CN108024098A - 野外智能视频监控分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及野外智能视频监控分析系统，包括前端采集单元，用于对野外工作站的环境进行画面采集、编码、存储与上传；视频分析单元，用于对摄像单元采集的画面进行分析，获取分析结果，若分析结果与设定结果不符，则发出报警通知；中心管理单元，用于进行设备资源管理、分析结果的存储、数据的查询以及资源配置。本发明实现依靠智能视频分析进行野外文物的监控，误报率低，成本低，从根本上解决野外文物的监控问题。

Description

野外智能视频监控分析系统

技术领域

本发明涉及视频监控分析系统，更具体地说是指野外智能视频监控分析系统。

背景技术

文物是老祖先留给我们的宝贵财富，是人类文明历史的精华，是各民族聪敏智慧的结晶，体现了中华民族的生命力和创造力，田野文物是优秀历史文化遗产的重要组成部分，有效保护田野文物，对繁荣的文化事业、建设文化强国有着重要意义。

现有对野外文物、重大基础设施(机场、水库大坝、水电站、铁路、桥梁、油田等)的采取的安全防范措施主要集中在振动光缆、红外对射和传统视频监控等几个方面，不管是振动光缆、红外对射还是传统视频监控手段，都存在着误报率高，成本高等问题，不光没有起到安全防范的作用，反而大大增加了安保人员的工作量。

因此，有必要设计一种野外智能视频监控分析系统，实现依靠智能视频分析进行野外文物的监控，误报率低，成本低，从根本上解决野外文物的监控问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供野外智能视频监控分析系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：野外智能视频监控分析系统，包括：

前端采集单元，用于对野外工作站的环境进行画面采集、编码、存储与上传；

视频分析单元，用于对摄像单元采集的画面进行分析，获取分析结果，若分析结果与设定结果不符，则发出报警通知；

中心管理单元，用于进行设备资源管理、分析结果的存储、数据的查询以及资源配置。

其进一步技术方案为：所述前端采集单元包括基站以及摄像单元，其中，所述摄像单元，用于对野外工作站的环境进行画面采集与编码；所述基站，用于对采集画面进行存储和上传。

其进一步技术方案为：所述基站包括太阳能电池板、电池以及信息处理器，其中，所述信息处理器与所述摄像单元连接，所述太阳能电池板与所述电池连接，所述电池与所述信息处理器连接；所述摄像单元为红外高速球机。

其进一步技术方案为：所述视频分析单元包括分析模块以及报警识别模块；

所述分析模块，用于对画面目标进行检测、人形分析以及人脸特征检测，获取分析结果；

所述报警识别模块，用于根据分析结果进行报警信号识别，并发送报警通知。

其进一步技术方案为：所述中心管理单元包括视频监控服务模块以及围界管理模块；

所述视频监控服务模块，用于分析结果的存储以及数据的查询；

所述围界管理模块，用于设备资源管理以及资源配置。

其进一步技术方案为：所述视频监控服务模块包括中心管理服务子模块、数据库服务子模块、设备注册子模块、流媒体服务子模块、报警服务子模块、存储管理子模块以及网络存储子模块；

所述中心管理服务子模块，用于资源的管理、配置和认证；

所述数据库服务子模块，用于存储数据信息；

所述设备注册子模块，用于与摄像单元以及移动终端的通信；

所述流媒体服务子模块，用于提供视频流转发以及第三方设备取流接入服务；

所述报警服务子模块，用于接收报警通知，并接收报警订阅及处理报警联动；

所述存储管理子模块，用于对所有存储介质以及存储策略的管理；

所述网络存储子模块，用于对画面的接收存储、路线回放服务

其进一步技术方案为：所述围界管理模块包括监管子模块、查询子模块以及配置子模块；

所述监管子模块，用于实时预览画面、路线回放、画面监控、查询、实时定位以及轨迹回放；

所述查询子模块，用于监控看板、统计报表、日志查询以及系统状态的查询；

所述配置子模块，用于组织资源、用户管理、录像管理、升级管理、批量配置以及规则配置。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的野外智能视频检测分析系统，通过获取监控图像，采用智能视频分析手段，基于深度学习算法，通过监控画面的内容提取和分析，对目标区域活动的各类目标种类和事件进行有效区分和识别，从而做出有效判断，采取相关应对措施，通过自学习过程，能逐渐减少数目、光影变化、雨雪天气带来的干扰，极大降低系统误报率，实现依靠智能视频分析进行野外文物的监控，误报率低，成本低，从根本上解决野外文物的监控问题。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明具体实施例提供的野外智能视频监控分析系统的结构框图；

