專(zhuān)利名稱(chēng)：基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市里樓房越蓋越高，電梯的使用越來(lái)越普遍，電梯安全問(wèn)題日益受到人們重視。電梯在給人類(lèi)的生活帶來(lái)便捷迅速之后，也向人類(lèi)的安全發(fā)出挑戰(zhàn)。由于電梯的相對(duì)封閉性，它給人類(lèi)的安全也帶來(lái)了威脅。在電梯狹小的空間里，人對(duì)自身的約束也會(huì)降低到最低點(diǎn)。新聞媒體經(jīng)常會(huì)報(bào)道一些電梯暴力事件，受害者遭遇過(guò)電梯內(nèi)暴力事件后除了財(cái)物損失以外在心身方面也受到了很大的創(chuàng)傷，電梯暴力事件的種類(lèi)可分為電梯內(nèi)的劫財(cái)、劫色和其他暴力事件。
奧地利的生物學(xué)家康·洛倫茲就曾經(jīng)指出一個(gè)親密的群體一旦擁擠在一個(gè)狹小的空間就可能會(huì)導(dǎo)致一切社會(huì)行為準(zhǔn)則失效。有許多報(bào)道，一些外表具有“紳士風(fēng)度的”人在電梯中對(duì)自己公司的女性員工進(jìn)行性騷擾，在電梯這樣一個(gè)狹小而又相對(duì)封閉的空間內(nèi)會(huì)造成一些人理性的錯(cuò)位。
在西方，電梯內(nèi)發(fā)生暴力事件早已經(jīng)成為司空見(jiàn)慣的大眾話題和影視片中的常規(guī)情節(jié)。美國(guó)加州大學(xué)的一位博士曾經(jīng)對(duì)居住在紐約中區(qū)公寓中的102位女性作過(guò)一次調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)竟然有34％的女性承認(rèn)自己在電梯中曾經(jīng)受到陌生男子的性騷擾，多為猥褻語(yǔ)言，下流動(dòng)作。另外有21％的女性表示身體受到過(guò)傷害。通過(guò)對(duì)比，女性在電梯中所受到的暴力襲擊的機(jī)會(huì)比深夜駕車(chē)或行走在無(wú)人的街區(qū)要高50％。
在我國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種高檔寫(xiě)字樓也越來(lái)越多，而發(fā)生在寫(xiě)字樓里電梯中的性騷擾事件也逐漸增多，并且已是屢見(jiàn)不鮮。電梯里的性騷擾現(xiàn)象已越來(lái)越引起人們的重視。有些女性將電梯里的發(fā)生的性騷擾稱(chēng)為“防不勝防”的暴力襲擊，現(xiàn)在電梯的弊病也正在引起世界上的一些社會(huì)學(xué)家、心理學(xué)家和犯罪學(xué)家的注意。
另外一些犯罪份子也利用電梯這個(gè)特殊的空間來(lái)進(jìn)行搶劫作案，并正嚴(yán)重地危害著人們的生命和生活安全。
圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一個(gè)不斷發(fā)展的新技術(shù)，原則上采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)進(jìn)行觀測(cè)有四個(gè)目的，即預(yù)處理、最底層的特征提取、中級(jí)特征的辯識(shí)以及通過(guò)圖像對(duì)高級(jí)情景的解釋。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)包括主要特征、圖像處理以及圖像理解。
圖像是人類(lèi)視覺(jué)的延伸。通過(guò)視覺(jué)，可以捕捉到電梯內(nèi)部所發(fā)生的事件，圖像監(jiān)測(cè)快速性的基礎(chǔ)是視覺(jué)所接受的信息以光為傳播媒介；而圖像信息的豐富和直觀，更為電梯安全故障的辨識(shí)和判斷奠定了基礎(chǔ)，其它任何檢測(cè)技術(shù)均不能提供如此豐富和直觀的信息。
語(yǔ)音能夠表達(dá)情感，因?yàn)槠渲邪荏w現(xiàn)情感特征的參數(shù)。電梯中受害的一方往往在會(huì)表現(xiàn)出驚恐、悲傷和憤怒這三種情感，從語(yǔ)音信號(hào)中提取這些反映情感的參數(shù)，對(duì)于情感語(yǔ)音識(shí)別具有極其重要的意義。
當(dāng)說(shuō)話人處于不同情感狀態(tài)時(shí)，會(huì)在語(yǔ)速上表現(xiàn)出一定的變化，在激動(dòng)狀態(tài)時(shí)，語(yǔ)速較平常狀態(tài)要快，因此可以利用判斷語(yǔ)音信號(hào)中的語(yǔ)速和發(fā)話持續(xù)時(shí)間等參數(shù)來(lái)判別情感中激動(dòng)成分的程度。同語(yǔ)音信號(hào)中的時(shí)間特征相類(lèi)似，信號(hào)的振幅特征和各種情感信息也具有較強(qiáng)的相關(guān)性，在怒、驚等情感時(shí)往往具有較大的幅值，而悲傷情感的幅度值較低。從電梯受害人的受害過(guò)程情感變化典型過(guò)程來(lái)講，大致上可以分為先受驚、接著憤怒、然后產(chǎn)生悲傷。

發(fā)明內(nèi)容為了克服已有的電梯防暴裝置的人為視頻監(jiān)視、安裝維護(hù)麻煩、可靠性差的不足，本發(fā)明提供一種智能化、實(shí)時(shí)在線、可靠性強(qiáng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便的基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，包括安裝在電梯轎廂頂部的視頻傳感器、用于采集轎廂內(nèi)語(yǔ)音的語(yǔ)音接受器以及用于監(jiān)控電梯的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)，所述的視頻傳感器、語(yǔ)音接受器與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)連接，所述的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括用于實(shí)時(shí)顯示電梯視頻數(shù)據(jù)的顯示模塊，所述顯示模塊連接顯示裝置，所述的視頻傳感器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)連接，所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為電梯所在大樓的無(wú)線局域網(wǎng)的中心，所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)包括用于電梯安全防范的微處理器，所述的微處理器包括圖像讀取模塊，用于將電梯轎廂內(nèi)的視頻信息采集下來(lái)；圖像變化計(jì)算模塊，用于將所獲得的當(dāng)前幀現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像與一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的基準(zhǔn)參考圖像進(jìn)行差值運(yùn)算，圖像相減的計(jì)算公式如式(8)表示fd(X，t0，ti)＝f(X，ti)-f(X，t0)(8)上式中，fd(X，t0，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到圖像與基準(zhǔn)參考圖像間進(jìn)行圖像相減的結(jié)果；f(X，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到圖像；f(X，t0)是基準(zhǔn)參考圖像；連通區(qū)域計(jì)算模塊，用于對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行標(biāo)記，像素灰度為0的背景，像素灰度為1為目標(biāo)，計(jì)算當(dāng)前圖像中的像素是否與當(dāng)前像素周?chē)噜彽哪骋粋€(gè)點(diǎn)的像素相等，如灰度相等判斷為具有連通性，將所有具有連通性的像素作為一個(gè)連通區(qū)域；電梯內(nèi)是否有人判斷模塊，用于根據(jù)連通區(qū)域的大小屬性以及形狀屬性進(jìn)行判斷，如同時(shí)滿(mǎn)足大小屬性、形狀屬性，判定電梯轎廂內(nèi)有人，該判斷模塊包括區(qū)域大小屬性判斷單元，用于對(duì)所述的每個(gè)連通區(qū)域求出其面積，并依照如下判斷規(guī)則若Si＜閾值1，則該變化區(qū)域?yàn)樵肼朁c(diǎn)；若Si＞閾值2，則該變化區(qū)域?yàn)榇竺娣e的變化，首先考慮到是由于光的照射而產(chǎn)生的變化，但是也不能排除人會(huì)攜帶著一些物品，因此這時(shí)設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為0.2~0.5之間；若閾值1＜Si＜閾值2，則該變化區(qū)域可疑為有人，設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為1；閾值1和閾值2的取值范圍的大小是根據(jù)從上往下看一個(gè)成年人的平均截面積在0.12m2左右，然后通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定結(jié)果來(lái)決定閾值1和閾值2的大小，即像素值的大??；形狀屬性判斷單元，用于根據(jù)每個(gè)連通區(qū)域求出其面積Si求其形狀特征屬性，與人體模型作比較，首先求每個(gè)連通區(qū)域的平均寬度和高度，平均寬度wi用在高度hi方向的分成4等份的寬度均值，并以該平均寬度wi和高度hi作一個(gè)矩形，然后用公式(10)計(jì)算某個(gè)連通區(qū)域與該連通區(qū)域的矩形的面積比，ϵareai=Siwi*hi---(10)]]>計(jì)算所得的εareai值在0.5~0.9之間，接著用公式(11)進(jìn)行下面的矩形的寬度wi與高度hi的比的計(jì)算，εareai值小于0.5時(shí)就將該連通區(qū)域排除，ϵratei=wihi---(11)]]>計(jì)算所得到的εratei值根據(jù)空間位置關(guān)系，劃分若干個(gè)區(qū)域半徑，每個(gè)區(qū)域半徑中有其判斷指標(biāo)，比如在10m~12m的區(qū)域半徑范圍內(nèi)，εratei值在0.15~0.4之間，設(shè)定形狀屬性影響因子Fsh為1；電梯門(mén)狀態(tài)動(dòng)作判斷模塊，用于安裝好視頻傳感器后，得到的轎廂初始圖像，定義電梯門(mén)處于關(guān)狀態(tài)時(shí)上部區(qū)域?yàn)楸尘皥D像，將當(dāng)前的圖像與背景圖像進(jìn)行背景減算法，如連通區(qū)域有整塊出現(xiàn)，判斷轎廂門(mén)處于開(kāi)的狀態(tài)；否則轎廂門(mén)處于關(guān)的狀態(tài)；通過(guò)相鄰各幀圖像的檢測(cè)，如連通區(qū)域的面積在水平方向上從大到小，判斷轎廂門(mén)從開(kāi)到關(guān)，如連通區(qū)域的面積在水平方向上從小到大，判斷轎廂門(mén)從關(guān)到開(kāi)；電梯劫色暴力判斷模塊，用于在判定電梯的轎廂門(mén)關(guān)閉后，根據(jù)連通區(qū)域計(jì)算模塊，判斷轎廂內(nèi)的人數(shù)超過(guò)2人，并判斷當(dāng)前時(shí)間段在晚間，啟動(dòng)劫色暴力判斷計(jì)算劫色異常量化值的初始值為零，如果電梯轎廂內(nèi)原來(lái)就有人并呆在轎廂內(nèi)超過(guò)設(shè)定時(shí)間以上同時(shí)并沒(méi)有在轎廂內(nèi)選層面板上選擇層間按鈕，劫色異常量化值累加一個(gè)L1值；如果檢測(cè)到截面積較大的對(duì)象是在截面積較小的對(duì)象后面進(jìn)入電梯，劫色異常量化值累加一個(gè)L2值；如果檢測(cè)到一個(gè)截面積較大的對(duì)象快速地接近一個(gè)截面積較小的對(duì)象，劫色異常量化值累加一個(gè)L3值；如果檢測(cè)到有聲音并判定為女性，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，如判定為驚恐情感聲音，劫色異常量化值累加一個(gè)L4值；如果檢測(cè)到兩個(gè)截面積合成為一個(gè)截面積，并延續(xù)了設(shè)定時(shí)間Tduring，同時(shí)在設(shè)定部位動(dòng)作變化頻繁，劫色異常量化值累加一個(gè)L5值；如果再檢測(cè)到有聲音并判定為女性，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，如判定為女性的憤怒、悲傷的情感聲音，異常量化值累加一個(gè)L6值；將累加后的劫色異常量化值與預(yù)設(shè)的劫色異常標(biāo)準(zhǔn)值做比較，如劫色異常量化值大于劫色異常標(biāo)準(zhǔn)值，判定為劫色暴力發(fā)生，發(fā)出告警提示信息。
