專(zhuān)利名稱(chēng)：一種視頻監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及視頻報(bào)警系統(tǒng)，尤其涉及一種針對(duì)暴力行 為進(jìn)行視頻監(jiān)測(cè)的方法、系統(tǒng)及視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，視頻監(jiān)測(cè)越來(lái)越廣泛應(yīng)用，特別是在公共場(chǎng)所。而打斗、搶奪等 暴力行為是嚴(yán)重影響公共安全的行為，這些事件會(huì)危害人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，引起財(cái)產(chǎn)損 失和身體傷害。例如，近年來(lái)銀行自助廳內(nèi)發(fā)生了大量的打斗、搶奪和殺人案件，其中比較 典型的案件為搶奪取款者現(xiàn)金和在銀行自助廳內(nèi)打斗或者兩類(lèi)行為同時(shí)發(fā)生?，F(xiàn)有技術(shù) 中，視頻監(jiān)測(cè)主要通過(guò)人來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)進(jìn)行，不能自動(dòng)通過(guò)機(jī)器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種視頻監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及視頻報(bào)警系統(tǒng)，克服現(xiàn) 有技術(shù)中不能自動(dòng)進(jìn)行視頻安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種視頻監(jiān)測(cè)方法，包括匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本 的訓(xùn)練集，所述視頻監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟獲取視頻區(qū)域從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域；提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及 獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值；獲取視頻監(jiān)測(cè)結(jié)果所述訓(xùn)練集包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本以及沒(méi)有發(fā)生 搶劫或打斗區(qū)域的負(fù)樣本，將提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù) 樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生 搶劫或打斗的區(qū)域。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是在提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征的步驟中，以運(yùn)動(dòng)區(qū) 域的最小外接矩形的寬與高確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是在提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征的步驟中，計(jì)算運(yùn)動(dòng) 區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)在X方向和Y方向的光流值，根據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)的光流值計(jì)算 出運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的能量。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是在提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征的步驟中，獲取運(yùn)動(dòng) 區(qū)域的平均運(yùn)動(dòng)方向及連續(xù)兩幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的平均運(yùn)動(dòng)方向及 連續(xù)兩幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建一種視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述視頻報(bào)警系統(tǒng)包括生成視頻 的視頻監(jiān)測(cè)單元、從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元、提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特 征的特征提取單元、匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集以及與訓(xùn)練集中的樣本進(jìn)行比較 判斷的比較判斷單元，所述視頻監(jiān)測(cè)單元通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)生成視頻，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元 根據(jù)監(jiān)測(cè)的視頻分割出需要監(jiān)測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，所述特征提取單元提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，所述運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域 的運(yùn)動(dòng)方向的方差值，所述訓(xùn)練集包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本以及沒(méi)有發(fā)生搶劫或 打斗區(qū)域的負(fù)樣本，所述比較判斷單元將所述特征提取單元提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征 與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的 多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述特征提取單元包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍的運(yùn)動(dòng) 區(qū)域提取模塊，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取模塊提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的最小外接矩形的寬與高。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述特征提取單元包括獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量的能量 獲取模塊，所述能量獲取模塊計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)在X方向和Y方向的光流值，再根 據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)的光流值計(jì)算出運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的能量。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述特征提取單元包括獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的 方差值的方差獲取模塊，所述方差獲取模塊獲取獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的平均運(yùn)動(dòng)方向及連續(xù)兩幀 內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的平均運(yùn)動(dòng)方向及連續(xù)兩幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向 計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括對(duì)運(yùn)動(dòng)特征與樣本進(jìn)行相 近性判斷并分類(lèi)的近鄰分類(lèi)單元，所述近鄰分類(lèi)單元將提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所 述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行相似比較并分類(lèi)，確定出與其相似的正樣本和負(fù)樣本的數(shù)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建一種視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，所述視頻報(bào)警系統(tǒng)包括生成 