CN107729850B - 物联网户外广告监播系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种物联网户外广告监播系统，包括：系统服务器、广告牌数据查询APP、广告监播平台；以及，设置于广告牌现场的图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元、数据传输模块；系统服务器通过网络连接设于终端上的广告牌数据查询APP，系统服务器通过网络连接广告监播平台；图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元分别连接数据传输单元；数据传输单元通过网络连接系统服务器；图像采集单元用于采集广告牌图像和/或视频，通过数据传输单元向系统服务器发送；本发明能够帮助政府管理部门、媒体商和品牌商对于广告牌实现有效监控。
Description
技术领域
本发明涉及物联网远程自动监测领域，尤其涉及一种物联网户外广告牌监播系统。
背景技术
随着物联网技术、通信技术、图像处理技术的飞跃发展，基于图像处理技术的机器视觉研究已经成为当前热门研究领域，尤其被广泛应用在各类复杂的工业现场。户外广告作为具有悠久历史的一种广告方式，是一种十分有效的对外广告宣传载体。
目前，多数媒体商采取人工方式确认广告正常播放，这种方式的弊端在于成本高、效率低、误差大、实时性低。
对于媒体商而言，广告牌存在自然损坏、人为破坏、人为盗窃等因素，需要安排巡检人员定期巡检，人工维护成本大，发现故障时效差，户外定位难度高；
对于投放广告的品牌商而言，广告牌内容是否存在人为恶意更改或覆盖，广告牌画面是否完整等信息，难以实时查询；品牌商对于自己出资投放的广告牌，也希望了解其后期的有效性；有的品牌商招聘了专门的广告监播员，产生了额外的成本；
对于广告监管的政府部门，存在审批后有效监管困难的问题，政府部门难以派出巨大的人力，定期人工巡查所有的广告牌；因此对于广告牌上是否存在违禁词，广告牌的安全性，政府部门都难以实时地掌握。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种物联网户外广告监播系统，能够实时监控广告牌的图像，帮助媒体商解决广告牌正常有效发布问题，且对广告牌的安全性也提供实时监控，帮助政府管理部门、媒体商和品牌商对于广告牌实现有效监控。本发明采用的技术方案是：
一种物联网户外广告监播系统，包括：
系统服务器、广告牌数据查询APP、广告监播平台；以及，
设置于广告牌现场的图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元、数据传输模块；
系统服务器通过网络连接设于终端上的广告牌数据查询APP，系统服务器通过网络连接广告监播平台；
图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元分别连接数据传输单元；数据传输单元通过网络连接系统服务器；
图像采集单元用于采集广告牌图像和/或视频，通过数据传输单元向系统服务器发送；
卫星定位单元用于采集广告牌地理位置，并通过数据传输单元向系统服务器发送；
入侵检测单元用于检测侵入距离广告牌探测范围内的生物体，并记录生物体入侵时间；入侵检测的结果通过数据传输单元向系统服务器发送；
流量检测单元的探测方向对准广告牌周边的道路，用于检测道路的车流、人流；并把车流、人流数据向系统服务器发送；
倾角检测单元安装在广告牌上，用于检测广告牌的倾角，并把检测的倾角数据向系统服务器发送；
广告监播平台和广告牌数据查询APP用于提供广告牌信息查询功能。
进一步地，图像采集单元分别采集广告牌原始图像、广告牌监控图像；并将广告牌原始图像与广告牌监控图像发送至系统服务器进行比对；
在系统服务器上，
对广告牌原始图像，先进行缩小，缩小成原始图像缩小图，然后将原始图像缩小图进行灰度化，求原始图像缩小灰度图的平均灰度值；计算原始图像缩小灰度图的各像素点灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第一组差值，并生成相应二进制流，将二进制流作为图像的指纹；
对广告牌监控图像，先进行缩小，缩小成监控图像缩小图，然后将监控图像缩小图进行灰度化，求监控图像缩小灰度图的平均灰度值；计算监控图像缩小灰度图的各像素点灰度值与监控图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第二组差值，并生成相应二进制流；
