技术领域本发明涉及电子信息领域，具体涉及一种影院上座率监测和偷漏票分析系统。
背景技术：
影院上座率监测和偷漏票，目前是影院面临的两大难题，为了解决上述难题，往往需要耗费好大的人力、物力和才力。中国电影科学技术研究所张鑫、高五峰、王萃等的“基于智能视频分析的影院观影人数准确统计系统研究和实践”(《现代电影技术》)方案中，采用摄像机对观众席区域观众摄影后再进行模式识别，获取座位占用状态，从而实现对观影人数统计系统。通过多时间片融合分析，确保人数统计准确可靠；采用虚焦摄影与图像加密相结合的方式，保障观众隐私安全；能对视频状态和质量自动判别监控，避免监控设备的恶意损坏；使用人眼不能感知的红外光源补偿，以试图解决影院内拍摄背景光不足而导致视频图像难以识别的问题。上述方案存在如下缺点：(1)纷乱的影厅，影响模式识别的精度，从而影响统计的准确度，包括放映期间观众进出座位时造成的人形重叠、座位放置的提包和衣物等，都将影响识别的精度。该方案中，采用多个修正算法，理想情况下，可以达到98％；(2)大影厅或者结构稍微复杂的影厅，需要部署多台摄像机，其各自监测的区域范围均有重叠，设别并去除重复的影像将很大程度上影响统计的精确度。因此，该方案需要针对不同的影厅环境，进行定制性的设置、标定、场地检查、准备和安装，导致部署效率低；(3)大量“无用”图像的存储，导致需要影厅购置海量存储器、远程传输的带宽性能等问题；(4)影厅在放映电影时，室内的光线环境昏暗，摄像机无法对观众区域有效成像，需要加装特殊照明装置。普通照明装置会被人眼感知，影响观众的观影效果，因此选择可被摄像机感光，却无法被人眼感知的大功率近红外波段照明装置，实现现场监控照明。而对距离摄象机以及大功率近红外波段照明装置较远的区域，摄像机将很难识别那里的图像。而尤其在红外照明照明装置被恶意遮挡时，摄像机的图像基本不能用于图像识别处理的源数据；(5)图像拍摄的隐私问题，无论采用怎样的加密技术，观众(尤其是“情侣”观众等)总是会留下心理负担。另外，电影票房统计装置及其票房数据统计方法和系统(专利申请号：201410693675.9)，该方案包括传感器模块、数据采集电路模块、数据统计模块该方案为了实现对座位是否被有效占用。该方案的传感器是同时采用了3个传感器，即主动式红外传感器、压力传感器、温度传感器，并对上述3个传感器分别设有计时器，当红外检测有效、压力检测有效、温度检测有效、或者红外、压力、温度三种条件均有检测数据时有效时，在持续预设时间后，向数据统计模块反馈采集数据；由数据统计模块对数据采集模块采集的数据进行分析处理，统计每场电影实际的观众数量。该专利申请中说明，每一个座位都安装多个传感器，但没有说明这些传感器与数据统计装置之间采用怎样的连接方式，从所提交的原理图上看，是有线的、电线直连方式。该方案从整体上看，主要采用传统的硬件电路实现检测，没有采用业界的通讯接口标准，也没有说明如何实现与现行影院管理系统的融合或其他装置集成。上述方案存在如下缺点：1)每个座位都有自己各自统计模块，而没有关于如何实现统计模块之间的连接，这将导致无法对全部的影厅座位占用情况进行数据采集，无法实现全影院的统计分析；或者各座位的传感器分别连接到公用的统计模块，而其间的连接线路将很多，将导致实施部署的效率下降。2)这些传感器安装到座椅上，将导致座椅进行大幅度的改造，包括与座垫、靠背等的改造；还因为本系统较复杂的电路及其传感器信号的运算，将导致供电成为较大的问题—电池供电，将导致频繁的更换电池；而市电供电，将导致大量的座椅区域大规模的电路改造。3)该方案从整体上看，主要采用传统的硬件电路实现检测，没有采用业界的通讯接口标准，也没有说明如何实现与现行影院管理系统的融合或其他装置集成，因此其扩充性和集成能力都有很大的限制。再者，上述这两个方案，其探测装置，均需要持续供电才能工作，上述这两个方案，均没有涉及到深度的数据分析，包括与观众观影行为的大数据分析、上座率趋势分析、偷漏票分析等。