視頻的視頻監(jiān)測(cè)單元、從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元、提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn) 動(dòng)特征的特征提取單元、匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集、與訓(xùn)練集中的樣本進(jìn)行比 較判斷的比較判斷單元以及根據(jù)比較判斷單元確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榘l(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域的 報(bào)警單元，所述視頻監(jiān)測(cè)單元通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)生成視頻，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元根據(jù)監(jiān)測(cè)的 視頻分割出需要監(jiān)測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，所述特征提取單元提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征， 所述運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向 的方差值，所述訓(xùn)練集包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本以及沒(méi)有發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的 負(fù)樣本，所述比較判斷單元將所述特征提取單元提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練 集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn) 動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域，所述報(bào)警單元根據(jù)所述比較判斷單元確定確定運(yùn)動(dòng) 區(qū)域?yàn)榘l(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域時(shí)進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明視頻監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)提取 運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，將運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)特征與訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較， 通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的 區(qū)域，這樣能自動(dòng)地實(shí)時(shí)進(jìn)行暴力行為的智能視頻監(jiān)控，促進(jìn)安防設(shè)備的發(fā)展。


圖1為本發(fā)明的流程圖。圖2為本發(fā)明視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是提供一種視頻監(jiān)測(cè)方法，包括匯集運(yùn)動(dòng)區(qū) 域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集，所述視頻監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟步驟100 獲取視頻區(qū)域，即，從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。對(duì)于視頻區(qū)域 的獲取，通常通過(guò)攝像探頭攝像獲取。在公共場(chǎng)所或者室內(nèi)，攝像探頭通常安裝在較高的位 置，攝像時(shí)大多以向下傾斜，即與垂直方向成45-60度傾角實(shí)時(shí)對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行視頻拍攝。 當(dāng)實(shí)時(shí)拍攝到有人運(yùn)動(dòng)的區(qū)域時(shí)，將該視頻拍攝的有人運(yùn)動(dòng)的區(qū)域作為監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行分析 判斷。這里的有人運(yùn)動(dòng)區(qū)域包括人的正常移動(dòng)、人的快速移動(dòng)以及打斗、搶劫等暴力行為導(dǎo) 致的動(dòng)作。步驟200 提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，即，包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng) 區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值。對(duì)運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征的提取具體過(guò)程如 下確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍本發(fā)明的具體實(shí)施例中，以運(yùn)動(dòng)區(qū)域的最小外接矩形的寬 與高為范圍來(lái)確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍。運(yùn)動(dòng)區(qū)域能量的獲取，包括獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)的光流值，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng) 區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)的光流量獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的總能量。具體過(guò)程如下首先將彩色圖像轉(zhuǎn)換 為灰度圖像。然后計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的光流值。我們的算法采用Lucas & Kanade算法計(jì)算 出運(yùn)動(dòng)區(qū)域的最小外接矩形內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)在X方向和Y方向的光流值。通過(guò)計(jì)算出的像素 點(diǎn)的光流值，利用如下公式計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向θ if X < 0, y ^ Q Aj = ^ - atan(| ^ |), if χ < O, y < O, O1, = ^+ fltan(| ^ |)
χχif X > O, y < = 2π- tan(| if χ > O, y ^ O,O1J =atan(|之|)
χχif χ = O, y = O, θ = Oif χ = O, y < OAj =-|，χ = O, y > OAj =昏上述公式中，χ與y分別表示像素點(diǎn)在X方向和Y方向的光流值，π為取值3. 14159 的常數(shù)，θ u為視頻幀中第i行第j列的像素點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，atan為三角函數(shù)中的反正切 函數(shù)。算法將運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的權(quán)值設(shè)置為，
θ’, , max(6' ),wu = (^)2 + (^)2
TT71算法利用下式計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的總能量+ 兄))此處的累加對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的最小外接矩形內(nèi)的每個(gè)像素進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值獲取，首先計(jì)算出所有運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)方向的平均運(yùn) 動(dòng)方向。然后計(jì)算連續(xù)兩幀內(nèi)的所有運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向。由于運(yùn)動(dòng)方向大小在0-360 度之間，而O度與360度方向相同，其差則為360，平均運(yùn)動(dòng)方向avg的計(jì)算需要進(jìn)行換算。Q ^m QQ
令 avg = (leftavg+rightavg)/2, . left ~~~- (270 彡 θ j ^ 90, i = 1,...,
τη
m), right avs ^θι+θ2+-· + θη (90 > θ ' i 彡 0 或 360 彡 θ ‘ , > 270，i = 1，. . .，η)。當(dāng) η
