专利名称：基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统的制作方法
技术领域：
本发明属于视觉信息分析和模式识别技术领域，具体涉及一种基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统，能够实现对哨位区域的安全威胁进行全天候警戒监控。
背景技术：
哨位安全直接关系着警戒的重要设施和敏感区域场所的安全，以及哨兵的人身安全，而重要设施和敏感区域场所的安全在一定程度上影响着国家的安全、人民的生命财产安全，以及影响社会的安定和谐。而随着近年来袭警事件的发生，哨位面临的安全问题越来越引起了大家的重视。随着科学技术的不断发展，数字视频监控技术得到了越来越广泛的应用，大至公共场所如交通监控，工矿企业区域监控，乃至民众的家庭安全监控等等，哨位作为一个重要监控区域，大多也配备了一定的监控设备，起到了一定的威慑作用。然而当前的哨位安全警戒模式仍采用哨兵目之所及范围内的人工威胁判断为主。哨位区域配备的视频监控设备也只是用于事后的事件分析，并不能成为真正的哨位安全威胁预警工具。智能视觉信息分析是一种融合了图像处理、模式识别、仿生智能等多领域先进技术的综合应用技术。借助于广泛应用的数字视频监控平台，智能视觉信息分析技术可提升监控系统的智能化程度和预警的准确度，解决人工威胁警戒的监控范围盲点多、实时报警性差、预警联动性差等缺点。而哨位安全监控系统采用智能视觉信息分析技术，通过对哨位区域的多模态视觉传感器采集的视频图像的运动分析、威胁目标检测跟踪与智能分析，实现对哨位区域的多模式的安全警戒，提升哨位区域的安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统，结合计算机图像处理技术、模式识别技术，提升现有哨位安全预警的性能，解决现有应用于哨位安全视频监控系统的低预警率、高误报率、联动性差等问题。本发明采用基于视觉信息分析的方法，对哨位区域可能出现的安全威胁进行智能检测与预警的智能监控系统。本发明的基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统，包括监控摄像机、场景摄像机、跟踪摄像机等视觉信息采集设备，智能视频分析模块，视频编码器，视频解码器和监控中心计算机。监控中心计算机运行报警信息管理软件，通过网络发送给智能视频分析模块相应的智能监控指令，智能视频分析模块中运行的视频分析处理软件依据接收到的智能监控指令，采用相应的视频处理策略，完成对监控摄像机、场景摄像机、跟踪摄像机采集的视觉信息数据的分析处理，融合特定目标的形体特征、行为识别，自主的威胁目标的实时无缝追踪方法，实现对哨位监控区域的安全威胁的智能检测。当检测到安全威胁后，将报警信息通过网络传回监控中心计算机，监控中心计算机报警信息管理软件接收到报警信息后， 将相应报警类型的详细处置决策工作流程以图片或文本方式显示到屏幕上，并通过监控中心计算机的终端单兵电台与哨位单兵电台之间的语音联动报警，及声光报警，实现对哨位安全威胁的快速预警。所述的监控摄像机、场景摄像机、跟踪摄像机均为低照度高清晰CCD摄像机，确保全时段智能监控的高准确性，摄像机数量依据实际场景的具体需要设定。所述的监控摄像机采用可变焦自动光圈镜头，保证对较长视距范围内目标的清晰捕获，实现对人体目标行为特征的准确提取与分析。所述的场景摄像机可为一个宽视场角摄像机，也可为相互边缘区域重叠的几个摄像机，或全景摄像机，实现对哨位大范围区域的威胁预警。所述的跟踪摄像机可为云台摄像机，也可为互为邻接的360度摄像机组，实现对威胁目标的实时跟踪。所述的智能视频分析模块采用嵌入式DSP处理板，接收的智能监控指令包括人员聚集检测、人员靠近检测、哨兵异常站姿检测、遗弃物检测、丢失物检测、威胁目标实时跟
足示O所述的智能视频分析模块视频分析处理软件包括以下步骤
a)模拟视频A/D转换，对转换后的数字视频数据进行图像增强，建立监控场景背景图像，并实时保持背景的更新，完成视频遮挡与摄像机移动检测，当检测到异常时，转入步骤 g ;
b)解析监控中心计算机发送的智能视频分析指令的规则，进行相应图像重点区域图像数据提取；
c)若步骤b接收的指令为特定人员行为识别，则对哨兵形体进行提取，分析其形体特征是否为正常站姿，当检测到站姿异常时，则转入步骤g，否则转入步骤h ；
d)若步骤b接收的指令为哨兵区域非法靠近检测，则在哨兵区域一定范围内设定虚拟警戒区和虚拟警戒线，进行闯入或触线检测，当检测到非法闯入、触线，以及逗留和人群聚集情况的发生时，转入步骤g，否则转入步骤h ;
e)若步骤b接收的指令为遗留物品检测，则对视场中滞留一定时间、成像像素数超出一定成像面积的非背景的静态物体进行检测，当检测结果为是，转入步骤g，否则转入步骤 h ；
f)若步骤b接收的指令为跟踪指令，则对该区域的运动目标进行检测和特征提取，完成目标的特征匹配与更新，实现跟踪，直到目标离开视场后，转入步骤g;
g)将报警信息和视频信息传输到编码器进行编码传输，转入步骤i;
