CN104732565A - 一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，包括：进行矢量图像分解分层的效果显示；计算并统计矢量图像分解分层某一特定重叠区域占用整个平面图形百分比的数据；矢量图像分解分层后，相互图层之间进行重新组合和分解的处理；对不同形状的矢量图像按要求进行绘制处理。本发明能够直观的有效的反映出安防中存在的问题，为优化安防方案提供了一个有效的方法，带来良好的社会效益。此外，该软件平台还具有很大的二次开发空间。

Description

一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法

技术领域

本发明公开了一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，涉及图像处理技术中矢量图纸设计及智能评估技术领域。

背景技术

当今社会中，出于安防管理的需要，监控摄像布满了街道、社区、楼宇等各种公共场合。然而，在实际的使用过程中，每一个摄像头的监控范围是有限的，所以就要有一个良好的布局设计，尽量的减少监控的盲区。

现有技术中，惯用的绘图软件只具有图纸设计的功能，至于图纸上的布局是否合理还要人为的干预去计算，当发现存在监控盲区时再加以修改，这样会耗费大量的人力、财力以及时间。

矢量图也称为面向对象的图像或绘图图像，繁体版本上称之为向量图，是计算机图形学中用点、直线或者多边形等基于数学方程的几何图元表示图像。矢量图形最大的优点是无论放大、缩小或旋转等不会失真。现有技术中常见的矢量绘图软件有illustrator、CorelDRAW等。在常见的图形应用中更多使用到的是位图格式的图形，随着硬件和技术等外部因素的影响，位图应用在效率和开发成本上的劣势越来越明显。所以矢量图形的特性及应用前景成为了图像绘制系统的新的发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种基于模拟监控范围可视化设计的安防布局绘图系统，针对安防布点的分布位置，模拟出直观的平面效果参考评估图，依据评估结果对安防设计的各项技术指标进行优化。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明的宗旨是提供一种矢量图像分解分层制作及运算的处理方法，这个方法能够有效的将设备特定的某些特性空间效果转化为二维的平面效果，满足用户将空间范围效果转化平面效果的基本需求，在这个基础之上给出数据评估运算结果，根据平面效果模拟和相关的数据比例运算，对实际安防设计方案提出可行的必要的优化建议。本发明的实施过程包括下述步骤：

步骤一、进行矢量图像分解分层的效果显示，具体实现包括两点，其一是将分层矢量图像按预设的物理设备参数以相应比例尺显示在同一平面图之上，其二是进行总背景图像的矢量变换，同时对图像像素和实际的区域尺寸进行按比例对应，实现图像放大、缩小和移动等显示方法。

步骤二、计算并统计矢量图像分解分层某一特定重叠区域占用整个平面图形百分比的数据。

步骤三、提供一种方便回溯机制，实现矢量图像分解分层后，相互图层之间进行重新组合和分解的处理。

步骤四、实现不同形状的矢量图像的自动按要求绘制处理，具体包括：一、将用户设备的特性转化为矢量模型；二、预设物理设备模型建立和模型信息的存储；三、标准图形和线条的绘制。

本发明的步骤一提供了矢量图像分解分层的效果显示方法，将导入的图纸类型的文件进行基本的长宽、比例尺和像素点之间的关系进行矢量化，作为系统全局变量，并将这层进行标识，这样形成了系统的主体的背景基础层，以备建立在这层之上的其他矢量图层有绘制数据依据，其他每个图层形成的尺寸都以这些数据为依据，保证每个图元只在背景图层上以相应比例占用合理的面积。

这里的实现的步骤包括：打开一个指定的图纸文件；进行图像的属性分析

；对图纸的长宽、比例尺和像素点进行关系适量化；形成全局变量体系；以不同方式显示背景地图；可以载入其他说明性图形或文字。

系统提供了图像的多级的缩放，使图像的每一图层按实际的比例尺进行缩放变化，步骤包括：图像各层的操作联锁；控制图像移动和缩放操作；图像的进行重画显示。

本发明的步骤二是矢量图像分解分层某一特定重叠区域占用整个平面图形百分比的数据计算及统计计算，步骤包括：图层上图元信息的载入分析；比例信息汇总计算；总统计信息更新。

本发明的步骤三是提供矢量图像分解分层后，相互图层之间进行重新组合和分解的处理方法，以此提供一种方便回溯机制。每一被引入的图元（组成整体图像的各个单元，也可理解为组成图像的最小单元）信息系统会对其的特性进行数据列表式管理，形成后台档案夹，每一个图元分配一个唯一的标识，这样的细化工作有助于每一个图像组合能够分解彻底，组合后不会丢图元。具体步骤包括：引入的图像逐级分解处理；组成图像的图元信息建档；图像的分解和重组；图像的重新绘制显示。