通过上述分析，现有的影院上座率监测系统存在如下问题：(1)座位占用传感器装置的快速高效部署，即传感装置易于安装并对现有影院座椅基本不做改造；(2)座位占用探测对影院环境、座椅等条件的无关性:即无论什么样结构的影院、也无论其内部的辅助照明、供电、通信缆线管路等的情况怎样，都不影响传感器系统的安装；(3)座位占用的精准探测，而不是采用软件和算法进行模糊判断或补偿；(4)传感器及其无线数据传输装置的休眠、低功耗及其供电；(5)座位占用系统的防拆、防盗；(6)标准的通信协议和数据接口，以使得更大程度上融合现代影院和院线的管理系统；(7)观众和观影、院线、影院等数据的积累和不同测度、不同维度的深度分析；(8)观众观影行为的隐私问题。
技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，从而提供一种影院上座率监测和偷漏票分析系统。为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种影院上座率监测和偷漏票分析系统，所述影院上座率监测和偷漏票分析系统包括:座位开关软垫,所述座位开关软垫可拆卸地安置在座椅的座套内；无限发射器,所述无限发射器与座位开关软垫通过线路连接；监测网关,所述监测网关与无限发射器无线连接；云端分析服务器,所述云端分析服务器与监测网关通信连接。在本发明的一个优选实施例中，所述无限发射器包括一壳体，壳体内部设有CPU、辅助电路和射频电路，壳体一侧设有433Mhz内置天线和315Mhz内置天线，所述壳体另一侧设有第一接线端子和第二接线端子，所述第一接线端子连接座位开关软垫两端，第一接线端子用于将座位占用信息发送给监测网关，第二接线端子将传感器垫或无线发射器被拆除的信息发送给监测网关。在本发明的一个优选实施例中，所述座位开关软垫由两层高柔性铜质弹片制成,两层高柔性铜质弹片之间为多孔海绵，高柔性铜质弹片与第二接线端子配合连接，当有人坐下时，将压缩多孔海绵，两层高柔性铜质弹片接触与第二接线端子形成闭合，无限发射器对监测网关发送座位被占用信号，当有人离开座位时，多孔海绵将两层高柔性铜质弹片分离，高柔性铜质弹片与第二接线端子断开，无限发射器对监测网关发送座位无人使用的信号。在本发明的一个优选实施例中，所述壳体上还设有防拆弹簧。在本发明的一个优选实施例中，所述座位开关软垫周围绕有第一线段、第二线段和第三线段，所述座位开关软垫上还连接有两个外延线，每个外延线连接一插头，第一线段、第二线段和第三线段与两个外延线形成通路。在本发明的一个优选实施例中，所述监测网关上设有标准的WiFi和Ethernet连接接口。在本发明的一个优选实施例中，所述云端分析服务器内设有数据采集和座位占用数据库管理模块、座位占用数统计和上座率统计模块、历史上座率和偷票分析模块、院线和影院影厅基础数据存储模块和后台展现模块。本发明的有益效果是：(1)识别精度高—本申请提案采用的是开关软垫(触发的压力负载可调)，将准确探知座位是否被占用，何时占用以及何时起身；(2)传感器的部署与影院结构、照明情况以及大小无关—本申请提案，设备的安装维护，仅仅与座椅有关。所涉及到的传感器装置是直接铺设于座椅座套内，不需要外界供电和通信线路，对影院的影响最小；(3)数据存储容量和效率—本申请提案，每一个座位每次产生的座位占用数据仅为50字节，每个观众在每场的“起/坐”次数10次—即每场每个观众产生至多50字节x2起/坐动作x10次＝1000即1K字节)；按照每个影厅200个座位，每天放映10场且上座率100％计算，其每天产生的数据量也仅为2M(＝1K字节x200x10)，每年所需的总容量至多在1GB以内/影厅，因此，本申请提案对存储空间以及传输带宽的要求都很低。