CN107392186B - 住宅区域运动目标跟踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种住宅区域运动目标跟踪系统，包括TF存储芯片、噪声分析设备和区域图像拍摄设备；所述TF存储芯片用于预先存储所述第一权重系数、所述第二权重系数和所述第三权重系数；所述噪声分析设备设置在住宅区域内，用于实时检测周围噪声情况，并在检测到的噪声幅值大于等于预设分贝值时，发出噪声干扰信号；所述区域图像拍摄设备用于在接收到噪声干扰信号时，对住宅区域内的主干道进行实时场景数据采集以获得并输出住宅区域图像。通过本发明，能够迅速跟踪到住宅区域内噪声过大的运动车辆。

Description

住宅区域运动目标跟踪系统

技术领域

本发明涉及目标跟踪领域，尤其涉及一种住宅区域运动目标跟踪系统。

背景技术

住宅是指专供居住的房屋，包括别墅、公寓、职工家属宿舍和集体宿舍、职工单身宿舍和学生宿舍等。但不包括住宅楼中作为人防用、不住人的地下室等，也不包括托儿所、病房、疗养院、旅馆等具有专门用途的房屋。

住宅的按层数分，可分为：单层住宅，多层住宅，高层住宅，超高层住宅。其中高层住宅可分为：单元式高层住宅：由多个住宅单元组合而成，每单元均设有楼梯、电梯的高层住宅；塔式高层住宅：以共用楼梯、电梯为核心布置多套住房的高层住宅；通廊式高层住宅：以共用楼梯、电梯通过内、外廊进入各套住房的高层住宅。

由于住宅是人们休息生活的地方，对安静的要求首当其冲，尤其对于夜间环境下，住宅环境的安静更是人们追求的目标。夜间噪音的主要来源是运动目标，因此，运动目标的跟踪是保持住宅安静的关键，然而，现有技术中缺乏这样的跟踪机制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种住宅区域运动目标跟踪系统，为了克服夜间环境的劣化影响，采用定制的、包括数据检测设备、数据分析设备、数据输出接口以及预设数量、并行设置的多个CCD光电转换器的区域图像拍摄设备实现对夜间图像的高精度检测，同时引入各种针对性的图像处理设备对夜间图像进行处理，并对所述已处理区域图像进行运动目标跟踪以获得当前运动目标子图像，对当前运动目标子图像进行类型识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆类型，对当前运动目标子图像进行车牌识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆车牌号，并对车牌号进行实时记录以保留在案。

根据本发明的一方面，提供了一种住宅区域运动目标跟踪系统，所述系统包括：TF存储芯片、噪声分析设备和区域图像拍摄设备；所述TF存储芯片用于预先存储所述第一权重系数、所述第二权重系数和所述第三权重系数；所述噪声分析设备设置在住宅区域内，用于实时检测周围噪声情况，并在检测到的噪声幅值大于等于预设分贝值时，发出噪声干扰信号，否则，发出噪声正常信号，其中，所述预设分贝值是一个基于当前时间而变化的变量；所述区域图像拍摄设备设置在住宅区域内、噪声分析设备的附近，与所述噪声分析设备连接，默认状态下处于省电状态，在接收到所述噪声干扰信号时，从省电状态进入工作状态，对住宅区域内的主干道进行实时场景数据采集以获得并输出住宅区域图像；其中，所述区域图像拍摄设备包括数据检测设备、数据分析设备、数据输出接口以及预设数量、并行设置的多个CCD光电转换器。

更具体地，在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：在所述区域图像拍摄设备中，所述多个CCD光电转换器面向住宅区域内的主干道进行实时场景数据采集，每一个CCD光电转换器输出一个参考图像；所述数据检测设备分别与所述多个CCD光电转换器连接，用于接收对应的多个参考图像，分别提取出各个参考图像的对比度、信噪比和动态范围；所述数据分析设备与所述数据检测设备连接，用于基于每一个参考图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个参考图像的信号质量权衡指数；其中，基于每一个参考图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个参考图像的信号质量权衡指数包括：将每一个参考图像的对比度与第一权重系数相乘以获得第一乘积，将每一个参考图像的信噪比与第二权重系数相乘以获得第二乘积，将每一个参考图像的动态范围与第三权重系数相乘以获得第三乘积，将所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积相加以获得所述信号质量权衡指数。

