CN104601946A - 一种无线智能视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线智能视频监控系统，包括布置在待监控处、植入了智能视频分析模块、且能够根据安装位置选用相应功能的网络摄像机，分别与所述网络摄像机连接、且相连的路由器和互联网模块，与所述无线路由器连接的本地客户端，以及与互联网模块连接的远程客户端和服务器。本发明所述无线智能视频监控系统，可以克服现有技术中结构复杂、适用范围小和成本高等缺陷，以实现结构简单、适用范围大和成本低的优点。

Description

一种无线智能视频监控系统

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，具体地，涉及一种无线智能视频监控系统。

背景技术

随着国民经济的迅速发展及信息技术，网络技术的迅速发展，监控系统在各行业的应用日渐广泛，监控系统已经不是单单在通信、交通、安全等行业应用。它在逐步向其他行业，公众方向发展。 随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控制技术也有长足的发展。社会治安状况的日趋复杂，公共安全问题不断凸显，城市犯罪突出，手段不断更新、升级。这些都迫切要求加快发展以主动预防为主的视频监控系统。自美国“9·11事件”和伦敦地铁爆炸案之后，应对突发事件的城市应急防范系统成为新的安防建设热点。

中国视频监控行业共经历了三个阶段，分别是模拟视频监控阶段、数字视频监控阶段、网络视频监控阶段。中国视频监控市场正从模拟向数字化过渡，数字视频监控成为了市场的主流。2004年到2012年，数字监控在总体视频监控市场规模中所占的比例从35.7%增长到了56.7%。与此同时，网络视频监控市场正在稳步增长，所占比例由2004年的7.4%增长到2012年的28.2%。

2005年9月中国公安部正式启动城市联网报警与监控系统建设，在全国范围内，在省、市、县三级开展报警与监控系统建设工程，推动“平安城市”的建设步伐。各主要城市如北京、广州、深圳、杭州等城市已经开始加快建设城市的视频监控系统。受平安城市建设、交通信息化建设、金融监控、安全生产、智能家居等各种项目建设与发展的带动，中国视频监控产品的需求量不断扩大。2011年中国视频监控行业总体市场规模达到230.4亿元人民币，同比增长19.71%。预计2012-2015年间将保持着21.52%的平均增长速度。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在结构复杂、适用范围小和成本高等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种无线智能视频监控系统，以实现结构简单、适用范围大和成本低的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无线智能视频监控系统，包括布置在待监控处、植入了智能视频分析模块、且能够根据安装位置选用相应功能的的网络摄像机，分别与所述网络摄像机连接、且相连的路由器和互联网模块，与所述无线路由器连接的本地客户端，以及与互联网模块连接的远程客户端和服务器。

进一步地，所述网络摄像机，包括有线网络摄像机、WIFI无线网络摄像机、3G无线网络摄像机、以及能够设置在楼道的枪式网络摄像机。

进一步地，在所述网络摄像机上装备有SD存储卡；

当网络传输存在问题时，网络摄像机监控到的出现可疑情况或报警时的监控图像和场景信息将暂时保存在SD卡存储卡中，在网络恢复时，再传输到远程机房，在确认机房接收后，删除在SD卡里的存储，缓解SD卡的存储压力。

进一步地，所述智能视频分析模块的智能分析过程，具体包括：

⑴使用背景差分法提取出运动前景目标；

⑵提取出前景目标的几何轮廓；

⑶根据运动目标的几何跟颜色特征对目标进行分类；

⑷连续跟踪识别出的有效目标，提取出运动目标的大小，运动方向，运动速度的信息；

⑸根据运动目标的大小，运动方向，运动速度等信息，做其他智能行为分析。

本发明各实施例的无线智能视频监控系统，由于包括布置在待监控处、植入了智能视频分析模块、且能够根据安装位置选用相应功能的的网络摄像机，分别与网络摄像机连接、且相连的路由器和互联网模块，与无线路由器连接的本地客户端，以及与互联网模块连接的远程客户端和服务器；从而可以克服现有技术中结构复杂、适用范围小和成本高的缺陷，以实现结构简单、适用范围大和成本低的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明中智能视频分析模块的算法流程图；