(而现有技术一中，即使130万像素的高清视频图像，其码流4Mbit/s，则每分钟容量都要在30Mb左右,即便是采用一个摄像机，每年的数据存储需要约10TB级的存储空间)；(4)传感垫采用的非视频手段，无隐私担忧；(5)功耗：开关软垫无需供电，而无线发射器也仅在有起/坐动作时，才触发，其余时间处于休眠状态；由此本申请提案可用电池长期供电，电池寿命超过2年；(6)安装和维护：开关软垫简单地填赛到影院座椅的座套下即可，无线发射器用固定螺栓或者强力双面胶固定在座椅腿上，安装维护均简单，可实现快速、高效率的部署；无需对影院的供电、地面管路、座椅等进行任何的改造；(7)多种手段的防拆和防剪线措施：由于本系统其中一个主要功能，是面向票房及其上座率监测，同时也是是面向漏票逃票监测的系统，通常影院和影厅内的某些管理人员是不予配合的。因此，本系统特别设计了防止剪线和防拆功能，包括座垫本身内置的闭合防剪线路、外部闭合防剪线路、无线发射器防拆弹簧等。一旦传感垫与发射器间连线被剪断或者无线发射器被挪动、包括卸掉电池等，都将引起相关座位发送告警信息到后台的云中心分析系统。(8)后台数据分析：功能丰富的分析模块，包括影片吸引力指数、不同条件下的观影数据分析、趋势分析等，均是其他技术提案所必具备的。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明的结构示意图；图2为座位开关软垫与无限发射器的连接示意图；图3为云端分析服务器的内部结构示意图。具体实施方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。参见图1，本发明提供的影院上座率监测和偷漏票分析系统，其包括座位开关软垫100、无限发射器200、监测网关300和云端分析服务器400。座位开关软垫100，其为一方形垫子，可拆卸地设置在座椅的座套内，其无需供电，仅起一个开关的作用；对观众无任何影响，可以快速安装，无需改造座椅。因此没有辅助改造问题，也不对观众观影过程产生影响。座位开关软垫100为一探针，通过线路与无限发射器200连接。座位开关软垫100在观众落座时，将“闭合”信号传递给所连接的无线发射器200，而当观众起立时将“开路”信号传递给所连接的无线发射器200；无线发射器200将“闭合”(观众落座)、“开路”(观众离座)信息，连同座位开关软垫100的编号(也即无线发射器编码-实际与座位号形成一一对应关系)实时发送到监测网关300。无限发射器200，其用于将座位开关软垫100发送来的信号发送给监测网关300，其通过螺栓固定在座椅的座腿上。参见图1和图2，无限发射器200具体包括一壳体210，壳体内部设有CPU220、辅助电路290和射频电路230，壳体一侧设有433Mhz内置天线240和315Mhz内置天线250，所述壳体210另一侧设有第一接线端子260和第二接线端子270。无限发射器200是一个“双频、双通道”装置，采用不同频段(433Mhz,315Mhz)分别传输不同用途的信号，目的是为了减少过多无线发射器集中在同一个区域所可能造成的冲突。第一接线端子260连接座位开关软垫两端，第一接线端子260用于将座位占用信息发送给监测网关300，第二接线端子270将传感器垫或无线发射器被拆除的信息发送给监测网关300。而传感垫或无线发射器被拆除信息又分为2种情形，一个是剪断发射器与软垫之间连线的告警，另一个是对拆除本发射器进行告警，这些告警信息都要发送到网关，监控中心将随时知晓哪一个影院的哪个影厅的具体座位，其探测装置被拆除或被剪线。在壳体210上还设有防拆弹簧280，安装好的无线发射器200，一旦固定螺丝被松开，弹簧下的按钮复位，则产生告警信号。为了与无限发射器200配合，座位开关软垫100由两层高柔性铜质弹片制成,两层高柔性铜质弹片之间为多孔海绵，高柔性铜质弹片与第二接线端子270配合连接，当有人坐下时，将压缩多孔海绵，两层高柔性铜质弹片接触与第二接线端子形成闭合，无限发射器对监测网关发送座位被占用信号，当有人离开座位时，多孔海绵将两层高柔性铜质弹片分离，高柔性铜质弹片与第二接线端子270断开，无限发射器200对监测网关300发送座位无人使用的信号。由于,采用上述结构,使得通过调整内部填充的多空海面的孔径、海绵厚度以及面料的硬度，可以使之在小于指定负载条件下不被触发(如座位上放置提包、衣服等，开关软垫不会被触发),这样可大大提高统计精度。