若监控图像缩小灰度图的平均灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差异大于设定阈值，则判定广告牌监控图像与广告牌原始图像不符；否则还需要进行后续计算和判断；
计算原始图像缩小灰度图的各像素点灰度值与监控图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第三组差值，并生成相应二进制流；
计算监控图像缩小灰度图的各像素点灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第四组差值，并生成相应二进制流；
设定两个类组，第一个类组内包含第一组差值和第三组差值；第二个类组内包含第二组差值和第四组差值；
第一个类组内，第一组差值和第三组差值按照对应像素点，求各对应差值相减后的平均值；
第二个类组内，第二组差值和第四组差值按照对应像素点，求各对应差值相减后的平均值；
求得上述两个平均值差值的绝对值，若该绝对值大于设定阈值，就判断广告牌监控图像与广告牌原始图像不符。
进一步地，系统服务器上还进行违禁词监管；通过图像采集单元获取广告牌监控图像，系统服务器使用OCR图像识别技术，识别出广告牌监控图像中的文字，使用一种分词算法进行分词后和违禁词库进行比对；比对结果中存在违禁词则向广告牌数据查询APP和/或广告监播平台推送告警，以及违禁词。
进一步地，系统服务器包括事务服务器和数据库服务器；事务服务器上开启数据管理服务，该服务通过指定端口接收来自多个数据传输单元的数据；每个数据传输单元具备唯一的ID号，且预先保存在数据库服务器上；只有存在于数据库服务器中的ID号对应的数据传输单元才能与事务服务器进行数据传输。
进一步地，系统服务器包括事务服务器和数据库服务器；图像采集单元安装于一个智能摇臂上，能够俯仰和水平转动；当检测到生物体入侵时，通过事务服务器向智能摇臂自动发送控制命令，或者使用者通过广告监播平台人为地向智能摇臂发送控制命令，使得图像采集单元对准生物体入侵方向，拍摄图像和/或视频并向系统服务器发送，保存于数据库服务器中。
进一步地，当检测的倾角大于预设的倾角静态阈值，或者检测的倾角晃动幅度大于预设的倾角晃动幅度阈值，则系统服务器向广告牌数据查询APP和/或广告监播平台推送告警。
进一步地，广告牌上还安装有风力传感器，与倾角检测单元相配合，实现广告牌现场风力和广告牌倾角的监控。
进一步地，广告监播平台和广告牌数据查询APP提供查询的广告牌信息包括广告牌持有品牌商，广告牌地理位置、广告牌图像和视频信息、广告牌倾角信息、入侵检测结果、广告牌周边道路车辆、人流数据，违禁词检测结果，数据传输单元信号、数据采集时间，并通过数据统计功能对各类信息数据进行统计。
进一步地，广告牌数据查询APP能够将当前已上线的广告牌共享。
本发明的优点在于：
1）政府部门使用广告监播平台，可以根据各广告牌的地理位置信息，结合对所审批的广告牌的属性，形式等信息，有效对管理辖区内的广告牌进行分类，统计；并实现了对广告牌违禁词的有效监管；
2）对于媒体商而言，通过广告牌实时监测，有效帮助传统公司解决人工售后问题。如：人为盗窃，画面损坏，机械功能故障等影响正常有效发布问题；通过倾角检测单元结合风力传感器的实时数据，通过处理解决传统媒体商对于户外载体人工安全的检测问题；通过终端上的广告牌数据查询APP获悉广告牌地理位置，结合导航功能，解决了传统媒体商对于户外载体的精准定位难题；
3）对于投放广告的品牌商而言，通过广告牌实时检测，去除了广告监播员的岗位成本，更有效的帮助品牌商进行实时的监管和获得有效的数据报告，更解决了很多实际情况中的恶意破坏，恶意覆盖、载体故障影响正常发布等难题。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明的数据管理服务工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明提供一种物联网户外广告监播系统，如图1所示，包括：
系统服务器、广告牌数据查询APP、广告监播平台；以及，
设置于广告牌现场的图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元、数据传输模块；
系统服务器通过网络连接设于终端上的广告牌数据查询APP，系统服务器通过网络连接广告监播平台；系统服务器与广告牌数据查询APP之间的网络可以是因特网，移动通信网等，系统服务器与广告监播平台之间的网络可以是因特网，移动通信网等；用户使用客户端浏览器，可以登录广告监播平台进行广告牌的信息查询；