更具体地，在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：在所述区域图像拍摄设备中，所述数据输出接口与所述数据分析设备连接，用于将各个参考图像的信号质量权衡指数进行比较，将信号质量权衡指数最高的参考图像作为住宅区域图像输出。

更具体地，在所述住宅区域运动目标跟踪系统中，所述系统还包括：

锐化等级输入设备，用于接收输入的锐化等级，根据所述锐化等级确定并输出预设跳变程度阈值，所述锐化等级越高，所述预设跳变程度阈值越小；跳变程度判断设备，用于接收住宅区域图像，对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后获得的差值做平方以获得第一平方值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后获得的差值做平方以获得第二平方值，将第一平方值与第二平方值相加后获得的和进行开方以获得第一跳变程度，其中，住宅区域图像的最后一行的每一个像素的第一跳变程度直接取用上一行的同列像素的第一跳变程度，住宅区域图像的最后一列的每一个像素的第一跳变程度直接取用上一列的同行像素的第一跳变程度；还用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为第二跳变程度，其中，住宅区域图像的最后一行的每一个像素的第二跳变程度直接取用上一行的同列像素的第二跳变程度，住宅区域图像的最后一列的每一个像素的第二跳变程度直接取用上一列的同行像素的第二跳变程度；以及用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其第一跳变程度与其第二跳变程度相比较，取其第一跳变程度与其第二跳变程度之间的最大值最为最终跳变程度；

锐化处理设备，分别与所述锐化等级输入设备和所述跳变程度判断设备连接，用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其最终跳变程度与所述预设跳变程度阈值进行比较，对于最终跳变程度大于等于所述预设跳变程度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对最终跳变程度小于所述预设跳变程度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，住宅区域图像中的所有像素的处理后的像素值形成住宅区域图像对应的已处理区域图像；运动目标跟踪设备，用于接收所述已处理区域图像，对所述已处理区域图像进行运动目标跟踪以获得当前运动目标子图像，对当前运动目标子图像进行类型识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆类型，对当前运动目标子图像进行车牌识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆车牌号；频分双工通信接口，与所述运动目标跟踪设备连接，用于将当前运动目标子图像对应的车辆类型以及当前运动目标子图像对应的车辆车牌号打包发送给附近的交通管理中心的服务器处。

更具体地，在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：在所述区域图像拍摄设备中，对于每一个参考图像，其对比度越高，信号质量权衡指数越大，其信噪比越高。

更具体地，在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：在所述区域图像拍摄设备中，对于每一个参考图像，其信噪比越高，信号质量权衡指数越大。

更具体地，在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：在所述区域图像拍摄设备中，对于每一个参考图像，其动态范围越大，信号质量权衡指数越大。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的住宅区域运动目标跟踪系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的住宅区域运动目标跟踪系统的区域图像拍摄设备的结构方框图。

附图标记：1TF存储芯片；2噪声分析设备；3区域图像拍摄设备；31数据检测设备；32数据分析设备；33数据输出接口；34CCD光电转换器

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的住宅区域运动目标跟踪系统的实施方案进行详细说明。

住宅户型是指一个家庭独立使用的居住空间范围。通俗的讲，就是指每家所用的住宅单元的面积大小。住宅的“套型”也就是满足不同户型家庭生活的居住空间类型。

对于住宅套型的大小，一般都是用面积指标来规定。住宅的面积标准分为：小套(每套使用面积不少于18平方米)；中套(每套使用面积不少于30平方米)；大套(每套使用面积不少于45平方米)。规定了不同住宅套型设计标准。但随着住房商品化的房地产市场的不断发育，除了安居房、公有住房等政策性住房外，其他住房的住宅套型标准正趋市场化。