座位开关软垫100周围绕有第一线段110、第二线段120和第三线段130，座位开关软垫100上还连接有两个外延线140，每个外延线连接一插头150，第一线段110、第二线段120和第三线段130与两个外延线140形成通路。无线发射器200具体采用纽扣电池供电，且仅仅在座位开关软垫100出现“闭合”、“开路”的瞬间，才发送信息，其余时间，均处于休眠状态，该电池寿命大于2年。无线发射器200提供低电提醒功能，即无线发射器在其抽样检测到低电状态时，将状态码及本无线发射器的编码发送到网关。另外，由于座位开关软垫100与无线发射器200之间采集的信息仅为“坐下”和“起立”，因此避免了视频识别技术中的隐私问题。参见图1，监测网关300，其是用于实现对本影厅内所有座位开关软垫100的占用信息，并通过互联网发送到云端分析服务器400。监测网关300还可接收各传感器关联的无线发射器200的低电提示信息，便于及时更换电池。监测网关300还可接收各座位开关软垫100被拆卸、被剪线告警信息。监测网关300还用于注册、存储和识别各个无线发射器200的编码。在监测网关300上还有标准的WiFi和Ethernet连接接口，便于通信连接。云端分析服务器400，其是用于接受监测网关300发送来的信息，并对信息进行存储、统计和分析。参见图3，云端分析服务器400内部设有数据采集和座位占用数据库管理模块410、座位占用数统计和上座率统计模块420、历史上座率和偷票分析模块430、院线和影院影厅基础数据存储模块440和后台展现模块450。数据采集和座位占用数据库管理模块410，其可不断接收从众多影院、影厅的监测网关300转发的数据，并以影院+影厅+座位号为关键字建立座位是否被占用的原始数据库，存储座位是否被占用的信息，包括：影院名(编号)影厅名(编号)场次和开映时间(形成场次编号)本场放映时长日期座位号监测网关号无线发射器识别码(ID)座位占用识别符(占用-Y,空闲-N)单次占用开始时间(ST)单次占用结束时间(ET)占用时长(OT)座起频率(LF)本场本座位到达时间(AT)本场本座位散场离座时间(LT)。座位占用数统计和上座率统计模块420，其可统计单个座位的观影行为数据记录表，其统计数据包括：影院名(编号)影厅名(编号)场次和开映时间(形成场次编号)本场放映时长日期座位号监测网关号无线发射器识别码(ID)座位占用识别符(占用-Y,空闲-N)单次占用开始时间(ST)—初始值为“空”，占用时则填写具体时间；单次占用结束时间(ET)初始值为“空”，离座时则填写具体时间；单次占用时长(OT)—初始直为0；若占用，则OT＝ET-ST或者OT＝当前时间-ST；观影总时长(TOT)—上述各观影时间片(OT)之和座起频率(LF)—从首次到达，中间离座次数之和；本场本座位到达时间(AT)；本场本座位散场离座时间(LT)。座位占用数统计和上座率统计模块420也可建立关于影厅的座位占用数量和上座率、提前离场率数据库，并结合电影内容和有奖评价，设计电影吸引力(兴趣)指数算法。算法如下：电影开映T0后，开始对每个座位是否被占用进行扫描，如果单次占用时长(OT)不为0，则被占用的座位数(ON)+1；否则不计数。直至扫描完毕该影厅全部座位对应的数据记录，此时座位被占用数计为ONi,i＝1,2,…；考虑到有些观众会在开映后入场，上述T0为可定义参数，如10、15、20分钟等T0后，每隔10分钟(或可定义的时间片)按照上述算法重复扫描本影厅座位占用情况，即形成ON1，ON2，ON3,…数值，若其相邻数据误差小于2，或者等于0，说明应到观众均在观影无暂时离场者，且无新的座位被占用(即无人换座位)，取稳定的ON数值作为上座数，并计算上座率OR＝ON/ASx100％，其中OR为本场上座率，AS为本影厅座位总数。取ON中最大值ONm，即峰值观众数；若稳定后的ON(观众数)，则说明有离场观众。计算观众离场率LR，即LR＝ON/ONmx100％；此外，还可以每隔LTS(如5分钟)计算观众总数，可以计算随放映时间的延长，观众离场的速度。