图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元分别连接数据传输单元；数据传输单元通过网络连接系统服务器；数据传输单元通常可采用无线通信模块，通过3G/4G无线通信网连接系统服务器；
图像采集单元用于采集广告牌图像和/或视频，通过数据传输单元向系统服务器发送；图像采集单元可采用数字摄像机；在广告牌刚开始投入使用时，采集广告牌原始图像，在后续对广告牌监控时，采集广告牌监控图像，并将广告牌原始图像与广告牌监控图像发送至系统服务器进行比对；当比对结果显示广告牌监控图像与广告牌原始图像不符时，则说明广告牌存在一定问题，比如广告牌因为风吹日晒或暴雨侵袭产生破损，或被人为更改、覆盖等，这时系统服务器可向广告牌数据查询APP和/或广告监播平台推送告警；
在系统服务器上，
对广告牌原始图像，先进行缩小，比如缩小成8*8共64个像素点的原始图像缩小图，然后将原始图像缩小图进行灰度化，求原始图像缩小灰度图的平均灰度值；计算原始图像缩小灰度图的各像素点灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第一组差值（共64个差值)，并生成相应二进制流，将二进制流作为图像的指纹；此过程虽然丢失原图大部分图像数据，但是也大大减少环境、气候、光照度的影响，也大幅度缩减了一张图片包含的信息，以减少后续图像识别的处理时间；
对广告牌监控图像，先进行缩小，比如缩小成8*8共64个像素点的监控图像缩小图，然后将监控图像缩小图进行灰度化，求监控图像缩小灰度图的平均灰度值；计算监控图像缩小灰度图的各像素点灰度值与监控图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第二组差值（共64个差值），并生成相应二进制流；
若监控图像缩小灰度图的平均灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差异大于设定阈值，则可判定广告牌监控图像与广告牌原始图像不符；否则还需要进行后续计算和判断；
计算原始图像缩小灰度图的各像素点灰度值与监控图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第三组差值（共64个差值），并生成相应二进制流；
计算监控图像缩小灰度图的各像素点灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第四组差值（共64个差值），并生成相应二进制流；
设定两个类组，第一个类组内包含第一组差值和第三组差值；第二个类组内包含第二组差值和第四组差值；
第一个类组内，第一组差值和第三组差值按照对应像素点（即数值位置），求各对应差值相减后的平均值；
比如第一组差值内对应第一个像素点的差值为30，第三组差值内对应第一个像素点的差值为25，则他们（即30，25）的差为5，依次进行同样相减计算，得到64个相减后的值，求这些64个相减后值的平均值；
第二个类组内，第二组差值和第四组差值按照对应像素点（即数值位置），求各对应差值相减后的平均值；
求得上述两个平均值差值的绝对值，若该绝对值大于设定阈值，比如20，就可以判断广告牌监控图像与广告牌原始图像不符；
上述为本发明提出的图像比对方法，当然，采用现有技术中的其它比对方法，也是可以的，只要能够获得正确的比对结果，能够判断广告牌监控图像与广告牌原始图像是否不符。
系统服务器上还进行违禁词监管；通过图像采集单元获取广告牌监控图像，系统服务器使用OCR图像识别技术（比如Tesseract-OCR），识别出广告牌监控图像中的文字，使用百度分词算法进行分词后和违禁词库进行比对；比对结果中存在违禁词则向广告牌数据查询APP和/或广告监播平台推送告警，以及违禁词；
系统服务器包括事务服务器和数据库服务器，当然，事务服务器和数据库服务器是逻辑上的划分，两者也可以合设于一个服务器上；
事务服务器上开启数据管理服务，该服务通过指定端口接收来自多个数据传输单元的数据；每个数据传输单元具备唯一的ID号，且预先保存在数据库服务器上；只有存在于数据库服务器中的ID号对应的数据传输单元才能与事务服务器进行数据传输；事务服务器不接收来自未被标识数据传输单元的数据，保证了系统的安全性，过滤了垃圾数据；
事务服务器将接收到的数据进行分析处理后存入到数据库服务器中。如图2所示，启动数据管理服务后，打开监听端口，监听数据，当接收到数据后判断数据格式是否倾角检测单元所用协议、图像编码协议，若数据符合协议，则拆分数据包，使用算法比较，如果为正常数据将数据存储到数据库中，如果为异常数据，则推送到广告牌数据查询APP、广告监播平台进行报警提示；若不符合数据格式则返回并继续监听数据；为了保证系统服务器的安全，系统服务器通过防火墙接入所述网络；
