專利名稱：辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及智能監(jiān)控系統(tǒng)技術領域，涉及一種視頻采集模塊、視頻源管理中 間件模塊、視頻智能分析模塊、報警管理模塊以及業(yè)務應用模塊。
背景技術：
現(xiàn)在的辦公室往往是集辦公、檔案管理于一體的大樓，有辦公室有機房，為了保證 辦公大樓正常、高效率的運轉，避免事故的發(fā)生和提高管理質量，需建設一套嚴密、細致、現(xiàn) 代化的監(jiān)控系統(tǒng)。因此，監(jiān)控系統(tǒng)成為其安全保衛(wèi)系統(tǒng)的重要組成部分。但是隨著監(jiān)控系統(tǒng)的普及化及龐大化，傳統(tǒng)人為監(jiān)控的局限性越來越突出。人作 為監(jiān)控者有其先天不足，人腦只能關注一件事物，所謂一心不能二用，當監(jiān)控者同時觀測多 個監(jiān)視器時，監(jiān)控精度會隨著監(jiān)控視頻數(shù)量的上升而下降。再者，人對于單調的事物無法長 時間的集中注意力，根據(jù)研究人在關注監(jiān)控圖像20分鐘后，其注意力會下降到無法接受的 程度。最后人需要飲食休息等生理活動，這也會影響監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。這就是為什么傳 統(tǒng)人為監(jiān)控系統(tǒng)往往存在漏報率高、響應速度慢及可靠性差等問題。另外，監(jiān)控系統(tǒng)越來越 龐大，如果全部采用人為監(jiān)控，其人力成本也會非常昂貴。而智能視頻監(jiān)控越來越受到國內外很多學者的密切注意。近年來科學技術飛速發(fā) 展，社會已進入數(shù)字化、信息化時代。利用高新技術預防、制止、打擊犯罪，建立一套行之有 效的智能監(jiān)控系統(tǒng)是必然的。視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分。隨著監(jiān)控技術的 飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控與電信、IT等行業(yè)緊密融合，為視頻監(jiān)控帶來新的技術手段，也為構建 視頻監(jiān)控整合解決方案提供了模板。以前，廣泛應用的攝像機監(jiān)控通常只是簡單的錄像，需 要安保人員全天不間斷職守，突發(fā)事件發(fā)生以后，也只能用于事后取證，而這樣的應用損失 了圖像的基本價值(一個動態(tài)的、實時的媒質)，就如同把直播變成錄像一樣，應對突發(fā)事 件的能力明顯不足，這與人們對視頻系統(tǒng)真正需求是有差距的。無數(shù)事實證明，事后追查是 必須的，但事前的預警更為重要，它可以把一些重大事件隱患抑制于萌芽之中，避免亡羊補 牢。因此智能監(jiān)控系統(tǒng)成為一個重要研究方向。所謂“智能化”，就是要充分挖掘抽取視頻 資源中的關鍵信息，并利用這種信息為用戶提供有價值的服務。辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體 機除了可以提高報警精確度，減少漏分析或者誤分析的現(xiàn)象外，還可以縮短響應時間，提高 響應速度，形成更為有效的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，在安全威脅發(fā)生之前就能夠提示安保人員關注相關 監(jiān)控畫面，為潛在威脅做好準備工作。辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機通過對監(jiān)控攝像機的視 頻信息進行分析、比對，將視頻中的危險行為如進入警戒區(qū)域、偷竊滯留等信息識別出來并 在第一時間以聲光報警等方式迅速通知相關人員，有效采取行動，實現(xiàn)“技防”與“人防”的 密切結合，解決常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)反應滯后、使用效率低的情況而專門針對開發(fā)。以達到無人值 班、少人值守。