CN103268680A - 一种家庭智能监控防盗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种家庭智能监控防盗系统,包括智能监控系统、自动报警系统和网络服务器。所述的智能监控系统将摄像头录制的视频存储在网络视频服务器中,供智能视频分析系统分析视屏中的人物信息,从而实现监控视频中是否有陌生人进入,对进入的陌生人进行人脸识别,将人脸信息发送至用户手机,实现用户远程监控家庭安全的目的。采用本发明所述的家庭智能监控防盗系统,能实现用户外出时的无人工作模式和用户在家时的夜间工作模式,可以实现家庭的24小时智能监控,当室内进入陌生人时,系统可以自动语音报警,有效保障用户财产安全。

Description

一种家庭智能监控防盗系统技术领域[0001] 本发明涉及一种家庭智能监控防盗系统,将摄像头安装在室内外各个重要观测点处,可以实现每个房观测点的监控,利用无线网络实现现场与警报联动,实现家庭防盗的智能监控。背景技术[0002] 家居安全在现代社会也越来越重要,随着家庭收入的提高和人民的逐渐富裕,家中存放财务和珍贵物品的数量和价值都在不断提高,当然有人说也可以存入银行保险箱, 但是,那毕竟不方便取用,尤其是对于女性的首饰和家里常用的存折、银行卡、现金之类的存放。由于收入的提高,外出旅游的人也在增加,于是就会形成很多居室在一定时间内无人居住和无人看管的现状,这种情况就给盗窃人员找到了可乘之机。因此,安全的生活和居住环境越来越引起人们的关注,防盗门、防盗窗等安防设施都应运而生。近年来一种新型的安防设施一视频监控系统,以其智能化和友好化而备受用户青睐,在各行业得到了广泛的应用。[0003] 传统视频监控系统只能提供监控区域的图像,对监控区域的监控、对目标对象的识别、分析、辨别、跟踪等完全依靠人来进行。因此,传统视频监控需要相关人员进行7X24 小时不间断的监控或者7X24小时不间断的录像。智能视频监控具备了自动、智能的图像分析能力,在不需要人为干预的情况下,通过对摄像机拍摄的图像的自动分析,可以识别、 分辨场景中的动态目标,取得目标的大小、数量、方向、速度等信息,能够在异常情况发生的时候以最快和最佳的方式做出告警、录像、跟踪等反应,从而大大节约人员数量、降低劳动强度、最大限度的降低误报和漏报现象、减少对存储设备的投资等。[0004]目前监控摄像机在商业应用中已经普遍存在,但并没有充分发挥其实时主动的监督作用,因为它们通常是将摄像机的输出结果记录下来,当异常情况(如停车场中的车辆被盗)发生后,保安人员才通过记录的结果观察发生的事实,但往往为时已晚。而我们需要的监控系统应能够每天连续24小时的实时监视,并自动分析摄像机捕捉的图像数据,当盗窃发生或发现到具有异常行为的可疑的人时,系统能向保卫人员准确及时地发出警报,从而避免犯罪的发生,同时也减少了雇佣大批监视人员所需要的人力、物力和财力的投入;在访问控制场合,可以利用人脸识别技术以便确定来人是否有进入该安全领域的权利。[0005] 传统视屏监控系统主要利用红外线感应/压感芯片+摄像头的方式实现的。但是无论是红外线感应还是压感芯片,都有一定的不足之处。红外线感应方式只有对射的架设方式,所以有被跨越的可能,无法做到整个空间的感应(摄像机就可以轻松的实现对整个空间的感应),同时在潮气过高的地方会受到影响,因为红外线有其特有的水溶性而被吸收。 压感芯片方式一方面也存在红外线的弊端,那就是无法对空间进行感应,同时需要大量的贴片,无形中在达到近似效果的时候需要更多的成本投入和实施难度。[0006] 智能视频监控技术的主要特征是采用计算机视觉的方法,通过对摄像机拍录的图像序列进行自动分析来对动态场景中的目标进行定位、识别和跟踪,并在此基础上分 析和判断目标的行为,从而做到既能完成日常管理,又能在异常情况发生的时候及时做出反应。发明内容[0007] 本发明的目的是提供一套家庭智能监控防盗系统。