進(jìn)一步，所述的微處理器還包括電梯劫財(cái)暴力判斷模塊，用于在判定電梯的轎廂門(mén)關(guān)閉后，根據(jù)連通區(qū)域計(jì)算模塊，如果所檢測(cè)到的轎廂內(nèi)人數(shù)小于4人并且當(dāng)前的時(shí)間段在晚間，啟動(dòng)劫財(cái)暴力判定計(jì)算；劫財(cái)異常量化值的初始值為零，如果發(fā)現(xiàn)在電梯轎廂內(nèi)原來(lái)就有人并呆在轎廂內(nèi)超過(guò)一定時(shí)間以上同時(shí)并沒(méi)有在轎廂內(nèi)選層面板上選擇層間按鈕，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K1值；如果檢測(cè)到一個(gè)或者兩個(gè)面積的對(duì)象迅速地接近另一個(gè)面積的對(duì)象，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K2值；如果檢測(cè)到有聲音，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，判定為驚恐情感聲音，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K3值；如果檢測(cè)到每幀圖像中有面積的劇烈活動(dòng)，設(shè)定部位的運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)閾值，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K4值；如果再檢測(cè)到有聲音，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，判定為包含有憤怒、悲傷的情感聲音，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K5值；將累加后的劫財(cái)異常量化值與預(yù)設(shè)的劫財(cái)異常標(biāo)準(zhǔn)值做比較，如劫財(cái)異常量化值大于劫財(cái)異常標(biāo)準(zhǔn)值，判定為劫財(cái)暴力發(fā)生，發(fā)出告警提示信息。
再進(jìn)一步，所述的微處理器還包括語(yǔ)音分析模塊，用于采集受話器的語(yǔ)音信息，采用貢獻(xiàn)分析法來(lái)確定情感特征參數(shù)在構(gòu)建模板時(shí)的權(quán)重值，定義為wj=1nΣi=1ncov(θ^(yi,φ^j(xij))varφ(yi)---(2)]]>t＝1，…，n j＝1，…，8(3)θ(yi)=Σj=18φj(xij)+ϵi---(4)]]>上式中，θ(yi)是第t感語(yǔ)句和模板歐氏距離y的函數(shù)，φj(xij)是第t句的第J個(gè)情感特征參量xij的二次函數(shù)，εi是隨機(jī)誤差， 和 是通過(guò)修正條件期望算法迭代確定出的最佳函數(shù)。
更進(jìn)一步，所述的轎廂內(nèi)安裝顯示器，所述的微處理器還包括實(shí)時(shí)播放模塊，用于將視頻傳感器采集的視頻信號(hào)輸出到轎廂內(nèi)的顯示器，并實(shí)時(shí)播放。
所述的微處理器還包括電梯非常處理模塊，用于在檢測(cè)轎廂內(nèi)有人，且超過(guò)設(shè)定時(shí)間Twait后仍然沒(méi)有選擇任何選層按鈕或者電梯門(mén)沒(méi)有開(kāi)閉，控制電梯升降到最近一層，并自動(dòng)打開(kāi)電梯門(mén)。
6、如權(quán)利要求3所述的基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，其特征在于所述的微處理器還包括背景維護(hù)模塊，所述的背景維護(hù)模塊包括背景亮度計(jì)算單元，用于計(jì)算平均背景亮度Yb計(jì)算公式如式(8)所示Y‾b=Σx=0W-1Σy=0H-1Yn(x,y)(1-Mn(x,y))Σx=0W-1Σy=0H-1(1-Mn(x,y))---(8)]]>式(8)中，Yn(x，y)為當(dāng)前幀各像素的亮度，Mn(x，y)為當(dāng)前幀的掩模表，所述的掩模表是用一個(gè)與視頻幀尺寸相同的數(shù)組M來(lái)記錄各像素點(diǎn)是否有運(yùn)動(dòng)變化，參見(jiàn)式(10) 公式(8)中的背景亮度是從RGB顏色空間到Y(jié)CrCb顏色空間的轉(zhuǎn)換得到的，其公式(11)給出，Y＝0.29990*R+0.5870*G+0.1140*B；Cr＝0.5000*R-0.4187*G-0.0813*B+128Cb＝-0.1787*R-0.3313*G+0.5000*B+128(11)上式中，Y代表YUV顏色模型的亮度，U、V是YUV顏色模型的兩個(gè)彩色分量，表示色差；R表示RGB色彩空間的紅色；G表示RGB色彩空間的綠色；B表示RGB色彩空間的藍(lán)色；Yb0為判定為運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)前一幀的背景亮度，Yb1為檢測(cè)到檢測(cè)對(duì)象時(shí)第一幀的背景亮度，兩幀平均亮度的變化為ΔY＝Y(jié)b1-Yb0(9)如果ΔY大于上限值，則認(rèn)為發(fā)生了開(kāi)燈事件；如果ΔY小于某個(gè)下限值，則認(rèn)為發(fā)生了關(guān)燈事件；如ΔY介于上限值和下限值之間，則認(rèn)為光線自然變化；背景自適應(yīng)單元，用于當(dāng)光線自然變化時(shí)，按照下式(5)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)Xmix，bn+1(i)＝(1-λ)Xmix，bn(i)+λXmix，cn(i)(5)式中Xmix，cn(i)為當(dāng)前幀RGB向量，Xmix，bn(i)為當(dāng)前幀背景RGB向量，Xmix，bn+1(i)為下一幀背景預(yù)測(cè)RGB向量，λ為背景更新的速度；λ＝0，使用固定不變的背景(初始背景)；λ＝1，使用當(dāng)前幀作為背景；0＜λ＜1，背景由前一時(shí)刻的背景與當(dāng)前幀混合而成；當(dāng)光線由開(kāi)關(guān)燈引起的，背景像素按照當(dāng)前幀重置，參見(jiàn)式(6)Xmix，bn+1(i)＝Xmix，cn(i)(6)。
所述的微處理器還包括噪聲剔除模塊，用于將每一個(gè)像素值用其局部鄰域內(nèi)所有值的均值置換，如公式(13)所示h[i，j]＝(1/M)∑f[k，1] (13)上式(9)中，M是鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)總數(shù)。
所述的視頻傳感器連接視頻處理器，所述視頻處理器包括圖像記錄模塊，用于將電梯轎廂內(nèi)的視頻信息記錄下來(lái)；圖像處理模塊，用于將記錄下來(lái)的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼、復(fù)用以及調(diào)制成壓縮視頻數(shù)據(jù)；第一無(wú)線收發(fā)模塊，用于依照通信標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送壓縮的視頻數(shù)據(jù)；所述的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括第二無(wú)線收發(fā)模塊，用于依照通信標(biāo)準(zhǔn)，接收壓縮的視頻數(shù)據(jù)；圖像解壓處理模塊，用于將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮、解復(fù)用以及解調(diào)，恢復(fù)成視頻數(shù)據(jù)；所述的圖像解壓處理模塊的輸出連接圖像讀取模塊。
所述的第一無(wú)線收發(fā)模塊為符合通信標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)卡，所述的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括與所述無(wú)線網(wǎng)卡配合的TCP/IP協(xié)議、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口，所述的微處理器為嵌入式Linux微處理器。
數(shù)字化無(wú)線視音頻傳輸系統(tǒng)與傳統(tǒng)的有線、模擬傳輸系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)①便于進(jìn)行壓縮、分析、存儲(chǔ)和顯示②數(shù)字信息抗干擾能力強(qiáng)，不易受傳輸線路信號(hào)衰減的影響等。正是由于數(shù)字視音頻傳輸具有傳統(tǒng)模擬傳輸無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，而且符合當(dāng)前信息社會(huì)中數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)，所以數(shù)字視音頻傳輸正在逐步取代模擬傳輸，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
目前數(shù)字化無(wú)線視音頻傳輸選擇方式來(lái)看，主要有三種方案一是在藍(lán)牙串行口后接一個(gè)藍(lán)牙模塊；二是選擇紅外無(wú)線遙控；三是用短距離的無(wú)線數(shù)傳芯片。對(duì)于藍(lán)牙方案，無(wú)線傳輸距離和芯片價(jià)格是值得考慮的地方藍(lán)牙主要用于短距離傳輸(最多10米)，且芯片價(jià)格一直偏高，雖然目前也有使藍(lán)牙傳輸距離進(jìn)一步加大的方案(可達(dá)100米)，但不幸的是，其價(jià)格也會(huì)比原來(lái)貴許多，不適應(yīng)于電梯的轎廂與監(jiān)控中心之間的音視頻信息交換。紅外傳輸雖然沒(méi)有價(jià)格問(wèn)題，能傳輸?shù)木嚯x實(shí)在太近，只有幾米，且對(duì)紅外發(fā)射角度有一定的要求，存在″必須保證傳輸信息的兩個(gè)設(shè)備正對(duì)，且中間不能有障礙物″等致命的缺陷，這一點(diǎn)又不適應(yīng)于電梯的轎廂與監(jiān)控中心之間的音視頻信息交換。采用短距離的無(wú)線數(shù)傳芯片進(jìn)行無(wú)線傳輸則靈活得多，價(jià)格上從低端到高端選擇余地很大，傳輸距離從幾十米到幾百米都有，即使中間有障礙物也能很好地實(shí)現(xiàn)轎廂與監(jiān)控中心之間的音視頻信息交換。
全數(shù)字無(wú)線視音頻傳輸系統(tǒng)是將視頻信息數(shù)字化后經(jīng)壓縮編碼、復(fù)用、調(diào)制以后送信道傳輸，然后通過(guò)解壓縮、解復(fù)用、解調(diào)后送到電梯監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)中進(jìn)行圖像處理，整個(gè)過(guò)程采用的是全數(shù)字處理技術(shù)，由于采用了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)與前向糾錯(cuò)技術(shù)(FEC)，可使其具有較高的信號(hào)接收靈敏度并能保證信號(hào)的可靠傳輸，適應(yīng)在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用，特別是在運(yùn)動(dòng)中電梯內(nèi)視音頻傳輸抗干擾性能、安裝維護(hù)等方面的優(yōu)點(diǎn)更加明顯。
全數(shù)字無(wú)線視音頻傳輸系統(tǒng)除了具有優(yōu)越的抗干擾性能、保持圖像信息清晰穩(wěn)定以外，還具有設(shè)備小巧不需附帶其他設(shè)施、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)牡刂肪幋a控制實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、單向和雙向?qū)崟r(shí)的多媒體通信。由于全數(shù)字無(wú)線視音頻傳輸系統(tǒng)不需附帶其他設(shè)施且獨(dú)立性好，不需要任何布線等安裝過(guò)程，因此采用全數(shù)字無(wú)線視音頻傳輸以及圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)能方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)單梯以及群梯的安全防范檢測(cè)和控制，更適用于目前使用中的電梯的控制技術(shù)和安全防范技術(shù)的改造。
電梯暴力事件的種類(lèi)可分為電梯內(nèi)的劫財(cái)、劫色和其他暴力事件。從發(fā)生電梯暴力事件的時(shí)間段來(lái)看一般都是處在電梯利用者比較少或者深夜時(shí)間，從發(fā)生過(guò)程延續(xù)時(shí)間來(lái)看施暴者要比一般正常電梯利用者乘坐電梯的時(shí)間來(lái)的長(zhǎng)些，從視頻的角度來(lái)說(shuō)在電梯移動(dòng)時(shí)間內(nèi)人體的活動(dòng)頻繁并出現(xiàn)人體之間迅速靠近或者人體面積迅速變化等特征，從音頻的角度來(lái)說(shuō)會(huì)施害者常會(huì)發(fā)出一些恐嚇性的語(yǔ)言，受害者常會(huì)發(fā)生驚叫救助等語(yǔ)音特征。