本專利所涉及的辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機就是給計算機裝上眼睛和大腦，使計 算機知道什么時刻，在什么場景中，是什么人在做什么，并根椐事先的設定，對不合理的行 為和動作自動報警。它能夠看，看被監(jiān)控場景中目標物體的行為；能夠想，想目標物體的行 為意味著什么；能夠說，把想的結果用各種不同的報警形式表達出來。[0007]發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機，基于其的視頻智能 分析模塊，1)主動識別監(jiān)控場景內的異常行為，并且在發(fā)生異常行為時由報警管理模塊驅 動進行自動報警；2)主動分析識別進出辦公場景的人臉信息，并且記錄出入時間等信息。本實用新型需要解決的技術問題是，1)解決監(jiān)控場景中具有多種不同視頻源的接 入問題，使得智能監(jiān)控可以應用于現(xiàn)有的各種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其中包括分析現(xiàn)有視頻文件 查找異常行為；2)解決智能監(jiān)控技術中背景建模、圖像差分、運動目標跟蹤等技術的不足， 提供一種魯棒的、自適應各種變化環(huán)境的運動目標檢測和跟蹤技術，降低智能監(jiān)控中異常 行為的漏報、誤報率；3)解決當前智能監(jiān)控中報警形式的單一問題，支持各種聲光、短信等 聯(lián)動報警方式進行報警；4)解決了辦公大樓人員出入記錄問題，通過人臉識別，記錄出入 辦公場景的人員信息；5)解決當前智能監(jiān)控產品應用能力差，僅僅完成報警，提出了基于 智能監(jiān)控分析結果的應用系統(tǒng)，主要包括安防聯(lián)動、電子地圖以及應急指揮。所述多種不同視頻源的接入特指可以接收硬盤錄像機輸出視頻流、網(wǎng)絡傳輸?shù)囊?頻流、通過視頻采集卡采集的視頻流以及文件形式保存的視頻流。本實用新型的辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機具體包括視頻采集模塊、視頻源管理中 間件模塊、視頻智能分析模塊、報警管理模塊以及業(yè)務應用模塊。所述的視頻采集模塊特指獲取監(jiān)控現(xiàn)場視頻的模塊，具體子模塊包括1)視頻采 集方式配置模塊，即接收各視頻采集終端的配置；2)采集模塊，即支持通過攝像頭及視頻 采集卡、硬盤錄像機及網(wǎng)絡適配器等視頻采集設備獲得實時的視頻信號，同時可以支持多 種格式的視頻文件獲得視頻信號；3)輸出視頻流模塊，即將獲得的視頻信號輸入到視頻源 管理中間件模塊。所述多種格式的視頻文件特指AVI格式、MPEG格式以及DivX格式的視頻文件。所述視頻源管理中間件模塊特指根據(jù)各視頻源需要進行的異常行為分析完成視 頻源智能分析的調度，以達到系統(tǒng)的高效運算；具體模塊包括1)視頻接收模塊即接收視 頻采集模塊輸入的各個視頻流；2)異常行為分析配置模塊即接收各視頻流監(jiān)控環(huán)境的配 置以及需要分析的異常行為類別的配置；3)視頻源分發(fā)管理模塊即根據(jù)視頻流監(jiān)控環(huán)境 的配置以及各個視頻信號需要分析的異常行為類別的配置獲得不同的分析參數(shù)，并將其與 視頻信號共同輸入到視頻智能分析模塊，使得視頻智能分析模塊對需要多種異常行為分析 的同一視頻信號進行的底層視覺分析處理運算僅僅需要進行一次，減少了冗余運算，提高 了整個設備的處理能力。所述監(jiān)控環(huán)境的配置特指為提高系統(tǒng)分析的準確能力，系統(tǒng)支持室內及室外、晝 夜、雨天晴天等環(huán)境設置，同時系統(tǒng)本身具有對監(jiān)控環(huán)境改變的自適應能力。所述視頻智能分析模塊特指對輸入的視頻信息做出智能分析，具體特征為1)視 頻信號及分析參數(shù)接收模塊接收視頻源管理中間件模塊輸入的各視頻信號及分析參數(shù)； 2)運動分析模塊分析視頻，獲得運動目標檢測、運動目標跟蹤，記錄運動目標的速度面積 等特征、軌跡及停留時間等信息；3)異常事件分析模塊根據(jù)運動分析模塊的分析結果以 及各視頻信號設置的異常行為類別、視頻信號場景的配置信息識別運動目標的種類以及異 常行為的發(fā)生情況；4)人臉檢測模塊，檢測進出辦公場景的人臉信息；5)報警及人員出入 發(fā)送模塊發(fā)生報警或者檢測到存在出入人員時，輸出異常行為發(fā)生的信息或者人員的出入信息到報警管理模塊。