该系统通过独有的环境和背景建模方法,解决遮挡情况下多目标跟踪和分割,实现海量监控目标的实时排查任务,实现完全自动的、实时监控和报警,达到真正意义上的智能监控,从而保证用户家庭安全。[0008]为实现本发明的目的,所采用的技术方案是:一套利用摄像头、智能监控分析系统和手机的结合达到的智能监控防盗系统。由智能监控系统、报警系统和网络服务器三部分组成,各部分之间通过Internet连接在一起。智能监控系统由宽带网络连接,手机通过 GPRS/TD-SCDMA/WCDMA与智能监控系统相连。各部分之间通过TCP/IP通信,系统之间通过 TCP方式通信。[0009] 一、智能监控系统由控制主机、智能视频分析系统、摄像头、网络视频服务器组成。 其中:[0010] 1.控制主机[0011] 控制主机是智能监控防盗系统的主要组成部分。用于对其他设备的初始化,控制各个部分的正常运行。是用户手机与智能监控系统的连接纽带,处理 用户通过手机远程控制智能监控系统的指令。[0012] 2.智能视频分析系统[0013] 对于家庭安防监控而言,监控的目标是人。因此智能视频分析系统主要分析视频中的人的信息。人运动的视觉分析系统一般遵从下述的处理过程:运动检测、人的识别、人的跟踪和行为理解与描述。[0014] 3.摄像头[0015] 摄像头可以对室内环境进行监控录像,将视频传至网络视频服务器,供智能视频分析系统分析存储的视频。[0016] 4.网络视频服务器[0017] 网络视频服务器可以对视频压缩或解压,完成图象数据的采集或复原等,采用 MPEG-4或H.264的图像数据压缩方式,通过Internet网络传输数据以及音频数据的处理。[0018] 二、自动报警系统由固定电话、手机组成。[0019] 1.固定电话[0020] 该固定电话是一种受控电话,平时也作为当做普通电话使用,可以在控制主机的控制下,给110语音报警,语音里面包含用户住宅信息、用户联系方式等。用于自动报警,当防盗主机经对进入室内的人物进行人脸识别,与储存在主机人脸数据库中人脸对比,如果显示视频中的人物不在数据库中,主机根据事先植入的程序,控制固定电话自动向110语音报警。存入的语音包括住房的详细地址,以便警察能方便的找到位置。[0021] 2.手机[0022] 本发明所使用的固定电话手机是指移动通信系统中使用的普通手机,并不需要对手机做任何硬件改造,只需安装相应的软件即可,该手机可以实现:[0023] 1.网络通信,连接到Internet,利用手机通过移动通信网络数据业务GPRS/TD或者 SCDMA/WCDMA 连接到 Internet。[0024] 2.用户输入输出操作。[0025] 3.登陆服务器、完成鉴权操作。[0026] 4.控制命令的生成、发送和接收。[0027] 5.图片数据的接收。[0028] 6.自动报警装置报警命令的处理。[0029] 7.本地软件参数设置、远端家庭控制主机参数设置。[0030] 三、网络服务器[0031] 服务器采用专用服务器,安装服务器软件,可以实现:[0032] 1.网络通信功能,宽带连接到Internet。[0033] 2.用户信息管理,包括用户基本信息。[0034] 3.用户登录信息,实现多个用户管理,支持多部手机管理。[0035] 4.数据中转或地址信息交换,支持直接中转数据或者为家庭控制中心装置与手机之间进行通信连接服务。[0036] 5.报警信息的暂存与回放。[0037] 6.发送信息,必要时发送报警信息给手机或者家庭防盗控制中心。[0038] 网络通信采用Internet网络接口,通过室内提供的宽带网络接入互联网,实现与服务器和手机的通信,或者采用CDMA/GPRS无线模块,通过移动通信运营商提供的业务与 Internet实现连接。[0039] 本发明的具体使用方法如下:[0040] I)服务器启动;[0041] 2)家庭防盗智能监控装置登陆服务器,完成鉴权过程;[0042] 3)手机软件启动,登陆服务器,完成鉴权过程;[0043] 4)手机发送信息指令给控制主机,启动摄像头监控;[0044] 5)摄像头对室内外环境进行监控,将拍摄的视屏传回至智能视频分析系统,经主机处理后,对视频中的人物进行人脸识别,对比数据库中存储的人脸模型,如果视频中的人脸模型不在数据库中,则将人脸图片发送至用户手机,用户判断进入房间的是否是可疑人物。