所述的安全防范檢測(cè)模塊中包括電梯劫財(cái)暴力、劫色暴力和其他暴力等事件的檢測(cè)，從視音頻識(shí)別角度來(lái)說(shuō)，施暴者一般在整個(gè)視場(chǎng)中的所占面積比較大(往往是大個(gè)子男性)、動(dòng)作比較猛且朝向受害者主動(dòng)動(dòng)作、在電梯內(nèi)停留時(shí)間比較長(zhǎng)(等候機(jī)會(huì)實(shí)施暴力)、暴力發(fā)生以前或者過(guò)程中發(fā)出的聲音中帶有恐嚇性成分，聲音多屬于男性的聲音；與施暴者比較，受害者一般所占面積比較小、在受害的前期身體幾乎沒(méi)有動(dòng)作，在施暴者發(fā)生暴力過(guò)程中以及發(fā)出的恐嚇性成分聲音后會(huì)發(fā)生驚叫救助等特征成分的語(yǔ)音，聲音多屬于女性的聲音或者是個(gè)子不大的人體。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1、智能化、實(shí)時(shí)在線、可靠性強(qiáng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便；2、速度快-2.4GHz直接序列擴(kuò)頻，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為11Mb/s，無(wú)須直線傳播；3、具有動(dòng)態(tài)速率轉(zhuǎn)換功能-當(dāng)射頻情況變差時(shí)，可將數(shù)據(jù)傳輸速率降低為5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s；4、使用范圍廣-支持的范圍是在室外為300米，在室內(nèi)環(huán)境中最長(zhǎng)為100米，只要將網(wǎng)絡(luò)橋接器安裝在大樓的中間層靠近電梯井道附近，能滿(mǎn)足50層左右的樓層電梯的無(wú)線視音頻傳輸；5、可靠性高-使用與以太網(wǎng)類(lèi)似的連接協(xié)議和數(shù)據(jù)包確認(rèn)，來(lái)提供可靠的無(wú)線視音頻數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效使用；6、互用性好-只允許一種標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)發(fā)送技術(shù)，WECA將認(rèn)證產(chǎn)品的互用性；7、漫游支持功能-當(dāng)電梯在各個(gè)層間之間上下移動(dòng)時(shí)進(jìn)行無(wú)縫連接；8、可伸縮性好-最多三個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)可以同時(shí)定位于有效使用范圍中，以支持上百個(gè)用戶(hù)，足以能使整個(gè)大樓中的電梯監(jiān)控點(diǎn)正常工作；9、不需任何布線就能方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)單梯以及群梯的安全防范監(jiān)控，更適用于目前使用中的電梯的控制技術(shù)和安全防范技術(shù)的改造；10、組網(wǎng)方便，能與大樓中的任何網(wǎng)進(jìn)行連接，也可以與外界的因特網(wǎng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控或者遠(yuǎn)程維護(hù)，在發(fā)生竊財(cái)、竊色等電梯暴力事件發(fā)生時(shí)能在第一時(shí)間通知有關(guān)人員采取救援措施；11、降低電梯內(nèi)的犯罪率，提高電梯利用者的安全感，對(duì)預(yù)防電梯內(nèi)的犯罪有積極的作用。


圖1為基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為采用嵌入式軟硬件以及無(wú)線收發(fā)模塊進(jìn)行全數(shù)字無(wú)線視音頻通信系統(tǒng)拓?fù)鋱D；圖3為將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)橋接器安裝在大樓的中間層靠近電梯井道附近的示意圖；圖4為語(yǔ)音情感識(shí)別的原理框圖；圖5為在發(fā)生電梯內(nèi)暴力情況時(shí)，一種暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)隨時(shí)間累計(jì)曲線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)D1～圖5，一種基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，包括安裝在電梯轎廂頂部的視頻傳感器、用于采集轎廂內(nèi)語(yǔ)音的語(yǔ)音接受器以及用于監(jiān)控電梯的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)，所述的視頻傳感器、語(yǔ)音接受器與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)連接，所述的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括用于實(shí)時(shí)顯示電梯視頻數(shù)據(jù)的顯示模塊，所述顯示模塊連接顯示裝置，所述的視頻傳感器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)連接，所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為電梯所在大樓的無(wú)線局域網(wǎng)的中心，所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)包括用于電梯安全防范的微處理器，所述的微處理器包括圖像讀取模塊，用于將電梯轎廂內(nèi)的視頻信息采集下來(lái)。
圖像變化計(jì)算模塊，用于將所獲得的當(dāng)前幀現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像與一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的基準(zhǔn)參考圖像進(jìn)行差值運(yùn)算，圖像相減的計(jì)算公式如式(8)表示fd(X，t0，ti)＝f(X，ti)-f(X，t0)(8)上式中，fd(X，t0，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到圖像與基準(zhǔn)參考圖像間進(jìn)行圖像相減的結(jié)果；f(X，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到圖像；f(X，t0)是基準(zhǔn)參考圖像；
連通區(qū)域計(jì)算模塊，用于對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行標(biāo)記，像素灰度為0的背景，像素灰度為1為目標(biāo)，計(jì)算當(dāng)前圖像中的像素是否與當(dāng)前像素周?chē)噜彽哪骋粋€(gè)點(diǎn)的像素相等，如灰度相等判斷為具有連通性，將所有具有連通性的像素作為一個(gè)連通區(qū)域；電梯內(nèi)是否有人判斷模塊，用于根據(jù)連通區(qū)域的大小屬性以及形狀屬性進(jìn)行判斷，如同時(shí)滿(mǎn)足大小屬性、形狀屬性，判定電梯轎廂內(nèi)有人，該判斷模塊包括區(qū)域大小屬性判斷單元，用于對(duì)所述的每個(gè)連通區(qū)域求出其面積，并依照如下判斷規(guī)則若Si＜閾值1，則該變化區(qū)域?yàn)樵肼朁c(diǎn)；若Si＞閾值2，則該變化區(qū)域?yàn)榇竺娣e的變化，首先考慮到是由于光的照射而產(chǎn)生的變化，但是也不能排除人會(huì)攜帶著一些物品，因此這時(shí)設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為0.2~0.5之間；若閾值1＜Si＜閾值2，則該變化區(qū)域可疑為有人，設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為1；閾值1和閾值2的取值范圍的大小是根據(jù)從上往下看一個(gè)成年人的平均截面積在0.12m2左右，然后通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定結(jié)果來(lái)決定閾值1和閾值2的大小，即像素值的大小；形狀屬性判斷單元，用于根據(jù)每個(gè)連通區(qū)域求出其面積Si求其形狀特征屬性，與人體模型作比較，首先求每個(gè)連通區(qū)域的平均寬度和高度，平均寬度wi用在高度hi方向的分成4等份的寬度均值，并以該平均寬度wi和高度hi作一個(gè)矩形，然后用公式(10)計(jì)算某個(gè)連通區(qū)域與該連通區(qū)域的矩形的面積比，ϵareai=Siwi*hi---(10)]]>計(jì)算所得的εareai值在0.5~0.9之間，接著用公式(11)進(jìn)行下面的矩形的寬度wi與高度hi的比的計(jì)算，εareai值小于0.5時(shí)就將該連通區(qū)域排除，ϵratei=wihi---(11)]]>計(jì)算所得到的εratei值根據(jù)空間位置關(guān)系，劃分若干個(gè)區(qū)域半徑，每個(gè)區(qū)域半徑中有其判斷指標(biāo)，比如在10m~12m的區(qū)域半徑范圍內(nèi)，εratei值在0.15~0.4之間，設(shè)定形狀屬性影響因子Fsh為1；電梯門(mén)狀態(tài)動(dòng)作判斷模塊，用于安裝好視頻傳感器后，得到的轎廂初始圖像，定義電梯門(mén)處于關(guān)狀態(tài)時(shí)上部區(qū)域?yàn)楸尘皥D像，將當(dāng)前的圖像與背景圖像進(jìn)行背景減算法，如連通區(qū)域有整塊出現(xiàn)，判斷轎廂門(mén)處于開(kāi)的狀態(tài)；否則轎廂門(mén)處于關(guān)的狀態(tài)；通過(guò)相鄰各幀圖像的檢測(cè)，如連通區(qū)域的面積在水平方向上從大到小，判斷轎廂門(mén)從開(kāi)到關(guān)，如連通區(qū)域的面積在水平方向上從小到大，判斷轎廂門(mén)從關(guān)到開(kāi)。
該裝置中包括用于監(jiān)視轎廂內(nèi)情況的攝像頭、用于采集轎廂內(nèi)語(yǔ)音的麥克風(fēng)、用于采集、傳輸視音頻信息的嵌入式系統(tǒng)與無(wú)線收發(fā)模塊的配合，選擇嵌入式Linux系統(tǒng)，主要達(dá)到集傳感、通信、移動(dòng)為一體的目的，具體選擇三星S3C2410X為嵌入式微處理器，結(jié)合無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，實(shí)現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)采集、無(wú)線傳輸、基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別與理解技術(shù)的電梯安全防范。嵌入式系統(tǒng)中包括了軟件與硬件技術(shù)，其中嵌入式Linux軟件是核心技術(shù)，它能實(shí)現(xiàn)視音頻服務(wù)器的功能。
所述的嵌入式微處理器S3C2410X是一款基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC嵌入式微處理器，該處理器是為手持設(shè)備以及高性?xún)r(jià)比、低功耗微控制器而設(shè)計(jì)的。它采用了一種叫做AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)的新總線架構(gòu)。S3C2410X內(nèi)部的主要資源有內(nèi)存管理單元MMU、系統(tǒng)管理器、各為16KB的指令和數(shù)據(jù)緩存、LCD控制器(STN&TFT)、NAND FLASH Boot Loader、3通道UART、4通道DMA、4個(gè)PWM時(shí)鐘、1個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘、8通道10為ADC、觸摸屏接口、多媒體卡接口、I2C和I2S總線接口、2個(gè)USB主機(jī)接口、1個(gè)USB設(shè)備接口、SD主接口、2SPI接口、PLL時(shí)鐘發(fā)生器以及通用I/O端口等。