所述視頻智能分析模塊為了完成異常行為分析包括以下四個核心分析處理模塊: 1)運動目標檢測模塊；2)運動目標跟蹤模塊；3)運動目標分類模塊；4)異常行為識別模 塊；其中1)、2)模塊屬于運動分析模塊，3)、4)模塊屬于異常事件分析模塊。所述運動目標檢測模塊特指通過動態(tài)背景建模技術和貝葉斯分類網(wǎng)，以及幀間差 分和背景差分相結合的運動目標檢測算法，克服光照、陰影等干擾，實現(xiàn)魯棒性的動態(tài)目標 檢測。所述的目標跟蹤模塊特指結合卡爾曼濾波和粒子濾波完成運動目標跟蹤，具體跟 蹤方法為用卡爾曼濾波預測阻擋，在非阻擋情況下采用基于卡爾曼濾波的連通區(qū)域跟蹤， 而在阻擋情況下采用基于顏色特征的粒子濾波方法跟蹤。所述運動目標分類模塊特指接收運動目標檢測模塊獲得的運動目標速度面積等 特征、運動目標跟蹤模塊獲得的運動目標軌跡等信息，識別運動目標的類別。所述運動目標的類別特指人、車以及人群類別。所述異常行為識別模塊特指接收運動目標檢測模塊獲得的運動目標速度面積等 特征、接收運動目標跟蹤模塊獲得的運動目標軌跡等信息、接收運動目標分類模塊獲得的 類別等信息，以及各視頻信號設置的異常行為類別、視頻信號場景的配置信息進行識別異 常行為。所述視頻信號場景的配置信息特指警戒線、警戒區(qū)域、違禁運動方向、偷竊/滯留 識別區(qū)域、人臉檢測區(qū)域以及敏感物體類別等配置信息。所述報警管理模塊特指完成報警信息的管理以及驅動報警工作，具體包括1)報 警設置模塊接收人為設定的報警方式及相關的附加信息(比如手機號碼、報警聲音等)， 具體支持的報警方式手機彩信、電子郵件、揚聲器、警號、警燈等；2)存儲模塊主要完成 存儲各監(jiān)控點傳送來的發(fā)生異常事件或者檢測到人臉時的數(shù)據(jù)；3)查詢模塊提供報警數(shù) 據(jù)顯示，并且支持用戶可按位置、視頻信號通道、異常事件類別和發(fā)生異常事件時間等進行 查詢歷史數(shù)據(jù)；4)驅動報警模塊在接收到報警信號后按照報警設置驅動相應的報警裝置 報警。所述業(yè)務應用模塊特指根據(jù)異常分析結果開發(fā)的應用系統(tǒng)，具體指系統(tǒng)具有與監(jiān) 控區(qū)域地理信息系統(tǒng)對接的接口，并完成挖掘智能監(jiān)控分析結果提供安防聯(lián)動、電子地圖 及應急指揮的應用系統(tǒng)。
圖1是按照本實用新型即辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機的實施結構示意圖。圖2是系統(tǒng)模塊組織結構示意圖。圖3是實現(xiàn)系統(tǒng)的硬件構造圖。圖4是本實用新型的系統(tǒng)結構框圖。
具體實施方式
下面，將參照附圖介紹本實用新型的實施方式。參照附圖1，示出了按照本實用新型的實施結構示意圖。如圖1所述，該辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機可以通過其內置的視頻采集卡的BNC 接口接收監(jiān)控場景中攝像頭傳輸來的視頻流，也可以通過其內置的網(wǎng)絡接口接收硬盤錄像機的視頻流。特別支持人臉檢測、屏蔽監(jiān)控以及設定的異常行為識別，具體的異常行為包 括警戒線穿越、警戒區(qū)域進入、違禁運動方向運動事件已經(jīng)警戒區(qū)域出現(xiàn)偷竊/滯留物 體。圖2是系統(tǒng)模塊組織結構示意圖。如圖2所示，該辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機所述模塊包括視頻采集模塊、視頻源 管理中間件模塊、視頻智能分析模塊、報警管理模塊以及業(yè)務應用模塊。該視頻采集模塊具 體包括視頻采集方式配置模塊、采集模塊以及輸出視頻流模塊。