图2为本发明中无线智能视频监控系统的拓扑图；

图3为本发明中当报警发生时的流程图；

图4为本发明中当网络摄像机检测的画面触发报警规则时的流程图；

图5为本发明中参数设置的流程截图；

图6为本发明中动态域名参数设置的流程截图；

图7-图13为本发明中登陆路由器配置界面的流程截图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1-图13所示，提供了一种无线智能视频监控系统。

在本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统，是一款简单易用的小型远程数字监控系统，与网络摄像机配套使用，可采用有线或无线方式连接网络，易于安装部署，不需要用户额外配置专用电脑和采集录像等设备。用户可采用手机或电脑作为监控终端设备，可随时随地接收报警信息和查看监控视频。该无线智能视频监控系统，至少具有稳定可靠、经济实用等特点，可用于防火防盗、安全护卫、人员监护、远程管理等，特别适合个人、家庭、店铺、酒店、公司、工厂、高档小区、银行、办公楼等使用。

本发明的技术方与主要竞争企业相比

  。

本发明的技术方案，与现有市场产品相比具有：无需布线、安装简单、易扩展；前端完成智能视频分析，分析结果更为准确、数据存储在本公司机房、安全可靠；实现远程监控、无需人员留守；一次性投入成本低等优势，项目立项具有重要意义和必要性、紧迫性及市场需求。

本发明技术方案的总体目标、主要内容和考核指标：

总体目标

建立一套远程数字监控系统，采用配备智能视频分析模块的网络摄像机，具有强大的行为分析能力，支持近20种行为分析规则，可以对视频里的画面进行自动监控，增强传统视频监控的自动检测能力，提升警戒强度，提高监控效率和自动响应报警，从而实现全天候的持续监控或者针对重要时段的无人值守监控，报警可同时联动视频管理软件及门禁、声光报警器、报警联动管理服务器，识别率可达到99.9%，无漏报，误报率可控制在1%以内。可采用有线或无线方式连接网络，易于安装部署，不需要用户额外配置专用电脑和采集录像等设备。用户可采用手机或电脑作为监控终端设备，可随时随地接收报警信息和查看监控视频。

根据项目技术水平、设备配置、市场需求与成长等因素，本项目达产年销售量为200套（按每套4个网络摄像机计算），单价为3万元/套，销售收入600万元。

主要内容

总体技术方案：

本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统所使用的网络摄像机植入了世界领先技术的智能视频分析模块，把智能视频分析技术应用到前端各个网络摄像机，具有以下特点：

（1）24×7全天候可靠监控

彻底改变以往完全由安保人员对监控画面进行监视和分析的模式，通过智能视频分析设备对所监控的画面进行不间断分析。

（2）大大提高报警精确度

智能视频分析前端设备集成强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确地定义安全威胁的特征，有效降低误报和漏报现象，减少无用数据量。

（3）大大提高响应速度

识别可疑活动，在安全威胁发生之前就能够提醒安保人员关注相关监控画面，还可以更确切地定义在特定的安全威胁出现时应当采取的措施，并由监控系统本身按照预定的计划来确定危机处理步骤和确保能够精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误。

（4）方便快捷的查询

使用智能视频分析设备能够比普通视频监控系统更加节省存储空间，它可只存储出现可疑情况或报警时的监控图像和场景信息，能减少大量无用数据的传输和存储，并能够对存储的监控信息提供基于内容的快速查询。

本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统的核心设备为植入了智能视频分析模块的网络摄像机。智能视频分析模块的工作原理介绍：

1、使用背景差分法提取出运动前景目标。

2、提取出前景目标的几何轮廓。

3、根据运动目标的几何跟颜色特征对目标进行分类。

4、连续跟踪识别出的有效目标，提取出运动目标的大小，运动方向，运动速度等信息。

5、根据运动目标的大小，运动方向，运动速度等信息，做其他智能行为分析。

算法大致流程如图1。

网络摄像机具有的智能分析功能：目标识别、目标跟踪、穿越识别（单条）、穿越识别（双条）、进入识别、离开识别、出现识别、消失识别、弃置识别、取走识别、滞留识别、在内识别、场景变化识别、事件计数、速度检测、人员聚集检测、人员遇袭检测、瞬息万变物体/海潮过滤器、目标尺寸大小过滤器、目标尺寸大小变化过滤器。

