CN106254823A - 基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法、装置及系统。该方法包括以下步骤：步骤1、获取来自于一红外热像仪的当前帧的图像，从而得到所述图像中每一像素点的参数值；所述参数值包括坐标值、亮度值和预设阈值，或者所述参数值包括坐标值、灰度值和预设阈值，该预设阈值是用户根据环境因素自行设定；步骤2、将所述红外热像仪的当前帧的图像的像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若比对结果超过预设阈值，则向服务端发送报警信息。本发明能解决误报问题。

Description

基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及视频监控侦测技术。

背景技术

传统的影像移动侦测系统采用类比讯号来侦测，由摄像机输入的监视影像区分出各影像区块的亮度差异，如果辨识出该时段亮度与原始设定不同，警报便会启动。此类产品目前仍在市面上流通，但以室内应用为主。室外侦测距离远，且光线环境不固定，例如飞鸟、云影、树影、风势过大引起摄像机摇晃，甚至大雨、冰雪等气候的影响，都可能引起误报，因此此类产品并不适用于室外。

为了应付困难的室外环境，就需要更加复杂的影像处理技术，而随着数位技术的不断发展，又出现了数位影像移动侦测系统，虽然数位影像移动侦测系统同样以“辨别特定时间内，影像设定范围的亮度变化”为原理，然而数位系统强调判定入侵者的行动(移动方向、位置)以及景物光照的差异性。

目前的移动侦测设备基本都是基于高清摄像机来实现的。进行室外影像侦测时，必须考虑到景物影像的照度是否足够，以及光线强度多变的问题。这表示，当入侵者进入摄影画面时，若当时光线昏暗，影像移动的光影便不明显；然而若当时光线足够，或具有较好的光照环境，便可明显看出移动影像的光线变化。如果影像移动侦测仅仅比较与预设光影值的差异，作为发现入侵者的依据，则在光线不足的地方会无法使用，而过亮的地方则会过度敏感。

室外影像侦测，是将影像切割成数个不连续部分，测定这些影像部分在各时段内的光线变化，然後辨别出这些变化究竟是导因於天气转换或是物体移动。一般情况下，切割影像的方式有以下几种：

像素分割(pixel division)∶将影像分割成非常小的图像成分(像素)，可以有数十万个区块；

小区块分割(small-cell division)∶将影像分隔为几百个或几千个等比大小或不同大小的区块；

大区块分割(large-cell division)∶将影像分为百来个不同大小的区块。

由于画素分割方式会获得相当多的影像资讯，因此需要大量的电脑演算资源进行辨别。而大区块分割的方式虽不会造成电脑资源的负担，但由於提供的影像资讯较少，因此不容易区分出大环境的变化。因此，目前的移动侦测设备大都采用小区块分割方式，这样虽然减小了运算量，但也不够精确，更容易受到其他环境因素的干扰。

目前常见的的基于高清摄像机的移动侦测方法：

目前常见的高清摄像机采用小块分区的分割方式，用户在监测区域通过分割的这些矩形来划分移动或闯入侦测区域。

这些摄像机采用视频帧的比较的方法来检测图像的变化，原理如下：

MPEG1视频流有三类编码帧组成，它们分别是：:关键帧(I帧)，预测帧(P帧)和内插双向帧(B帧)。I帧按JPEG标准编码，独立于其他编码帧，它是MPEG1视频流中唯一可存取的帧，每12帧出现一次。 截取连续的I帧，经过解码运算，以帧为单位连续存放在内存的缓冲区中，再利用函数在缓冲区中将连续的两帧转化为位图形式，存放在另外的内存空间以作比较之用，至于比较的方法有多种。此方法是对编码后的数据进行处理，而目前的MPEG1/MPEG4编码都是有损压缩，对比原有的图像肯定存在误报和不准确的现象。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法，其能解决误报问题。

本发明的目的之二在于提供一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测装置，其能解决误报问题。

本发明的目的之三在于提供一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测系统，其能解决误报问题。

为了实现上述目的之一，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法，其包括以下步骤：

步骤1、获取来自于一红外热像仪的当前帧的图像，从而得到所述图像中每一像素点的参数值；所述参数值包括坐标值、亮度值和预设阈值，或者所述参数值包括坐标值、灰度值和预设阈值；