所述的嵌入式微處理器S3C2410X內(nèi)部包含一個(gè)叫MMU的內(nèi)存管理單元，可以實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)空間到物理存儲(chǔ)空間的映射。通常嵌入式系統(tǒng)的程序存放在ROM/FLASH中，系統(tǒng)斷電后程序能夠得到保存，但ROM/FLASH與SDRAM相比，速度要慢的多，而且嵌入式系統(tǒng)中通常把異常中斷向量表存放在RAM中，利用內(nèi)存映射機(jī)構(gòu)可以解決這種需要。
所述的ROM/FLASH采用三星公司64MB的K9S1208VOM。它可進(jìn)行10萬(wàn)次的編程/擦除，數(shù)據(jù)保存長(zhǎng)達(dá)10年，被用來(lái)裝載操作系統(tǒng)鏡像和大容量的數(shù)據(jù)。
所述的SDRAM是采用三星公司的K4S561632C，用來(lái)運(yùn)行操作系統(tǒng)和存儲(chǔ)程序運(yùn)行過(guò)程中所需要的數(shù)據(jù)，它是4M*16bit*4bank的同步DRAM，容量為32MB。用兩片K4S561632C實(shí)現(xiàn)位擴(kuò)展，使數(shù)據(jù)總線寬度為32bit。
所述的嵌入式軟件系統(tǒng)主要包括操作系統(tǒng)、TCP/IP協(xié)議的移植、驅(qū)動(dòng)程序的安裝以及用戶(hù)應(yīng)用程序的編寫(xiě)等。
本發(fā)明中采用了Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)，Linux是從UNIX發(fā)展而來(lái)，繼承了UNIX大多數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，Linux公開(kāi)的內(nèi)核源代碼使得它成為目前最流行的操作系統(tǒng)，并且Linux可以從應(yīng)用出發(fā)裁剪其硬件軟件，這對(duì)面向基于圖像識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置這種特殊需要來(lái)說(shuō)十分必要，這里我們將其稱(chēng)為定制操作系統(tǒng)，定制步驟如下(1)編寫(xiě)板基支持包BSP；(2)裁剪和配置操作系統(tǒng)的各個(gè)部件，并修改相應(yīng)的配置文件；(3)編譯Kernel、組件和BSP，生成操作系統(tǒng)鏡像文件；(4)將鏡像文件下載到目標(biāo)板上，進(jìn)行調(diào)試。
進(jìn)一步，電梯內(nèi)視音頻監(jiān)控信息是要通過(guò)TCP/IP協(xié)議經(jīng)無(wú)線局域網(wǎng)以數(shù)據(jù)打包、發(fā)送的方式來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)?，因此要在操作系統(tǒng)支持下實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議，就需要進(jìn)行任務(wù)劃分，可以將TCP/IP的實(shí)現(xiàn)劃分為4個(gè)任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)①I(mǎi)P任務(wù)，主要用來(lái)解決IP分片的重組；②TCP輸入任務(wù)，主要用來(lái)處理接收到的TCP報(bào)文段；③TCP輸出任務(wù)，主要用來(lái)將要輸出的數(shù)據(jù)打包、發(fā)送；④TCP定時(shí)器任務(wù)，主要用來(lái)為各種時(shí)延事件(如重發(fā)事件)提供時(shí)鐘。
更進(jìn)一步，基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置中需要有兩個(gè)USB接口，其中一個(gè)USB接口是將監(jiān)控?cái)z像頭與S3C2410X進(jìn)行連接，另一個(gè)USB接口是將無(wú)線網(wǎng)卡與S3C2410X進(jìn)行連接，由于S3C2410X自帶USB主從接口，不需要專(zhuān)門(mén)的USB芯片支持，只要對(duì)其安裝驅(qū)動(dòng)程序即可進(jìn)行USB傳輸數(shù)據(jù)。在S3C2410X上配置有語(yǔ)音接口，將麥克風(fēng)直接與語(yǔ)音接口連接就能完成語(yǔ)音信息的采集功能。
所述的USB驅(qū)動(dòng)程序包含如下幾個(gè)部分(1)創(chuàng)建設(shè)備，創(chuàng)建設(shè)備函數(shù)帶兩個(gè)參數(shù)調(diào)用，一個(gè)參數(shù)是指向驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο蟮闹羔?，另一個(gè)參數(shù)是指向物理設(shè)備對(duì)象的指針；(2)關(guān)閉設(shè)備；(3)讀取設(shè)備數(shù)據(jù)，當(dāng)客戶(hù)應(yīng)用程序有讀取設(shè)備數(shù)據(jù)的要求時(shí)，系統(tǒng)將此要求以IRP_MJ_READ的IRP形式傳遞給功能驅(qū)動(dòng)程序，由設(shè)備的D12Meter_Read程序執(zhí)行，然后再由D12Meter_Read指定USB總線驅(qū)動(dòng)程序直接與設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息交互；(4)對(duì)設(shè)備寫(xiě)入數(shù)據(jù)，當(dāng)客戶(hù)應(yīng)用程序有寫(xiě)設(shè)備數(shù)據(jù)的要求時(shí)，系統(tǒng)將此要求以IRP_MJ_WRITE的IRP形式傳遞給功能驅(qū)動(dòng)程序，并由D12Meter_Write執(zhí)行，然后再由D12Meter_Write指定USB總線驅(qū)動(dòng)程序直接與設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息交互。USB驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)安裝文件(.inf文件)中PID(產(chǎn)品識(shí)別號(hào))和VID(廠商識(shí)別號(hào))識(shí)別USB設(shè)備。
當(dāng)嵌入式操作系統(tǒng)裝載完成后，就可以安裝無(wú)線網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序和其他相應(yīng)的應(yīng)用程序。將無(wú)線網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序作為一個(gè)模塊打包到操作系統(tǒng)中，可避免系統(tǒng)掉電后每次都要重裝無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序。
所述的用戶(hù)應(yīng)用程序包括圖像傳輸、記錄模塊，語(yǔ)音通話接口模塊，通話連接模塊，記錄裝置檢測(cè)模塊，服務(wù)中心連接模塊，安全防范檢測(cè)模塊，安全防范中心連接模塊，電梯異常檢測(cè)模塊，電梯控制中心連接模塊，以及無(wú)線通信模塊；電梯暴力事件的種類(lèi)可分為電梯內(nèi)的劫財(cái)、劫色和其他暴力事件。從發(fā)生電梯暴力事件的時(shí)間段來(lái)看一般都是處在電梯利用者比較少或者深夜時(shí)間，從發(fā)生過(guò)程延續(xù)時(shí)間來(lái)看施暴者要比一般正常電梯利用者乘坐電梯的時(shí)間來(lái)的長(zhǎng)些，從視頻的角度來(lái)說(shuō)在電梯移動(dòng)時(shí)間內(nèi)人體的活動(dòng)頻繁并出現(xiàn)人體之間迅速靠近或者人體面積迅速變化等特征，從音頻的角度來(lái)說(shuō)會(huì)施害者常會(huì)發(fā)出一些恐嚇性的語(yǔ)言，受害者常會(huì)發(fā)生驚叫救助等語(yǔ)音特征。
所述的安全防范檢測(cè)模塊中包括電梯劫財(cái)暴力、劫色暴力和其他暴力等事件的檢測(cè)，從視音頻識(shí)別角度來(lái)說(shuō)，施暴者一般在整個(gè)視場(chǎng)中的所占面積比較大(往往是大個(gè)子男性)、動(dòng)作比較猛且朝向受害者主動(dòng)動(dòng)作、在電梯內(nèi)停留時(shí)間比較長(zhǎng)(等候機(jī)會(huì)實(shí)施暴力)、暴力發(fā)生以前或者過(guò)程中發(fā)出的聲音中帶有恐嚇性成分，聲音多屬于男性的聲音；與施暴者比較，受害者一般所占面積比較小、在受害的前期身體幾乎沒(méi)有動(dòng)作，在施暴者發(fā)生暴力過(guò)程中以及發(fā)出的恐嚇性成分聲音后會(huì)發(fā)生驚叫救助等特征成分的語(yǔ)音，聲音多屬于女性的聲音或者是個(gè)子不大的人體；
在劫色暴力判斷中，由于受害者幾乎都是女性，施暴者(色狼)幾乎都是男性，而且?guī)缀醵际窃陔娞輧?nèi)只有兩個(gè)人情況(一男一女)情況下發(fā)生的，同時(shí)從時(shí)間段來(lái)看一般都是處在電梯利用者比較少或者深夜等時(shí)間段，色狼在劫色暴力過(guò)程中當(dāng)電梯關(guān)門(mén)不久就會(huì)迅速的靠近受害者，施暴者又往往將受害者推到電梯的角落里實(shí)施劫色暴力活動(dòng)，這時(shí)一個(gè)大的截面積會(huì)迅速靠近小的截面積，接著在一個(gè)小的區(qū)域范圍內(nèi)動(dòng)作非常頻繁，受害者會(huì)有明顯的掙扎反抗行為也會(huì)伴隨著有女性的驚叫救助等特征成分的語(yǔ)音；所述的劫色暴力中的判斷條件判斷標(biāo)準(zhǔn)分為“確認(rèn)暴力”、“嚴(yán)重異?！薄ⅰ爱惓！薄ⅰ坝斜┝A向”、“需要注意”等5個(gè)不同層次，如圖5暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)變化曲線所示，在圖5中以電梯的轎廂門(mén)關(guān)閉后作為計(jì)算出發(fā)點(diǎn)，首先檢測(cè)轎廂內(nèi)的人數(shù)，如果所檢測(cè)到的轎廂內(nèi)人數(shù)為2人并且當(dāng)時(shí)的時(shí)間段在晚間或者是電梯利用乘客非常少的情況時(shí)，就開(kāi)始進(jìn)行暴力活動(dòng)狀態(tài)的計(jì)算；如果發(fā)現(xiàn)在電梯轎廂內(nèi)原來(lái)就有人并呆在轎廂內(nèi)超過(guò)一定時(shí)間以上同時(shí)并沒(méi)有在轎廂內(nèi)選層面板上選擇層間按鈕的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要加一個(gè)L1值(這是考慮到有人想伺機(jī)劫色)；如果檢測(cè)到一個(gè)截面積比較大是在一個(gè)截面積比較小的后面進(jìn)入電梯的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要加一個(gè)L2值(這是考慮到有人尾隨伺機(jī)劫色)；隨著時(shí)間的推移如果檢測(cè)到一個(gè)截面積比較大迅速地接近一個(gè)截面積比較小的情況，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)L3值(這是考慮到有人已經(jīng)開(kāi)始動(dòng)手劫色)；接著如果檢測(cè)到有聲音并判定為是女性的驚恐情感聲音的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)L4值(這是考慮到被害的人受到驚嚇發(fā)出的聲音)；如果檢測(cè)到兩個(gè)截面積幾乎合成為一個(gè)截面積并延續(xù)了一定時(shí)間Tdurin、同時(shí)在某些部位動(dòng)作變化頻繁的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)L5值(這是考慮到劫色者對(duì)被害人進(jìn)行劫色活動(dòng)，同時(shí)受害者會(huì)有明顯的掙扎反抗行為)；這時(shí)如果檢測(cè)到有聲音并判定為包含有女性的憤怒、悲傷等情感聲音的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)L6值(這是考慮到被害的人受到暴力攻擊后發(fā)出的聲音)；在這期間如果電梯的轎廂門(mén)有開(kāi)啟動(dòng)作的話，有幾種情況會(huì)發(fā)生1)是檢測(cè)到轎廂內(nèi)人數(shù)減少，這時(shí)也有兩種可能性，一種可能性是施暴者逃離作案現(xiàn)場(chǎng)，另一種可能性是施暴者將被害者推出轎廂，如果檢測(cè)到轎廂內(nèi)還有一個(gè)人并且是沒(méi)有任何其他活動(dòng)或者是檢測(cè)到有悲傷等情感聲音的話表明轎廂內(nèi)的人是被害者；2)檢測(cè)到轎廂內(nèi)已經(jīng)無(wú)人，這種情況考慮是施暴者將被害者帶出轎廂，繼續(xù)在其他隱蔽的地方進(jìn)行作案；3)轎廂內(nèi)人數(shù)增加，這時(shí)也有兩種可能性，一種可能性是施暴者的同伙加入暴力攻擊，待電梯轎廂門(mén)關(guān)閉后又會(huì)出現(xiàn)上述一些暴力活動(dòng)傾向，在這種情況時(shí)暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)要進(jìn)行累加；另一種可能性有乘客進(jìn)行轎廂，這時(shí)轎廂內(nèi)會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)的平靜，如果有兩個(gè)面積靠的非常近且在電梯的一個(gè)角落里的話，可以認(rèn)為施暴者為了掩蓋其暴力攻擊行為，將被害者擠壓到轎廂的角落里并不允許被害者發(fā)出聲音；根據(jù)上述判斷暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)累加值的大小，與判斷標(biāo)準(zhǔn)中的“確認(rèn)暴力”、“嚴(yán)重異?！