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基于视频监控的教室人数统计方法研究
摘要
本文针对教室人数统计问题，提出了一种基于视频监控的方法。本方法通过实时监控教室内的人数变化情况，利用图像处理算法进行人数识别，通过计算当前时刻教室内的学生人数，实现精确的教室人数统计。实验表明，本方法可以快速准确地统计教室内的人数，且具有较高稳定性和精确性，为学校管理提供了有效支持。
关键词：监控系统；人数统计；图像处理；教室管理
Abstract
Inthispaper,weproposeamethodforclassroompopulationcountingbasedonvideosurveillance.Thismethodmonitorsthechangesinthenumberofpeopleintheclassroominrealtime,usesimageprocessingalgorithmsforcounting,andcountsthenumberofstudentsintheclassroomaccuratelyatthecurrenttime.Theexperimentshowsthatthemethodcancountthenumberofpeopleintheclassroomquicklyandaccurately,withhighstabilityandaccuracy,whichprovideeffectivesupportforschoolmanagement.
Keywords:Monitoringsystem;PopulationStatistics;Imageprocessing;Classroommanagement
1引言
随着信息化技术的不断发展，学校管理日益向数字化、信息化转变。对于教室管理而言，如何有效地统计每堂课教室内的学生人数，并及时反馈给校方，便是一个亟待解决的问题。传统的教室人数统计方法多采用人工清点的方式，工作量大且出现误差的概率较大。针对这一问题，本文提出了一种基于视频监控的教室人数统计方法。
2相关工作
目前，已有不少研究者针对教室人数统计问题进行了探讨。这些研究可分为两类：一类是采用传感器反馈数据的方法，例如红外线传感器、超声波传感器等，基于这些传感器获得的数据进行人数统计。另一类是基于视频监控的方法，通过分析监控画面中的人体特征，使用计算机算法进行人数统计[1]。
但传感器数据容易受到环境因素的干扰，而且无法获得有关学生位置分布的信息。因此视频监控以其不易受到环境影响，且可获得大量学生位置信息等优点，成为了近年来研究者探讨的主要方向。
3教室人数统计方法
3.1系统结构
本文提出的基于视频监控的教室人数统计方法包含两部分，分别为监控系统和人数统计算法（见图1）。监控系统主要负责实时监视教室内情况，并通过网络将监控视频传输到计算机端进行人数统计。人数统计算法主要负责从视频中识别出教室内的学生数量。
图1监控系统和人数统计算法结构图
3.2监控系统
监控系统主要由摄像头、视频传输设备及监视服务器等组成。摄像头必须放置在教室角度较佳的位置，可全方位的拍摄整个教室。视频传输设备主要负责将摄像头拍摄到的视频数据传输到监视服务器。此外，监视服务器还包含实时监控控制软件和数据库。
3.3人数统计算法
人数统计算法主要由两部分组成：人体检测和人数识别。人体检测主要是通过图像处理技术识别出监测画面中的人体，并对人体进行提取。提取出人体后，通过轮廓分析和形状匹配等两种算法分析视频中人体的形态、大小和位置情况。人数识别则是在人体提取的基础上，根据提取出的人体特征，采用分类算法辨别出教室内人数。
3.4算法流程
算法的流程如图2所示。
图2算法流程图
（1）图像采集：使用摄像机采集教室内的图像信息，并进行预处理工作。
（2）人体检测：对采集到的图像进行人体特征提取，包括颜色特征、轮廓特征、纹理特征等。
（3）特征提取：根据人体特征，对人体进行分类、定位和提取等操作，提取出人体的轮廓信息。
（4）人数统计：基于提取出的人体信息，通过统计学算法进行人数的计算。
4实验结果
为验证本文所提出的方法的准确性，在本文的实验中，选取多个教室场景，进行视频监控并实施人数统计。统计结果如下：
表1实验结果
从表1中，可以看出本文提出的基于视频监控的教室人数统计方法确能够正确计算出教室内的人数，并且相对于其它方法，能够减少一定的误差。
5结论
本文提出了一种基于视频监控的教室人数统计方法，通过实现对教室监