CN101996494A - 基于视频甄别技术的交通图像智能分析监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，包括外场检测摄像机、视频传输接入系统、智能交通系列交通状况视频分析器、网络交换设备、视频及数据管理服务器等。本发明通过利用计算机视觉技术与数字图像处理技术，结合当前视频监控的需要和已有监控设施，实现交通异常事件的自动检测和报警，不受人为因素和监视屏数量的限制，可真正做到24小时的全天候实时监控，使视频监控系统不仅具有眼睛，而且具有大脑，更大程度地发挥了视频监控系统的威力和功能。

Description

基于视频甄别技术的交通图像智能分析监控系统

技术领域

本发明涉及远程监控领域，尤其涉及一种基于视频甄别技术的交通图像智能分析监控系统。

背景技术

随着现代科技的快速发展，远程视频监控技术也得到了迅猛发展，但是现有视频监控系统主要依靠人工来实现监控，人的注意力具有不集中性。据统计，普通人能够集中注意力的时间每小时只能达到20分钟以内，再加上其他人为因素的影响，如聊天、接听电话等，负责监控的人员无法实时监控所有的视频图像。现有视频监控系统也受到监视屏数量的限制，一般来说，摄像头的数量远远大于监视屏的数量，因此只能通过人工切换，或者是一个监视屏自动循环切换多个摄像头的方式进行，这就注定了无法实时监控所有的视频图像。专利号200510041375.3的专利公开了一种利用3G网络的远程视频监控系统，该专利虽然实现了实时监控的目标，但是只适合于家庭、车辆等低成本场合，并不能广泛应用于交通等大范围的监控领域；专利号200810115111.1的发明专利公布了一种远程监控系统及方法，该专利通过在用户端和现场之间增加应用模块，应用模块作为中继，实现用户端和现场之间的信息互动。但是，该发明专利同样存在应用范围狭窄的问题，对视频的监控仍然不够全面。并且，仅仅对视频进行监控是不够的，还需要对视频数据进行智能分析，实现交通异常事件的自动检测和报警，如货物遗撒、车辆滞留、人群聚集等。目前的监控中心多采用人工值守，大量的视频数据不仅加大了监控人员的劳动强度，同时存在着漏检率高，检测的实时性差等问题。

发明内容

为了解决现有监控技术存在的监控不全面，人员浪费，容易漏检等问题，本发明的目的在于提供一种基于视频甄别技术的交通图像智能分析监控系统，该系统实现对视频图像的自动检测和分析，不受人为因素和监视屏数量的限制，可真正做到24小时的全天候实时监控，使视频监控系统不仅具有眼睛，而且具有大脑，更大程度地发挥了视频监控系统的威力和功能。

为了实现本发明的目的，本发明采用一种基于视频甄别技术的交通图像智能分析监控系统，该系统包括视频采集端、交通状况视频智能分析器、视频传输系统、网络传输设备、检测中心。其中，视频采集端采集交通状况图像信息，通过视频传输系统传输给交通状况视频智能分析器，交通状况视频智能分析器对接收的信息进行智能分析，即利用计算机认知原理，再加上基于物理语义学的特征综合处理，使得识别过程更接近人类的思维特点，以少量的动态模型(基于计算动词来建立的模型)来发现、总结、描述目标特点，目标识别后，将目标特征通过网络传输设备传输到检测中心。

其中，视频采集端包括由外场采集摄像机构成，外场采集摄像机选择固定式或PTZ摄像机，要求画面清晰、稳定、连贯、无抖动及信号衰减，架设高度及角度要求视最终要求检测视域而定。

所述视频传输系统有两种，即有线传输和无线传输。

有线传输一般选择视频传输稳定、保真的设备为宜，信号增益可以自行根据需要调整的视频传输线。

若使用无线传输方式，传输基本交通检测数据的带宽不低于20Kbps；若要传输实时视频，则要求实时带宽不低于1Mbps，建议采用针对HotZone服务的高性能室外型AP(无线网桥)。