薄ⅰ爱惓！?、“有暴力傾向”、“需要注意”的值進(jìn)行比較，如果累計(jì)統(tǒng)計(jì)計(jì)算值超過(guò)“異?！钡吹健坝斜┝A向”的標(biāo)準(zhǔn)，那么就判定為“異?！卑l(fā)生，然后根據(jù)不同的判定結(jié)果進(jìn)行不同的處理；所述的特征成分的語(yǔ)音，語(yǔ)音的振動(dòng)速率決定了語(yǔ)音信號(hào)的基頻。語(yǔ)音的振動(dòng)產(chǎn)生了諧波譜，它通過(guò)口腔和鼻腔時(shí)，經(jīng)過(guò)了濾波，產(chǎn)生了一個(gè)復(fù)雜的時(shí)變譜?？紤]到當(dāng)同一人發(fā)出的帶有不同情感而內(nèi)容相同的語(yǔ)句時(shí)，其聲道會(huì)有不同的變化，而共振峰頻率與聲道的形狀和大小有關(guān)，每種形狀都有一套共振峰頻率作為其特征。因此，共振峰頻率也是表達(dá)情感的特征參數(shù)之一通常在語(yǔ)音情感識(shí)別時(shí)使用的主要特征參數(shù)包括以下內(nèi)容
表1常用語(yǔ)音情感識(shí)別參數(shù)在本實(shí)施例中選取了6個(gè)語(yǔ)音信號(hào)參數(shù)作為情感的特征參數(shù)，分別是平均短時(shí)能量、平均幅度變化率、平均基音頻率、基音頻率的平均變化率、平均短時(shí)過(guò)零率、清音部分和濁音部分的時(shí)間比等，其中以基音頻率最能體現(xiàn)情感特征。
基音頻率是音頻數(shù)據(jù)中比較重要的特征參數(shù)。基音檢測(cè)是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，由于聲帶振動(dòng)并不是完全周期性的，有些清濁音的過(guò)渡幀是很難截然判定它應(yīng)屬于周期性或非周期性的。一般基音檢測(cè)的方法大致可分成(1)時(shí)域估計(jì)法，直接由語(yǔ)音波形來(lái)估計(jì)基音周期；(2)變換域法，將語(yǔ)音信號(hào)變換到頻域或倒譜域來(lái)估計(jì)基音周期。本專(zhuān)利中采用了改進(jìn)的自相關(guān)函數(shù)估計(jì)法來(lái)計(jì)算語(yǔ)音信號(hào)的基音頻率。
短時(shí)自相關(guān)函數(shù)R(x)在基音周期的各個(gè)整數(shù)倍點(diǎn)上有很大的峰值。自相關(guān)算法的思想就是通過(guò)尋找第一最大峰值點(diǎn)的位置來(lái)估計(jì)出基音頻率。根據(jù)短時(shí)自相關(guān)函數(shù)Rn(K)=Σm=-∞∞[x(m)w(n-m)][x(m+k)w(n-m-k)]---(1)]]>設(shè)一幀的語(yǔ)音信號(hào)為y0，y1，y2，......yn將每一幀從第一個(gè)采樣點(diǎn)開(kāi)始，分別用(y0*y1)+(y1*y2)+.....+(yn-1*yn)，記為k等于0是的自相關(guān)函數(shù)值，再將間隔加1，一直計(jì)算到(y0*yn)+(y1*yn+1)+......+(yn-1*yn+n-2)，記為k等于n-1時(shí)的值。根據(jù)波形特點(diǎn)，當(dāng)間隔點(diǎn)移動(dòng)到周期的整數(shù)倍時(shí)，計(jì)算得到的值是最大的。因此，找出自相關(guān)函數(shù)的最大值，則它所對(duì)應(yīng)的k值便對(duì)應(yīng)著k個(gè)采樣點(diǎn)內(nèi)有一個(gè)周期。再根據(jù)采樣頻率，便能計(jì)算出這段語(yǔ)音信號(hào)的基音頻率。
在實(shí)際計(jì)算中，根據(jù)語(yǔ)音信號(hào)的頻率特征以及人類(lèi)語(yǔ)音的頻率范圍，K值不需要從0開(kāi)始，最大間隔也不必取完整各幀。由于試驗(yàn)采用10kHz的取樣頻率，根據(jù)人類(lèi)語(yǔ)音信號(hào)頻率集中在50-500Hz的特性，實(shí)際使用中將間隔值設(shè)為28-200之間。計(jì)算得到的K值并不一定是基音頻率的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，也有可能是2倍頻或者幾倍頻點(diǎn)。為了避免這些差錯(cuò)，采取了極大值判別法來(lái)修正。
間隔點(diǎn)移動(dòng)到周期的整數(shù)倍時(shí)，計(jì)算出來(lái)的值是最大值原理，雖然真正的基音頻率對(duì)應(yīng)的值并不一定就是最大值，但肯定是一個(gè)極大值，所以在找出最大值后，設(shè)置一個(gè)門(mén)限，然后再根據(jù)這個(gè)門(mén)限去找出符合的極大值，將最符合的k值作為基音頻率的點(diǎn)；所述的情感模式匹配，在本專(zhuān)利中只是關(guān)心驚恐、悲傷和憤怒等三種情感的計(jì)算，因此只要得到這三種情感的特征參數(shù)，然后采用加權(quán)歐式距離法來(lái)進(jìn)行情感的判別；在不同的情感狀態(tài)下，這三種特征對(duì)情感狀態(tài)的貢獻(xiàn)是不同的。故在本專(zhuān)利中采用了貢獻(xiàn)分析法來(lái)確定情感特征參數(shù)在構(gòu)建模板時(shí)的權(quán)重值，定義為Wj=1nΣi=1ncov(θ^(yi,φ^j(xij))varφ(yi)---(2)]]>t＝1，…，n j＝1，…，8(3)θ(yi)=Σj=18φj(xij)+ϵi---(4)]]>其中θ(yi)是第t感語(yǔ)句和模板歐氏距離y的函數(shù)，φj(xij)是第t句的第J個(gè)情感特征參量xij的二次函數(shù)，εi是隨機(jī)誤差，
和
是通過(guò)修正條件期望算法(Ameyded Conditional Expectation)迭代確定出的最佳函數(shù)。
提取6個(gè)情感特征參量這樣就將每個(gè)情感語(yǔ)句轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)6維的原始特征矢量，由于各維元素的單位不統(tǒng)一，在抽取情感特征參量時(shí)，以各特征值的均值作為相應(yīng)模板的基礎(chǔ)參量。識(shí)別時(shí)，將各特征值與模板中相應(yīng)均值的比值作為參數(shù)歸一化標(biāo)準(zhǔn)。將這些情感特征參數(shù)歸一化標(biāo)準(zhǔn)存放在情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中，用于情感模式匹配時(shí)識(shí)別上述三種語(yǔ)音情感，表2為情感狀態(tài)權(quán)重初值分配；
表2情感狀態(tài)權(quán)重初值分配6個(gè)情感特征參數(shù)權(quán)重值和為1，即Σj=16wj=1.]]>表中權(quán)值w1，w2，w3，w4，w5，w6，分別對(duì)應(yīng)于分別對(duì)應(yīng)平均短時(shí)能量、平均幅度變化率、平均基音頻率、基音頻率的平均變化率、平均短時(shí)過(guò)零率、清音部分和濁音部分的時(shí)間比。語(yǔ)音識(shí)別時(shí)，調(diào)入要識(shí)別語(yǔ)音的情感語(yǔ)句，提取上述6個(gè)情感特征參數(shù)并計(jì)算出各模板的歸一化特征參數(shù)矢量。再將得到的特征矢量分別進(jìn)行驚恐、憤怒、悲傷等狀態(tài)的加權(quán)歐氏距離模板匹配，即求出它與各情感模板的加權(quán)歐氏距離，得到最小歐氏距離的模板所代表的情感狀態(tài)就是識(shí)別結(jié)果；所述的男音與女音識(shí)別，在語(yǔ)音識(shí)別中屬于比較簡(jiǎn)單的識(shí)別，只要求得基音頻率就能分辨出男音還是女音；在劫財(cái)暴力判斷中，情況就比較復(fù)雜，首先是在轎廂內(nèi)的人數(shù)方面，施暴劫財(cái)份子可能是一個(gè)人，也可能是多人，一般人數(shù)不會(huì)超過(guò)4人以上，受害者可能是女性也可能是男性，當(dāng)轎廂內(nèi)人數(shù)只有兩人時(shí)，可以按照劫色暴力中的判斷條件；當(dāng)轎廂內(nèi)人數(shù)超過(guò)兩人時(shí)，由于劫財(cái)暴力事件中往往會(huì)發(fā)生“暴力搶劫”和“反抗搏斗”等行為，在視頻圖像方面的活動(dòng)區(qū)域以及活動(dòng)量會(huì)表現(xiàn)的十分明顯，同時(shí)也會(huì)伴隨著恐嚇、憤怒等情感語(yǔ)音，隨著時(shí)間的進(jìn)行劫財(cái)暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)的判定值就會(huì)增大。通過(guò)與預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較，就可按照“確認(rèn)暴力”、“嚴(yán)重異常”、“異?！?、“有暴力傾向”、“需要注意”等5個(gè)不同層次做出判斷，如圖5暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)變化曲線所示，在圖5中以電梯的轎廂門(mén)關(guān)閉后作為計(jì)算出發(fā)點(diǎn)，首先檢測(cè)轎廂內(nèi)的人數(shù)，如果所檢測(cè)到的轎廂內(nèi)人數(shù)小于4人并且當(dāng)時(shí)的時(shí)間段在晚間或者是電梯利用乘客非常少的情況時(shí)，就開(kāi)始進(jìn)行暴力活動(dòng)狀態(tài)的計(jì)算；如果發(fā)現(xiàn)在電梯轎廂內(nèi)原來(lái)就有人并呆在轎廂內(nèi)超過(guò)一定時(shí)間以上同時(shí)并沒(méi)有在轎廂內(nèi)選層面板上選擇層間按鈕的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要加一個(gè)K1值(這是考慮到有人想伺機(jī)搶劫)；隨著時(shí)間的推移如果檢測(cè)到一個(gè)或者兩個(gè)面積迅速地接近另一個(gè)面積，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)K2值(這是考慮到有人想動(dòng)手搶劫)；接著如果檢測(cè)到有聲音并判定為是驚恐情感聲音的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)K3值(這是考慮到被搶劫的人受到驚嚇發(fā)出的聲音)；接著如果每次檢測(cè)到每幀圖像中有面積的劇烈活動(dòng)，某個(gè)部位的運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)閾值(該閾值是平常人的動(dòng)作速度值)，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)K4值(這是考慮到搶劫動(dòng)作已經(jīng)發(fā)生并在進(jìn)行中)；這是如果檢測(cè)到有聲音并判定為包含有憤怒、悲傷等情感聲音的話，暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)就要再加一個(gè)K5值(這是考慮到被搶劫的人受到暴力攻擊后發(fā)出的聲音)；在這期間如果電梯的轎廂門(mén)有開(kāi)啟動(dòng)作的話，有幾種情況會(huì)發(fā)生1)是檢測(cè)到轎廂內(nèi)人數(shù)減少，這時(shí)也有兩種可能性，一種可能性是施暴者逃離作案現(xiàn)場(chǎng)，另一種可能性是施暴者將被害者推出轎廂，如果檢測(cè)到轎廂內(nèi)還有一個(gè)人并且是沒(méi)有任何其他活動(dòng)或者是檢測(cè)到有悲傷等情感聲音的話表明轎廂內(nèi)的人是被害者；2)檢測(cè)到轎廂內(nèi)已經(jīng)無(wú)人，這種情況考慮是施暴者將被害者帶出轎廂，繼續(xù)在其他隱蔽的地方進(jìn)行作案；3)轎廂內(nèi)人數(shù)增加，這時(shí)也有兩種可能性，一種可能性是施暴者的同伙加入暴力攻擊，待電梯轎廂門(mén)關(guān)閉后又會(huì)出現(xiàn)上述一些暴力活動(dòng)傾向，在這種情況時(shí)暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)要進(jìn)行累加；另一種可能性有乘客進(jìn)行轎廂，這時(shí)轎廂內(nèi)會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)的平靜，如果有兩個(gè)面積靠的非常近且在電梯的一個(gè)角落里的話，可以認(rèn)為施暴者為了掩蓋其暴力攻擊行為，將被害者擠壓到轎廂的角落里并不允許被害者發(fā)出聲音；有時(shí)候竊財(cái)和竊色暴力可能會(huì)同時(shí)發(fā)生，在本專(zhuān)利中以最大的暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)統(tǒng)計(jì)計(jì)算值來(lái)進(jìn)行判斷；對(duì)電梯轎廂這樣一個(gè)狹小而又相對(duì)封閉的空間內(nèi)，為了使對(duì)一些容易發(fā)生理性錯(cuò)位人回歸理性，使色狼不敢輕易動(dòng)手，讓準(zhǔn)備在電梯中進(jìn)行搶劫暴力的可疑人物感到有威懾作用，在轎廂的明顯地方實(shí)時(shí)播放該轎廂的監(jiān)視圖像是十分有效的，通過(guò)在轎廂內(nèi)實(shí)時(shí)播放該轎廂的監(jiān)視圖像就是告訴每個(gè)電梯中的人，轎廂內(nèi)的信息是與外界在線相通的，除了對(duì)上述行為不軌者、企圖搶劫者有震懾作用以外，對(duì)一些弱者也有較大的心理安慰作用，特別能起到有一個(gè)安全保護(hù)心理作用。