rightavg> 270時(shí)，令rightavg = rightavg-360。上述公式中，θ i表示運(yùn)動(dòng)方向在90度與 270度之間的第i個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向，Θ' 1表示運(yùn)動(dòng)方向在0度與90度之間和270 度與360度之間的第i個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向，Ieftavg表示運(yùn)動(dòng)方向在90度與270度之間 的所有運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向平均值，rightavg表示運(yùn)動(dòng)方向在0度與90度之間和270度與 360度之間的所有運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向平均值，avg表示所有運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向平均值。通過(guò)上述公式計(jì)算出平均運(yùn)動(dòng)方向后，利用下式計(jì)算運(yùn)動(dòng)方向的方差首先對(duì)每 個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域，若其運(yùn)動(dòng)方向9丨或θ ‘ i滿(mǎn)足I ei-avgl > ISO或I θ ‘ i-avgl > ISO，則 令 I θ i-avgl = 360-1 θ i-avgl 或 | θ ‘ ^avg = 360- θ ‘ ^avg |，而其他情況下不改變 91與θ ‘ i之值。故所有運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方差為Var = ^w1+Σ\(Θ' “aV8)2 >var即為
m + nm + n
運(yùn)動(dòng)方向的方差值。步驟300 獲取視頻監(jiān)測(cè)結(jié)果，即，所述訓(xùn)練集包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本 以及沒(méi)有發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的負(fù)樣本，將從實(shí)時(shí)視頻中提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與 所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多 少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。本發(fā)明中，對(duì)于訓(xùn)練集的生成具體過(guò)程如下訓(xùn)練集包含兩類(lèi)樣本，正樣本與負(fù)樣 本。正樣本產(chǎn)生自發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域，而負(fù)樣本產(chǎn)生自沒(méi)自發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。每 個(gè)樣本的數(shù)據(jù)由上述檢測(cè)出的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的最小外接矩形的高與寬、運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的總能量、 視頻幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向的方差值這四個(gè)特征組成的矢量。利用一些發(fā)生搶奪和打斗行為的視頻 來(lái)生成訓(xùn)練集中的正樣本，利用沒(méi)有搶奪和打斗行為的視頻來(lái)生成訓(xùn)練集中的負(fù)樣本。利 用不同的視頻，可產(chǎn)生不同的訓(xùn)練集。使用不同訓(xùn)練集得到的檢測(cè)結(jié)果將不同，算法將對(duì)應(yīng) 最高正確率的訓(xùn)練集選做最終的訓(xùn)練集。結(jié)合訓(xùn)練集與N近鄰分類(lèi)器(N取為奇數(shù))，就可認(rèn)定視頻幀中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為 發(fā)生打斗或者搶劫的區(qū)域。具體方案如下計(jì)算正被檢測(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)特征(即四維矢 量)與所有訓(xùn)練樣本間特征的歐幾里德距離，然后找出距離正被檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域的特征最 近的N個(gè)訓(xùn)練樣本。只有在這N個(gè)訓(xùn)練樣本中正樣本個(gè)數(shù)多于負(fù)樣本時(shí)，才將被測(cè)試區(qū)域 認(rèn)定為發(fā)生打斗或者搶劫的區(qū)域。如圖2所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是構(gòu)建一種視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括生成視頻的 視頻監(jiān)測(cè)單元1、從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元2、提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特 征的特征提取單元3、匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集5以及與訓(xùn)練集5中的樣本進(jìn)行 比較判斷的比較判斷單元4，所述視頻監(jiān)測(cè)單元1通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)生成視頻，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域分 割單元2根據(jù)監(jiān)測(cè)的視頻分割出需要監(jiān)測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，所述特征提取單元3提取運(yùn) 動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，所述運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及獲 取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值，所述訓(xùn)練集5包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本51以及沒(méi)有發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的負(fù)樣本52，所述比較判斷單元4將所述特征提取單元3提取的 運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近 正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程如下首先，視頻監(jiān)測(cè)單元1生成監(jiān)測(cè)視頻，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域 分割單元2再?gòu)谋O(jiān)測(cè)視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。對(duì)于視頻區(qū)域的獲取，通常通過(guò)攝 像探頭攝像獲取。在公共場(chǎng)所或者室內(nèi)，攝像探頭通常安裝在較高的位置，攝像時(shí)大多以向 下傾斜，即與垂直方向成45-60度傾角實(shí)時(shí)對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行視頻拍攝。當(dāng)實(shí)時(shí)拍攝到有人 運(yùn)動(dòng)的區(qū)域時(shí)，將該視頻拍攝的有人運(yùn)動(dòng)的區(qū)域作為監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行分析判斷。這里的有人 運(yùn)動(dòng)區(qū)域包括人的正常移動(dòng)、人的快速移動(dòng)以及打斗、搶劫等暴力行為導(dǎo)致的動(dòng)作。其次， 所述特征提取單元3提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，即，包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng) 區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值。具體工作過(guò)程如視頻監(jiān)測(cè)方法中步驟2 提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征的過(guò)程。