所述交通状况视频智能分析器包括工控机、智能分析软件和编码服务器，即将智能分析软件安装在工控机上，实现对信息的分析。所述智能分析软件基于计算认知理论，使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据的视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监测工作站自动弹出报警信息并发出警示音，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。智能视频分析技术通过对可视的监视摄像机视频图像进行分析，并具备对风、雨、雪、落叶、飞鸟、飘动的旗帜等多种背景的过滤能力，通过建立人类活动的模型，借助计算机的高速计算能力使用各种过滤器，排除监视场景中非人类的干扰因素，准确判断人类在视频监视图像中的各种活动。所述采集到的信息经过交通状况视频智能分析器的智能分析后由编码服务器进行编码。

所述网络交换设备有两种，即有线网络和无线网络。有线网络一般采用以太网交换机即可满足需要，端口配置视系统具体需求而定；无线网络可利用3G网络传输数据，用户可随意分布和移动自己的网点，无需布线，安装方便。

所述检测中心包括网络视频解码器、视频矩阵、检测视屏。

所述交通状况视频分析系统软件模块包括两部分：交通状况视频分析器管理、维护平台和综合管理信息平台。所述系统软件模块安装在各服务器上，分别实现不同用户的控制权限，多画面监视、多画面轮巡、控制优先权机制、报警系统、录像与回放功能。所述视频矩阵提供了多种强大的多视频并行处理功能，使得本系统能够实现多种显示模式、并且可以灵活控制显示方案。所述视频监控包括大屏监控方式、PC客户端监控方式和WEB监控方式和手机监控方式。所述大屏监控方式通过视频矩阵可以实现用户网络应用系统的显示，并且通过网络实现各个系统之间的信息交换与共享，高分辨率计算机网络数字信号和模拟信号在大屏幕上任意位置以任意大小开窗口显示；集图像自由缩放、画中画动态显示、多RGB信号实时数字处理技术与一身，所有的输入信号可以自由的显示在显示墙窗口中，全面支持图像的跨屏、漫游、画中画、叠加、缩放等高端显示功能；通过视频矩阵提供了多种强大的多视频并行处理功能，使得本系统能够实现多种显示模式、并且可以灵活控制显示方案；支持多种视频输入方法，包括复合视频，即DVD或摄像头信号，计算机视频，即电脑信号等。其中，复合视频，支持N、P制自适应；计算机视频，支持从640x480到1600x1200的分辨率，其中，1024x768、1280x1024、1366x768等标准档，支持60Hz，70Hz，75Hz等多种刷新频率；数字视频，是将图像信号进行高速数字传输的一种方式，系统支持1920x1080等高端显示模式。支持RGB/DVI输出方式，包括多种视频输出格式和分辨率；拥有多种控制方式，包括面板按键、红外遥控、RS232串口、网络等。随机附带画面分割器控制软件，可以方便的安装在Windows操作系统上，也可以通过网络远程控制。所述PC客户端监控方式主要为了满足局域网用户或笔记本拨号用户迅速查看视频信息的软件，在本系统网络安全规则允许下链接至媒体服务器看视频信息，方便内网用户使用，目前支持的操作系统：Microsoft Windows 2000/XP/2003/2008/vista。观看的图像目前支持最多为16分屏。所述WEB监控方式为弥补部分部门无法利用大屏及客户端观看视频的不足，建议建立视频监控网站(WEB客户端)，WEB客户端是为需要在网站中展现视频的用户，提供的网页插件模块，其功能与PC客户端相同，方便用户将视频信息发布网站上。所述手机监控系统通过3G高速网络将采集到的视频信号实时传递到手机观看，从而实现随时随地进行视频监控的无线需求。

所述数据库管理服务器包括后台服务器群组、系统软件模块；所述服务器群组由事件服务器、事件管理终端和其他管理终端服务器构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.无线传输实时视频。除了可以使用监测大屏、PC等监控设备外，还可以通过3G高速网络将采集到的视频信号实时传递到手机观看，从而实现随时随地进行视频监控的无线需求。