需要提到的是，在新的住宅设计规范未实行之前，住宅户型面积指标是以“室”来划分的，“室”一般是居住建筑中的居室和起居室。通常来说，住宅中不少于12平方米的房间称为一个“一室”，6—12平方米房间称为半“室”，小于6平方米，一般不算“间”数或“室”数，因而，住宅户型又可分一室户、一室半户、二室户、二室半户、三室户、多室户等。

住宅区域对环境安静的要求非常苛刻，其中，运动目标是影响住宅区域安静的首要因素，然而，当前并不存在夜间对住宅区域运动目标的有效检测机制。为了克服上述不足，本发明搭建了一种住宅区域运动目标跟踪系统，具体实施方案如下。

图1为根据本发明实施方案示出的住宅区域运动目标跟踪系统的结构方框图，所述系统包括：TF存储芯片、噪声分析设备和区域图像拍摄设备。

其中，所述TF存储芯片，用于预先存储所述第一权重系数、所述第二权重系数和所述第三权重系数。

所述噪声分析设备设置在住宅区域内，用于实时检测周围噪声情况，并在检测到的噪声幅值大于等于预设分贝值时，发出噪声干扰信号，否则，发出噪声正常信号。

其中，所述预设分贝值是一个基于当前时间而变化的变量。

所述区域图像拍摄设备设置在住宅区域内、噪声分析设备的附近，与所述噪声分析设备连接，默认状态下处于省电状态，在接收到所述噪声干扰信号时，从省电状态进入工作状态，对住宅区域内的主干道进行实时场景数据采集以获得并输出住宅区域图像。

其中，如图2所示，所述区域图像拍摄设备包括数据检测设备、数据分析设备、数据输出接口以及预设数量、并行设置的多个CCD光电转换器。

接着，继续对本发明的住宅区域运动目标跟踪系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：

在所述区域图像拍摄设备中，所述多个CCD光电转换器面向住宅区域内的主干道进行实时场景数据采集，每一个CCD光电转换器输出一个参考图像；所述数据检测设备分别与所述多个CCD光电转换器连接，用于接收对应的多个参考图像，分别提取出各个参考图像的对比度、信噪比和动态范围；

所述数据分析设备与所述数据检测设备连接，用于基于每一个参考图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个参考图像的信号质量权衡指数；

其中，基于每一个参考图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个参考图像的信号质量权衡指数包括：将每一个参考图像的对比度与第一权重系数相乘以获得第一乘积，将每一个参考图像的信噪比与第二权重系数相乘以获得第二乘积，将每一个参考图像的动态范围与第三权重系数相乘以获得第三乘积，将所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积相加以获得所述信号质量权衡指数。

在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：

在所述区域图像拍摄设备中，所述数据输出接口与所述数据分析设备连接，用于将各个参考图像的信号质量权衡指数进行比较，将信号质量权衡指数最高的参考图像作为住宅区域图像输出。

在所述住宅区域运动目标跟踪系统中，所述系统还包括：

锐化等级输入设备，用于接收输入的锐化等级，根据所述锐化等级确定并输出预设跳变程度阈值，所述锐化等级越高，所述预设跳变程度阈值越小；

跳变程度判断设备，用于接收住宅区域图像，对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后获得的差值做平方以获得第一平方值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后获得的差值做平方以获得第二平方值，将第一平方值与第二平方值相加后获得的和进行开方以获得第一跳变程度，其中，住宅区域图像的最后一行的每一个像素的第一跳变程度直接取用上一行的同列像素的第一跳变程度，住宅区域图像的最后一列的每一个像素的第一跳变程度直接取用上一列的同行像素的第一跳变程度；还用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为第二跳变程度，其中，住宅区域图像的最后一行的每一个像素的第二跳变程度直接取用上一行的同列像素的第二跳变程度，住宅区域图像的最后一列的每一个像素的第二跳变程度直接取用上一列的同行像素的第二跳变程度；以及用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其第一跳变程度与其第二跳变程度相比较，取其第一跳变程度与其第二跳变程度之间的最大值最为最终跳变程度；