為了將轎廂內(nèi)暴力活動(dòng)傾向降低到最低，給施暴者在施暴準(zhǔn)備以及施暴過(guò)程中施加一些外界干擾，通過(guò)視頻檢測(cè)到轎廂內(nèi)部有人，且超過(guò)一定時(shí)間Twait后仍然沒(méi)有選擇任何選層按鈕或者電梯門(mén)沒(méi)有開(kāi)閉時(shí)，就可以推斷為可疑人員正在伺機(jī)采取暴力行動(dòng)，或者電梯里有乘客因急病、受到暴力攻擊等原因無(wú)法行動(dòng)等狀態(tài)，要控制電梯進(jìn)入非常處理程序升降至最近一層，自動(dòng)打開(kāi)電梯門(mén)。同樣在暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)統(tǒng)計(jì)計(jì)算值達(dá)到“嚴(yán)重異?！睍r(shí)，控制電梯進(jìn)入非常處理程序升降至最近一層，自動(dòng)打開(kāi)電梯門(mén)。
所述的轎廂內(nèi)有人的判斷，采用背景減算法的快速分割算法來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)轎廂內(nèi)的人員；背景消除是基于背景減算法檢測(cè)前景對(duì)象的關(guān)鍵，它直接影響檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象的完整性和準(zhǔn)確性。本發(fā)明中采用了背景自適應(yīng)法，其核心思想是對(duì)每一個(gè)背景像素使用1組矢量；RGB變化的當(dāng)前混合值(Xmix，bi)來(lái)表示合法背景像素的允許取值(i為幀號(hào))，并采用IIR濾波對(duì)其進(jìn)行如下更新。
(1)當(dāng)光線自然變化(不是由轎廂內(nèi)開(kāi)關(guān)燈引起的)，并且無(wú)前景對(duì)象存在時(shí)，1組向量(分別為RGB)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)Xmix，bn+1(i)＝(1-λ)Xmix，bn(i)+λXmix，cn(i)(5)式中Xmix，cn(i)為當(dāng)前幀RGB向量，Xmix，bn(i)為當(dāng)前幀背景RGB向量，Xmix，bn+1(i)為下一幀背景預(yù)測(cè)RGB向量，λ為背景更新的速度λ＝0，使用固定不變的背景(初始背景)；λ＝1，使用當(dāng)前幀作為背景；0＜λ＜1，背景由前一時(shí)刻的背景與當(dāng)前幀混合而成。由于轎廂內(nèi)光線變化非常小，λ的值可以取的非常小。
(2)當(dāng)光線有突變時(shí)(由轎廂內(nèi)開(kāi)關(guān)燈引起的)，1組向量按當(dāng)前幀重置Xmix，bn+1(i)＝Xmix，cn(i) (6)(3)當(dāng)有前景對(duì)象進(jìn)入檢測(cè)范圍時(shí)，背景保持不變。為避免將前景運(yùn)動(dòng)對(duì)象的部分像素學(xué)習(xí)為背景像素，采用
Xmix，bn+1(i)＝Xmix，bn(i)(7)上式中的Xmix，bn+1(i)(i＝1，2，3)分別表示R，G，B 3個(gè)分量，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，上述公式略去了每個(gè)像素的坐標(biāo)(x，y)部分。
對(duì)于轎廂內(nèi)人數(shù)檢測(cè)背景亮度的變化可用來(lái)判定檢測(cè)到的前景對(duì)象是否因開(kāi)關(guān)燈而引起的，開(kāi)關(guān)燈事件等這些背景亮度的變化不應(yīng)使系統(tǒng)判斷為有轎廂內(nèi)大量的人員存在所引起的，因而進(jìn)行背景亮度分析有助于降低系統(tǒng)的誤識(shí)別率。背景亮度使用平均背景亮度Yb來(lái)度量，計(jì)算公式由式(8)給出，Y‾b=Σx=0W-1Σy=0H-1Yn(x,y)(1-Mn(x,y))Σx=0W-1Σy=0H-1(1-Mn(x,y))---(8)]]>式(8)中，Yn(x，y)為當(dāng)前幀各像素的亮度，Mn(x，y)為當(dāng)前幀的掩模表。用Yb0表示發(fā)現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)前一幀的背景亮度，Yb1表示檢測(cè)到檢測(cè)對(duì)象時(shí)第一幀的背景亮度，兩幀平均亮度的變化為ΔY＝Y(jié)b1-Yb0 (9)如果ΔY大于某個(gè)值則認(rèn)為發(fā)生了開(kāi)燈事件，如果ΔY小于某個(gè)負(fù)值則認(rèn)為發(fā)生了關(guān)燈事件。根據(jù)上述判斷結(jié)果用式(9)對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行重置。
所述的掩模表，是用一個(gè)與視頻幀尺寸相同的數(shù)組M來(lái)記錄各像素點(diǎn)是否有運(yùn)動(dòng)變化，這個(gè)數(shù)組稱(chēng)為掩模映射表(Mask Map) 數(shù)組M是檢測(cè)對(duì)象的二值圖像，不但可用來(lái)掩模視頻幀從而分割出運(yùn)動(dòng)對(duì)象，還可用于運(yùn)動(dòng)對(duì)象的跟蹤、分析和分類(lèi)。
公式(8)中的背景亮度是從RGB顏色空間到Y(jié)CrCb顏色空間的轉(zhuǎn)換得到的，其公式(11)給出，Y＝0.29990*R+0.5870*G+0.1140*B(11)Cr＝0.5000*R-0.4187*G-0.0813*B+128Cb＝-0.1787*R-0.3313*G+0.5000*B+128所述的背景減算法也稱(chēng)為差分方法，是一種常用于檢測(cè)圖像變化和運(yùn)動(dòng)物體的圖像處理方法。為了要將光源點(diǎn)存在的那些像素部分檢測(cè)出來(lái)，首先要有一個(gè)比較穩(wěn)定的基準(zhǔn)參考圖像，并將該基準(zhǔn)參考圖像存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器里，并通過(guò)上述的背景自適應(yīng)法對(duì)基準(zhǔn)參考圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，通過(guò)實(shí)時(shí)拍攝到圖像與該基準(zhǔn)參考圖像間進(jìn)行圖像相減，相減的結(jié)果發(fā)生變化的區(qū)域亮度增強(qiáng)，圖像相減的計(jì)算公式如式(12)表示，fd(X，t0，ti)＝f(X，ti)-f(X，t0)(12)式中fd(X，t0，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到轎廂內(nèi)的圖像與基準(zhǔn)參考圖像間進(jìn)行圖像相減的結(jié)果；f(X，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到轎廂內(nèi)的圖像，相當(dāng)于式(5)中的Xmix，cn(i)；f(X，t0)是基準(zhǔn)參考圖像，相當(dāng)于式(5)中的Xmix，bn(i)。
實(shí)際圖像信號(hào)中包含有噪聲，而且一般都表現(xiàn)為高頻信號(hào)，因此在識(shí)別過(guò)程中要剔除由噪聲所產(chǎn)生的圖像邊緣點(diǎn)。
所述的剔除由噪聲所產(chǎn)生的圖像邊緣點(diǎn)，在本發(fā)明中使用四鄰域遍歷的方法，它用濾波掩膜確定的鄰域內(nèi)像素的平均灰度值去替代圖像每個(gè)像素點(diǎn)的值，即每一個(gè)像素值用其局部鄰域內(nèi)所有值的均值置換，如公式(13)所示h[i，j]＝(1/M)∑f[k，1](13)式中，M是鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)總數(shù)，本發(fā)明中取為4。
像素間的連通性是確定區(qū)域的一個(gè)重要概念。在二維圖像中，假設(shè)目標(biāo)像素周?chē)衜(m＜＝8)個(gè)相鄰的像素，如果該像素灰度與這m個(gè)像素中某一個(gè)點(diǎn)A的灰度相等，那么稱(chēng)該像素與點(diǎn)A具有連通性。常用的連通性有4連通和8連通。4連通一般選取目標(biāo)像素的上、下、左、右四個(gè)點(diǎn)。8連通則選取目標(biāo)像素在二維空間中所有的相鄰像素。將所有具有連通性的像素作為一個(gè)區(qū)域則構(gòu)成了一個(gè)連通區(qū)域。
所述的連通區(qū)域計(jì)算主要解決在圖像處理過(guò)程中，一幅二值圖像，其背景和目標(biāo)分別具有灰度值0和1。對(duì)這樣的二值圖像，要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)記，計(jì)算每一目標(biāo)的特征以進(jìn)行識(shí)別，在多目標(biāo)實(shí)時(shí)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，需要有一種快速而節(jié)省內(nèi)存的連通區(qū)域標(biāo)記算法。我們將像素為0的小區(qū)表示此小區(qū)無(wú)監(jiān)控對(duì)象，若為1則表示此小區(qū)有監(jiān)控對(duì)象。所以可以采用連通成分標(biāo)記法進(jìn)行缺陷區(qū)域的合并。連通標(biāo)記算法可以找到圖像中的所有連通成分，并對(duì)同一連通成分中的所有點(diǎn)分配同一標(biāo)記。下面是連通區(qū)域算法，1)從左到右、從上到下掃描圖像；2)如果像素點(diǎn)為1，則·如果上面點(diǎn)和左面點(diǎn)有一個(gè)標(biāo)記，則復(fù)制這一標(biāo)記。
·如果兩點(diǎn)有相同的標(biāo)記，復(fù)制這一標(biāo)記。
·如果兩點(diǎn)有不同的標(biāo)記，則復(fù)制上點(diǎn)的標(biāo)記且將兩個(gè)標(biāo)記輸入等價(jià)表中作為等價(jià)標(biāo)記。
·否則給這個(gè)象素點(diǎn)分配新的標(biāo)記并將這一標(biāo)記輸入等價(jià)表。
3)如果需考慮更多的點(diǎn)則回到第2步。
4)在等價(jià)表的每一等價(jià)集中找到最低的標(biāo)記。
5)掃描圖像，用等價(jià)表中的最低標(biāo)記取代每一標(biāo)記。
在本發(fā)明中采用區(qū)域大小屬性判斷和形狀屬性判斷兩種屬性來(lái)判斷所取得的前景跟蹤目標(biāo)是否是人；所述的區(qū)域大小屬性判斷是對(duì)上述標(biāo)記過(guò)的每個(gè)連通區(qū)域求出其面積Si，有下面判斷規(guī)則若Si＜閾值1，則該變化區(qū)域?yàn)樵肼朁c(diǎn)；若Si)閾值2，則該變化區(qū)域?yàn)榇竺娣e的變化，首先考慮到是由于光的照射而產(chǎn)生的變化，但是也不能排除人會(huì)攜帶著一些物品，因此這時(shí)設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為0.2～0.5之間；若閾值1＜Si＜閾值2，則該變化區(qū)域可疑為有人，這時(shí)設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為1。
