CN103021138B - 一种针对摄像机遮挡的感知方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种针对摄像机遮挡的感知方法，所述摄像机安装在防尘罩内，所述防尘罩内设置有测距模块，所述方法包括如下步骤：获取视频图像信息；判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像信息并返回上一步骤，否则，执行下一步骤；触发所述测距模块进行探测，并判断所述测距模块是否有信号输出，如是，执行下一步骤；产生并输出报警信号。本发明还涉及一种实现上述感知方法的装置。实施本发明的针对摄像机遮挡的感知方法及装置，具有以下有益效果：能实时感知摄像机被遮挡、保证视频监控系统正常发挥作用。

Description

一种针对摄像机遮挡的感知方法及装置

技术领域

本发明涉及视频监控领域，更具体地说，涉及一种针对摄像机遮挡的感知方法及装置。

背景技术

目前视频监控系统已在各行业的安保防范措施中广泛使用，应用最普遍的是作为事后取证使用。由于视频监控系统在许多场合其设置的摄像机路数众多，人工无法实时监控每一路图像，且在许多情况下都不需要人工实时的监控视频画面，而是把当时的监控画面记录下来，在发生案件时可以调阅当时的视频监控记录以便查看。如果没有发生案件，将不会调阅视频或查看视频是否正常。摄像机作为视频监控系统中的视频采集装置，负责采集和输出视频图像，其在视频监控系统中所起的作用尤为重要。因此，当不法分子想避开视频监控时，一般会选择遮挡、转动或破坏摄像机，使其犯罪证据不被视频监控系统记录下来。一旦当摄像机被遮挡、转动或破坏等问题出现时，由于没有人实时监控视频画面，导致该问题长时间不能被发现，无法保证视频监控系统正常发挥作用，使犯罪分子有机可乘，从而使视频监控系统就失去了其应有的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述摄像机被遮挡时长时间无法被发现、无法保证视频监控系统正常发挥作用的缺陷，提供一种能实时感知摄像机被遮挡、保证视频监控系统正常发挥作用的针对摄像机遮挡的感知方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种针对摄像机遮挡的感知方法，所述摄像机安装在防尘罩内，所述防尘罩内设置有测距模块，所述方法包括如下步骤：

A）获取视频图像信息；

B）判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像信息并返回步骤A），否则，执行下一步骤;

C) 触发所述测距模块进行探测，并判断所述测距模块是否有信号输出，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤A）；

E）产生并输出报警信号。

在本发明所述的针对摄像机遮挡的感知方法中，所述测距模块的探测方向与所述摄像机的摄像方向一致。

在本发明所述的针对摄像机遮挡的感知方法中，在所述步骤E）之前还包括：

D）判断所述测距模块的输出信号持续时间是否大于设定值，如是，执行步骤E）；否则，返回步骤A）。

在本发明所述的针对摄像机遮挡的感知方法中，所述步骤B)进一步包括：

B1）将当前帧视频图像信息转换为亮度信息；

B2）判断当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像亮度信息并返回步骤A）；否则，执行步骤C）。

在本发明所述的针对摄像机遮挡的感知方法中，所述步骤B2）进一步包括如下步骤：

B21）将当前帧视频图像每一像素的亮度与前一帧视频图像对应像素的亮度进行相减并得到每一像素对应的亮度差值；

B22）统计其亮度差值大于误差阈值的像素个数，并计算大于误差阈值的像素个数占所有像素个数的百分比；

B23）判断所述百分比是否大于设定的比例阈值，如是，执行步骤C）；否则，保存当前帧视频图像亮度信息并返回步骤A）。

在本发明所述的针对摄像机遮挡的感知方法中，当所述测距模块被触发时，所述测距模块发出用于测距的电磁波、并当其收到由在探测方向且小于设定的探测距离阈值内的物体反射的电磁波时输出信号。

本发明还涉及一种实现上述针对摄像机遮挡的感知方法的装置，所述摄像机安装在防尘罩内，所述防尘罩内设置有测距模块，所述装置包括：

图像获取模块：用于获取视频图像信息；

图像信息判断模块：用于判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像信息并返回;

