CN101646070A - 一种新型智能安防监控方法及其专用设备 - Google Patents
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Abstract
一种新型智能安防监控方法，包括以下步骤：①在摄像的同时，按照预设的触发规则拍摄高像素的照片；②将与监控事件相关的属性信息注入照片文件，属性信息包含触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；③将步骤②得到的视频文件和照片文件保存到存储设备；④提取存储的视频文件和照片文件，将属性信息存入检索数据库；⑤对检索数据库进行检索，快速找到与所调查事件相关的照片；⑥根据属性信息所记载的所拍照片与视频文件的对应关系，找到与所调查事件相关的视频文件。以及实现该监控方法的专用设备。本发明既能提供完整事件的描述，又能够提供高分辨的细节，同时码流量小、便于存储和检索。
Description
技术领域
本发明涉及一种安防监控方法及其安防监控设备。
背景技术
基于摄像机的安防监控已经得到了广泛的应用，但是现在的安防监控主要还是停留在实时观察和事后通过录像查找证据和线索这两个方面。使用上对人的依赖程度非常高，除了这个问题之外，技术上还普遍存在着有效性不足的问题。主要体现在两个方面：
1、分辨率不够，缺少足够的细节
实际的使用中经常记录下了犯罪嫌疑人的图像，但是分辨率太低，不足以提供有价值的线索。
当然，可以通过提高摄像机的分辨率来改善这一问题，但是高分辨率的视频信息将会带来传输和存储方面的巨大开销。从经济上来考虑，不是一种最优的方案，而且，这也无法解决下面的有效性问题。
2、面对海量的视频数据，缺乏有效的检索手段
记录的数据越多，查找就越困难。有用的信息淹没在了垃圾数据中，如果不能快速准确的查找出有用的数据，从某种意义上来说，也就等于没有任何价值。
发明内容
为了克服已有的安防监控方法及其安防监控设备的分辨率低、存储量大、不能智能化检索的不足，本发明提供了一种既能提供完整事件的描述，又能够提供高分辨的细节，同时码流量小、便于存储和检索的新型智能安防监控方法及其专用设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种新型智能安防监控方法，包括以下步骤：
①在摄像的同时，按照预设的触发规则拍摄高像素的照片；
②将与监控事件相关的属性信息注入照片文件，所述的属性信息包含触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；
③将步骤②得到的视频文件和照片文件保存到存储设备；
④提取存储的视频和照片文件，将所述的属性信息存入检索数据库；
⑤对所述的检索数据库进行检索，快速找到与所调查事件相关的照片；
⑥根据所述属性信息所记载的所拍照片与视频文件的对应关系，找到与所调查事件相关的视频文件。
作为优选的一种方案：步骤①所述的触发规则为内部触发规则所述的内部触发规则基于摄像机内部的程序设定，内部触发包括定时触发、智能判断触发和上位机指令触发。
作为优选的另一种方案：步骤①所述的触发规则为外部触发规则，所述外部触发包括通过外接报警接口连接到红外报警设备、门禁设备、烟感报警设备或者手动报警按钮的触发。
进一步，步骤②中所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的时间码。
或者是：在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的帧编号。
如果视频文件的视频流数据未出现断帧，则设定的初始时间加上帧编号和采样率的乘积得到时间码；如果视频流数据出现断帧，则无上述对应关系。
再进一步，步骤②所述的触发事件的特征信息包括摄像机安装的位置、照片拍摄的时间、摄像机安装位置的经纬度和事件触发类型。
更进一步，所述智能判断触发为通过分析摄像机拍摄的实时视频信息，判断出敏感事件，再结合摄像机内的设置而触发拍照；所述敏感事件包括：目标移动、人脸识别、区域闯入、物品遗留、烟火或人群聚集。
步骤③中通过网络将所述的视频文件和照片文件传输到所述的存储设备；步骤⑤、⑥中的检索都通过网络进行。
一种新型智能安防监控方法实现的专用设备，包括智能网络摄像机和智能存储设备，所述的智能网络摄像机和智能存储设相互数据连接；
所述智能网络摄像机包括镜头、视频拍摄模块、照片拍摄模块、本地存储模块、第一控制模块、第一网络传输模块和图像处理模块，所述的视频拍摄模块拍摄的视频文件输入到所述的本地存储模块，所述的图像处理模块将视频拍摄模块拍摄的视频文件图像处理并压缩；
