CN102801964A - 一种基于运动检测的智能家居监控方法及其系统 - Google Patents

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方黎明
葛春鹏
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Abstract

本发明公开了一种基于运动检测的智能家居监控方法及其系统，包括监控摄像机、处理器、监控中心和个人终端，其中，处理器分别与监控摄像机、监控中心以及个人终端相连接。本发明采用三帧差分法检测并判断出运动目标，在运动目标达到标准后采用混合高斯模型背景的方式提取出运动目标并将其实时传输给户主以及其他相关人员，本发明在目标为达到提取阈值时不进行提取，节省处理器内部资源，在运动目标达到标准被提取后可以将监控图像实时传输给相关人员，提高了家居安全。

Description

一种基于运动检测的智能家居监控方法及其系统
技术领域
本发明属于家居安防监控技术设备领域，尤其是涉及一种基于运动检测的智能家居监控方法及其系统。
背景技术
目前的智能家居系统是利用先进的计算机技术、网络通信技术和综合布线技术，把与家居生活有关的各个子系统结合构成一个完整的集家庭通信、家庭设备自动控制、家庭安全防范等功能于一体的控制系统。现有的智能家居监控系统一般采用单核的 A R M处理器进行监控，由于它受主频低的限制，如果处理大量数据就无法达到实时的效果，所以它一般只能显示实时的监控图像，而无法对图像进行处理。
现有智能家居中智能安防装置一般采用红外传感器和摄像头来感知是否有外人侵入。如果使用红外传感器，只能感知到是否有物体进入了该红外传感器的感知范围，而无法判别是不是人，这样往往会产生误报；而如果采用摄像头对整个家庭进行布防，在有些无线智能安防系统中由于其带宽的限制有时只能传输图像，而不能传输实时的视频，而由于家庭控制中心都是采用的A R M处理器，由于它受主频低的限制，无法对大量数据就无法达到实时的处理，不能传输实时监控的图像。
发明内容
为了弥补上述智能家居中智能安防系统中出现的对图像无法进行处理、不能传输实时监控图像的缺陷，本发明提出一种基于运动检测的智能家居监控方法，
其技术方案为，包括以下步骤：
（1）监控摄像机录制监控区域的监控视频并将视频传输至处理器；
（2）在录制的同时，处理器对录制的监控视频采用三帧差分法检测出监控区域出现的运动物体和背景物；
（3）处理器对判监控区域的运动物体进行判断，判断其是否达到预先设置好的提取阈值；
（4）若步骤（3）中运动物体未达到提取阈值，则处理器对后续录制的视频重复步骤（2），若步骤（3）中运动物体达到提取阈值，则处理器自动提取出运动目标；
（5）在步骤（4）提取出运动目标后，处理器控制监控器将画面传输给小区保安监控室给小区保安报警，同时将目标信息传输到户主的终端设备上。
上述步骤（4）中处理器采用混合高斯模型背景的方式对运动目标进行提取。
上述步骤（5）中户主的终端设备为电脑，目标信息以监控画面的方式通过网络和/或蓝牙传输给户主。
上述步骤（5）中户主的终端设备为手机，目标信息以短信的方式通过3G/2G网络传输给户主。
本发明还包括一种采用上述方法的智能家居监控系统，其技术方案为，本系统包括监控摄像机、处理器、监控中心和个人终端，其中，处理器分别与监控摄像机、监控中心以及个人终端相连接。
上述处理器还连接有储存器和通讯器。
所述通讯器为2G/3G通讯器。
本发明采用三帧差分法检测并判断出运动目标，在运动目标达到标准后采用混合高斯模型背景的方式提取出运动目标并将其实时传输给户主以及其他相关人员，本发明在目标未达到提取阈值时不进行提取，节省处理器内部资源，在运动目标达到标准被提取后可以将监控图像实时传输给相关人员，提高了家居安全性。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式的工作流程示意图；
图2为本发明的一种实施方式的结构框型示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明做进一步说明。
参照图1，一种基于运动检测的智能家居监控方法，包括以下步骤：
（1）监控摄像机录制监控区域的监控视频并将视频传输至处理器；
（2）在录制的同时，处理器对录制的监控视频采用三帧差分法检测出监控区域出现的运动物体和背景物；
（3）处理器对判监控区域的运动物体进行判断，判断其是否达到预先设置好的提取阈值；
（4）若步骤（3）中运动物体未达到提取阈值，则处理器对后续录制的视频重复步骤（2），若步骤（3）中运动物体达到提取阈值，则处理器自动提取出运动目标；
（5）在步骤（4）提取出运动目标后，处理器控制监控器将画面传输给小区保安监控室给小区保安报警，同时将目标信息传输到户主的终端设备上。
上述步骤（4）中处理器采用混合高斯模型背景的方式对运动目标进行提取。
上述步骤（5）中户主的终端设备为电脑，目标信息以监控画面的方式通过网络和/或蓝牙传输给户主。
上述步骤（5）中户主的终端设备为手机，目标信息以短信的方式通过3G/2G网络传输给户主。