卫星定位单元用于采集广告牌地理位置，并通过数据传输单元向系统服务器发送，保存于数据库服务器中；终端上的广告牌数据查询APP获悉广告牌地理位置后，可以结合终端上的电子地图，实现导航功能，当需要时引导终端用户快速到达广告牌位置；
入侵检测单元采用红外线感应器，能够检测侵入距离广告牌探测范围内的生物体，并记录生物体入侵时间；入侵检测的结果通过数据传输单元向系统服务器发送，保存于数据库服务器中；
图像采集单元可进一步安装于一个智能摇臂上，能够俯仰和水平转动；当检测到生物体入侵时，通过事务服务器向智能摇臂自动发送控制命令，或者使用者通过广告监播平台人为地向智能摇臂发送控制命令，使得图像采集单元对准生物体入侵方向，拍摄图像和/或视频并向系统服务器发送，保存于数据库服务器中；入侵检测单元配合智能摇臂，能够有效对广告牌人为破坏、人为盗窃情形进行监控，为有关部门追责保留现场的线索；
流量检测单元采用雷达探测器，其探测方向对准广告牌周边的道路，用于检测道路的车流、人流；并把车流、人流数据向系统服务器发送；雷达探测器可以设置多个，分别对准各条需要探测道路的人行道和行车道；广告监播平台与系统服务器交互，获取车流、人流数据后，可进一步进行数据分析与统计，实现广告牌的媒体价值分析；对于投放广告的品牌商，通过车流、人流的数据，更加有效解决了品牌商对于户外载体价值的评判，更有效的选择适合投放的渠道。
倾角检测单元安装在广告牌上，用于检测广告牌的倾角，并把检测的倾角数据向系统服务器发送；当检测的倾角大于预设的倾角静态阈值，或者检测的倾角晃动幅度大于预设的倾角晃动幅度阈值，则系统服务器向广告牌数据查询APP和/或广告监播平台推送告警；当广告牌投入使用较长时间后，可能存在安全隐患，若广告牌不太牢固时，其倾角往往会发生变化；而且在风力较大时，广告牌也会产生晃动，当晃动幅度超过正常限值时，也表明广告牌已经不太牢固，需要立刻派人进行加固；倾角检测单元采用水平测位仪；
广告牌上还可进一步安装风力传感器，与倾角检测单元相配合，实现广告牌现场风力和广告牌倾角的监控，有效预警险情和及时通报险情；
广告监播平台用于提供广告牌信息查询功能，信息包括广告牌持有品牌商，广告牌地理位置、广告牌图像和视频信息、广告牌倾角信息、入侵检测结果、广告牌周边道路车辆、人流数据，违禁词检测结果，数据传输单元信号、数据采集时间等，并通过数据统计功能对各类信息数据进行统计；广告监播平台通过internet方式对系统服务器进行访问；广告监播平台设置于服务器上；
在手机等终端，用户通过广告牌数据查询APP也可以进行上述信息的查询；品牌商用户还可以将当前已上线的广告牌共享给他人，他人被共享后也可查看该广告牌的信息。
政府部门使用广告监播平台，可以根据各广告牌的地理位置信息，结合对所审批的广告牌的属性，形式等信息，有效对管理辖区内的广告牌进行分类，统计；并实现了对广告牌违禁词的有效监管；
对于媒体商而言，通过广告牌实时监测，有效帮助传统公司解决人工售后问题。如：人为盗窃，画面损坏，机械功能故障等影响正常有效发布问题；通过倾角检测单元结合风力传感器的实时数据，通过处理解决传统媒体商对于户外载体人工安全的检测问题；通过终端上的广告牌数据查询APP获悉广告牌地理位置，结合导航功能，解决了传统媒体商对于户外载体的精准定位难题；
对于投放广告的品牌商而言，通过广告牌实时检测，去除了广告监播员的岗位成本，更有效的帮助品牌商进行实时的监管和获得有效的数据报告，更解决了很多实际情况中的恶意破坏，恶意覆盖、载体故障影响正常发布等难题。
Claims (8)
1.一种物联网户外广告监播系统，其特征在于，包括：
系统服务器、广告牌数据查询APP、广告监播平台；以及，
设置于广告牌现场的图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元、数据传输模块；
系统服务器通过网络连接设于终端上的广告牌数据查询APP，系统服务器通过网络连接广告监播平台；
图像采集单元、倾角检测单元、入侵检测单元、流量检测单元、卫星定位单元分别连接数据传输单元；数据传输单元通过网络连接系统服务器；
图像采集单元用于采集广告牌图像和/或视频，通过数据传输单元向系统服务器发送；
卫星定位单元用于采集广告牌地理位置，并通过数据传输单元向系统服务器发送；
入侵检测单元用于检测侵入距离广告牌探测范围内的生物体，并记录生物体入侵时间；入侵检测的结果通过数据传输单元向系统服务器发送；入侵检测单元采用红外线感应器；