触发及判断模块：用于触发所述测距模块进行探测，并判断所述测距模块是否有信号输出，如无信号输出，则返回；

报警模块：用于产生并输出报警信号。

在本发明所述的实现上述针对摄像机遮挡的感知方法的装置中，还包括：

时间判断模块：用于判断所述测距模块的输出信号持续时间是否大于设定值，如小于设定值，则返回。

在本发明所述的实现上述针对摄像机遮挡的感知方法的装置中，所述图像信息判断模块进一步包括：

信息转换单元：用于将当前帧视频图像信息转换为亮度信息；

亮度信息判断单元：用于判断当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像亮度信息并返回。

在本发明所述的实现上述针对摄像机遮挡的感知方法的装置中，所述亮度信息判断单元进一步包括：

亮度差值单元：用于将当前帧视频图像每一像素的亮度与前一帧视频图像对应像素的亮度进行相减并得到每一像素对应的亮度差值；

比例计算单元：用于统计其亮度差值大于误差阈值的像素个数，并计算大于误差阈值的像素个数占所有像素个数的百分比；

比例判断单元：用于判断所述百分比是否大于设定的比例阈值，如小于设定的比例阈值，则保存当前帧视频图像亮度信息并返回。

实施本发明的针对摄像机遮挡的感知方法及装置，具有以下有益效果：由于将获取的视频图像信息与之前保存的前一帧视频图像信息进行比较，当两者信息不同时，触发测距模块进行探测，如果测距模块输出信号，则表明在预先设定的探测距离阈值内探测到有物体，这时断定摄像机（摄像头）被遮挡，系统产生并输出报警信号，以提醒值班人员进行相应的防范措施，所以其能实时感知摄像机被遮挡、保证视频监控系统正常发挥作用。

附图说明

图1是本发明针对摄像机遮挡的感知方法及装置实施例中方法的流程图。

图2是所述实施例中视频图像信息判断的具体流程图。

图3是所述实施例中视频图像亮度信息判断的具体流程图。

图4 是所述实施例中装置的结构示意图。

图5 是所述实施例中亮度信息判断单元的结构示意图。

图6是所述实施例中实现所述感知方法的系统架构图。

具体实施方式

为了便于本领域的普通技术人员能够理解并实施本发明，下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

在本发明针对摄像机遮挡的感知方法及装置实施例中，其方法的流程图如图1所示，上述摄像机安装在防尘罩内，防尘罩内设置有测距模块，图1中，该方法包括：

步骤S01 获取视频图像信息：摄像机实时监控现场区域并采集现场的视频图像，本步骤中，从摄像机获取视频图像信息，也即从摄像机获取视频图像。

步骤S02判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同：本步骤中，判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同，具体就是，将当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息进行比较，如果两者之间的差值在预设的误差阈值范围内，则判定当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息相同，反之，则判定当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息不相同。本步骤中，如果判断的结果为是，则执行步骤S03；如果判断的结果为否，则执行步骤S04。

步骤S03 保存当前帧视频图像信息：如果上述步骤S02的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，保存当前帧视频图像信息，也即将当前帧视频图像信息缓存。值得一提的是，执行完本步骤，返回步骤S01。

步骤S04触发测距模块进行探测，并判断测距模块是否有信号输出：如果上述步骤S02的判断结果为否，则执行本步骤。本步骤中，触发测距模块进行探测，并判断测距模块是否有信号输出，本实施例中，测距模块靠近摄像机但要保证在摄像机的摄像范围外，即不能遮挡摄像机的摄像头（镜头），测距模块的探测方向与摄像机的摄像方向一致。具体来讲，触发测距模块进行探测，测距模块发出用于测距的电磁波、并当其收到由在探测方向且小于设定的探测距离阈值内的物体反射的电磁波时输出信号；换句话说，如果测距模块发出用于测距的电磁波后收到由在探测方向且小于设定的探测距离阈值内的物体反射的电磁波，则表明测距模块在设定的探测距离阈值内探测到物体，此时测距模块输出信号。如果测距模块发出用于测距的电磁波后未收到由在探测方向且小于设定的探测距离阈值内的物体反射的电磁波，则表明测距模块在设定的探测距离阈值内未探测到物体，此时测距模块不输出信号。上述电磁波可以是红外线，也可以是微波或无线电波等。值得一提的是，在探测之前，就事先设定测距模块能探测的最大距离（即探测距离阈值）并进行保存，当然，根据实际需要，探测距离阈值可进行相应调整。本实施例中，测距模块为红外测距模块，当然，在本实施例的另外一些情况下，测距模块也可以是利用微波或光或超生波等进行测距。本步骤中，如果判断的结果为是，则执行步骤S05；如果判断的结果为否，则返回步骤S01。