所述的第一控制模块中包含：按照预设的触发规则启动照片拍摄模块的抓拍单元、将属性信息注入照片文件的附注单元，所述的属性信息包括触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；所述的第一网络传输模块将所述的视频文件和照片文件输出；
所述智能存储设备包括本地存储器、第二控制模块、用于与摄像机连接以获得视频文件和照片文件的第二网络传输模块、用于对输入的视频文件进行编辑的视频编辑模块、用于对输入的照片文件进行编辑的照片编辑模块和用于对照片和视频进行检索的检索模块，所述照片文件包括附加的与监控事件相关的属性信息，所述属性信息包含触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；
所述的第二控制模块包含属性信息获取单元，所述的属性信息获取单元获取所述照片文件附加的属性信息，在数据库中建立索引信息；索引信息包含所述视频文件和照片文件的索引关系，所述数据库与所述检索模块连接。
作为优选的一种方案：在所述抓拍单元中，所述的触发规则为内部触发规则，所述的内部触发规则基于摄像机内部的程序设定，内部触发包括定时触发、智能判断触发和上位机指令触发。
作为优选的另一种方案：在所述抓拍单元中，所述的触发规则为外部触发规则，所述外部触发包括通过外接报警接口连接到红外报警设备、门禁设备、烟感报警设备或者手动报警按钮的触发。
进一步，在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的时间码。
或者是：在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的帧编号。
如果视频文件的视频流数据未出现断帧，则设定的初始时间加上帧编号和采样率的乘积得到时间码；如果视频流数据出现断帧，则无上述对应关系。
再进一步，在所述附注单元中，所述的触发事件的特征信息包括摄像机安装的位置、照片拍摄的时间、摄像机安装位置的经纬度和事件触发类型。
更进一步，所述智能判断触发为通过分析摄像机拍摄的实时视频信息，判断出敏感事件，再结合摄像机内的设置而触发拍照；所述敏感事件包括：目标移动、人脸识别、区域闯入、物品遗留、烟火或人群聚集。
所述照片拍摄模块获取的照片为高分辨率图像。照片的分辨率比视频的分辨率高一些，以便通过高清晰的照片作为检索基础。
在所述抓拍单元执行照片拍摄的同时控制视频拍摄模块进行视频拍摄。
所述专用设备还包括客户端和应用系统服务器，所述智能存储设备通过网络与所述客户端和应用系统服务器连接。
本发明的技术构思为：整个系统由两部分组成，智能网络摄像机和智能存储设备。
智能网络摄像机将同时具有摄像和拍照两种功能，拍照可以在摄像的同时进行，不会打断摄像的图像。照片和视频图像可以采用不同的分辨率，通常照片采用高分辨率，视频图像采用相对低的分辨率。高分辨率的照片可以提供更多的细节信息，有助于发现线索。低分辨率的视频图像不会增加传输和存储的成本。低分辨率的视频图像主要用于记录事件的过程，高分辨率的照片用于提供目标的细节。两者结合可以很好的改善现有监控系统的有效性问题。
在智能网络摄像机端，照片的拍摄可以由内部触发和外部触发两种方式。内部触发基于摄像机内部的程序设定，可以分为定时触发，智能判断触发，上位机指令触发。定时触发就是设定一个时间间隔，每隔一定时间就拍摄照片，适合公共场所使用。智能判断触发，基于摄像机内部的算法，对视频图像或声音进行实时分析后，如果满足事先设置的事件触发条件，就触发拍照。一般可判断的事件包括：(1)目标移动：当视野中有移动物体出现；(2)人脸识别：当视野中有人脸出现；(3)区域闯入：有移动目标进入视野中的划定区域；(4)物品遗留：有物品遗留在视野中，无人看管；(5)烟火：视野中出现烟火；(6)人群聚集：视野中有人群聚集；这些事件可以单独，也可以组合起来进行判断。除了触发拍照之外，也可以作为报警输出。
照片文件中，除了展现图像的数据之外。所述与监控事件相关的属性信息为Metadata信息；我们还通过EXIF/IPTC/XMP将Metadata信息注入文件。这些Metadata包括，摄像机安装的位置，照片拍摄的时间，摄像机安装位置的经纬度，事件触发类型，与视频的同步的时间码等信息。这些信息可以起到两方面的作用，一是记录了特征信息便于检索，二是建立了与视频信息的对应关系，这些照片就像一张张的索引卡片。通过查看照片的内容，我们可以很方便的找到相对应的视频。通过对照片内容的智能分析，特征点提取，我们也可以将基于视频的内容检索转变成为基于照片的内容检索，这将大大降低检索的技术难度。
视频流和照片经摄像机分析，处理，压缩后，通过网络传输到智能存储设备。这一智能存储设备能够提取照片的Metadata信息，存在本地的数据库中，为照片和视频建立索引关系。智能存储设备还可以对照片进行智能分析，提取特征点，为进一步的搜索做准备。