流量检测单元的探测方向对准广告牌周边的道路，用于检测道路的车流、人流；并把车流、人流数据向系统服务器发送；
倾角检测单元安装在广告牌上，用于检测广告牌的倾角，并把检测的倾角数据向系统服务器发送；
广告监播平台和广告牌数据查询APP用于提供广告牌信息查询功能；
图像采集单元分别采集广告牌原始图像、广告牌监控图像；并将广告牌原始图像与广告牌监控图像发送至系统服务器进行比对；
在系统服务器上，
对广告牌原始图像，先进行缩小，缩小成原始图像缩小图，然后将原始图像缩小图进行灰度化，求原始图像缩小灰度图的平均灰度值；计算原始图像缩小灰度图的各像素点灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第一组差值，并生成相应二进制流，将二进制流作为图像的指纹；
对广告牌监控图像，先进行缩小，缩小成监控图像缩小图，然后将监控图像缩小图进行灰度化，求监控图像缩小灰度图的平均灰度值；计算监控图像缩小灰度图的各像素点灰度值与监控图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第二组差值，并生成相应二进制流；
若监控图像缩小灰度图的平均灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差异大于设定阈值，则判定广告牌监控图像与广告牌原始图像不符；否则还需要进行后续计算和判断；
计算原始图像缩小灰度图的各像素点灰度值与监控图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第三组差值，并生成相应二进制流；
计算监控图像缩小灰度图的各像素点灰度值与原始图像缩小灰度图的平均灰度值的差值，此为第四组差值，并生成相应二进制流；
设定两个类组，第一个类组内包含第一组差值和第三组差值；第二个类组内包含第二组差值和第四组差值；
第一个类组内，第一组差值和第三组差值按照对应像素点，求各对应差值相减后的平均值a；
第二个类组内，第二组差值和第四组差值按照对应像素点，求各对应差值相减后的平均值b；
求得两个平均值a与b差值的绝对值，若该绝对值大于设定阈值，就判断广告牌监控图像与广告牌原始图像不符。
2.如权利要求1所述的物联网户外广告监播系统，其特征在于，
系统服务器上还进行违禁词监管；通过图像采集单元获取广告牌监控图像，系统服务器使用OCR图像识别技术，识别出广告牌监控图像中的文字，使用一种分词算法进行分词后和违禁词库进行比对；比对结果中存在违禁词则向广告牌数据查询APP和/或广告监播平台推送告警，以及违禁词。
3.如权利要求1所述的物联网户外广告监播系统，其特征在于，
系统服务器包括事务服务器和数据库服务器；事务服务器上开启数据管理服务，该服务通过指定端口接收来自多个数据传输单元的数据；每个数据传输单元具备唯一的ID号，且预先保存在数据库服务器上；只有存在于数据库服务器中的ID号对应的数据传输单元才能与事务服务器进行数据传输。
4.如权利要求1所述的物联网户外广告监播系统，其特征在于，
系统服务器包括事务服务器和数据库服务器；图像采集单元安装于一个智能摇臂上，能够俯仰和水平转动；当检测到生物体入侵时，通过事务服务器向智能摇臂自动发送控制命令，或者使用者通过广告监播平台人为地向智能摇臂发送控制命令，使得图像采集单元对准生物体入侵方向，拍摄图像和/或视频并向系统服务器发送，保存于数据库服务器中。
5.如权利要求1所述的物联网户外广告监播系统，其特征在于，
当检测的倾角大于预设的倾角静态阈值，或者检测的倾角晃动幅度大于预设的倾角晃动幅度阈值，则系统服务器向广告牌数据查询APP和/或广告监播平台推送告警。
6.如权利要求5所述的物联网户外广告监播系统，其特征在于，
广告牌上还安装有风力传感器，与倾角检测单元相配合，实现广告牌现场风力和广告牌倾角的监控。
7.如权利要求1所述的物联网户外广告监播系统，其特征在于，
广告监播平台和广告牌数据查询APP提供查询的广告牌信息包括广告牌持有品牌商，广告牌地理位置、广告牌图像和视频信息、广告牌倾角信息、入侵检测结果、广告牌周边道路车辆、人流数据，违禁词检测结果，数据传输单元信号、数据采集时间，并通过数据统计功能对各类信息数据进行统计。
8.如权利要求7所述的物联网户外广告监播系统，其特征在于，
广告牌数据查询APP能够将当前已上线的广告牌共享。
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