步骤S05判断测距模块的输出信号持续时间是否大于设定值：如果上述步骤S04的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，判断测距模块的输出信号持续时间是否大于设定值，本实施例中，该设定值为5秒，当然，在另外一些情况下，该设定值根据实际需要可进行相应调整。本步骤中，也即判断测距模块的输出信号持续时间是否大于5秒，如果判断的结果为是，执行步骤S06；如果判断的结果为否，返回步骤S01。这样经过三重条件（视频图像信息、测距模块是否输出信号以及输出信号的持续时间）的判断，有效增加了判断的准确性，有效减少了误报的几率。

步骤S06产生并输出报警信号：如果上述步骤S05的判断结果为是，则执行本步骤。本步骤中，产生并输出报警信号，以及时提醒值班人员进行相应的防范措施，所以能实时感知摄像机被遮挡、保证视频监控系统正常发挥作用。

值得一提的是，该感知方法也可以不包括上述步骤S05，如果步骤S04的判断结果为是，则直接执行步骤S06；如果步骤S04的判断结果为否，则返回步骤S01。这样，因为少了步骤S05的判断，节省了系统的开销，但误报的几率不如有步骤S05时的误报的几率小。另外，在本实施例中，为了增加判断的准确性，视频图像信息是实时从摄像机获取的，当然，在本实施例的另外一些情况下，为了减少系统实时获取视频图像信息以及后续判断带来的开支，也可以事先设置一个设定时间间隔，但设定时间间隔不能太大，根据实际情况要合理选择，设定时间间隔根据实际需要可进行相应调整，当获取当前帧视频图像信息后，经过上述设定时间间隔后再继续获取下一帧视频图像信息。

对于本实施例而言，上述步骤S02还可进一步细化，其具体流程图如图2所示，图2中，步骤S02进一步包括：

步骤S21将当前帧视频图像信息转换为亮度信息：本步骤中，将当前帧视频图像信息转换为亮度信息，具体来讲，本实施例中，用均值平滑对视频图像去噪，将当前帧视频图像信息转换为视频图像亮度图。当然，在本实施例的另外一些情况下，也可以用其他方法对当前帧视频图像信息进行处理，并将其转换为视频图像亮度图。

步骤S22判断当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息是否相同：本步骤中，判断当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息是否相同，也就是判断当前帧视频图像与前一帧视频图像每一对应像素的亮度是否相同，如果当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息之间的误差在事先设定的允许范围内，则判定当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息相同。本步骤中，如果判断的结果为是，则执行步骤S23；如果判断的结果为否，执行步骤S04。

步骤S23 保存当前帧视频图像亮度信息：如果上述步骤S22的判断结果为是，则执行本步骤，保存当前帧视频图像亮度信息，也即将当前帧视频图像亮度图进行缓存。值得一提的是，执行完本步骤，返回步骤S01。

对于本实施例而言，上述步骤S22还可进一步细化，其具体流程图如图3所示，图3中，其进一步包括：

步骤S221将当前帧视频图像每一像素的亮度与前一帧视频图像对应像素的亮度进行相减并得到每一像素对应的亮度差值：为了将当前帧视频图像与前一帧视频图像进行对比，以判定前后两帧视频图像之间差别的程度，本步骤中，将当前帧视频图像每一像素的亮度与前一帧视频图像对应像素的亮度进行相减，并得到每一像素对应的亮度差值。

步骤S222统计其亮度差值大于误差阈值的像素个数，并计算大于误差阈值的像素个数占所有像素个数的百分比：本步骤中，统计其亮度差值大于误差阈值的像素个数，并计算大于误差阈值的像素个数占所有像素个数的百分比，具体就是，统计前后两帧（当前帧与前一帧）视频图像中亮度差值大于误差阈值的像素个数，将亮度差值大于误差阈值的像素个数除以当前帧视频图像或前帧视频图像中所有像素的个数，得到一个百分比。