閾值1和閾值2的取值范圍的大小是根據(jù)從上往下看(斜俯視)一個(gè)成年人的平均截面積在0.12m2左右，然后通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定結(jié)果來(lái)決定閾值1和閾值2的大小，即像素值的大小。
所述的形狀屬性判斷是對(duì)上述標(biāo)記過(guò)的每個(gè)連通區(qū)域求出其面積Si求其形狀特征屬性再與參考圖像在幾何關(guān)系上達(dá)到匹配，匹配的標(biāo)準(zhǔn)是使兩幅圖像的相似性達(dá)到最大；為了簡(jiǎn)化計(jì)算提高實(shí)時(shí)處理能力，本發(fā)明中具體的做法是將人體模型簡(jiǎn)化矩形模型，首先求每個(gè)連通區(qū)域的(水平方向的長(zhǎng)度)平均寬度和(垂直方向的長(zhǎng)度)高度，平均寬度wi用在高度hi方向的分成4等份的寬度均值，并以該平均寬度wi和高度hi作一個(gè)矩形，然后用公式(14)計(jì)算某個(gè)連通區(qū)域與該連通區(qū)域的矩形的面積比，ϵareai=Siwi*hi---(14)]]>計(jì)算所得的εareai值在0.5～0.9之間，接著用公式(15)進(jìn)行下面的矩形的寬度wi與高度hi的比的計(jì)算，εareai值小于0.5時(shí)就將該連通區(qū)域排除(不認(rèn)為是有人)，ϵratei=wihi---(15)]]>計(jì)算所得到的εratei值根據(jù)空間位置關(guān)系，劃分若干個(gè)區(qū)域半徑，每個(gè)區(qū)越半徑中有其判斷指標(biāo)，比如在10m~12m的區(qū)域半徑范圍內(nèi)，εratei值在0.15～0.4之間，設(shè)定形狀屬性影響因子Fsh為1。
符合或者基本符合區(qū)域大小屬性和形狀屬性的運(yùn)動(dòng)對(duì)象我們將其作為是在轎廂內(nèi)的人；截面積的大小反映了人體的骨骼身體大小，在竊色暴力過(guò)程中往往會(huì)在視頻上反映出截面積的重疊，特別是在原來(lái)視頻判定為兩人的情況后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間兩個(gè)截面積合成了一個(gè)較大的截面積；在劫財(cái)暴力過(guò)程中有時(shí)候也會(huì)在視頻上反映出截面積的變化，比如將被害者毆打在地情況；因此一個(gè)截面積向著另一個(gè)截面積方向的快速移動(dòng)以及其大小的快速變化都是一個(gè)暴力過(guò)程判定指標(biāo)；所述的電梯門(mén)狀態(tài)動(dòng)作判斷模塊，用于判斷電梯門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)以及變化狀態(tài)，在轎廂內(nèi)安裝好攝像裝置后，通過(guò)攝像裝置可以得到轎廂內(nèi)的圖像，在這個(gè)圖像中通過(guò)用戶(hù)界面定義電梯門(mén)所在的區(qū)域位置，為了防止在電梯使用過(guò)程中乘客的身體遮擋電梯門(mén)而影響檢測(cè)，在本發(fā)明中電梯門(mén)的檢測(cè)區(qū)域定義在上部(占電梯門(mén)高度的1/3)，在該區(qū)域中乘客對(duì)電梯門(mén)的遮擋可能性比較?。魂P(guān)于用圖像方式來(lái)檢測(cè)電梯門(mén)的開(kāi)啟狀態(tài)，上述在檢測(cè)轎廂內(nèi)是否有人的檢測(cè)中用到了背景減算法，在檢測(cè)電梯門(mén)狀態(tài)動(dòng)作也是采用同樣的方法，所不同的是在一個(gè)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的檢測(cè)，我們定義轎廂門(mén)關(guān)的時(shí)候?yàn)楸尘埃绻帽尘皽p算法求的連通區(qū)域有整塊出現(xiàn)，那么這時(shí)轎廂門(mén)處于開(kāi)的狀態(tài)，否則就處于關(guān)的狀態(tài)；另外還有一個(gè)情況是電梯門(mén)處在從開(kāi)到關(guān)的過(guò)渡狀態(tài)(轎廂升降前的關(guān)門(mén))或者是從關(guān)到開(kāi)的過(guò)渡狀態(tài)(轎廂到站后的開(kāi)門(mén))，從開(kāi)到關(guān)的檢測(cè)可以通過(guò)每幀的背景減算法求得的連通區(qū)域是在水平方向上從大變小的過(guò)程來(lái)得到；而從關(guān)到開(kāi)的檢測(cè)可以通過(guò)每幀的背景減算法求得的連通區(qū)域是在水平方向上從小變大的過(guò)程來(lái)得到；本發(fā)明采用的IEEE802.11b無(wú)線通信作為電梯監(jiān)控視頻通信以及圖像識(shí)別、語(yǔ)音情感識(shí)別與理解的電梯暴力防范技術(shù)。所述的用于檢測(cè)轎廂內(nèi)的視頻服務(wù)器是嵌入式Linux系統(tǒng)，所述的控制調(diào)度中心所使用的是PC機(jī)或者是服務(wù)器，本發(fā)明中的用戶(hù)程序模塊是由C和Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的。
實(shí)施例2其余與實(shí)施方案1相同，不同的是無(wú)線視頻傳輸方面，該實(shí)施方案中采用了視頻信息的視頻采集芯片、用于進(jìn)行小波視頻壓縮的視頻壓縮芯片、用于實(shí)時(shí)計(jì)算每一場(chǎng)圖像的量化參數(shù)以及完成一些重要算法的DSP芯片，用于對(duì)視頻采集芯片和DSP芯片進(jìn)行邏輯控制的高復(fù)雜度可編程邏輯器件(CPLD)、用于無(wú)線通信的通信串口，采集的數(shù)字視頻經(jīng)視頻壓縮芯片壓縮后，由DSP對(duì)進(jìn)行打包，然后由無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送壓縮的視頻數(shù)據(jù)，無(wú)線收發(fā)模塊符合IEEE802.11b的通信標(biāo)準(zhǔn)。
上述的實(shí)施例1和2所產(chǎn)生的發(fā)明效果是充分利用了日益成熟的無(wú)線視頻通信計(jì)算、嵌入式系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)圖像識(shí)別、語(yǔ)音情感識(shí)別與理解等技術(shù)，通過(guò)對(duì)轎廂內(nèi)暴力活動(dòng)傾向狀態(tài)的累計(jì)計(jì)算，能將各種電梯內(nèi)的暴力行為過(guò)程分別判定為“確認(rèn)暴力”、“嚴(yán)重異?！?、“異?！?、“有暴力傾向”、“需要注意”等5中不同的結(jié)果。實(shí)現(xiàn)了電梯的遠(yuǎn)程智能化防暴力監(jiān)控，在發(fā)生竊財(cái)、竊色等電梯暴力事件發(fā)生時(shí)能在第一時(shí)間通知有關(guān)人員采取救援措施；降低了電梯內(nèi)的犯罪率，提高電梯利用者的安全感，對(duì)預(yù)防電梯內(nèi)的犯罪有積極的作用；對(duì)一些行為不軌者、企圖搶劫者有震懾作用以外，對(duì)一些弱者也有較大的心理安慰作用，特別能起到有一個(gè)安全保護(hù)心理作用。
權(quán)利要求
1.一種基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，包括安裝在電梯轎廂頂部的視頻傳感器、用于采集轎廂內(nèi)語(yǔ)音的語(yǔ)音接受器以及用于監(jiān)控電梯的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)，所述的視頻傳感器、語(yǔ)音接受器與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)連接，所述的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括用于實(shí)時(shí)顯示電梯視頻數(shù)據(jù)的顯示模塊，所述顯示模塊連接顯示裝置，其特征在于所述的視頻傳感器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)連接，所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為電梯所在大樓的無(wú)線局域網(wǎng)的中心，所述的監(jiān)控計(jì)算機(jī)包括用于電梯安全防范的微處理器，所述的微處理器包括圖像讀取模塊，用于將電梯轎廂內(nèi)的視頻信息采集下來(lái)；圖像變化計(jì)算模塊，用于將所獲得的當(dāng)前幀現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像與一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的基準(zhǔn)參考圖像進(jìn)行差值運(yùn)算，圖像相減的計(jì)算公式如式(8)表示fd(X，t0，ti)＝f(X，ti)-f(X，t0) (8)上式中，fd(X，t0，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到圖像與基準(zhǔn)參考圖像間進(jìn)行圖像相減的結(jié)果；f(X，ti)是實(shí)時(shí)拍攝到圖像；f(X，t0)是基準(zhǔn)參考圖像；連通區(qū)域計(jì)算模塊，用于對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行標(biāo)記，像素灰度為0的背景，像素灰度為1為目標(biāo)，計(jì)算當(dāng)前圖像中的像素是否與當(dāng)前像素周?chē)噜彽哪骋粋€(gè)點(diǎn)的像素相等，如灰度相等判斷為具有連通性，將所有具有連通性的像素作為一個(gè)連通區(qū)域；電梯內(nèi)是否有人判斷模塊，用于根據(jù)連通區(qū)域的大小屬性以及形狀屬性進(jìn)行判斷，如同時(shí)滿(mǎn)足大小屬性、形狀屬性，判定電梯轎廂內(nèi)有人，該判斷模塊包括區(qū)域大小屬性判斷單元，用于對(duì)所述的每個(gè)連通區(qū)域求出其面積，并依照如下判斷規(guī)則若Si＜閾值1，則該變化區(qū)域?yàn)樵肼朁c(diǎn)；若Si＞閾值2，則該變化區(qū)域?yàn)榇竺娣e的變化，首先考慮到是由于光的照射而產(chǎn)生的變化，但是也不能排除人會(huì)攜帶著一些物品，因此這時(shí)設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為0.2～0.5之間；若閾值1＜Si＜閾值2，則該變化區(qū)域可疑為有人，設(shè)定區(qū)域大小影響因子Fs為1；閾值1和閾值2的取值范圍的大小是根據(jù)從上往下看一個(gè)成年人的平均截面積在0.12m2左右，然后通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定結(jié)果來(lái)決定閾值1和閾值2的大小，即像素值的大??；形狀屬性判斷單元，用于根據(jù)每個(gè)連通區(qū)域求出其面積Si求其形狀特征屬性，與人體模型作比較，首先求每個(gè)連通區(qū)域的平均寬度和高度，平均寬度wi用在高度hi方向的分成4等份的寬度均值，并以該平均寬度wi和高度hi作一個(gè)矩形，然后用公式(10)計(jì)算某個(gè)連通區(qū)域與該連通區(qū)域的矩形的面積比，ϵareai=Siwi*hi---(10)]]>計(jì)算所得的εareai值在0.5～0.9之間，接著用公式(11)進(jìn)行下面的矩形的寬度wi與高度hi的比的計(jì)算，εareai值小于0.5時(shí)就將該連通區(qū)域排除，ϵratei=wihi---(11)]]>計(jì)算所得到的εratei值根據(jù)空間位置關(guān)系，劃分若干個(gè)區(qū)域半徑，每個(gè)區(qū)域半徑中有其判斷指標(biāo)，比如在10m～12m的區(qū)域半徑范圍內(nèi)，εratei值在0.15～0.4之間，設(shè)定形狀屬性影響因子Fsh為1；電梯門(mén)狀態(tài)動(dòng)作判斷模塊，用于安裝好視頻傳感器后，得到的轎廂初始圖像，定義電梯門(mén)處于關(guān)狀態(tài)時(shí)上部區(qū)域?yàn)楸尘皥D像，將當(dāng)前的圖像與背景圖像進(jìn)行背景減算法，如連通區(qū)域有整塊出現(xiàn)，判斷轎廂門(mén)處于開(kāi)的狀態(tài)；否則轎廂門(mén)處于關(guān)的狀態(tài)；通過(guò)相鄰各幀圖像的檢測(cè)，如連通區(qū)域的面積在水平方向上從大到小，判斷轎廂門(mén)從開(kāi)到關(guān)，如連通區(qū)域的面積在水平方向上從小到大，判斷轎廂門(mén)從關(guān)到開(kāi)；電梯劫色暴力判斷模塊，用于在判定電梯的轎廂門(mén)關(guān)閉后，根據(jù)連通區(qū)域計(jì)算模塊，判斷轎廂內(nèi)的人數(shù)超過(guò)2人，并判斷當(dāng)前時(shí)間段在晚間，啟動(dòng)劫色暴力判斷計(jì)算劫色異常量化值的初始值為零，如果電梯轎廂內(nèi)原來(lái)就有人并呆在轎廂內(nèi)超過(guò)設(shè)定時(shí)間以上同時(shí)并沒(méi)有在轎廂內(nèi)選層面板上選擇層間按鈕，劫色異常量化值累加一個(gè)L1值；如果檢測(cè)到截面積較大的對(duì)象是在截面積較小的對(duì)象后面進(jìn)入電梯，劫色異常量化值累加一個(gè)L2值；如果檢測(cè)到一個(gè)截面積較大的對(duì)象快速地接近一個(gè)截面積較小的對(duì)象，劫色異常量化值累加一個(gè)L3值；如果檢測(cè)到有聲音并判定為女性，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，如判定為驚恐情感聲音，劫色異常量化值累加一個(gè)L4值；如果檢測(cè)到兩個(gè)截面積合成為一個(gè)截面積，并延續(xù)了設(shè)定時(shí)間Tduring，同時(shí)在設(shè)定部位動(dòng)作變化頻繁，劫色異常量化值累加一個(gè)L5值；如果再檢測(cè)到有聲音并判定為女性，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，如判定為女性的憤怒、悲傷的情感聲音，異常量化值累加一個(gè)L6值；將累加后的劫色異常量化值與預(yù)設(shè)的劫色異常標(biāo)準(zhǔn)值做比較，如劫色異常量化值大于劫色異常標(biāo)準(zhǔn)值，判定為劫色暴力發(fā)生，發(fā)出告警提示信息。