該視頻源管理中間件模塊 特指根據(jù)各視頻源需要進行的異常行為分析完成視頻源智能分析的調度，以達到系統(tǒng)的高 效運算，具體完成接收視頻采集模塊輸入的各個視頻流；接收各視頻流監(jiān)控環(huán)境的配置以 及需要分析的異常行為類別的配置；根據(jù)視頻流監(jiān)控環(huán)境的配置以及各個視頻信號需要分 析的異常行為類別的配置獲得不同的分析參數(shù)，并將具與視頻信號共同輸入到視頻智能分 析模塊，使得視頻智能分析模塊對需要多種異常行為分析的同一視頻信號進行的底層視覺 分析處理運算僅僅需要進行一次，減少了冗余運算，提高了整個設備的處理能力。該視頻智 能分析模塊特指對視頻進行分析，識別異常行為以及檢測人臉，識別異常行為具體包括運 動目標自動檢測；運動目標自動跟蹤；運動目標自動分類以及異常行為識別工作。該報警 管理模塊具體包括報警設置模塊、存儲模塊、查詢模塊以及驅動報警模塊。該業(yè)務應用模塊 具體包括電子地圖、應急指揮以及安防聯(lián)動。參照圖3介紹了實現(xiàn)本系統(tǒng)的硬件構造圖。如圖3所述，該辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機具體的硬件圖描述為三部分前面板、 機箱內部以及后面板。該前面板特指支持設備簡單使用和交互的部分，具體包括人機交互 的觸摸屏，設備狀態(tài)顯示的系統(tǒng)狀態(tài)燈，設備電源開關，系統(tǒng)LCD顯示屏以及對于設備產 生的報警視頻信息導出使用的USB接口。該機箱內部特指完成系統(tǒng)核心功能的分析及管理 工作，具體包括報警數(shù)據(jù)的存儲器、操作系統(tǒng)與主控及核心程序芯片、系統(tǒng)主板、網(wǎng)絡交換 模塊、電源風扇模塊、短信貓驅動模塊以及完成系統(tǒng)加密的軟件狗和看門狗模塊。后面板特 指完成系統(tǒng)報警以及操作交互的接口部分，具體包括RS232 口、VGA接口、3個USB接口、音 頻輸出接口、RJ45網(wǎng)絡接口、采集卡視頻輸入BNC接口、云臺控制接口、應用程序報警聯(lián)動 口、天線接口以及AC電源接口。參照圖4介紹了本實用新型的系統(tǒng)結構框圖。如圖4所示，該辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機所述模塊包括視頻采集模塊、視頻源 管理中間件模塊、視頻智能分析模塊、報警管理模塊以及業(yè)務應用模塊。該視頻采集模塊具 體包括視頻采集方式配置模塊、采集模塊以及輸出視頻流模塊。該視頻源管理中間件模塊 具體包括視頻信號及分析參數(shù)接收模塊、運動分析模塊、異常事件分析模塊、人臉檢測模塊 以及報警發(fā)送模塊，其中運動分析模塊包括運動目標檢測模塊和運動目標跟蹤模塊，異常 事件分析模塊包括運動目標分類模塊和異常行為識別模塊。該報警管理模塊具體包括報警 設置模塊、存儲模塊、查詢模塊以及驅動報警模塊。該業(yè)務應用模塊具體包括電子地圖、應 急指揮以及安防聯(lián)動。
權利要求辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機，其特征在于，包括以下模塊(1)視頻采集模塊，獲取監(jiān)控現(xiàn)場視頻的模塊；(2)視頻源管理中間件模塊，用于根據(jù)各視頻源需要進行的異常行為分析完成視頻源智能分析的調度；(3)視頻智能分析模塊，用于對輸入的視頻信息做出智能分析，即判斷異常事件的發(fā)生以及檢測出入辦公室的人臉；(4)報警管理模塊，完成報警信息的管理以及驅動報警工作；(5)業(yè)務應用模塊，即根據(jù)異常分析結果開發(fā)的應用系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機，其特征在于，所述視頻采集模 塊包括(1)視頻采集方式配置模塊，即接收各視頻采集終端的配置；(2)采集模塊，即支持通過攝像頭及視頻采集卡、硬盤錄像機及網(wǎng)絡適配器等視頻采集 設備獲得實時的視頻信號，同時可以支持多種格式的視頻文件獲得視頻信號；(3)輸出視頻流模塊，即將獲得的視頻信號輸入到視頻源管理中間件模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機，其特征在于，所述視頻源管理 中間件模塊包括(1)視頻接收模塊即接收視頻采集模塊輸入的各個視頻流；(2)異常行為分析配置模塊即接收各視頻流監(jiān)控環(huán)境的配置以及需要分析的異常行 為類別的配置；(3)視頻源分發(fā)管理模塊即根據(jù)視頻流監(jiān)控環(huán)境的配置以及各個視頻信號需要分析 的異常行為類別的配置獲得不同的分析參數(shù)，并將其與視頻信號共同輸入到視頻智能分 析模塊，使得視頻智能分析模塊對需要多種異常行為分析的同一視頻信號進行的底層視覺 分析處理運算僅需要進行一次。
