智慧校园系统中的视频监控子系统410采集视频数据，所述视频数据为包括无线信号的结构化视频数据。

管理平台的视频监控子系统410对智能感知摄像装置提供的视频流进行存储、查询回放以及解码显示等功能，并且管理平台解析所述结构化视频数据，得到视频信息以及对应的无线信号，以及根据视频信息和无线信号进行相应的智能联动操作，实现安防监控的功能，以及协同智慧校园中师生的学习生活、教务和教学资源的管理。

其中，管理平台中预存MAC地址和个人身份信息的一一对应表。通过解析无线信号所对应的智能移动终端的MAC地址，从而得到携带对应智能移动终端的个人身份信息；管理平台将所述结构化视频信息中的视频信息与个人身份信息应用于教务子系统420中，可实现课程到堂率和教室利用率统计，以及教师教学评分和学生行为轨迹分析等功能。

首先，管理平台预先录入在校人员移动终端60如手机、平板电脑或其它无线WIFI通信的MAC地址，以及MAC地址和人员信息形成对应关系。当学生和教师所携带着手机等移动终端60经过智能感知摄像装置50附近时，不仅会被摄像机获取视频信息，并且还会被获取到其手机的无线信号，无线信号包含手机的MAC地址以及信号的强弱信息。所获取的数据被实时传送给管理平台40，管理平台40根据不同智能感知摄像装置50所发送的数据可探测到相关人员所在位置以及大致的移动轨迹。

而管理平台40通过分布于教室、宿舍等地方的智能感知摄像装置50所发送的数据分析，对其中的无线信号所对应的人员身份信息进行统计可得到各教室和宿舍的在场人员名单，将所述在场人员名单导入至教务子系统420中的课程安排表中，与教务子系统中记录的应到课人员名单进行对比，即可得到各课程的到堂率。而通过分析各宿舍在晚上熄灯后的在场人员名单可对学生宿舍就寝率进行统计。同样，通过设置于各自习教室内的智能感知摄像装置所发送的数据，可知道各教室的利用率。

在一些实施方式中，还可在移动终端例如智能手机、平板电脑等安装与教务子系统对应的应用软件，移动终端通过上述智能感知摄像装置与管理平台对接，可实现多种功能包括：

自动签到：通过所述智能感知摄像装置采集手机发射的无线信号，并对信号的分析，获取其中MAC地址，结合管理平台中已录入的MAC地址和人员信息配对表，可实现手机携带者的身份识别，因此根据设置于如教室、图书馆、实验室、宿舍等需签到点名地点的智能感知摄像装置所生成的结构化视频数据即可完成自动签到。而对于需要反馈确认的应用，系统可以返回一个确认信息给手机APP。

学生在线评教：通过移动终端学生可在线及时完成老师的教学打分评价，形成可追溯的精细化历史大数据。

课程提醒，通过管理平台向移动终端发送包括所选课程的时间、地点、科目，订阅同学、教师的课程在内的提醒信息，可实现教务信息自动提醒功能。

教学日历同步，教学计划、考试通知的自动推送，实时更新。

师生交流互动：与教师、教务、学生在线及时交流、提问交流、随堂答题。

教师使用的手机应用程序和智能感知摄像装置以及管理平台对接，可以实现到课率统计、课程提醒、教学日历同步、师生交流互动、教学通知发布等功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

本领域内的技术人员应明白，上述各实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。这些实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。上述各实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。所述计算机设备，包括但不限于：个人计算机、服务器、通用计算机、专用计算机、网络设备、嵌入式设备、可编程设备、智能移动终端、智能家居设备、穿戴式智能设备、车载智能设备等；所述的存储介质，包括但不限于：RAM、ROM、磁碟、磁带、光盘、闪存、U盘、移动硬盘、存储卡、记忆棒、网络服务器存储、网络云存储等。

上述各实施例是参照根据实施例所述的方法、设备(系统)、和计算机程序产 品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到计算机设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机设备以特定方式工作的计算机设备可读存储器中，使得存储在该计算机设备可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机设备上，使得在计算机设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (11)

1.一种信息采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过摄像装置获取视频信息；

通过信号检测装置获取摄像装置所在环境的无线信号；

将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据。

2.根据权利要求1所述的信息采集方法，其特征在于，所述步骤“将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据”包括步骤：

所述无线信号为智能移动终端发射的无线信号，获取无线信号中所包含的标识信息以及无线信号的强弱；

将视频信息与同时刻检测到的无线信号叠加，形成结构化视频数据，并将结构化视频数据压缩后传输至管理平台。

3.根据权利要求2所述的信息采集方法，其特征在于，所述智能移动终端的无线信号包括蓝牙信号和/或WIFI信号。

4.根据权利要求1所述的信息采集方法，所述信号检测装置设置于所述摄像装置内。

5.一种智能感知摄像装置，其特征在于，包括：

摄像装置：用于获取视频信息；

信号检测装置：用于获取摄像装置所在环境的无线信号；以及

处理装置：用于将所述视频信息与无线信号进行整合，形成结构化视频数据。

6.根据权利要求5所述的智能感知摄像装置，其特征在于，所述摄像装置为高清网络摄像机，所述处理装置为高清网络摄像机中的CPU；所述信号检测装置设置于高清网络摄像机内，并通过串口或并口连接于所述CPU。

7.根据权利要求6所述的智能感知摄像装置，其特征在于，所述信号检测装置所获取的无线信号为智能移动终端发射的无线信号，获取所述无线信号中所包含的标识信息以及无线信号的强弱；

所述CPU将视频信息与同时刻检测到的无线信号叠加，形成结构化视频数据，并将结构化视频数据压缩后传输至管理平台。

8.一种智慧校园系统，其特征在于，包括管理平台和权利要求5至7任一所述的智能感知摄像装置；

管理平台解析智能感知摄像装置所生成的结构化视频数据，得到视频信息和无线信号所包含的智能移动终端的标识信息以及携带对应智能移动终端的个人身份信息；以及

将所述视频信息与个人身份信息应用于教务子系统中的教务管理。

9.根据权利要求8所述的智慧校园系统，其特征在于，所述“将所述视频信息与个人身份信息应用于教务子系统中的教务管理”包括步骤：

根据所述视频信息与个人身份信息统计教学课程的到堂率和/或自习教室的利用率。

10.根据权利要求8所述的智慧校园系统，其特征在于，还包括步骤：

根据各智能感知摄像装置所生成的结构化视频数据中无线信号所包含的智能移动终端的标识信息以及无线信号的强弱，确认携带对应智能移动终端的人员的位置与移动轨迹。

11.根据权利要求8所述的智慧校园系统，其特征在于，所述“将所述视频信息与个人身份信息应用于教务子系统中的教务管理”包括步骤：

通过智能感知摄像装置采集签到地点的结构化视频数据，根据结构化视频数据中所包含的标识信息，对应个人完成自动签到。