[0045] 6)当用户判断进入房间的 是可疑之人时,用户即可发送指令至控制主机,启动自动报警程序,固定电话会给110语音报警;[0046] 7)如果用户在Imin (用户可自行设置时间)之内没有对手机中的图像进行判断, 则控制主机自动启动报警程序;[0047] 8)当报警程序启动后,用户手机会收到一条通知信息。[0048] 本发明的主要特点如下:[0049] I)可以实时的对住宅周围和内部进行24小时智能监控。[0050] 2)监控场所和用户之间可以进行实时反馈,及时的了解进入室内的人物的信息。[0051] 3)人工报警与自动报警有效结合,确保用户财产安全。附图说明[0052] 图1是本发明应用于室内智能监控的系统图;
[0053] 图2是本发明应用于室外智能监控的系统图;
[0054] 图3是智能监控防盗系统图;
[0055] 图4是智能监控防盗框架图;
[0056] 图5是自动报警系统工作的程序说明图;
[0057] 图6是智能视频分析系统工作的程序说明图。
具体实施方式
[0058] 以下结合附图及实施例对本发明作进ー步说明。
[0059] 參阅图1和图2,将摄像头安装在室内外各个关键监控点,即可24小时对该监控点 范围之内进行监控。
[0060] 參阅图3,为本发明的系统结构图。本系统包括控制主机1,智能视频分析系统2, 路由器3,网络视频服务器4,摄像头5,手机6、固定电话7、电灯8和系统接线9,其中,各部 件之间通过系统接线9相连。控制主机1是智能监控防盗系统的主要组成部分。用于对其 他各部分的初始化,控制各个部分的正常运行。可以发送、接收与用户手机6之间的信息。 智能视频分析系统2主要完成对视频中人物的分析,主要包含人的运动检测、人的识别、人 的跟踪和人的行为理解与描述。网络视频服务器4可以对视频压缩或解压,完成图象数据 的采集或复原等,采用MPEG-4或H. 264的图像数据压缩方式,通过Internet网络传输数据 以及音频数据的处理。将视频传给智能视频分析系统2,完成对视频的分析。摄像头5对室 内外进行实时监控,拍摄录像。手机6可以接收控制主机1发送过来的人脸图片,供用户判 断进入室内的是否是可疑人员,如果用户没有及时作出判断,固定电话7则自动语音报警, 避免财产的损失。当智能监控系统工作在夜间模式吋,电灯8可以受控控制电机1而打开, 使得摄像头获取比较清晰的监控画面。
[0061] 摄像头5安装在室内外,即可对室内进行监控,又可对室外进行监控。摄像头5将 视频图像传至网络视频服务器,对视频图像进行压缩、存储。存储在其中的视频图像传输 到用户电脑上供用户回放,了解室内与室外的情況。如果室内遭窃时,存储在网络视频服 务器中的视频图像为公安机关提供了有力的破案证据。当视屏图像传至智能视频分析系 统后,会对图像进行处理,对视屏中的人物进行人脸识别,将识别后的人脸图像传输至控制 主机1。在控制主机1中存储有用户预先设置的用户人脸库(包含家庭里的爸爸、妈妈、孩 子等),当视屏中的人脸不在用户人脸数据库中时,控制主机1将把视频中的人脸发送至用 户手机,用户根据人脸判断进入室内的是否是可疑人员,如果是可疑人员,用户可以直接报 警,也可以发送指令至控制主机1,控制主机1启动自动报警程序,发出报警声及将通过固 定电7话向110语音报警。