最后，所述比較判斷單元4將所述特征提取單元3提 取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中 相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是所述視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括對(duì)運(yùn)動(dòng)特征與樣本進(jìn)行相近 性判斷并分類(lèi)的近鄰分類(lèi)單元6，所述近鄰分類(lèi)單元6將提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與 所述訓(xùn)練集5中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行相似比較并分類(lèi)，確定出與其相似的正樣本和負(fù)樣 本的數(shù)量。具體過(guò)程如下結(jié)合訓(xùn)練集與N近鄰分類(lèi)器(N取為奇數(shù))，就可認(rèn)定視頻幀中的 運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生打斗或者搶劫的區(qū)域。具體方案如下計(jì)算正被檢測(cè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng) 特征(即四維矢量)與所有訓(xùn)練樣本間特征的歐幾里德距離，然后找出距離正被檢測(cè)的運(yùn) 動(dòng)區(qū)域的特征最近的N個(gè)訓(xùn)練樣本。只有在這N個(gè)訓(xùn)練樣本中正樣本個(gè)數(shù)多于負(fù)樣本時(shí)， 才將被測(cè)試區(qū)域認(rèn)定為發(fā)生打斗或者搶劫的區(qū)域。如圖3所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是構(gòu)建一種視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，包括生成視 頻的視頻監(jiān)測(cè)單元1、從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元2、提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn) 動(dòng)特征的特征提取單元3、匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集5、與訓(xùn)練集5中的樣本進(jìn) 行比較判斷的比較判斷單元4以及根據(jù)比較判斷單元確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榘l(fā)生搶劫或打斗的 區(qū)域的報(bào)警單元8，所述視頻監(jiān)測(cè)單元1通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)生成視頻，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元2 根據(jù)監(jiān)測(cè)的視頻分割出需要監(jiān)測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，所述特征提取單元3提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中 的運(yùn)動(dòng)特征，所述運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū) 域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值，所述訓(xùn)練集5包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本51以及沒(méi)有發(fā)生 搶劫或打斗區(qū)域的負(fù)樣本52，所述比較判斷單元4將所述特征提取單元3提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域 中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù) 和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域，所述報(bào)警單元8根據(jù)所述 比較判斷單元4確定確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榘l(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域時(shí)進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程如下首先，視頻監(jiān)測(cè)單元1生成監(jiān)測(cè)視頻，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域 分割單元2再?gòu)谋O(jiān)測(cè)視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。對(duì)于視頻區(qū)域的獲取，通常通過(guò)攝 像探頭攝像獲取。在公共場(chǎng)所或者室內(nèi)，攝像探頭通常安裝在較高的位置，攝像時(shí)大多以向 下傾斜，即與垂直方向成45-60度傾角實(shí)時(shí)對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行視頻拍攝。當(dāng)實(shí)時(shí)拍攝到有人 運(yùn)動(dòng)的區(qū)域時(shí)，將該視頻拍攝的有人運(yùn)動(dòng)的區(qū)域作為監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行分析判斷。這里的有人運(yùn)動(dòng)區(qū)域包括人的正常移動(dòng)、人的快速移動(dòng)以及打斗、搶劫等暴力行為導(dǎo)致的動(dòng)作。其次， 所述特征提取單元3提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，即，包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng) 區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值。具體工作過(guò)程如視頻監(jiān)測(cè)方法中步驟2 提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征的過(guò)程。最后，所述比較判斷單元4將所述特征提取單元3提 取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中 相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。所述報(bào)警單 元8根據(jù)所述比較判斷單元4確定確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榘l(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種視頻監(jiān)測(cè)方法，包括匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集，所述視頻監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟獲取視頻區(qū)域從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域；提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值；獲取視頻監(jiān)測(cè)結(jié)果所述訓(xùn)練集包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本以及沒(méi)有發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的負(fù)樣本，將提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征 的步驟中，以運(yùn)動(dòng)區(qū)域的最小外接矩形的寬與高確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征 的步驟中，計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)在X方向和Y方向的光流值，根據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像 素點(diǎn)的光流值計(jì)算出運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的能量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，在提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征 的步驟中，獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的平均運(yùn)動(dòng)方向及連續(xù)兩幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū) 域的平均運(yùn)動(dòng)方向及連續(xù)兩幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值。