4.根據(jù)權利要求1所述的辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機，其特征在于，所述視頻智能分 析模塊包括(1)視頻信號及分析參數(shù)接收模塊接收視頻源管理中間件模塊輸入的各視頻信號及 分析參數(shù)；(2)運動分析模塊分析視頻，獲得運動目標檢測、運動目標跟蹤，記錄運動目標的速 度面積等特征、軌跡及停留時間等信息；(3)異常事件分析模塊根據(jù)運動分析模塊的分析結果以及各視頻信號設置的異常行 為類別、視頻信號場景的配置信息識別運動目標的種類以及異常行為的發(fā)生情況；(4)人臉檢測模塊，檢測進出辦公場景的人臉信息；(5)報警及人員出入發(fā)送模塊發(fā)生報警或者檢測到存在出入人員時，輸出異常行為 發(fā)生的信息或者人員的出入信息到報警管理模塊。
5.根據(jù)權利要求4所述的辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機，其特征在于，為了完成異常行 為分析包括以下四個核心分析處理模塊，其中前兩個模塊屬于權利要求4所述的運動分析 模塊，后兩個模塊屬于權利要求4所述的異常事件分析模塊(1)運動目標檢測模塊通過動態(tài)背景建模技術和貝葉斯分類網(wǎng)，以及幀間差分和背 景差分相結合的運動目標檢測算法，克服光照、陰影等干擾，實現(xiàn)魯棒性的動態(tài)目標檢測；(2)運動目標跟蹤模塊結合卡爾曼濾波和粒子濾波完成運動目標跟蹤；(3)運動目標分類模塊接收運動目標檢測模塊獲得的運動目標速度面積等特征、運 動目標跟蹤模塊獲得的運動目標軌跡等信息，識別運動目標的類別；(4)異常行為識別模塊接收運動目標檢測模塊獲得的運動目標速度面積等特征、接 收運動目標跟蹤模塊獲得的運動目標軌跡等信息、接收運動目標分類模塊獲得的類別等信 息，以及各視頻信號設置的異常行為類別、視頻信號場景的配置信息進行識別異常行為。
6.根據(jù)權利要求1所述的辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機，其特征在于，所述報警管理模 塊包括(1)報警設置模塊接收人為設定的報警方式及相關的附加信息；(2)存儲模塊主要完成存儲各監(jiān)控點傳送來的發(fā)生異常事件時的數(shù)據(jù)；(3)查詢模塊提供報警數(shù)據(jù)顯示、查詢；(4)驅動報警模塊在接收到報警信號后按照報警設置驅動相應的報警裝置報警。
專利摘要本實用新型辦公室智能監(jiān)控系統(tǒng)一體機涉及智能監(jiān)控系統(tǒng)領域，包括視頻采集模塊、視頻源管理中間件模塊、視頻智能分析模塊、報警管理模塊及業(yè)務應用模塊。其中視頻采集模塊解決了監(jiān)控中多種不同視頻源的接入問題；視頻源管理中間件模塊解決了視頻源進行智能分析的分發(fā)管理，減少了冗余運算，提高了整個設備的處理能力；視頻智能分析模塊提供一種魯棒的、自適應各種變化環(huán)境的異常行為檢測及出入辦公室人臉檢測方法；報警管理模塊支持各種聲光、短信等聯(lián)動報警方式進行報警，豐富了報警方式；業(yè)務應用模塊解決當前智能監(jiān)控產品應用能力差，提出了基于智能監(jiān)控分析結果的應用系統(tǒng)，主要包括安防聯(lián)動、電子地圖以及應急指揮。
文檔編號G06T7/20GK201717988SQ20092020552
公開日2011年1月19日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權日2009年10月14日
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