[0062] 參阅图4,摄像头501、502、503、504安装在各个观测点,当主机1启动摄像程序后, 各个摄像头开始摄像,在控制电机里,每个摄像头都有ー个不同的ID号,以区分每个摄像 头。用户可以设置多个手机701、702、703等同时关联主控主机1,控制主机1可以同时发送 图片至手机701、702、703,这样即使有一个用户没有及时看到控制主机1发回的照片时,其 他用户也可以及时处理。用户可为每个手机设置登陆控制主机1的密码,每个密码可由两 部分組成,ー是表明身份密码,比如ff表示爸爸,mm表示妈妈,cc表示孩子等,ニ是公用密码,比如8888。如果是爸爸处理的图片信息,代理服务器I会收到爸爸的登陆密码ff8888, 同时,告诉其他手机用户,是爸爸处理了这个图片信息。这样,即使手机不小心丢失后,也不必担心会有陌生人操作控制主机I。当有一个用户对发送过来的图片做出判断后,控制主机I可以为701、702、703手机发送一条处理信息,告知每位用户,报警已经处理。电灯801、 802,803安装在摄像头所在的房间内,当监控系统处于夜间工作模式,智能视频分析系统分析出某个摄像头传回的视频中有运动物体存在时,即可打开该房间内的等,使摄像头可以传回清晰视频以便进行分析。[0063] 参阅图5,是本发明系统实施防盗功能的监控过程的一个实施实例说明图。防盗系统分两种工作模式,一是用户不在家的无人工作模式101,二是用户在家,已经休息时的夜间工作模式102。用户可随时设置防盗系统的工作模式。当用户外出后,将监控系统设置成无人工作模式101。主机I启动程序301,使各个摄像头开始工作,监控室内外信息,启动程序302,将视频压缩、储存在网络服务器,启动程序303,将视频解压,传至智能系统监控系统,启动程序304,检测视频中是否有活动物体,如无,返回302 ;若有,启动程序305,对运动物体进行分割识别并进行人脸识别,启动程序306,将视视频中的人脸图片传送至主机, 与存储在主机中的人脸数据库进行对比。若是数据库中的熟人人脸,则返回304,若否,则将人脸图片传至用户设置的手机。用户进行判断,若用户判断为安全人员,则发送指令至主机,启动程序307,关闭电话的自动报警功能,返回304,若是可疑人员,用户可选择自己报警,或者启动程序308,使电话自动语音报警,启动程序309,主机I发送信息至用户手机,告知用户已经报警。如果用户在Imin之内没有对照片进行判定,则主机自动启动308报警程序。[0064] 若是夜间,在用户睡前,将监控系统的工作模式设置成夜间模式102。301〜303程序同无人工作模式,当检测到有活动物体之前,启动程序310,打开活动物体所在房间的灯, 便于对其进行人脸识别,返回304。[0065] 参阅图6,是智能视频分析系统的工作原理。该系统包含4个部分:运动目标检测、 运动目标识别、运动目标跟踪和行为理解与描述。运动目标检测的目的是从序列图像中将变化区域从背景图像中提取出来。由于在运动目标识别、运动目标跟踪和行为理解与描述的处理过程中仅仅考虑图像中对应于运动区域的像素,因此运动区域的有效分割就非常重要。在该智能视频分析系统中采用目前运动分割最常用的背景减除法,利用当前图像与背景图像的差分来检测运动区域,该方法一般能够提供最完全的特征数据。运动目标识别主要是将视频中的人识别出来,目前主要是基于形状信息和基于运动特性将对应于人的运动区域提取出来。两种方法各有优点,本系统中使二者结合起来使用,以便得到更加准备的结果。将运动区域的人识别出后,就要对其进行人脸识别。BP神经网络对输入数据没有特殊要求,理论比较成熟,本系统采用BP神经网络实现人脸识别。运动目标跟踪等价于在连续的图像帧间创建基于位置、速度、形状、纹理、色彩等有关特征的对应匹配,利用微分几何的理论,图像曲面可以分成三部分:马鞍面区、上凸区和下凹区。根据这些不同区域,提出一种跟踪算法。用这种分割方法能够对目标或它的某一特征区域进行粗略的分割,并将此作为人的跟踪的依据。人的行为理解是指对人的运动模式进行分析和识别,并用自然语言等加以描述。行为理解可以简单地认为是时变数据的分类问题,即将测试序列与预 先标定的代表典型行为的参考序列进行匹配。采用基于状态空间模型的方法定义每个静态姿势作为一个状态,这些状态之间通过某种概率联系起来。任何运动序列可以看作为这些静态姿势不同状态之间的一次遍历过程,在这些遍历期间计算联合概率,其最大值被选择作为分类行为的标准。[0066] 本发明的家庭智能监控防盗系统实现了智能视频监控、自动报警与人工报警的完美结合,最大限度降低了用户的财产损失。本系统有全系统智能·控制和远程监控的特色,会在等广阔的范围内得到应用。