本发明的步骤四是提供不同形状的矢量图像的自动安要求绘制的处理方法，其一满足用户将设备的特性转化为矢量模型的需求，其二一些预设物理设备模型建立和模型信息存储的需求，其三一些标准图形和线条的绘制需求，为了完成这一目的，系统提供了一个设备信息模型建立模块，这个模块采集设备的基本物理参数（比如设备的监控角度、范围和图形），模块根据这些信息形成一个相对直观的图像模型，步骤包括：设备基本信息的采集（监视范围、监视角度等）；形成数据信息库记录；图像模型形成并存入类型库文件中。

系统还提供了标准的图形和线条绘制功能，步骤包括：图形和线条等标准类型选定；图形位置选定（背景地图相对位置）；在新图层中绘制并显示。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明公开的系统软件平台结构合理、操作灵活（可操作性强）、功能齐全、用户界面友好，具有很强的数据效验、容错功能。将其应用到安防效果评价，能够直观的有效的反映出安防中存在的问题，为优化安防方案提供了一个有效的方法，不仅可带来直接经济效益，还可节约大量人力、物力、时间、财力，提高管理水平，带来良好的社会效益。此外，该软件平台还具有很大的二次开发空间。

附图说明

图1是本发明步骤一实施的流程图；

图2是本发明步骤二实施的流程图；

图3是本发明步骤三实施的流程图；

图4是本发明步骤四中摄像头模型实施的流程图；

图5是本发明步骤四中线条及其他图形模型实施的流程图；

图6是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明的实施流程图分别如图1至图6所示，结合具体实施例详细介绍如下：

1、对矢量图点和线进行有序组合。

系统除了根据数据文件自动绘制设备模型图像之外，系统提供了单独的线和其他标准图形的绘制方法，这样方便用户通过这些方法组合出数据文件中没有的图形。矢量图是根据几何特性来绘制图形，矢量可以是一个点或一条线，矢量图只能靠软件生成，所以此软件系统是自成体系的软件系统。此软件是一个针对行业设计的软件，软件内要融合行业技术要求，软件结合安防行业的特性和目前存在的问题，进行了合理的调整，从而有效的进行评估，系统根据安防设计方案图纸的数据，模拟出实际的安防的整体的监控范围，首先将安防设计图纸对应的区域地图加载到软件中，系统导入时进行图纸的比例尺和软件像素进行比例对应，通过图元库软件预先设计好的摄像头图元模型，按着安防设计图纸的布设方式，布设在图纸的相应位置，系统通过对这些图层图像的物理数据特性，转化成不同的矢量数据比例，画出摄像头的同比例模拟监控区域，依此验证图纸设计的正确性，当我完整的布设完后，我们就仿真出实际效果。

2、要根据一定条件进行自动画出对象，而且每个图元（摄像头图元）的物理特性以数据库形式保存，可以进行编辑。系统提供了一个编辑摄像头图元的

功能模块，首先将摄像头图像文件载入进行矢量处理，调整矢量图的大小，然后载入图元数据文件中，在后将此款摄像头的物理参数写入数据库文件中（比如摄像头的焦距、监控视角、监控距离等），形成文件的摄像头图元，最后将一系列这样的摄像头图元形成一个类型库（lib文件），这个类型库被绘图软件预载使用。这里的操作流程是：摄像头图像载入矢量处理—物理特性数据采集存储—写入相应的类型库文件中。

3、不同对象的处理都对应着一个各自独立的计算机算法，这里主要是系统的标准绘图工具（不同类型的线和图像）而言，比如画直线工具、自由曲线工具、方形工具、圆形工具等等，用来在画布上画一个图形的一部分，图形的边界为点(x1,y1)和点(x2,y2)确定的矩形的范围，根据需要在这个矩形范围内画需要的图形，我们以画椭圆为例，先确定边界为点(x1,y1)和点(x2,y2)的矩形范围，确定范围的同时，椭圆部分由椭圆中心向外辐射的经过矩形任意两个边中点(x3,y3)和(x4,Y4)的两条直线所确定，这样椭圆的中心、长短轴都确定了，根据椭圆的数学公式：                                               ；逐点运算并画点线。摄像头监控的区域有不同的角度，那么它是一个扇形区域，我们设它是以圆心为出发点发散出去的多条线段，同样我们确定正方形区域，首先确定正方形区域的中心（x0,y0），以半径D进行逐个像素画点，同时判断角度的数据，这个算法是主要自动画监控区域的工具，这些基本工具系统分别进行单独函数封装，这样更方便系统的后续维护和升级。

4、因为这种类型的图像文件包含独立的分离图像，可以自由无限制的重新组合，组合算法中每个分离的对象的属性需要进行详细的分类标记，是一个细致的逻辑体，而且组合过程是可逆的。摄像头图元是有不同的矢量图形组成，每一个矢量图形系统会给他一个唯一的数字标识，就像身份证号码一样不会重复，每一个图元我们建立一个独立的数据记录，到我们选择一定范围时，系统会进行标识识别，检索在此范围内有哪些身份的图形的数字标识，系统通过组合工具将这些单独的图形组合成一个图形，然后分配一个数字标识，这个数字标识还会形成一个组成这个图形的数据标识集，如果多级组合，系统会根据不同逻辑进行不同的分级处理，通过这样一个细致逐级的数字标识集，系统能够逐级分解成图形组合最原始的状态。