图2为本发明具体实施例提供的视频分析单元的结构框图；

图3为本发明具体实施例提供的中心管理单元的结构框图；

图4为本发明具体实施例提供的视频监控服务模块的结构框图；

图5为本发明具体实施例提供的围界管理模块的结构框图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1～5所示的具体实施例，本实施例提供野外智能视频监控分析系统，可以运用在野外文物的监控过程中，实现依靠智能视频分析进行野外文物的监控，误报率低，成本低，从根本上解决野外文物的监控问题。

如图1所示，本实施例还提供了野外智能视频监控分析系统，其包括：

前端采集单元1，用于对野外工作站的环境进行画面采集、编码、存储与上传；

视频分析单元2，用于对摄像单元采集的画面进行分析，获取分析结果，若分析结果与设定结果不符，则发出报警通知；

中心管理单元3，用于进行设备资源管理、分析结果的存储、数据的查询以及资源配置。

上述的前端采集单元1、视频分析单元2以及中心管理单元3均通过网络传输系统进行数据传输，该网络传输系统包括国内三大运营商无线通讯网络，实现视频数据、报警录像、普通录像数据、图片数据、定位数据及其他相关能够传输到中心管理单元3，根据实际项目情况，能够内置WCDMA、CDMA2000、TD-SCMDA、TD-LTE、FDD-LTE等制式通信模块，利用公网或者VPN方式注册到三大运营商网络，同时，视频分析单元2内置高精度GPS定位模块，能够把设备有效的定位信息上传至中心管理单元3；由于无线通讯网络受到带宽的限制，当实时上传多路前端采集单元1、的画面时，会占据上传通道的带宽，可能无法实时的上传报警录像，此时，若能检测到3G/4G无线通信网络带宽情况，在无线带宽网络空闲时上传画像，能够实现断点续传功能，确保报警录像的完好性。

在某些实施例中，上述的前端采集单元1包括基站以及摄像单元，其中，所述摄像单元，用于对野外工作站的环境进行画面采集与编码；所述基站，用于对采集画面进行存储和上传。

另外，在某些实施例中，基站包括太阳能电池板、电池以及信息处理器，其中，所述信息处理器与所述摄像单元连接，所述太阳能电池板与所述电池连接，所述电池与所述信息处理器连接。

上述的基站采用一体式机箱，全封闭式设计，内置宽压输入和稳压输出电源模块，内置3G/4G模块和GPS模块，能够满足野外恶劣环境下使用，可实现4～8路甚至12路图像画面采集，录像数据存储、硬盘减震、3G/4G视频上传、设备位置定位等功能。

摄像单元实现对也爱工作站内外环境进行图像、视频的采集。

在本实施例中，摄像单元为红外高速球机。

更进一步地，在某些实施例中，视频分析单元2包括分析模块21以及报警识别模块22。

分析模块21，用于对画面目标进行检测、人形分析以及人脸特征检测，获取分析结果。

报警识别模块22，用于根据分析结果进行报警信号识别，并发送报警通知。

该视频分析单元2主要是BQ-VRU-01型智能视频分析服务器，采用高性能运算能力嵌入视频处理算法，具备比同类产品更精准、更智能、更低能耗，实现对特定的复杂场景围界范围内的特定目标(人、车等)处理，实现对野外环境报警、现场环境、现场设备状态等数据的预处理，数据的上传、数据存储，报警规则设置和报警处理。

该服务器采集多路视频、高速通信、智能报警，支持在复杂场景下的多输入干扰情况，支持报警文件、图片、段视频上传，可根据具体应用场景自适应调整信息上传方式，支持实时音频文件/音频流接收，实现远程喊话，更精准、更高效实现识别效果；对视频中动态目标检测，动态目标进行人形分析，实时视频进行检测分析，并对已学习物品类型进行标注，视频流中人脸特征点进行检测；视频是否出现遮挡、偏色、晃动等多种情况进行判断，支持远程设备状态健康监控，支撑远程设备配置管理，服务器集成温湿度等环境传感器，具备感知周围环境能力。

红外高速球内置高清机芯，集变速球机和数字译码器于一体的高科技监控产品，可任意迅速定位及连续追踪扫描，实现全方位、无盲点监视，自动适应环境明暗和目标远近的变化，采用最新ARM芯片，最大限度地减少系统部件之间的连接，既提高了系统的可靠性又便于安装和维护，运转平稳、反应灵敏、定位准确，具备断电记忆，启动后能自动恢复断电前的工作状态，使系统更加安全可靠，是在任何场所进行任何类型监控的理想选择，包括室内/室外应用、白天/昼夜监视，以及墙壁、立柱或顶棚安装，可确保向用户提高解析度更高、性能更可靠的监控系统。