步骤2、将所述红外热像仪的当前帧的图像的像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若比对结果超过预设阈值，则向服务端发送报警信息。

优选的，所述步骤2具体由以下步骤实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中每一个像素点 的亮度值或灰度值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若预设数量的像素点的亮度值或灰度值的差值超过对应的预设阈值，则向服务端发送报警信息。

优选的，所述步骤2具体由以下步骤实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中所有像素点的亮度值或灰度值的平均值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的所有像素点的亮度值或灰度值的平均值进行比对得到一差值，若所述差值超过所述预设区域中所有像素点的预设阈值的平均值，则向服务端发送报警信息。

优选的，所述红外热像仪用于拍摄预定位置的图像；所述图像为预定位置的全景图像。

优选的，步骤2之后还有以下步骤：通过显示界面对超过预设阈值的像素点进行标记。

为了实现上述目的之二，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测装置，其包括以下模块：

获取模块，用于获取来自于一红外热像仪的当前帧的图像，从而得到所述图像中每一像素点的参数值；所述参数值包括坐标值、亮度值和预设阈值，或者所述参数值包括坐标值、灰度值和预设阈值；

比对模块，用于将所述红外热像仪的当前帧的图像的像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若比对结果超过预设阈值，则向服务端发送报警信息。

优选的，所述比对模块具体由以下模块实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中每一个像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若预设数量的像素点的亮度值或灰度值的差值超过对应的预设阈值，则向服务端发送报警信息。

优选的，所述比对模块具体由以下模块实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中所有像素点的亮度值或灰度值的平均值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的所有像素点的亮度值或灰度值的平均值进行比对得到一差值，若所述差值超过所述预设区域中所有像素点的预设阈值的平均值，则向服务端发送报警信息。

优选的，比对模块之后还有以下模块：通过显示界面对超过预设阈值的像素点进行标记。

为了实现上述目的之三，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测系统，其包括多个红外热像仪、多个云台、多个应用了本发明所述的目标物闯入侦测方法的前端数据处理模块、路由器或交换机、服务端；每一红外热像仪安装在对应的一个云台上，每一红外热像仪与对应的一个前端数据处理模块电性连接，所有前端数据处理模块均通过路由器或交换机与服务端通信。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、采用高清摄相机的系统必须在有足够的光线亮度的条件下才 能正常监测；而本发明可以实现“日夜两用”，一天24小时不间断监测。

2、采用高清摄相机的系统监测的场景位置固定；而本发明可以设置多个预置位，从而达到一个装置同时监测一周的区域的多位置闯入预警的目的。

3、采用高清摄像机的系统监测的区域必须距离比较近，因为需要考虑到高清摄像机对于移动监测的物体大小有一定的要求，如果移动闯入的物体大小在监测版面内太小的话，很难监测到；而本发明对距离限制小的多，只要被监测的物体在监控范围内有一个像素点，就可以检测到，从而触发报警。

4、采用高清摄像机的系统容易受到周围环境变化的影响，如飞鸟、云影、树影、风势过大引起摄像机摇晃等；而本发明受到环境因素的影响很小。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法的流程图；

图2为本发明较佳实施例的一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测装置的结构示意图；

图3为本发明较佳实施例的一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测系统的结构示意图；

图4为图像的像素点坐标系示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

首先，对裸数据及本发明所依赖的技术原理进行阐述。

本实施例是基于红外热像仪的裸数据实现物体移动或闯入的风险侦测，采用的是像素点分割的区域划分方法，红外热像仪的每一帧的图像上有十几万多的像素点，即通常所说的像素，就是CCD/CMOS上光电感应元件的数量，一个感光元件经过感光，光电信号转换，A/D转换等步骤以后，在输出的照片上就形成一个点，如果把影像放大数倍，会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点所组成，这些小方点就是构成影像的最小单位“像素”(Pixel)，版面像素点的放大示意图如图4所示。

图像处理的方法有很多，本实施例采用的是JPG图像格式处理，根据热像仪生成图片的格式特性，图片横纵像素为384*288，这种格式图像每个像素点用16bit来表示，显示出来的图像是黑白效果，每一个像素点都有一个亮度值(或灰度值)，该亮度值即为裸数据，最黑的像素裸数据(也叫作亮度)为0，最白的像素裸数据为55296。整个图像各个像素点的裸数据的值都分布在0到55296的区间中，越黑的像素，其裸数据的值越接近于0，越白(既越亮)的像素点，其裸数据的值越接近于55296；