5、监控扫描区域的处理算法涉及的数学算法和逻辑组合最多，角度、弧度的计算，扇形组合形成处理，每个对象中各点相对位置的计算，对象整体的比例变换，图像中心不同填充的实现，区域比例不变位置的变化，这些都需要我们在画图形时记录相关的数据点信息。这里提到的问题实质是：摄像头图元文件被移入地图背景某一个位置的时候，系统根据摄像头的物理参数和地图背景的比例尺寸，画出它所监视的有效范围，这里的重点是根据监视设备的监控范围和图纸的比例尺计算监控面积，通过运算，模拟出实际的平面效果图，每一个监视范围通过对几何图形的面积计算，同时进行图像区域内不同随机线条填充，区分不同摄像头的区域，这样有效区分重叠区域，重叠区域计算时必须去除掉，否则会影响计算覆盖率的准确性，重叠区域有两个交点坐标（x0，y0）和（x1，y1），在这个交点坐标中间有两段弧线，将其看作是是一段波形，分别进行积分，能够相对准确的计算他的面积，公式：我们将（x0，y0）和（x1，y1）这个两点间的线段范围【a,b】坐作n等分，取等距点：

；

由定积分的区间可加性，有：

；

在每一个小区间上利用梯形积分公式求出n个小梯形面积和有：

；

这样就算出这个重叠区域的面积了。

系统所有的摄像头都布置完后，系统还需要计算出区域总面积、根据摄像头覆盖的区域的有效面积及覆盖率，这里的公式描述：

1、有效面积=所有摄像头圆形或是扇形面积-摄像头重叠面积；

2、盲区面积=区域总面积-有效面积；

3、覆盖率=（有效面积/总面积）* 100%

最后完成安防方案评估工作并形成报告文件。

6、矢量图和位图中间的相互转化算法（地图文件），数据文件的无损存储。

系统提供了矢量图与其他类型图像文件的转化功能，系统可以把矢量图通过标准格式动态库转化为BMP位图和JPEG图，方便共享安防效果图，使没有安防评估系统软件的用户查看，系统将形成无损的文件格式存储，以备后续修正评估。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤一、进行矢量图像分解分层的效果显示，包括：

101、将分层矢量图像按预设的物理设备参数以相应比例尺显示在同一平面图上；

102、进行总背景图像的矢量变换，同时对图像像素和实际的区域尺寸进行按比例对应，实现图像放大、缩小和移动；

步骤二、计算并统计矢量图像分解分层某一特定重叠区域占用整个平面图形百分比的数据；

步骤三、矢量图像分解分层后，相互图层之间进行重新组合和分解的处理；

步骤四、对不同形状的矢量图像按要求进行绘制处理，包括：

401、将用户设备的特性转化为矢量模型；

402、预设物理设备模型建立和模型信息的存储；

403、进行标准图形和线条的绘制。

2.如权利要求1所述的一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，所述步骤101的具体实现步骤包括：

101-1、打开一个指定的图纸文件；

101-2、进行图像的属性分析；

101-3、对图纸的长宽、比例尺和像素点进行关系适量化；

101-4、形成全局变量体系；

101-5、以不同方式显示背景地图；

101-6、载入说明性图形或文字。

3.如权利要求1所述的一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，所述步骤102的具体实现步骤包括：

102-1、图像各层的操作联锁；

102-2、控制图像进行移动和缩放操作；

102-3、图像的进行重画显示。

4.如权利要求1所述的一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

201、图层上图元信息的载入分析；

202、比例信息汇总计算；

203、总统计信息更新。

5.如权利要求1所述的一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：

301、引入的图像逐级分解处理；

302、组成图像的图元信息建档；

303、图像的分解和重组；

304、图像的重新绘制显示。

6.如权利要求1所述的一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，所述步骤402具体包括：

402-1、设备基本信息的采集；

402-2、形成数据信息库记录；

402-3、将图像模型形成并存入类型库文件中。

7.如权利要求1所述的一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，所述步骤403具体包括：

403-1、图形和线条的标准类型选定；

403-2、图形位置选定；

403-3、在新图层中绘制并显示。

8.如权利要求1所述的一种基于监控范围可视化设计的安防布局绘图方法，其特征在于，还包括步骤五：在安防布局中，系统内的摄像头布置完毕后，计算出区域总面积、摄像头覆盖区域的有效面积及覆盖率，完成安防方案评估；其中，

（1）、有效面积=所有摄像头的圆形或扇形面积-摄像头重叠面积；

（2）、盲区面积=区域总面积-有效面积；

（3）、覆盖率=（有效面积/总面积）* 100%。