传统监控系统的监控录像保存在监控场所本地，有经验的非法入侵者，特别是熟人作案时，完全可能将含监控录像的硬盘（或磁带）销毁或带着，使监控的证据保留意义完全丧失。而本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统的数据保留在远程的公司机房，非法入侵者只能破坏监控场所内的设备，而设备破坏前的连续录像已经保存在安全的远程网络硬盘上，这种连续录像在事后将成为破案的有力证据。严格数字加密认证处理，采用独创的技术，有效地保护用户隐私。图像数据传输和存储全程加密，认证过程采用双重挑战握手协议、U盾和手输密码结合使用，避免客户端电脑麻木病毒的威胁。

公司机房建立有公安部通缉的在逃人员信息数据库（在逃人员名单照片信息从公安部网站获取），网络摄像机在识别到人的脸谱时，将发送信息到公司机房与在逃人员信息进行检测，及时发现罪犯并向公安机关报警给予抓捕，对维护社会治安有重要意义。用户可根据需要建立自己的专用数据库，用于不同需求。例如车辆信息数据库用于检测大门入口车辆是否为内部车辆，如果是则自动放行，如果不是则把车辆信息存入数据库，以便以后查询。

为了防备因网络瘫痪，而造成传输信息丢失的问题，公司在网络摄像机上装备了的SD存储卡。当网络传输存在问题时，网络摄像机监控到的出现可疑情况或报警时的监控图像和场景信息将暂时保存在SD卡存储卡中，在网络恢复时，再传输到远程机房，在确认机房接收后，删除在SD卡里的存储，缓解SD卡的存储压力。这将使得本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统安全可靠。

本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统的拓扑图参考图2。

当报警发生时的流程图参考图3。

当网络摄像机检测的画面触发报警规则时，立即通过网络把监控画面传输到用户客户端，报警通知用户。用户可以在本地客户端查看及处理该事件，也可以通过互联网进行异地查看，通过手机客户端、手机浏览器、手机短信，用户可时刻接收报警信息和观看监控图像，在最短的时间内获取自己最关注的监控信息，及时处理该事件，解除报警状态。

用户可以通过本地客户端或者远程客户端查看监控画面，对网络摄像机进行操控，通过上下左右的360°旋转云台，对监控区域进行电子巡更，有效的查看监控区域内的情况。参见图4。

本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统的功能：远程实时监控功能、远程报警与远程撤设防功能、网络存储图像功能、具备夜视、云台等操作功能、手机互动监控功能。

本发明技术方案的创新性：

1、目前，网络视频系统的智能视频功能主要采用中心分析的方式实现，即通过后端服务器的视频分析软件对前端摄像机上传的视频流进行智能分析，实现对前端视频信息的智能化处理。 而本公司将智能视频分析模块植入到网络摄像机的CUP中，从而使网络摄像机具有了“大脑”，成为了智能前端，具有以下优势：

节省网络带宽　　以后台的方式处理网络摄像机视频，需要把视频传输到用户客户端，之后根据视频内容进行处理和分析，这样的话，容易浪费大量带宽在不必要的视频传输上，而对于系统存储也有着一定压力。 　　前端视频分析功能将一些分析工作放到前端来处理，发现情况后，再传输分析结果到后台，整个系统的资源或者处理压力分配平衡，降低了网络带宽的压力。

提升扩展性　　每一台智能前置摄像机内的芯片和智能软件可以随摄像机独立运行，拥有独立的视频分析功能。在一个视频监控系统中，可以在合适的地方随时部署智能前置摄像机，以实现智能功能扩展。

更加精确　　误报是智能网络监控发展中需要克服的问题，与智能前置或后置无关。但摄像机获得视频资料后，如果通过网络传输到后台，在这个过程中可能产生的网络延迟、丢包或由压缩造成的误差等情况，都会影响分析的精确性。前端智能在摄像机中直接进行智能视频分析，可使视频处理更加精确。 　　虽然，目前的智能视频分析还达不到百分之百的准确率，但至少能够帮助用户解决一些非常实际的问题。比如，可以在前端将报警状态和正常情况下的视频进行区分，帮助客户迅速检索目前状况。这种视频分析技术正在向着更加高速、智能的方向发展。

节省成本　　在后端服务器里实现智能化且不说对网络(传输介质和设备)的要求较高，还需要很多的服务器来实现分析和处理，在系统配备和维护方面都会产生大量的软硬件的服务成本。而把智能视频分析模块植入前端摄像机，实现智能前置，将视频处理功能前移，而不会增加太多的成本。相反，一台服务器最多可以处理20-30路这样的视频分析功能，如果把一些分析处理移到前端，服务器只需要处理报警就可以，这样还会节省大量后台服务器的配置成本。