步骤S223判断上述百分比是否大于设定的比例阈值：本实施例中，比例阈值设为1/3，判断上述百分比是否大于设定的比例阈值，也就是判断上述百分比是否大于1/3，当然，在本实施例的另外一些情况下，上述比例阈值可以取其他值。本步骤中，如果判断的结果为是，执行步骤S04；如果判断的结果为否，执行步骤S23。

值得一提的是，在本实施例的另外一些情况下，判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同时，也可通过判断当前帧视频图像颜色信息（RGB三基色信息）与前一帧视频图像颜色信息是否相同。

本实施例还涉及一种实现上述感知方法的装置，该装置的结构示意图如图4所示。上述摄像机安装在防尘罩内，防尘罩内设置有测距模块，图4中，该装置包括图像获取模块1、图像信息判断模块2、触发及判断模块3、时间判断模块4和报警模块5；其中，图像获取模块1用于获取视频图像信息；图像信息判断模块2用于判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像信息并返回;触发及判断模块3用于触发测距模块进行探测，并判断测距模块是否有信号输出，如无信号输出，则返回；时间判断模块4用于判断测距模块的输出信号持续时间是否大于设定值，如小于设定值，则返回。报警模块5用于产生并输出报警信号。本实施例中，测距模块的探测方向与摄像机的摄像方向一致，当测距模块被触发后，接着发出用于测距的电磁波，当测距模块收到由在探测方向且小于设定的探测距离阈值内的物体反射的电磁波时输出信号，也即测距模块在预先设定的探测距离阈值内探测到物体时输出信号，且探测距离阈值根据实际情况可进行相应调整。

值得一提的是，在本实施例的一些情况下，该装置也可以不包括时间判断模块4，这样可节省系统开支，但可能会存在误报现象。本实施例中，上述图像信息判断模块2进一步包括信息转换单元21和亮度信息判断单元22；其中，信息转换单元21用于将当前帧视频图像信息转换为亮度信息；亮度信息判断单元22用于判断当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像亮度信息并返回。

图5是本实施例中亮度信息判断单元的结构示意图。图5中，亮度信息判断单元22进一步包括亮度差值单元221、比例计算单元222和比例判断单元223；其中，亮度差值单元221用于将当前帧视频图像每一像素的亮度与前一帧视频图像对应像素的亮度进行相减并得到每一像素对应的亮度差值；比例计算单元222用于统计其亮度差值大于误差阈值的像素个数，并计算大于误差阈值的像素个数占所有像素个数的百分比；比例判断单元223用于判断所述百分比是否大于设定的比例阈值，如小于设定的比例阈值，则保存当前帧视频图像亮度信息并返回。

图6是本实施例中实现上述感知方法的系统架构图。图6中，从软件与硬件对应的角度给出了实现上述感知方法的系统架构，该系统由智能分析系统、测距模块和提醒装置组成。智能分析系统包含软件和硬件两部分：软件部分包含嵌入式系统、图像分析模块和测距分析模块，图像分析模块对从摄像机获取的前后两帧视频图像信息进行对比分析；硬件采用的是DSP，特点是系统性能好，运行稳定，成本低且易于批量化生产。测距模块用于在探测方向上测试物体（遮挡物）离摄像机镜头的距离，测距模块固定在摄像机镜头（摄像头）附近，探测方向同摄像机的摄像方向，且测距模块的探测距离阈值可调，当有物体出现在预设置的遮挡距离范围（探测距离阈值）内，测距模块输出信号。提醒装置包括本地提醒装置和远端提醒装置，本地提醒装置主要采用音箱或/和LED电子显示屏或报警喇叭或声光报警等，远端提醒装置主要包括桌面管理终端、个人移动终端或手机等，主要用于接收视频分析系统输出的分析结果，并以声音或/和文字或/和光的形式提醒值班人员，以便及时采取相应的防范措施。

总之，在本实施例中，从监控摄像机获取视频图像信息传给图像分析模块处理；图像分析模块用均值平滑对视频图像去噪，将视频图像转化为亮度图，与前一帧视频图像亮度图作差运算并得到亮度差值；接着统计其亮度差值超过设定的误差阈值的像素个数，如果统计的像素个数占所有像素个数的比例超过设定的比例阈值则调用测距分析模块并触发测距模块，否则返回继续获取下一帧视频图像信息；测距模块触发后对摄像机镜头方向的物体进行测距，并将测距结果返回给测距分析模块，若所测距离小于设定的探测距离阈值，则发出遮挡警报。