结合图2，一种采用权利要求1所述方法的智能家居监控系统，其技术方案为，本系统包括监控摄像机、处理器、监控中心和个人终端，其中，处理器分别与监控摄像机、监控中心以及个人终端相连接。
上述处理器还连接有储存器和通讯器。储存器储存视频信息，方便以后核对和调取，通讯器以有线/无线的方式将视频信息传输给远程终端，使监控中心即使是距离较远也可以接收到信息。
所述通讯器为2G/3G通讯器。采用2G/3G作为信息传输方式，技术成熟，可以以2G短信方式进行传输也可以采用3G信息进行传输，选择面广，易于连接无线网络。
本实施例中，将运动检测和 GPRS结合起来，采用新的处理核心，利用嵌入式系统的可移植性、内核可裁剪、应用性强的特点，通过CGI程序来启动摄像头采集视频流；同时启动主频比ARM核高的DSP核对采集的图象做运动检测，检测是否有人入侵，并通过以太网控制器通过网络传给小区监控中心。如果有人入侵，一方面将监控中心的画面切到该用户家，用来给小区保安报警；另一方面启动蓝牙，通过蓝牙和We b服务器将采集到的图像传到家庭内PC，同时启动 GPRS短信报警功能，发短信通知用户，用户可以通过浏览器访问家庭内PC，从而达到监控的效果。
本实施例在工作过程中，检测运动目标是对目标分类和识别等后续处理的前提，其性能直接影响着监控系统的有效性，是智能视频监控系统的关键组成部分。本发明采用一种将混合高斯模型和三帧差分法相结合的运动目标检测算法方法。该方法首先用三帧差分法快速检测出变化区域，并利用三帧差分法对运动目标的检测灵敏度高和能自动去除背景显露区的优点，解决对大而慢的运动目标检测效果差和在检测结果中出现前景物体的“影子”的问题；然后用统计方法对三帧差分法的检测结果进行统计，判断当前帧是否达到提取阈值，是否需要对其进行混合高斯模型背景法的目标提取，大大减少了算法的计算量，有利于算法的实时处理。三帧差分法是利用相邻3帧图像两两差分后，然后做二值化处理得图像d1、d2，最后将图像d1、d2做相与运算，从而得出图像中的变化区域。
在三帧差分法中，阈值的选择非常重要，决定了检测的灵敏度。当然不同的场合要求的灵敏度是不同的。由于在差分结果图像中前景区域像素灰度值变化大满足非高斯分布，而背景区域中像素灰度值变化小但受噪声影响满足高斯分布，对于高斯数据必满足                                                
Figure 431515DEST_PATH_IMAGE002
准则，故本发明中采用
Figure 348655DEST_PATH_IMAGE002
准则设定阈值门限。
在智能家居监控过程中，监控家居内的场景大部分是处于静止不变的，因此利用三帧法检测出的变化区域大多是由场景自身变化引起的。在这种运动目标不存在的情况下继续对图像进行混合高斯模型的目标匹配和提取是多余的，只会增加系统的运算负担，影响实时性。当出现有运动物体入侵时，视频图像中运动的像素个数较多。因此，利用这一特性对二值图像中运动的像素个数进行统计，只有运动像素大于阈值时，才认为有运动物体存在，才对它进行下一步的处理。
以上所述，为本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于运动检测的智能家居监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）监控摄像机录制监控区域的监控视频并将视频传输至处理器；
（2）在录制的同时，处理器对录制的监控视频采用三帧差分法检测出监控区域出现的运动物体和背景物；
（3）处理器对判监控区域的运动物体进行判断，判断其是否达到预先设置好的提取阈值；
（4）若步骤（3）中运动物体未达到提取阈值，则处理器对后续录制的视频重复步骤（2），若步骤（3）中运动物体达到提取阈值，则处理器自动提取出运动目标；
（5）在步骤（4）提取出运动目标后，处理器控制监控器将画面传输给小区保安监控室给小区保安报警，同时将目标信息传输到户主的终端设备上。
2.根据权利要求1所述的基于运动检测的智能家居监控方法，其特征在于，所述步骤（4）中处理器采用混合高斯模型背景的方式对运动目标进行提取。
3.根据权利要求1所述的基于运动检测的智能家居监控方法，其特征在于，步骤（5）中户主的终端设备为电脑，目标信息以监控画面的方式通过网络和/或蓝牙传输给户主。
4.根据权利要求1所述的基于运动检测的智能家居监控方法，其特征在于，步骤（5）中户主的终端设备为手机，目标信息以短信的方式通过3G/2G网络传输给户主。
5.一种采用权利要求1所述方法的智能家居监控系统，其特征在于，本系统包括监控摄像机、处理器、监控中心和个人终端，其中，处理器分别与监控摄像机、监控中心以及个人终端相连接。
6.根据权利要求5所述的智能家居监控系统，其特征在于，所述处理器还连接有储存器和通讯器。
7.根据权利要求6所述的智能家居监控系统，其特征在于，，所述通讯器为2G/3G通讯器。
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