智能网络摄像机需要具备高分辨率的成像功能，通常达到130万像素以上，拍摄的照片可以达到1600×1200的分辨率。视频分辨率可以采用D1，704×576分辨率。
本发明的有益效果主要表现在：既能提供完整事件的描述，又能够提供高分辨的细节，同时码流量小、便于存储和检索。
附图说明
图1是智能安防监控专用设备的整体工作流程图。
图2是智能安防监控系统的结构图。
图3是检索数据库的检索示意图。
图4是智能摄像机的工作流程图。
图5是存储设备的硬件原理图。
图6是智能摄像机的硬件原理图。
图7是智能存储设备的结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例1
一种新型智能安防监控方法，包括以下步骤：①在摄像的同时，按照预设的触发规则拍摄高像素的照片；②将与监控事件相关的属性信息注入照片文件，所述的属性信息包含触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；③将步骤②得到的视频文件和照片文件保存到存储设备；④提取存储的视频文件和照片文件，将所述的属性信息存入检索数据库；⑤对所述的检索数据库进行检索，快速找到与所调查事件相关的照片；⑥根据所述属性信息所记载的所拍照片与视频文件的对应关系，找到与所调查事件相关的视频文件。
步骤①所述的触发规则为内部触发规则，所述的内部触发规则基于摄像机内部的程序设定，内部触发包括定时触发、智能判断触发和上位机指令触发。
步骤①所述的触发规则为外部触发规则，所述外部触发包括外接报警接口连接到红外报警设备、门禁设备、烟感报警设备或者手动报警按钮的触发。触发规则可以是以上一种或者多种组合。
步骤②中所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的时间码；或者是：在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的帧编号。
如果视频文件的视频流数据未出现断帧，则设定的初始时间加上帧编号和采样率的乘积得到时间码；如果视频流数据出现断帧，则无上述对应关系。
步骤②所述的触发事件的特征信息包括摄像机安装的位置、照片拍摄的时间、摄像机安装位置的经纬度和事件触发类型。或者还可以包括拍摄的工具、照片的缩略图以及目标物在照片的位置和坐标等信息。
所述智能判断触发为通过分析摄像机拍摄的实时视频信息，判断出敏感事件，再结合摄像机内的设置而触发拍照；所述敏感事件包括：目标移动、人脸识别、区域闯入、物品遗留、烟火或人群聚集。
步骤③中通过网络将所述的视频文件和照片文件传输到所述的存储设备；步骤⑤、⑥中的检索都通过网络进行。
实施例2
参照图1~图7，一种新型智能安防监控方法实现的专用设备，包括智能网络摄像机和智能存储设备，所述的智能网络摄像机和智能存储设备相互数据连接；
所述智能网络摄像机包括镜头、视频拍摄模块、照片拍摄模块、本地存储模块、第一控制模块、第一网络传输模块和图像处理模块，所述的视频拍摄模块拍摄的视频文件输入到所述的本地存储模块，所述的图像处理模块将视频拍摄模块拍摄的视频文件成像处理并压缩；
所述的第一控制模块中包含：按照预设的触发规则启动照片拍摄模块的抓拍单元、将与监控事件相关的属性信息注入照片文件的附注单元，所述的属性信息包括触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；所述的第一网络传输模块将所述的视频文件和照片文件输出；
所述智能存储设备包括本地存储器、第二控制模块、用于与摄像机连接以获得视频文件和照片文件的第二网络传输模块、用于对输入的视频文件进行编辑的视频编辑模块、用于对输入的照片文件进行编辑的照片编辑模块和用于对照片和视频进行检索的检索模块，所述照片文件包括附加的与监控事件相关的属性信息，所述属性信息包含触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；
所述的第二控制模块包含属性信息获取单元，所述的属性信息获取单元获取所述照片文件附加的属性信息，在数据库中建立索引信息；索引信息包含存有所述视频文件和照片文件的索引关系；所述数据库与所述检索模块连接。
所述照片拍摄模块获取的照片为高分辨率图像。照片的分辨率比视频的分辨率高一些，以便通过高清晰的照片作为检索基础。
在所述抓拍单元执行照片拍摄的同时控制视频拍摄模块进行视频拍摄。
在所述抓拍单元中，所述的触发规则为内部触发规则，所述的内部触发规则基于摄像机内部的程序设定，内部触发包括定时触发、智能判断触发和上位机指令触发。