本实施例采用了图像处理和红外测距的方式，图像处理负责视觉图像上的处理，红外测距负责物理上的处理，可以克服单独使用其中一种方法的缺点，有效减少误报情况。同时结合测距模块输出信号持续时间的判断，更进一步增强了判断的准确性，进一步减少了误报的几率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种针对摄像机遮挡的感知方法，所述摄像机安装在防尘罩内，其特征在于，所述防尘罩内设置有测距模块，所述方法包括如下步骤：

A）获取视频图像信息；

B）判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像信息并返回步骤A），否则，执行下一步骤;

C) 触发所述测距模块进行探测，并判断所述测距模块是否有信号输出，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤A）；

D）判断所述测距模块的输出信号持续时间是否大于设定值，如是，执行步骤E）；否则，返回步骤A）；

E）产生并输出报警信号；

所述测距模块设置在摄像机的摄像范围外，当所述测距模块被触发时，所述测距模块发出用于测距的电磁波、红外线、微波或无线电波，并当其收到由在探测方向且小于设定的探测距离阈值内的物体反射的电磁波、红外线、微波或无线电波时输出信号；当未收到由在探测方向且小于设定的探测距离阈值内的物体反射的电磁波、红外线、微波或无线电波时不输出信号；

在探测之前，就事先设定测距模块能探测的最大距离并进行保存；

所述步骤B)包括：

B1）用均值平滑对视频图像去噪，将当前帧视频图像信息转换为亮度信息；

B2）判断当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像亮度信息并返回步骤A）；否则，执行步骤C）。

2.根据权利要求1所述的针对摄像机遮挡的感知方法，其特征在于，所述测距模块的探测方向与所述摄像机的摄像方向一致。

3.根据权利要求1或2所述的针对摄像机遮挡的感知方法，其特征在于，所述步骤B2）进一步包括如下步骤：

B21）将当前帧视频图像每一像素的亮度与前一帧视频图像对应像素的亮度进行相减并得到每一像素对应的亮度差值；

B22）统计其亮度差值大于误差阈值的像素个数，并计算大于误差阈值的像素个数占所有像素个数的百分比；

B23）判断所述百分比是否大于设定的比例阈值，如是，执行步骤C）；否则，保存当前帧视频图像亮度信息并返回步骤A）。

4.一种实现如权利要求1所述的针对摄像机遮挡的感知方法的装置，所述摄像机安装在防尘罩内，其特征在于，所述防尘罩内设置有测距模块，所述装置包括：

图像获取模块：用于获取视频图像信息；

图像信息判断模块：用于判断当前帧视频图像信息与前一帧视频图像信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像信息并返回;

触发及判断模块：用于触发所述测距模块进行探测，并判断所述测距模块是否有信号输出，如无信号输出，则返回；

报警模块：用于产生并输出报警信号。

5.根据权利要求4所述的针对摄像机遮挡的感知方法的装置，其特征在于，还包括：

时间判断模块：用于判断所述测距模块的输出信号持续时间是否大于设定值，如小于设定值，则返回。

6.根据权利要求5所述的针对摄像机遮挡的感知方法的装置，其特征在于，所述图像信息判断模块进一步包括：

信息转换单元：用于将当前帧视频图像信息转换为亮度信息；

亮度信息判断单元：用于判断当前帧视频图像亮度信息与前一帧视频图像的亮度信息是否相同，如是，保存当前帧视频图像亮度信息并返回。

7.根据权利要求6所述的针对摄像机遮挡的感知方法的装置，其特征在于，所述亮度信息判断单元进一步包括：

亮度差值单元：用于将当前帧视频图像每一像素的亮度与前一帧视频图像对应像素的亮度进行相减并得到每一像素对应的亮度差值；

比例计算单元：用于统计其亮度差值大于误差阈值的像素个数，并计算大于误差阈值的像素个数占所有像素个数的百分比；

比例判断单元：用于判断所述百分比是否大于设定的比例阈值，如小于设定的比例阈值，则保存当前帧视频图像亮度信息并返回。