座位占用数统计和上座率统计模块420还可对电影吸引力指数(AI-AttractiveIndex)进行统计，统计如下：设计到分时段离场率、事后观众评价评分指标等。引力指数AI＝是(指定影院某影片的离场率、上座率、观影评价)的函数。其中的上座率、中途离场率是“指定影片、指定院线、或指定影院/影厅，在该影片上映周期内全部离场率、上座率，即均衡了本影厅所有场次(上午、下午、夜场等)的因素；这里上座率OR(记成％)，离场率记为LR(记成％)即为某部影片放映周期内各场次对应OR,LR的综合计算结果。观影评价是通过某些激励手段，使得观影者利用手机扫描影票上的二维码，输入手机号(防止有多次投票行为)，下载评价界面，就电影内容、编剧、剧情、演员演艺、音效、音乐、画面设计、摄影等，进行1-5分的评分。将各评分值以及对应分值的人数(N1,N2,…,N5)乘积相加后，除以参加评分的总人数(N)，则会得到均分AM，这里N＝N1+N2+…N5。即AM＝(1*N1+2*N2+3*N3+4*N4+5*N5)/N,做归一化处理后得分记为MR＝AM/5*100,记成(％)。则本影片在指定院线/影院等兴趣指数为：AI＝[OR*α+MR*β-LR*γ]*100其中上座率OR，离场率LR以及观影后观众评价MR，分别反映了观影开始、观影中间和观影之后，观众对电影的不同侧面的反馈；而α，β，γ分别表示了权重。由于上座率很大程度上反映了电影进入档期前的市场宣传、票价、是否在假期、人们对本片的期望；而观影中间由于对放映中的感觉，可能选择离场或者继续观看，此时受已经花钱因素的影响，多数情况下选择继续观看；观影评价则反映了电影放映后一些观众对电影本身多方面的反思和看法。上述这些因素，根据可定义的权重，进行评分归一化处理，得到具体分值，满分100。其中α，β分别是上座率观影评价的评分的权重，α+β＝1，如通常可取α＝0.4，β＝0.6，因为电影开始前，观众常常是盲目的或者被市场“误导”而进入影院，而电影档期内后期进入影院的人可能受到前期观众的口口相传才进入的影院，因此可取上述的权重配比。权重参数γ是离场率权重，它实际上是一个可变的参数，由于观众离场的原因有多种(多数可能是临时有事，少部分原因是电影太差)，但大规模离场并不常见，所以其调整参数可以比较小，可以取0-0.3之间的数。历史上座率和偷票分析模块430，其是对历史上采集到的座位占用数据，分别按照位置[城市、院线、影院、影厅、商业片区等]、影片内容[具体的影片，或者大类-言情、武打、军事题材、动漫、喜剧等]、时段[季、年、黄金周或重要节日、学生假期、]等，分别进行上座率分析，并绘制趋势图等。在得到影院提交的售票记录后，与本系统的实际数据比对，则可以分析报告的售票和实测观众数之间的差额，分析所报告的数据，是否在预设误差范围内，并展现各场误差的变化趋势，也即偷票率的变化趋势。从中可以发现某影院的管理水平或诚信度。院线和影院影厅基础数据存储模块440，其是用于存储：影院名(编号)地址所属院线(编号)影厅名(编号)座位号监测网关号无线发射器识别码(ID-也即传感器号)影厅首映的年月日停业记录负责人负责人联系信息。这样建立的数据库，就将影厅/影院/院线/城市区域/座位/传感器号等，建立了一一对应的关联关系。这对后继的技术开发打下基础。后台展现模块450，其通过web浏览器，通过表格展现各影院/影厅/院线/影片等不同场次的(上午场、下午场、夜场等)、实时的上座率和观众数。并且，可对指定的节假日、学生假期等，具体观察何时、何城市/何区域的上座率最高和观众数最多，以此可判断其周边的社区/商业/学校等是否对观众量和上座率产生直接的影响以及产生多大的影响。进而影院可以采取有针对性的促销激励措施。用图形(饼形图、直方图、曲线等)展现历史趋势数据，包括不同影院和院线之间的上座率对比，不同时段的上座率对比。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。