在所述抓拍单元中，所述的触发规则为外部触发规则，所述外部触发包括外接报警接口连接到红外报警设备、门禁设备、烟感报警设备或者手动报警按钮的触发。
在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的时间码。
或者是：在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的帧编号。
如果视频文件的视频流数据未出现断帧，则设定的初始时间加上帧编号和采样率的乘积得到时间码；如果视频流数据出现断帧，则无上述对应关系。
在所述附注单元中，所述的触发事件的特征信息包括摄像机安装的位置、照片拍摄的时间、摄像机安装位置的经纬度和事件触发类型。
所述智能判断触发为通过分析摄像机拍摄的实时视频信息，判断出敏感事件，再结合摄像机内的设置而触发拍照；所述敏感事件包括：目标移动、人脸识别、区域闯入、物品遗留、烟火或人群聚集。
所述专用设备还包括客户端和应用系统服务器，所述智能存储设备通过网络与所述客户端和应用系统服务器连接。
本实施例中，所述智能网络摄像机的硬件组成包括：
MCU：微处理单元(Micro Contorl Unit)负责整体的逻辑控制处理。任务调度，存储访问，输入输出控制，网络连接，人机交互界面等。
DSP：数字处理芯片(Digital Signal Processer)视频信号分析，视频压缩
CPLD/FPGA：可编程数字电路，视频，音频信号预处理。
CCD/CMOS：光感电路，用于电子成像，将光信号装为电子信号
Flash：静态存储单元，可反复擦写，掉电保存。用于保存数据。
SDRAM：内存，用于数据动态存储，用于运算存储和高速存储访问。掉电清除。
SD：大容量存储卡。
嵌入式软件存储在Flash中。启动后，MCU读取Flash中的程序开始工作。MCU控制CCD，CPLD/FPGA以及DSP的行为，让他们协同工作。CCD负责感光成像，CPLD/FPGA负责对成像进行预处理，DSP再对图像进行分析和压缩。分析的结果通知MCU，MCU根据配置条件决定是否触发拍照。DSP同时负责图像压缩，经过压缩的图像在MCU的控制下通过网络模块传输出去。
Metadata信息以XMP(Extendible Metadata Platform)为例。XMP为常用的图片和视频文件提供了一些标准的Metadata，同时也支持用户自定义的Metadata。
以JPG照片为例，请参照照片属性信息表，即表1：
| Metadata描述 | XMP属性 |
| 对照片的描述信息，支持多语言 | dc:description |
| 照片拍摄的时间 | xmp:CreateDate |
| 拍摄的工具(相机型号) | xmp:CreatorTool |
| 照片的标签，名称 | xmp:Label |
| 照片的缩略图 | xmp:Thumbnails |
| 自定义的描述信息 | exif:UserComment |
| 目标物在照片上的位置，坐标 | exif:SubjectLocation |
| 拍摄照片时的摄像机安装位置的维度 | exif:摄像机安装位置的Latitude |
| 拍摄照片时的摄像机安装位置的经度 | exif:摄像机安装位置的Longitude |
表1
这些信息在照片拍摄时将被注入，用于后续的检索。
本实施例的智能存储设备通过网络接收摄像机拍摄的视频和照片，将视频和照片分别存放在本地硬盘中。通过分析照片中的metadata信息，在数据库中建立视频和照片的索引关系。
网络通信模块负责接收来自摄像机的视频和照片，同时也提供对外的访问服务，如WEB访问。
并进行存储管理，处理接收到的视频和照片，将它们保存在本地硬盘，管理存储的空间和格式。
视频和图像分析，提取存储的视频和照片信息，将metadata信息和特征信息存入数据库。
检索数据库，保存metadata信息和特征信息；
能够进行视频检索，进行检索优化；进行视频编辑，提供对视频文件的基本编辑功能；进行图像编辑，提供对图像文件的基本编辑功能；以及HTTP Service，提供Web访问接口，可以调用其他的功能模块。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (16)
1、一种新型智能安防监控方法，包括以下步骤：
①在摄像的同时，按照预设的触发规则拍摄高像素的照片；
②将与监控事件相关的属性信息注入照片文件，所述的属性信息包含触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；
③将步骤②得到的视频文件和照片文件保存到存储设备；
④提取存储的视频文件和照片文件，将所述的属性信息，存入检索数据库；
⑤对所述的检索数据库进行检索，快速找到与所调查事件相关的照片；