节省存储空间    通过把智能视频分析模块植入网络摄像机，从而使视频分析在前端网络摄像机完成，不再实时把监控画面传回用户客户端，可以有选择的设置前端网络摄像机，让网络摄像机只存储出现可疑情况或报警时的监控图像和场景信息，能减少大量无用数据的传输和存储，并能够对存储的监控信息提供基于内容的快速查询。

2、服务机房是本公司为了保障系统能正常运行而设置的专用服务器机房 ， 机房包括了寻址服务器、短信服务器、网络硬盘服务器等。服务机房由本公司负责维护。远程机房存储监控录像，记录无法销毁，威慑力强。传统监控系统的监控录像保存在监控场所本地，有经验的非法入侵者，特别是熟人作案时 ，完全可能将含监控录像的硬盘（或磁带）销毁或带走，使监控的证据保留意义完全丧失 。 而远视视频监控单机系统 的数据保留在远程的电信机房 ， 非法入侵者只能破坏监控场所内的设备 ， 而设备破坏前的连续录像已经保存在了安全的远程网络硬盘上 ， 这种连续录像在事后将成为破案的有力证据。

3、本公司机房建立有公安部通缉的在逃人员信息数据库（在逃人员名单照片信息从公安部网站获取），网络摄像机在识别到人的脸谱时，将发送信息到公司机房与在逃人员信息进行检测，及时发现罪犯并向公安机关报警给予抓捕，对维护社会治安有重要意义。用户可根据需要建立自己的专用数据库，用于不同需求。例如车辆信息数据库用于检测大门入口车辆是否为内部车辆，如果是则自动放行，如果不是则把车辆信息存入数据库，以便以后查询。

4、为了防备因网络瘫痪，而造成传输信息丢失的问题，本公司在网络摄像机上装备了的SD存储卡。当网络传输存在问题时，网络摄像机监控到的出现可疑情况或报警时的监控图像和场景信息将暂时保存在SD卡存储卡中，在网络恢复时，再传输到远程机房，在确认机房接收后，删除在SD卡里的存储，缓解SD卡的存储压力。这将使得本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统安全可靠。

本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统优势：

本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统特点：移动性好，可随时随地监控；安装方便，使用简单；系统稳定，专业机房托管服务；安全可靠，减少误报损失；记录无法销毁，威胁力强；严格数字加密认证处理；投入成本低，经济实用。

1.综合成本低，性能更稳定，只需一次性投资，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合。在许多情况下，用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制，如山地、港口和开阔地等特殊地理环境对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至根本无法实现。这时，采用无线视频可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便、扩容能力强，迅速收回成本的优点。

2.组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。

3.维护费用低。无线监控维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、免维护的。

4.无线智能视频监控系是智能视频监控和无线传输技术的结合，它只在出现可疑情况或报警时，才通过通过无线通信手段传送到本公司机房和本地客户端，并且自动形成视频数据库便于日后的检索，充分缓解了网络压力，让系统更加可靠运行。

本发明技术方案的实现技术路线：

1、在需要监控的地方布置网络摄像机。根据安装的位置选用不用功能的网络摄像机。例如，楼道可选用枪式网络摄像机。本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统所用的网络摄像机都植入了智能视频分析模块，包括有线网络摄像机、WIFI无线网络摄像机、3G无线网络摄像机。

有线网络摄像机：如果安装位置已布有网线，那么我们采用有线网络摄像机，使用特别简单，不需要任何配置即可使用，不怕信号干扰，稳定可靠，上网成本比较低。

WIFI无线网络摄像机：在无线路由器的覆盖范围内，我们采用WIFI无线网络摄像机。优点：不需要布线，安装和增加摄像机数目都比较方便，上网成本比较低。安装是需要按说明书做些简单的网络配置后才能正常使用。

3G无线网络摄像机：选用电信CDMA2000型，在摄像机中插入电信手机卡。优点：使用简单，不需要任何配置即可使用；不需要布线，不需要用户自行搭设任何网络，内置锂电，只要在有手机网络的地方就可以使用。