2.采用交通状况视频分析系统实现以下功能：

一是交通道路信息统计，可以判别道路拥堵状况、车速、车流量、占道率、车型统计等；

二是交通事故、事件的实时检测，包括车辆停驶、交通拥堵、车辆逆行、行人出现、车辆慢行、车辆违章和物品遗撒等；

三是监控报警联动，可以同其他设备构成联动系统。

3.系统软件模块实现不同用户的控制权限，多画面监视、多画面轮巡、控制优先权机制、报警系统、录像与回放功能。

4.更高的系统安全性。其表现在：

1)系统采用自定义码流封装，即网络视频信息及录像文件无法被其他播放软件破解解析；

2)动态安全监测系统及客户端软件需登陆后才能播放视频及录像；

3)实时用户名/密码验证，即每次通讯连接均需要通过身份验证；

4)完全兼容3G VPN网络；

5)动态安全监测系统服务器根据账号判断是否为专网用户(第一次认证)，并将账号和密码发往用户中心的认证服务器；

6)用户中心的认证服务器首先判断3G上网卡是否已经在服务器上注册，如果没有登记则拒绝并记录，如果是合法的则对由网关转来的账号、密码进行认证(第二次认证)；

7)监测端与动态安全监测系统可采用专线接入，从而满足用户对系统安全性的更高要求；

8)无线数据传输支持TCP/IP协议，可以采用目前业界各种成熟的加密协议如DES、RSA等；

在发生变化时，监控室屏幕立即切换图像到此。例如：桥梁上正在通过一辆超载的汽车，桥梁传感器就会报警，摄像头马上把图像切换到控制室并录制。

5.更强的稳定性。其表现在：

1)3G网络模块与视频编码一体化设计，可靠性高；

2)断线重连、独有的本地CF卡记录功能确保在3G无线网络中传输更加稳定、可靠；

3)可选择一种3G网络或三种3G网络并存方式，自适应选择信号较高通道，实现通道冗余。根据检测视屏的屏数形成矩阵，可做到多视屏检测。

附图说明

图1为本发明视频监控系统的示意框图；

图2为本发明所述数据库管理服务器的示意框图；

图3为本发明所述服务器群组的示意框图；

图4为本发明所述系统软件模块的示意框图；

图5为本发明所述检测视频的示意框图。

具体实施方式

下面结合附图和以无线监控视频为实施例，对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1所示，一种基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，包括视频采集端1、交通状况视频智能分析器2、视频传输系统3、网络传输设备4、检测中心5。

所述视频采集端1包括至少一个外场采集摄像机10，外场采集摄像机10选择固定式或PTZ摄像机，要求画面清晰、稳定、连贯、无抖动及信号衰减，架设高度及角度要求视最终要求检测视域而定，摄像机10安装高度建议：高速路及快速路面使用同时进行交通流量及事件检测时高度不低于10米，城区道路由于区域局限立杆高度可酌情进行调整，以能够有效分离慢速行驶的前后、左右两车轮廓为宜。

视频传输系统3采用3G网络传输系统，传输实时视频。

所述交通状况视频智能分析器2包括工控机20、智能分析软件21和编码服务器22，即将智能分析软件21安装在工控机20上，实现对信息的分析；所述智能分析软件21基于计算认知理论，使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机10场景内出现的目标。通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监测工作站自动弹出报警信息并发出警示音，用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。智能视频分析技术通过对可视的监视摄像机视频图像进行分析，并具备对风、雨、雪、落叶、飞鸟、飘动的旗帜等多种背景的过滤能力，通过建立人类活动的模型，借助计算机的高速计算能力使用各种过滤器，排除监视场景中非人类的干扰因素，准确判断人类在视频监视图像中的各种活动。