⑥根据所述属性信息所记载的所拍照片与视频文件的对应关系，找到与所调查事件相关的视频文件。
2、如权利要求1所述的新型智能安防监控方法，其特征在于：步骤
①所述的触发规则为内部触发规则，所述的内部触发规则基于摄像机内部的程序设定，内部触发包括定时触发、智能判断触发和上位机指令触发。
3、如权利要求1所述的新型智能安防监控方法，其特征在于：步骤
①所述的触发规则为外部触发规则，所述外部触发包括通过外接报警接口连接到红外报警设备、门禁设备、烟感报警设备或者手动报警按钮的触发。
4、如权利要求1-3之一所述的新型智能安防监控方法，其特征在于：步骤②中所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的时间码。
5、如权利要求1-3之一所述的新型智能安防监控方法，其特征在于：步骤②中所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的帧编号。
6、如权利要求2所述的新型智能安防监控方法，其特征在于：步骤②所述的触发事件的特征信息包括摄像机安装的位置、照片拍摄的时间、摄像机安装位置的经纬度和事件触发类型。
7、如权利要求6所述的新型智能安防监控方法，其特征在于：所述智能判断触发为通过分析摄像机拍摄的实时视频信息，判断出敏感事件，再结合摄像机内的设置而触发拍照；所述敏感事件包括：目标移动、人脸识别、区域闯入、物品遗留、烟火或人群聚集。
8、如权利要求1-3之一所述的新型智能安防监控方法，其特征在于：步骤③中通过网络将所述的视频文件和照片文件传输到所述的存储设备；步骤⑤、⑥中的检索都通过网络进行.
9、一种用如权利要求1所述新型智能安防监控方法实现的专用设备，其特征在于：所述专用设备包括智能网络摄像机和智能存储设备，所述的智能网络摄像机和智能存储设备相互数据连接；
所述智能网络摄像机包括镜头、视频拍摄模块、照片拍摄模块、本地存储模块、第一控制模块、第一网络传输模块和图像处理模块，所述的视频拍摄模块拍摄的视频文件输入到所述的本地存储模块，所述的图像处理模块将视频拍摄模块拍摄的视频文件图像处理并压缩；
所述的第一控制模块中包含：按照预设的触发规则启动照片拍摄模块的抓拍单元、将属性信息注入照片文件的附注单元，所述的属性信息包括触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；所述的第一网络传输模块将所述的视频文件和照片文件输出；
所述智能存储设备包括本地存储器、第二控制模块、用于与摄像机连接以获得视频文件和照片文件的第二网络传输模块、用于对输入的视频文件进行编辑的视频编辑模块、用于对输入的照片文件进行编辑的照片编辑模块和用于对照片和视频进行检索的检索模块，所述照片文件包括附加的属性信息，所述属性信息包含触发事件的特征信息和所拍照片与视频文件的对应关系；
所述的第二控制模块包含属性信息获取单元，所述的属性信息获取单元获取所述照片文件附加的属性信息，在数据库中建立索引信息；索引信息包含所述视频文件和照片文件的索引关系；所述数据库与所述检索模块连接。
10、如权利要求9所述的专用设备，其特征在于：在所述抓拍单元中，所述的触发规则为内部触发规则，所述的内部触发规则基于摄像机内部的程序设定，内部触发包括定时触发、智能判断触发和上位机指令触发。
11、如权利要求9所述的专用设备，其特征在于：在所述抓拍单元中，所述的触发规则为外部触发规则，所述外部触发包括通过外接报警接口连接到红外报警设备、门禁设备、烟感报警设备或者手动报警按钮的触发。
12、如权利要求9-11之一所述的专用设备，其特征在于：在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的时间码。
13、如权利要求9-11之一所述的专用设备，其特征在于：在所述附注单元中，所述的所拍照片与视频文件的对应关系是指所拍照片采用与视频文件同步的帧编号。
14、如权利要求10所述的专用设备，其特征在于：在所述附注单元中，所述的触发事件的特征信息包括摄像机安装的位置、照片拍摄的时间、摄像机安装位置的经纬度和事件触发类型。
15、如权利要求10所述的专用设备，其特征在于：所述智能判断触发为通过分析摄像机拍摄的实时视频信息，判断出敏感事件，再结合摄像机内的设置而触发拍照；所述敏感事件包括：目标移动、人脸识别、区域闯入、物品遗留、烟火或人群聚集。
16、如权利要求9-11之一所述的专用设备，其特征在于：所述专用设备还包括客户端和应用系统服务器，所述智能存储设备通过网络与所述客户端和应用系统服务器连接。
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