Claims (10)

1.一种家庭智能监控防盗系统,它包括有智能监控系统、智能视频分析系统、自动报警系统和网络服务器,智能监控系统包括控制主机、智能视频分析系统、摄像头、网络视频服务器,各个部分可按预设的程序智能运行,自动报警系统由固定电话、手机组成,其特征在于,该防盗系统可以实现24小时监控,应用于无线网络,现场及远程警报联动,实现现场高清晰数字视频的即拍即传和实时现场视频的存储,前者用于报警,后者用作证据。
2.如权利要求1所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,控制主机控制整个智能监控防盗系统,对其他设备进行初始化,控制各个部分的正常运行同时,手机可以遥控控制主机,对该防盗系统进行参数设置,改变该防盗系统的工作模式。
3.如权利要求1所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,多个摄像头安装在关键监控点,实现对室内外的监控,多部手机可以同时关联到控制主机,达到多控一的目的,这样可以防止一个用户不能及时处理防盗系统发送的信息时,其他家庭人员可以及时处理, 每个手机有一个登陆控制主机的密码,这样可以在手机丢失时,防止外人对智能监控防盗系统的操作,避免财产损失。
4.如权利要求1所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,将防盗系统软件安装进入控制主机,通过usb接口将短信发送模块接到计算机上,系统会自动指导用户设定禁区范围和关联服务的手机。
5.如权利要求1所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,当智能监控开启时,摄像头将拍摄的录像存储在网络视频服务器中,供智能视频分析系统对视频进行运动活动物体检测,检测是否有活动物体存在,当有人进入到告警区域,对视频中的活动物体分类,检测出有人存在时,即对其进行人脸识别,然后将人脸图片传至控制主机,与其中的人脸数据库进行对比,若果有与之符合的人脸,则系统继续监控,如果没有与之符合的人脸,则将图片传至用户手机,用户做进一步判断,若是熟人,则发送指令给控制主机,不启动自动报警,若不是熟人,则用户可以直接报警,也可以发指令给固定电话,使用自动语音报警。
6.如权利要求6所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,如果与控制主机相关联的所有的用户没能对人脸图片及时作出判断,一段时间之后(时间可由用户自行设定),控制主机会自动启动自动语音报警,避免财产损失。
7.如权利要求6所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,控制主机里存储有自动报警时的语音,语音信息包括用户的具体地址和用户的联系方式,便于警察及时找到用户住宅和联系到用户。
8.如权利要求1所述 的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,该监控系统有两种工作模式,分别是用户外出时的无人工作模式和用户在家夜间休息时的夜间工作模式,对于夜间工作模式,当无法获取入侵人物的清晰正面照片时,控制主机会启动开灯程序,打开房间内的灯,使摄像头能够拍摄出比较清晰的画面。
9.如权利要求8所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,室内每个房间的灯的开关都受控于控制主机,当控制主机关闭时,这些灯即可和平时一样,受控于开关。
10.如权利要求1所述的家庭智能监控防盗系统,其特征在于,当有某个部分不能正常工作时,控制电脑会给用户发送提示信息,用户可以及时更换已经损坏的单元。
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