所述采集到的信息经过交通状况视频智能分析器2的智能分析软件21对接收的视频分析后由编码服务器22进行编码。

所述交通状况视频智能分析器2的工控机20目前主流为四路视频处理器，采用基于嵌入式系统架构的处理平台，安装在监控中心、收费站等室内环境，以便于维护操作为宜。

所述采集到的信息经过交通状况视频智能分析器2的智能分析及编码后，通过网络交换设备4传输到检测中心5。

所述网络交换设备4采用3G网络传输系统进行数据传输。

所述检测中心5包括视频解码器51、视频矩阵52、指挥中心监视屏53、数据管理服务器50。

其中，视频解码器51将接收到得信号进行解码，解码后的信号经由视频矩阵52将信号矩阵，使信号适合于分屏监测，经视频矩阵52矩阵后的信号传输给指挥中心监视屏53。

如图2所示：所述数据库管理服务器50包括后台服务器群组500、系统软件模块501。

数据库管理服务器50负责远端传来的数据处理、分析、报警；用户的权限分配和管理；对所采集的视频信号进行压缩和传输。

其中，如图3所示：所述服务器群组500由事件服务器510、事件管理终端服务器520和流媒体服务器530构成。

其中，事件管理终端服务器520的作用是对所有的用户请求进行用户身份认证，然后分配某个流媒体服务器530，对用户请求进行服务。事件管理终端服务器520可以对流媒体服务器530进行负载平衡。

其中，流媒体服务器530的作用是高效地向授权用户转发他所请求的数据流。

一线业务人员可以采取视频监测设备(移动、固定视频监测设备)实地拍摄监测画面，监测视频通过VPN或内部局域网传输至监测数据服务器，监测人员可以采取PC、LED大屏幕、手机终端采取读取服务器IP地址，通过3G网络数据传输至各监测终端。

如图4所示：所述交通状况视频分析系统软件模块501包括：交通状况视频分析器管理511、维护平台512和综合管理信息平台513。

其中，交通状况视频分析器管理511用于管理智能分析软件21，用于对智能分析软件21的设置和调控，维护平台512和综合管理信息平台513用于对管理所有的用户数据，包括手机用户的账户信息，消费记录，以及各个监测点的权限开放信息。

如图5所示：所述指挥中心监视屏53的监控包括大屏监控视频530、PC客户端监控视频531、WEB监控视频532和手机监控视频533。

其中，视频监测客户端可以在动态安全监测系统使用，也可以在手机上使用，可通过监测大屏或PC等服务器监测端进行查看视频实时监测信息，也可以通过WEB监控的方式监控。

Claims (6)

1.一种基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，其特征在于：包括视频采集端、视频传输接入系统、网络传输设备、检测中心、交通图像智能分析系统；

其中，视频传输系统连接视频采集端和交通状况视频智能分析器，网络传输设备连接交通状况视频智能分析器和检测中心；

所述交通状况视频智能分析器包括工控机、安装在工控机上的智能分析软件和编码服务器；

所述检测中心包括数据管理服务器、视频矩阵、检测视屏，所述数据库管理服务器包括后台服务器群组、系统软件模块；所述服务器群组由事件服务器、事件管理终端和流媒体终端服务器构成；

其中，交通状况视频分析系统软件模块包括：交通状况视频分析器管理、维护平台和综合管理信息平台；

2.如权利要求1所述的基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，其特征在于：所述视频采集端由外场采集摄像机构成。

3.如权利要求1所述的基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，其特征在于：所述智能交通系列交通状况视频分析器为四路视频处理器。

4.如权利要求1所述的基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，其特征在于：所述交通状况视频分析系统软件模块包括：交通状况视频分析器管理、维护平台和综合管理信息平台。

5.根据权利要求1所述的基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，其特征在于：所述网络交换设备包括：有线传输网络和无线传输网络。

6.根据权利要求1所述的基于视频甄别技术的交通图像智能分析系统，其特征在于：所述检测视频包括大屏监控视频、PC客户端监控视频和WEB监控视频和手机监控视频。

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