锐化处理设备，分别与所述锐化等级输入设备和所述跳变程度判断设备连接，用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其最终跳变程度与所述预设跳变程度阈值进行比较，对于最终跳变程度大于等于所述预设跳变程度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对最终跳变程度小于所述预设跳变程度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，住宅区域图像中的所有像素的处理后的像素值形成住宅区域图像对应的已处理区域图像；

运动目标跟踪设备，用于接收所述已处理区域图像，对所述已处理区域图像进行运动目标跟踪以获得当前运动目标子图像，对当前运动目标子图像进行类型识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆类型，对当前运动目标子图像进行车牌识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆车牌号；

频分双工通信接口，与所述运动目标跟踪设备连接，用于将当前运动目标子图像对应的车辆类型以及当前运动目标子图像对应的车辆车牌号打包发送给附近的交通管理中心的服务器处。

在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：

在所述区域图像拍摄设备中，对于每一个参考图像，其对比度越高，信号质量权衡指数越大，其信噪比越高。

在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：

在所述区域图像拍摄设备中，对于每一个参考图像，其信噪比越高，信号质量权衡指数越大。

在所述住宅区域运动目标跟踪系统中：

在所述区域图像拍摄设备中，对于每一个参考图像，其动态范围越大，信号质量权衡指数越大。

另外，频分双工是指上行链路和下行链路的传输分别在不同的频率上进行。

在频分双工模式中，上行链路和下行链路的传输分别在不同的频率上进行。其原理如下所示。f1和f2分别为正在进行业务传输的某一移动台的发送频率和接收频率。

在第一、二代蜂窝系统中，基本都是采用FDD技术来实现双工传输的。特别是在第一代蜂窝系统中，由于传输的是连续的基带信号，必须用不同的频率来提供双工的上下行链路信道。在第一代蜂窝系统中传输连续信息采用FDD技术时，收发两端都必须有产生不同载波频率的频率合成器，在接收端还必须有一个防止发射信号泄漏到接收机的双工滤波器。另外，为了便于双工器的制作，收发载波频率之间要有一定的频率间隔。在第二代的GSM、IS-136和IS-95等系统中，也采用了FDD技术。在这些系统中，由于信息是以时隙方式进行传输的，收发可以在不同的时隙中进行，移动台或基站的发射信号不会对本接收机产生干扰。所以，尽管采用的FDD技术，也不需要昂贵的双工滤波器。

FDD模式的特点是在分离(上下行频率间隔190MHz)的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。

采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换(互联网)工作时，频谱利用率则大大降低(由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40％)，在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。

采用本发明的住宅区域运动目标跟踪系统，针对现有技术中夜间运动目标检测难度大的技术问题，通过改造图像捕获设备以获取高精度的检测图像，并引入有针对性的目标检测机制对住宅区域内的运动目标进行实时跟踪，最后，将运动目标对应的车辆类型以及运动目标对应的车辆车牌号打包发送给附近的交通管理中心的服务器处，从而为查处相应噪声源提供了有价值的参考资料。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种住宅区域运动目标跟踪系统，所述系统包括TF存储芯片、噪声分析设备和区域图像拍摄设备；所述TF存储芯片用于预先存储第一权重系数、第二权重系数和第三权重系数；所述噪声分析设备设置在住宅区域内，用于实时检测周围噪声情况，并在检测到的噪声幅值大于等于预设分贝值时，发出噪声干扰信号，否则，发出噪声正常信号，其中，所述预设分贝值是一个基于当前时间而变化的变量；所述区域图像拍摄设备设置在住宅区域内、噪声分析设备的附近，与所述噪声分析设备连接，默认状态下处于省电状态，在接收到所述噪声干扰信号时，从省电状态进入工作状态，对住宅区域内的主干道进行实时场景数据采集以获得并输出住宅区域图像；