5.一種視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻報(bào)警系統(tǒng)包括生成視頻的視頻監(jiān)測(cè)單元、 從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元、提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征的特征提取單 元、匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集以及與訓(xùn)練集中的樣本進(jìn)行比較判斷的比較判斷 單元，所述視頻監(jiān)測(cè)單元通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)生成視頻，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割單元根據(jù)監(jiān)測(cè)的視頻 分割出需要監(jiān)測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，所述特征提取單元提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，所述 運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方 差值，所述訓(xùn)練集包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本以及沒(méi)有發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的負(fù)樣 本，所述比較判斷單元將所述特征提取單元提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中 的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū) 域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述特征提取單元包括確定運(yùn) 動(dòng)區(qū)域的范圍的運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取模塊，所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域提取模塊提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的最小外接矩形 的寬與高。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述特征提取單元包括獲取運(yùn) 動(dòng)區(qū)域的能量的能量獲取模塊，所述能量獲取模塊計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)在X方向和 Y方向的光流值，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū)域中每個(gè)像素點(diǎn)的光流值計(jì)算出運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的能量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述特征提取單元包括獲取運(yùn) 動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值的方差獲取模塊，所述方差獲取模塊獲取獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的平均 運(yùn)動(dòng)方向及連續(xù)兩幀內(nèi)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)運(yùn)動(dòng)區(qū)域的平均運(yùn)動(dòng)方向及連續(xù)兩幀內(nèi) 運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向計(jì)算運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括對(duì)運(yùn) 動(dòng)特征與樣本進(jìn)行相近性判斷并分類(lèi)的近鄰分類(lèi)單元，所述近鄰分類(lèi)單元將提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行相似比較并分類(lèi)，確定出與其相似 的正樣本和負(fù)樣本的數(shù)量。
10. 一種應(yīng)用權(quán)利要求5至9中任一權(quán)利要求所述視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)， 所述視頻報(bào)警系統(tǒng)包括生成視頻的視頻監(jiān)測(cè)單元、從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域分割 單元、提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征的特征提取單元、匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集、 與訓(xùn)練集中的樣本進(jìn)行比較判斷的比較判斷單元以及根據(jù)比較判斷單元確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)?發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域的報(bào)警單元，所述視頻監(jiān)測(cè)單元通過(guò)視頻監(jiān)測(cè)生成視頻，所述運(yùn)動(dòng) 區(qū)域分割單元根據(jù)監(jiān)測(cè)的視頻分割出需要監(jiān)測(cè)視頻中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，所述特征提取單元提取 運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征，所述運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及 獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值，所述訓(xùn)練集包括發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的正樣本以及沒(méi) 有發(fā)生搶劫或打斗區(qū)域的負(fù)樣本，所述比較判斷單元將所述特征提取單元提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域 中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù) 和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域，所述報(bào)警單元根據(jù)所述比 較判斷單元確定確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域?yàn)榘l(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域時(shí)進(jìn)行報(bào)警。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種視頻監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及視頻報(bào)警系統(tǒng)，所述視頻監(jiān)測(cè)方法包括匯集運(yùn)動(dòng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)特征樣本的訓(xùn)練集，所述視頻監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟獲取視頻區(qū)域從視頻中獲取需要監(jiān)測(cè)的運(yùn)動(dòng)區(qū)域；提取運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征包括確定運(yùn)動(dòng)區(qū)域的范圍、獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的能量及獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)方向的方差值；獲取視頻監(jiān)測(cè)結(jié)果將提取的運(yùn)動(dòng)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)特征與所述訓(xùn)練集中的正樣本和負(fù)樣本進(jìn)行比較，通過(guò)與訓(xùn)練集中相近正樣本數(shù)和負(fù)樣本數(shù)的多少判斷運(yùn)動(dòng)區(qū)域是否為發(fā)生搶劫或打斗的區(qū)域。本發(fā)明視頻監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)及視頻監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控暴力行為，促進(jìn)了安防設(shè)備的發(fā)展。
文檔編號(hào)G06K9/62GK101968848SQ201010294119
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者徐勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院