本智能视频监控系统的网络摄像机工作原理：

（1）使用背景差分法提取出运动前景目标。

（2）提取出前景目标的几何轮廓。

（3）根据运动目标的几何跟颜色特征对目标进行分类。

（4）连续跟踪识别出的有效目标，提取出运动目标的大小，运动方向，运动速度等信息。

（5）根据运动目标的大小，运动方向，运动速度等信息，做其他智能行为分析。

算法大致流程如图1所示。

2、智能视频分析已在前端摄像机完成，而且数据存储在本公司机房，用户不在需要专门配置用于处理图像分析的计算机，用户可根据需要决定是否在监控场所配置电脑，也可以用现有的电脑作为监控电脑，监控电脑不需要24小时开机，监控操控软件个性化设计，易学易用。

3、将路由器和3G无线网络摄像机传输连接到本公司机房和本地客户端。当发现报警时，本地客户端电脑会收到报警信息和监控画面，本公司机房将会存储该段视频信息，用户手机会收到带监控图像链接的短信 ， 用户可以直接在短信中打开监控图像。

外网访问时对网络摄像机和路由器的设置：

（1）连接摄像机，进入参数设置。参见图5。

动态域名参数设置：参见图6。

在这里如果使用我司提供的域名服务器，则“DDNS域名名称、用户名、密码”均可不填。下面的DDNS服务器地址需要填我司的域名服务器的地址DDNS服务器地址：202.104.188.150 DDNS服务器端口：80 ，WEB映射端口：与上面的WEB服务端口一致。

(2)登陆路由器配置界面，这里我们以TP-LINK的54M路由器为例。点击“转发规则”进入虚拟服务器配置界面。参见图7和图8。在这里我们点击“添加新条目”，参见图9。在这里设备所要映射的端口号要和设备的IP地址对应。配置好了以后，参见图10。

至此，端口映射完毕。

（3）查看当前路由所在公网IP地址，绑定域名。

点击运行状态按钮，查看WAN口IP地址，参见图11。

当前PPPOE拨号WAN口分配到的随机IP为：183.16.121.113那么我们通过IP访问的时候地址就是：http://183.16.121.113:86 

做好了以上所有步骤以后，就需要在我们的域名服务器里面添加设备名称，参见图12。

如上述设备为test1，那么我们访问的域名就是：http://test1.91ddns.com 。

4、本无线智能视频监控系还可以和火警报警器、紧急按钮、玻璃破碎探测器、声光报警器等设备组合使用，当网络摄像机监测到触发规则行为时，向用户发出报警信息并联动声光报警器，提醒用户有事件发生，等待处理；当火警报警器、紧急按钮、玻璃破碎探测器等设备触发时，也可以联动本发明的技术方案中，无线智能视频监控系统，本公司后台服务器将向网络摄像机发出查看命令，及时查看出事地点，并把画面传到本地客户端监控电脑或者用户手机，用户可以时间通过操控网络摄像机云台巡查出事地点，了解情况。参见图13。

需要新购置的研究、开发设备

。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无线智能视频监控系统，其特征在于，包括布置在待监控处、植入了智能视频分析模块、且能够根据安装位置选用相应功能的的网络摄像机，分别与所述网络摄像机连接、且相连的路由器和互联网模块，与所述无线路由器连接的本地客户端，以及与互联网模块连接的远程客户端和服务器。

2.根据权利要求1所述的无线智能视频监控系统，其特征在于，所述网络摄像机，包括有线网络摄像机、WIFI无线网络摄像机、3G无线网络摄像机、以及能够设置在楼道的枪式网络摄像机。

3.根据权利要求1或2所述的无线智能视频监控系统，其特征在于，在所述网络摄像机上装备有SD存储卡；

当网络传输存在问题时，网络摄像机监控到的出现可疑情况或报警时的监控图像和场景信息将暂时保存在SD卡存储卡中，在网络恢复时，再传输到远程机房，在确认机房接收后，删除在SD卡里的存储，缓解SD卡的存储压力。

4.根据权利要求1或2所述的无线智能视频监控系统，其特征在于，所述智能视频分析模块的智能分析过程，具体包括：

⑴使用背景差分法提取出运动前景目标；

⑵提取出前景目标的几何轮廓；

⑶根据运动目标的几何跟颜色特征对目标进行分类；

⑷连续跟踪识别出的有效目标，提取出运动目标的大小，运动方向，运动速度的信息；

⑸根据运动目标的大小，运动方向，运动速度等信息，做其他智能行为分析。