其中，所述区域图像拍摄设备包括数据检测设备、数据分析设备、数据输出接口以及预设数量、并行设置的多个CCD光电转换器；

其特征在于：

在所述区域图像拍摄设备中，所述多个CCD光电转换器面向住宅区域内的主干道进行实时场景数据采集，每一个CCD光电转换器输出一个参考图像；所述数据检测设备分别与所述多个CCD光电转换器连接，用于接收对应的多个参考图像，分别提取出各个参考图像的对比度、信噪比和动态范围；所述数据分析设备与所述数据检测设备连接，用于基于每一个参考图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个参考图像的信号质量权衡指数；

其中，基于每一个参考图像的对比度、信噪比和动态范围确定每一个参考图像的信号质量权衡指数包括：将每一个参考图像的对比度与第一权重系数相乘以获得第一乘积，将每一个参考图像的信噪比与第二权重系数相乘以获得第二乘积，将每一个参考图像的动态范围与第三权重系数相乘以获得第三乘积，将所述第一乘积、所述第二乘积以及所述第三乘积相加以获得所述信号质量权衡指数。

2.如权利要求1所述的住宅区域运动目标跟踪系统，其特征在于：

在所述区域图像拍摄设备中，所述数据输出接口与所述数据分析设备连接，用于将各个参考图像的信号质量权衡指数进行比较，将信号质量权衡指数最高的参考图像作为住宅区域图像输出。

3.如权利要求2所述的住宅区域运动目标跟踪系统，其特征在于，所述系统还包括：

锐化等级输入设备，用于接收输入的锐化等级，根据所述锐化等级确定并输出预设跳变程度阈值，所述锐化等级越高，所述预设跳变程度阈值越小；

跳变程度判断设备，用于接收住宅区域图像，对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后获得的差值做平方以获得第一平方值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后获得的差值做平方以获得第二平方值，将第一平方值与第二平方值相加后获得的和进行开方以获得第一跳变程度，其中，住宅区域图像的最后一行的每一个像素的第一跳变程度直接取用上一行的同列像素的第一跳变程度，住宅区域图像的最后一列的每一个像素的第一跳变程度直接取用上一列的同行像素的第一跳变程度；还用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其像素值减去其同列下行像素的像素值后取绝对值以获得第一绝对值，将其像素值减去其同行下列像素的像素值后取绝对值以获得第二绝对值，将第一绝对值与第二绝对值相加后获得的和作为第二跳变程度，其中，住宅区域图像的最后一行的每一个像素的第二跳变程度直接取用上一行的同列像素的第二跳变程度，住宅区域图像的最后一列的每一个像素的第二跳变程度直接取用上一列的同行像素的第二跳变程度；以及用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其第一跳变程度与其第二跳变程度相比较，取其第一跳变程度与其第二跳变程度之间的最大值为最终跳变程度；

锐化处理设备，分别与所述锐化等级输入设备和所述跳变程度判断设备连接，用于对于住宅区域图像中的每一个像素的像素值，将其最终跳变程度与所述预设跳变程度阈值进行比较，对于最终跳变程度大于等于所述预设跳变程度阈值的各个像素，对其像素值进行锐化处理以获得处理后的像素值，对最终跳变程度小于所述预设跳变程度阈值的各个像素，直接将其像素值作为处理后的像素值，住宅区域图像中的所有像素的处理后的像素值形成住宅区域图像对应的已处理区域图像；

运动目标跟踪设备，用于接收所述已处理区域图像，对所述已处理区域图像进行运动目标跟踪以获得当前运动目标子图像，对当前运动目标子图像进行类型识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆类型，对当前运动目标子图像进行车牌识别以获得当前运动目标子图像对应的车辆车牌号；

频分双工通信接口，与所述运动目标跟踪设备连接，用于将当前运动目标子图像对应的车辆类型以及当前运动目标子图像对应的车辆车牌号打包发送给附近的交通管理中心的服务器处。