分别以图像的上边缘和左边缘为X轴和Y轴，建立一个直角坐标系，如图4，白色可以看成未超限的像素点，黑色看成超限的像素点，这样每一个像素点的位置都可以看成是一个坐标(如图4的像素点P)，当划分区域的时候，系统就会记下所划分的区域位置的关键坐 标，根据这些坐标，系统可以筛选出那些在闯入或移动侦测的报警区域内的像素点，将这些像素点的裸数据传给ARM处理器，再根据ARM处理器内的算法对这些像素点的裸数据值做相应的分析处理，最终确定是否有闯入报警触发。综上所述，可以知道，每一个像素点都有四个元素，可以创建像素点的结构体：

typedef pixel

{

int pixel_x；//像素点的X坐标

int pixel_y；//像素点的Y坐标

int value；//像素点的亮度值(灰度值)

bool_limit；//像素点是否超限

}

基于上述原理的解释说明，下面对本实施例一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法进行阐述。

如图1所示，本实施例一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法，其应用于如图3所示的目标物闯入侦测系统的每一个前端数据处理模块中。所述目标物闯入侦测系统包括多个红外热像仪、多个云台、多个前端数据处理模块、路由器或交换机、服务端；每一红外热像仪安装在对应的一个云台上，每一红外热像仪与对应的一个前端数据处理模块电性连接，所有前端数据处理模块均通过路由器或交换机与服务端通信。其中，前端数据处理模块还可以根据用户的设置控制云台的转动，从而设置每一个红外热像仪对不同的预设位置进行视频拍 摄。另外，用户还可以通过移动终端、台式电脑、监控中心的监控显示器查看监控视频。本实施例的前端数据处理模块可以是ARM处理器。

下面，以其中一个前端数据处理模块的处理过程，描述本实施例的目标物闯入侦测方法。该目标物闯入侦测方法包括以下步骤：

步骤S1、获取来自于一红外热像仪的当前帧的图像，从而得到所述图像中每一像素点的参数值。所述参数值包括坐标值、亮度值和预设阈值，或者所述参数值包括坐标值、灰度值和预设阈值。其中，所述红外热像仪用于拍摄预定位置的图像，而且，作为优选，所述图像为预定位置的全景图像。作为一种实施方式，该预设阈值是用户根据环境因素自行设定的。

步骤S2、将所述红外热像仪的当前帧的图像的像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若比对结果超过预设阈值，则向服务端发送报警信息；

步骤S3、通过显示界面对超过预设阈值的像素点进行标记。所述显示界面可以是移动终端的显示界面、台式电脑的显示界面、监控显示器的显示界面。所述标记可以采用红框标出的方式实现。

本实施例的步骤S2可以有两种实现方式。

实现方式一为逐个比较法，具体如下：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中每一个像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若预设数量(例如两个)的像 素点的亮度值或灰度值的差值超过对应的预设阈值，则向服务端发送报警信息。也就是说，前后帧中在预设区域内的各个相同位置的像素点都分别进行比对，当超阈值的像素点达到一定数量，就会报警。

实现方式二为均值比较法，具体如下：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中所有像素点的亮度值或灰度值的平均值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的所有像素点的亮度值或灰度值的平均值进行比对得到一差值，若所述差值超过所述预设区域中所有像素点的预设阈值的平均值，则向服务端发送报警信息。

上述的预设区域可以是线形、三角形、矩形、多边形等形状的区域。

对应的，本实施例还公开一种基于红外热像仪的目标物闯入侦测装置，其包括以下模块：

获取模块，用于获取来自于一红外热像仪的当前帧的图像，从而得到所述图像中每一像素点的参数值；所述参数值包括坐标值、亮度值和预设阈值，或者所述参数值包括坐标值、灰度值和预设阈值；

比对模块，用于将所述红外热像仪的当前帧的图像的像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若比对结果超过预设阈值，则向服务端发送报警信息；

显示模块，用于通过显示界面对超过预设阈值的像素点进行标记。

其中一个实现方式，所述比对模块具体由以下模块实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中每一个像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若预设数量的像素点的亮度值或灰度值的差值超过对应的预设阈值，则向服务端发送报警信息。