2.如權(quán)利要求1所述的基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，其特征在于所述的微處理器還包括電梯劫財(cái)暴力判斷模塊，用于在判定電梯的轎廂門(mén)關(guān)閉后，根據(jù)連通區(qū)域計(jì)算模塊，如果所檢測(cè)到的轎廂內(nèi)人數(shù)小于4人并且當(dāng)前的時(shí)間段在晚間，啟動(dòng)劫財(cái)暴力判定計(jì)算；劫財(cái)異常量化值的初始值為零，如果發(fā)現(xiàn)在電梯轎廂內(nèi)原來(lái)就有人并呆在轎廂內(nèi)超過(guò)一定時(shí)間以上同時(shí)并沒(méi)有在轎廂內(nèi)選層面板上選擇層間按鈕，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K1值；如果檢測(cè)到一個(gè)或者兩個(gè)面積的對(duì)象迅速地接近另一個(gè)面積的對(duì)象，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K2值；如果檢測(cè)到有聲音，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，判定為驚恐情感聲音，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K3值；如果檢測(cè)到每幀圖像中有面積的劇烈活動(dòng)，設(shè)定部位的運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)閾值，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K4值；如果再檢測(cè)到有聲音，跟情感語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行匹配，判定為包含有憤怒、悲傷的情感聲音，劫財(cái)異常量化值累加一個(gè)K5值；將累加后的劫財(cái)異常量化值與預(yù)設(shè)的劫財(cái)異常標(biāo)準(zhǔn)值做比較，如劫財(cái)異常量化值大于劫財(cái)異常標(biāo)準(zhǔn)值，判定為劫財(cái)暴力發(fā)生，發(fā)出告警提示信息。
3.如權(quán)利要求1-3之一所述的基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，其特征在于所述的微處理器還包括語(yǔ)音分析模塊，用于采集受話器的語(yǔ)音信息，采用貢獻(xiàn)分析法來(lái)確定情感特征參數(shù)在構(gòu)建模板時(shí)的權(quán)重值，定義為wj=1nΣi=1ncov(θ^(yi,φ^j(xij)))varφ(yi)---(2)]]>t＝1，…，n j＝1，…，8(3)θ(yi)=Σj=18φj(xij)+ϵi---(4)]]>上式中，θ(yi)是第t感語(yǔ)句和模板歐氏距離y的函數(shù)，φj(xij)是第t句的第J個(gè)情感特征參量xij的二次函數(shù)，εi是隨機(jī)誤差， 和 是通過(guò)修正條件期望算法迭代確定出的最佳函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，其特征在于所述的轎廂內(nèi)安裝顯示器，所述的微處理器還包括實(shí)時(shí)播放模塊，用于將視頻傳感器采集的視頻信號(hào)輸出到轎廂內(nèi)的顯示器，并實(shí)時(shí)播放。
5.如權(quán)利要求3所述的基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，其特征在于所述的微處理器還包括電梯非常處理模塊，用于在檢測(cè)轎廂內(nèi)有人，且超過(guò)設(shè)定時(shí)間Twait后仍然沒(méi)有選擇任何選層按鈕或者電梯門(mén)沒(méi)有開(kāi)閉，控制電梯升降到最近一層，并自動(dòng)打開(kāi)電梯門(mén)。
6.如權(quán)利要求3所述的基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，其特征在于所述的微處理器還包括背景維護(hù)模塊，所述的背景維護(hù)模塊包括背景亮度計(jì)算單元，用于計(jì)算平均背景亮度Yb計(jì)算公式如式(8)所示Y‾b=Σx=0W-1Σy=0H-1Yn(x,y)(1-Mn(x,y))Σx=0W-1Σy=0H-1(1-Mn(x,y))---(8)]]>式(8)中，Yn(x，y)為當(dāng)前幀各像素的亮度，Mn(x，y)為當(dāng)前幀的掩模表，所述的掩模表是用一個(gè)與視頻幀尺寸相同的數(shù)組M來(lái)記錄各像素點(diǎn)是否有運(yùn)動(dòng)變化，參見(jiàn)式(10) 公式(8)中的背景亮度是從RGB顏色空間到Y(jié)CrCb顏色空間的轉(zhuǎn)換得到的，其公式(11)給出，Y＝0.29990*R+0.5870*G+0.1140*B(7)；Cr＝0.5000*R-0.4187*G-0.0813*B+128Cb＝-0.1787*R-0.3313*G+0.5000*B+128(11)上式中，Y代表YUV顏色模型的亮度，U、V是YUV顏色模型的兩個(gè)彩色分量，表示色差；R表示RGB色彩空間的紅色；G表示RGB色彩空間的綠色；B表示RGB色彩空間的藍(lán)色；Yb0為判定為運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)前一幀的背景亮度，Yb1為檢測(cè)到檢測(cè)對(duì)象時(shí)第一幀的背景亮度，兩幀平均亮度的變化為ΔY＝Y(jié)b1-Yb0(9)如果ΔY大于上限值，則認(rèn)為發(fā)生了開(kāi)燈事件；如果ΔY小于某個(gè)下限值，則認(rèn)為發(fā)生了關(guān)燈事件；如ΔY介于上限值和下限值之間，則認(rèn)為光線自然變化；背景自適應(yīng)單元，用于當(dāng)光線自然變化時(shí)，按照下式(5)進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)Xmix，bn+1(i)＝(1-λ)Xmix，bn(i)+λXmix，cn(i)(5)式中Xmix，cn(i)為當(dāng)前幀RGB向量，Xmix，bn(i)為當(dāng)前幀背景RGB向量，Xmix，bn+1(i)為下一幀背景預(yù)測(cè)RGB向量，λ為背景更新的速度；λ＝0，使用固定不變的背景(初始背景)；λ＝1，使用當(dāng)前幀作為背景；0＜λ＜1，背景由前一時(shí)刻的背景與當(dāng)前幀混合而成；當(dāng)光線由開(kāi)關(guān)燈引起的，背景像素按照當(dāng)前幀重置，參見(jiàn)式(6)Xmix，bn+1(i)＝Xmix，cn(i)(6)。
7.如權(quán)利要求6所述的基于圖像識(shí)別技術(shù)的電梯安全防范裝置，其特征在于所述的微處理器還包括噪聲剔除模塊，用于將每一個(gè)像素值用其局部鄰域內(nèi)所有值的均值置換，如公式(13)所示h[i，j]＝(1/M)∑f[k，1](13)上式(9)中，M是鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)總數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的基于圖像識(shí)別技術(shù)的電梯安全防范裝置，其特征在于所述的視頻傳感器連接視頻處理器，所述視頻處理器包括圖像記錄模塊，用于將電梯轎廂內(nèi)的視頻信息記錄下來(lái)；圖像處理模塊，用于將記錄下來(lái)的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼、復(fù)用以及調(diào)制成壓縮視頻數(shù)據(jù)；第一無(wú)線收發(fā)模塊，用于依照通信標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)送壓縮的視頻數(shù)據(jù)；所述的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括第二無(wú)線收發(fā)模塊，用于依照通信標(biāo)準(zhǔn)，接收壓縮的視頻數(shù)據(jù)；圖像解壓處理模塊，用于將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮、解復(fù)用以及解調(diào)，恢復(fù)成視頻數(shù)據(jù)；所述的圖像解壓處理模塊的輸出連接圖像讀取模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的基于圖像識(shí)別技術(shù)的電梯安全防范裝置，其特征在于所述的第一無(wú)線收發(fā)模塊為符合通信標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)卡，所述的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括與所述無(wú)線網(wǎng)卡配合的TCP/IP協(xié)議、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口，所述的微處理器為嵌入式Linux微處理器。
全文摘要
一種基于圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的電梯內(nèi)防暴力裝置，包括視頻傳感器、語(yǔ)音接受器和用于監(jiān)控電梯的監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)，視頻傳感器、語(yǔ)音接受器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)連接，監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)包括用于實(shí)時(shí)顯示電梯視頻數(shù)據(jù)的顯示模塊，顯示模塊連接顯示裝置，視頻傳感器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)連接，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備為電梯所在大樓的無(wú)線局域網(wǎng)的中心，監(jiān)控計(jì)算機(jī)包括用于電梯安全防范的微處理器，微處理器包括圖像讀取模塊、圖像變化計(jì)算模塊、連通區(qū)域計(jì)算模塊、電梯內(nèi)是否有人判斷模塊、電梯門(mén)狀態(tài)動(dòng)作判斷模塊以及電梯劫色暴力判斷模塊、電梯劫財(cái)暴力判斷模塊等，本發(fā)明具有智能化、實(shí)時(shí)在線、可靠性強(qiáng)、安裝維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B66B5/00GK1919711SQ20061005348
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者湯一平, 尤思思, 李雯, 趙煦華, 嚴(yán)海東, 柳圣軍, 金海明 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)