幼儿园、中小学安装监控摄像头为校园带来的作用
幼儿健康和成长不仅是众多家长所关心的焦点问题，同时也是国家教育体系中的重要的一环。但是在近来的一些幼儿园内虐童事件的曝光，如北京朝阳区红黄蓝幼儿园虐童事件，引发了社会对幼儿园安全监管的思考和讨论。要避免这类事件的发生，一个解决方法就是在校园内安装监控课堂等教学生活场所的监控摄像头，使家长们可以通过监控摄像机实时地查看教室中的情况。
目前国内高等院校普遍安装了校园监控摄像头，但是监控摄像机在中小学及幼儿园等校园内没有得到相对有效的利用。同时相当一部分校园内的监控摄像机主要被用于对校园道路和进出人员车辆的监控工作，覆盖的区域仅仅局限于校园道路和进出口，对于教室等学生教师们重要的教学生活场所缺乏摄像设备的监控。而对于有些在教室内安装了摄像设备的学校，因为对摄像设备的利用不足，导致摄像设备不能完全发挥其技术监管的功能，造成了浪费和监管的缺口。所以实现监控摄像机的智能化，使其在校园监控中发挥更大作用，提升摄像设备在校园安全监管的地位对于进一步保障校园环境和学生教师的身心健康有着重大意义。
本文主要基于以上问题，对校园监控摄像机的作用进行了具体分析，包括传统的校园交通秩序监控、可用于家长查看的课堂直播、分析学生听课状况以及考场防作弊等多项用途。并具体分析了为实现以上功能所带来的摄像设备技术挑战和相应的解决方法。同时，在文章的最后讨论了有关校园监控摄像机监控所带来的学生隐私保护问题以及对正常教学所可能带来的负面影响。
监控摄像头主要分布于校园的主要道路、进出口以及操场等区域，具体的功能为实时地向学校安保部门提供对校园情况的视频监控，如对校园内进出车辆进行识别和管理、掌握校园主干道的交通状况便于疏导上下课高峰时的拥堵以及监管校园公共场所的恶性事件等。这个功能已经相对比较成熟。
课堂直播是一种对校园监控摄像头使用上的创新，通过在教室安装监控摄像头，实时地将学生上课情况通过网络直播的方式展示给学生家长，使原本难以获取校园内课堂信息和教学进度、质量的家长们可以通过观看课堂直播的方式来获取相关信息，同时也有效地引入了家长对学校教学工作的监察以及保障学生，特别是幼儿，在课堂上免受不法侵犯。这类课堂直播也可以加强学校和家长之间的交流和沟通，为共同保障学生健康成长提供了一个有效的信息传输渠道。
教师在教室授课过程中，学生的反馈是影响其调整教学进度和教学方式的重要因素，所以观察学生的上课表情对于教师授课而言非常重要。但是有时因为上课学生人数较多，教师们难以做到在授课的同时去观察尽可能多的学生表情。
针对这个问题，可以利用人工智能技术，并通过结合安装在教室里的组合监控摄像头拍摄到的视频信息，捕捉上课同学们的面部表情和动作，然后对其进行大数据分析，最终计算出课堂实时考勤数据、学生课堂专注程度以及课堂学生反馈表情数据，并将结果反馈给教师，从而教师可以改进自己的教学方式。
在无人监考的考场上，防止作弊行为的主要责任就落在考场上的监控摄像机上。如果采用人工的方式监视和查找视频，不仅效率低下，还容易漏掉作弊行为。基于人工智能技术的智能视频监控技术，可以通过大量视频样本的学习，自动地识别学生的异常行为，从而极大地提高视频监控的效率。
现在视频信息基本都存储在硬盘中。硬盘是计算机必不可少的存储装置，主要分为机械硬盘和固态硬盘两种。由于视频信息会对硬盘进行反复读写的操作，导致硬盘的使用寿命大大缩短。一旦硬盘损坏，数据便会丢失不可恢复。
针对以上所述的硬盘存储缺陷，相应的解决方案就是利用云存储。云存储将监控视频备份在云服务器上，可以保证即便本地的硬盘损坏，仍然有办法从云端恢复视频数据。
在课堂直播以及上传视频信息到云端时，因为直播的视频数据量较为巨大，所以在保证视频直播的即时性和有效性的基础上，就必须占用大量带宽，这对校园网络的吞吐能力提出了较高的要求。所以在视频上传到云端前，必须对课堂直播的视频进行压缩处理，以降低对网络传输能力的较高要求，降低其成本。图像数据压缩是必要的、可能的，因为图像信号中存在大量冗余度，而人眼的识别能力是有限的，一定的失真人眼无法察觉。
人脸表情识别理论框架大致包括人脸检测、表情特征提取和表情识别三个部分。通常要进行人脸表情识别的视频或图像中不仅包含人脸，还包含其他干扰物体和背景区域。人脸检测主要通过分析人脸所特有的特征，然后从待检测的图像中搜索、判定可能存在的人脸区域，进一步计算确认如果确实存在人脸，则定位、分割出图像中人脸所在的区域，最后计算得出人脸的坐标位置等信息。人脸检出后，然后对人脸表情信息进行特征提取。
常用的表情分类方法有支持向量机（SupportVectorMachine，SVM）和深度学习的方法。SVM是统计学中常用于分类的一种方法，该方法具备特有的学习能力，可以有效地处理非线性、小样本和高维数据等问题。徐文晖等对此提出了可从连续的视频序列中识别表情的SVM分类器。但是在大样本的情况下，矩阵计算需要耗费大量的时间和运行内存，从而影响了整体的识别效率。
在校园内安装监控摄像头会引发人们对学生隐私保护的思考。同时很多网友们称直播班级情况的主意是“非常可怕”的。许多家长指出，它侵犯了孩子们利用个人空间的权利。而律师们认为，安装监控摄像机本身并不侵犯学生们的隐私权，但透露给家长和老师们密码则的确侵犯了学生的权利。 所以学校在校园内安装监控摄像机时，应该规范监控摄像机的安装地点和使用范畴。以及监控视频信息的保护，防止校园内的监控视频信息的外泄，保护好学生的合法权力。同时在安装监控摄像机时要告知学生及家长，取得他们的理解和支持，并做好摄像设备的保护措施，制定相关规章制度保护视频信息的安全和保证其用于学校教育的正当用途。
远程视频监控系统对课堂教学过程进行监控，并进行信息反馈，是提高课堂教学质量的一种有效手段。通过有效的教学质量监控体系运行，有助于学生自我约束，规范课堂学习行为，自觉学习；也有助于教师自觉规范自身的教学行为，不断改进教学方式方法，减少无效教学成分，提高课堂教学质量。同时，将多种课堂教学监控模式进行有机的结合，才能进一步提高课堂监控的成效。
综上所述，为保障校园，特别是幼儿园、中小学的校园安全和进一步提升教学质量，校园监控摄像机的安装是必要的，利用现代数字化、信息化和智能化技术可以为学生提供一个良好安全的校园环境，同时也为社会和相关监管部门提供了一个有效的监察手段，有利于促进教育事业的蓬勃发展。
同时，有关校园监控摄像头机智能化的相关技术的研究不仅可以用于校园内，其在其他安防领域同样拥有用武之地。相关智能监控摄像机技术在随着计算机视觉和深度学习等人工智能技术的发展将会在越来越多的领域发挥重要作用。