另一种实现方式，所述比对模块具体由以下模块实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中所有像素点的亮度值或灰度值的平均值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的所有像素点的亮度值或灰度值的平均值进行比对得到一差值，若所述差值超过所述预设区域中所有像素点的预设阈值的平均值，则向服务端发送报警信息。

结合图3所示，整个目标物闯入侦测系统的操作过程如下：

①用户设置好红外热像仪需要监测的预定置位，并通过客户端操作取得设置的预定置位的全景图

②用户根据自己的需求和实际情况在全景图上分别划分出需要监测的闯入的预警区域(即预设区域)，并设置闯入告警的阈值。

③系统进入自动扫描监测的工作模式。

④系统进行逐个预定置位扫描，系统从红外热像仪获取原始裸数据，并发送给前端数据处理模块。

⑤前端数据处理模块根据逐个对比法或均值对比法对每个预定置位的数据进行分析处理，判断是否有报警触发。

⑥如果有报警触发，把报警信息(报警时间、报警位置、云 台角度、报警距离以及报警图片等)发送给服务端；如果没有报警触发，则继续扫描下一个预设置位，重复④-⑥步骤。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于红外热像仪的目标物闯入侦测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取来自于一红外热像仪的当前帧的图像，从而得到所述图像中每一像素点的参数值；所述参数值包括坐标值、亮度值和预设阈值，或者所述参数值包括坐标值、灰度值和预设阈值；

步骤2、将所述红外热像仪的当前帧的图像的像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若比对结果超过预设阈值，则向服务端发送报警信息。

2.如权利要求1所述的目标物闯入侦测方法，其特征在于，所述步骤2具体由以下步骤实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中每一个像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若预设数量的像素点的亮度值或灰度值的差值超过对应的预设阈值，则向服务端发送报警信息。

3.如权利要求1所述的目标物闯入侦测方法，其特征在于，所述步骤2具体由以下步骤实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中所有像素点的亮度值或灰度值的平均值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的所有像素点的亮度值或灰度值的平均值进行比对得到一差值，若所述差值超过所述预设区域中所有像素点的预设阈值的平均值，则向服务端发送报警信息。

4.如权利要求1所述的目标物闯入侦测方法，其特征在于，所述红 外热像仪用于拍摄预定位置的图像；所述图像为预定位置的全景图像。

5.如权利要求1所述的目标物闯入侦测方法，其特征在于，步骤2之后还有以下步骤：通过显示界面对超过预设阈值的像素点进行标记。

6.基于红外热像仪的目标物闯入侦测装置，其特征在于，包括以下模块：

获取模块，用于获取来自于一红外热像仪的当前帧的图像，从而得到所述图像中每一像素点的参数值；所述参数值包括坐标值、亮度值和预设阈值，或者所述参数值包括坐标值、灰度值和预设阈值；

比对模块，用于将所述红外热像仪的当前帧的图像的像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若比对结果超过预设阈值，则向服务端发送报警信息。

7.如权利要求6所述的目标物闯入侦测装置，其特征在于，所述比对模块具体由以下模块实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中每一个像素点的亮度值或灰度值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的像素点的亮度值或灰度值进行比对，若预设数量的像素点的亮度值或灰度值的差值超过对应的预设阈值，则向服务端发送报警信息。

8.如权利要求6所述的目标物闯入侦测装置，其特征在于，所述比对模块具体由以下模块实现：

将所述红外热像仪的当前帧的图像的预设区域中所有像素点的亮度值或灰度值的平均值与其上一帧的图像的所述预设区域中对应坐标值的所有像素点的亮度值或灰度值的平均值进行比对得到一差值，若所述差值超过所述预设区域中所有像素点的预设阈值的平均值，则向服务端发送报警信息。

9.如权利要求6所述的目标物闯入侦测装置，其特征在于，比对模块之后还有以下模块：通过显示界面对超过预设阈值的像素点进行标记。

10.基于红外热像仪的目标物闯入侦测系统，其特征在于，包括多个红外热像仪、多个云台、多个应用了如权利要求1-5任一项所述的目标物闯入侦测方法的前端数据处理模块、路由器或交换机、服务端；每一红外热像仪安装在对应的一个云台上，每一红外热像仪与对应的一个前端数据处理模块电性连接，所有前端数据处理模块均通过路由器或交换机与服务端通信。