h)将视频信息传输到编码器进行编码传输；
i)判断是否接收到结束指令，若接收到结束指令，则程序终止，否则转入步骤a。所述的监控中心计算机报警信息管理软件执行以下步骤
A.接收所有前端摄像机视频数据，并根据用户的相应屏显模式进行视频显示；
B.根据用户的智能监控指令及相应的参数的选择，将指定的智能检测指令发送给智能视频分析模块；
C.当接收到报警信息后，将发生报警的视频信息全屏显示，并显示报警类型，将相应报警类型的处置决策工作流程以图片或文本方式显示到屏幕上，提示用户正确及时地完成后续的报警处置工作；
D.持续高清抓拍产生报警的视频以及跟踪摄像机的视频图片，以备事后的查询和分析；
E.监控中心计算机的终端单兵电台以无线传输方式将报警信息的语音数据发送到哨位单兵电台进行语音报警及声光警示。本发明的特点是
1)在系统前端实现对视频数据的分析处理，可减少系统噪声，提升视频信号的质量，确保智能视频分析模块的预警性能，从而提高了突发事件检测的及时性、有效性；
2)监控中心计算机仅注重于报警信息的处置与管理，提高了监控中心计算机系统的稳定性；
3)根据报警类型，将相应报警类型的处置决策工作流程图片或文本显示出来，可以让用户将复杂的突发事件处置工作依照流程顺序有条不紊地执行，降低值守人员的技术要求，并确保事件处置的周全和正确性；
4)报警后持续高清抓拍发生报警的视频图片、跟踪摄像机的视频图片，既保证了事后的事件分析时能够提供足够的信息，又节省了不必要的存储空间。
图I为本发明的基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统的结构示意图2为本发明的监控中心计算机报警信息管理软件流程图3为本发明中的智能视频分析模块视频分析处理软件程序流程图。
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明进行详细说明。参照附图，图I是本发明的基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统的结构示意图。本发明的基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统包括监控摄像机111、场景摄像机112、跟踪摄像机113、智能视频分析模块12、编码器13、交换机14、解码器15、监控中心计算机16、终端单兵电台18、哨位单兵电台19和第一声光报警器171、第二声光报警器 172。跟踪摄像机113采用可360度旋转的云台摄像机，也可为N个(N=3 9)具有重叠区域的可拼接摄像机组成。监控中心计算机16存储有报警信息管理软件，该报警信息管理软件运行后，通过以交换机14为中心的有线网络发送给智能视频分析模块12相应的智能监控指令，智能视频分析模块12中存储的视频分析处理软件依据接收到的智能监控指令，并采用相应视频处理策略完成对监控摄像机111、场景摄像机112、跟踪摄像机113采集的视觉信息数据的分析处理，实现对哨位监控区域的安全威胁的智能检测；当智能视频分析模块 12检测到安全威胁后，将报警信息通过网络传回监控中心计算机16，监控中心计算机16的报警信息管理软件接收到报警信息后，将相应报警类型的详细处置决策工作流程以图片或文本方式显示到屏幕上，并通过监控中心计算机16的终端单兵单台18与哨位单兵电台19 的无线语音通讯进行语音联动报警，以及第一声光报警器171、第二声光报警器172发出声光警示，最终实现对哨位安全威胁的快速预警。所述的智能视频分析模块12采用TI公司720Mhz主频的DM642为核心的DSP视频图像处理板，实现对视频的数据分析处理。参照图2，它公开了为完成本发明主要目的的报警信息管理流程，在启动步骤20
6后，实现对系统参数与接口参数的初始化，在步骤21接收前端各路摄像机的视频数据，进行用户选择性显示，在步骤211判断是否接收到报警信息，若接收到报警信息，转入步骤 22，否则在步骤212判断是否有用户发出相应的智能监控指令信息，若有需要发送的指令， 则在步骤23向前端智能视频分析模块发送相应指令，并转入步骤21继续接收视频及报警信息，否则直接转入步骤21。在步骤22对报警视频进行全屏显示，并将相应的报警类型显示出来，步骤24针对相应报警类型的处置决策工作流程以图片或文本形式显示出来，在步骤25，触发对报警视频的高清抓拍或跟踪视频的高清抓拍，在步骤26，将该类型报警的相应语音信息数据通过终端单兵电台与哨位单兵电台的无线传输，实现语音报警，同时在哨位和监控中心计算机 16区域以声光报警方式进行警示，在步骤261判断是否接收到程序结束指令，若未接收到指令，则转入步骤21，否则程序结束。所述的智能视频分析模块视频分析处理软件流程如图3所示，在启动步骤30后， 步骤31进行视频数据接收，并对视频进行预处理，包括图像滤噪、增强等，步骤32完成对视场场景的背景建立或背景的更新，步骤33检测是否出现视频遮挡或摄像机移位，当检测结果为是，转入步骤37，否则，判断是否接收到用户的智能监控指令，若未接收到指令，转入步骤31，否则转入步骤35，在步骤35进行相应参数设置与视频分析处理，完成智能检测；步骤351进行检测的结果的评估，若检测结果为虚警，转入步骤38，否则转入步骤352，在步骤 352判断是否需要跟踪，若不需要跟踪，则转入步骤38，否则在步骤36进行目标检测与实时跟踪。在步骤37将视频数据及相应报警信息传输到编码器。在步骤38仅将视频数据传输到编码器。在步骤371判断是否接收到程序结束指令，若未接收到指令，则转入步骤31，否则
程序结束。
权利要求
1.一种基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统，其特征在于所述的基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统包括监控摄像机(111)，场景摄像机(112)，跟踪摄像机 (113)，智能视频分析模块(12)，编码器(13)，交换机(14)，解码器(15)，监控中心计算机 (16)，终端单兵电台(18)，哨位单兵电台(19)以及第一声光报警器(171)、第二声光报警器 (172);系统中所有的摄像机模拟视频通过同轴电缆传输到智能视频分析模块(12)，智能视频分析模块(12)的视频分析处理软件系统接收监控中心计算机(16)的智能分析指令，进行相应的视频数据处理，并将视频数据和报警信息在编码器(13)中经过压缩编码，通过以交换机(14)为中心的有线网络，在终端经解码器(15)解码后，在监控中心计算机(16)进行显示和管理；监控中心计算机(16)的报警信息管理软件包括以下步骤A.接收所有前端摄像机视频数据，并根据用户的相应屏显模式进行视频显示；B.根据用户的智能监控指令及相应的参数的选择，将指定的智能检测指令发送给智能视频分析模块；C.当接收到报警信息后，将发生报警的视频信息全屏显示，并显示报警类型，将相应报警类型的处置决策工作流程以图片或文本方式显示到屏幕上，提示用户正确及时地完成后续的报警处置工作；D.持续高清抓拍产生报警的视频以及跟踪摄像机(113)的视频图片，以备事后的查询和分析；E.监控中心计算机(16)的终端单兵电台(18)以无线传输方式将报警信息的语音数据发送到哨位单兵电台(19)进行语音报警及声光警示。
2.根据权利要求I所述的基于视觉信息分析的智能哨位安全威胁预警系统，其特征在于所述的哨位单兵电台(19)的数量为广32个。
3.根据权利要求I所述的基于视觉信息分析的智能哨位安全威胁预警系统，其特征在于所述的报警处置决策处理流程依据报警类型以文本形式展现到屏幕上。
4.根据权利要求I所述的基于视觉信息分析的智能哨位安全威胁预警系统，其特征在于所述的智能视频分析模块(12)的视频分析处理软件包括以下步骤a)模拟视频A/D转换，对转换后的数字视频数据进行图像增强，建立监控场景背景图像，并实时保持背景的更新，完成视频遮挡与摄像机移动检测，当检测到异常时，转入步骤 g ;b)解析监控中心计算机(16)发送的智能视频分析指令的规则，进行相应图像重点区域图像数据提取；c)若步骤b接收的指令为特定人员行为识别，则对哨兵形体进行提取，分析其形体特征是否为正常站姿，当检测到站姿异常时，则转入步骤g，否则转入步骤h ；d)若步骤b接收的指令为哨兵区域非法靠近检测，则在哨兵区域一定范围内设定虚拟警戒区和虚拟警戒线，进行闯入或触线检测，当检测到非法闯入、触线，以及逗留和人群聚集情况的发生时，转入步骤g，否则转入步骤h ;e)若步骤b接收的指令为遗留物品检测，则对视场中滞留一定时间、成像像素数超出一定成像面积的非背景的静态物体进行检测，当检测结果为是，转入步骤g，否则转入步骤 h ；f)若步骤b接收的指令为跟踪指令，则对该区域的运动目标进行检测和特征提取，完成目标的特征匹配与更新，实现跟踪，直到目标离开视场后，转入步骤g;g)将报警信息和视频信息传输到编码器(13)进行编码传输，转入步骤i;h)将视频信息传输到编码器(13)进行编码传输；i)判断是否接收到结束指令，若接收到结束指令，则程序终止，否则转入步骤a。
全文摘要
本发明提供了一种基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统，所述系统中的智能视频分析模块接收监控中心计算机智能分析指令，对采集的摄像机视频进行相应的视频数据分析处理，在检测到安全威胁时，将相应的报警信息随同视频数据在编码器中经过压缩编码，网络传输到解码器解码，在监控中心计算机进行显示和管理，报警信息的发布通过监控中心计算机终端单兵电台以无线方式传输到哨位单兵电台进行语音广播，以及声光报警器进行声光告警，报警处置决策流程以文本形式显示。本发明的基于视觉信息分析的智能哨位安全预警系统能够实现智能的哨位区域安全威胁预警，全面提升哨位区域的安全性。
文档编号G08B21/02GK102592408SQ20121007164
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者刘歆浏, 李健, 田瑞娟, 陈阳 申请人:四川省绵阳西南自动化研究所