该服务器的外壳采用无风扇、全封密式一体式能够有效避免基站内的灰尘、水汽、杂物进入到内部，适应基站内复杂环境，采用铝压铸/铝拉伸箱，通过把主要发热元器件贴合外壳方式设计，能够有效保证设备内部热量传导到壳体向外散热。

更进一步地，该中心管理单元3负责实现对部署的单元组织架构、用户角色、用户信息、设备信息及状态进行管理，其包括了接入服务器、流媒体服务器、定位信息服务器、Web服务器、数据库服务器等，主要实现视频分析单元2的接入，远程实时查看野外文物现场内外环境，查看报警录像弹窗画面，查询视频分析单元2网络状态、摄像头工作状态、录像状态、硬盘状态等设备状态，查看设备在线时长以及流量统计等功能。

在某些实施例中，中心管理单元3包括视频监控服务模块31以及围界管理模块32。

视频监控服务模块31，用于分析结果的存储以及数据的查询。

围界管理模块32，用于设备资源管理以及资源配置。

上述的围界管理模块32基于J2EE技术框架、采用易于业务整合的SOA面向服务的架构，通过将前台展示、中间业务层以及后端数据存储相分离的架构思想，来支持中心平台的多层架构设计，满足跨硬件平台、跨操作系统的要求。

运用数据处理、中间件、架构和构件、工作流、XML和Web等主流先进技术，采用模块化、框架化设计思想进行设计开发，从而大大增强了系统的灵活性和可重用性，方便各应用系统间的集成，同时，先进的技术架构带来系统良好的健壮性、扩展性及安全性，保证中心管理单元3具备支撑海量接入和大并发量访问的能力。

更进一步地，视频监控服务模块31采用松耦合分层设计，各层之间以接口通信，方便扩展与维护，并对第三方业务平台开放丰富的对接接口，在某些实施例，视频监控服务模块31包括中心管理服务子模块311、数据库服务子模块312、设备注册子模块313、流媒体服务子模块314、报警服务子模块315、存储管理子模块316以及网络存储子模块317。

中心管理服务子模块311，用于资源的管理、配置和认证。具体是基于J2EE体系和WEB标准，负责组织机构资源、终端设备资源、服务器资源等各种资源的管理、配置和认证，对各种资源提供统一的分级配置管理及查询。

数据库服务子模块312，用于存储数据信息。具体是系统内容所有需要维护和使用的数据进行存储管理，提供数据的关联、查询、修改和删除，支持数据定期备份，支持基于数据库备份的数据异常恢复功能，支持大数据量存储，针对大数据量采用优化后的存储和查询策略。

设备注册子模块313，用于与摄像单元以及移动终端的通信；包括注册、心跳、远程配置、取流命令、回放命令等信令交互。

流媒体服务子模块314，用于提供视频流转发以及第三方设备取流接入服务。支持标准的RTSP视频传输协议，将一路视频流分发成多路，减少设备连接取流的压力。

报警服务子模块315，用于接收报警通知，并接收报警订阅及处理报警联动。

存储管理子模块316，用于对所有存储介质以及存储策略的管理。存储介质包括前端MDVR、IPSAN、CVR、NVR等；还提供录像检索服务、点播服务以及报警联动录像服务，支持多种录像检索方式，如常规检索、分段检索以及事件检索等。

网络存储子模块317，用于对画面的接收存储、路线回放服务，存储服务器接收存储管理服务的管理，支持从摄像机或流媒体服务中获取媒体流，并存储于所连接的存储介质中，支持对存储管理服务录像检索指令、回放请求指令以及录像下载指令等。

更进一步地，在某些实施例，围界管理模块32包括监管子模块321、查询子模块322以及配置子模块323；

所述监管子模块321，用于实时预览画面、路线回放、画面监控、查询、实时定位以及轨迹回放；

所述查询子模块322，用于监控看板、统计报表、日志查询以及系统状态的查询；

所述配置子模块323，用于组织资源、用户管理、录像管理、升级管理、批量配置以及规则配置。

监管子模块321支持报警录像推送到相关监管人员的移动终端，支持实时预览，支持1、4、9、25画面多种规格的组合显示方式，支持自适应显示、4:3显示两种图像显示模式，支持监控画面中屏显示和全屏显示两种显示风格，支持视频通道的音频同步监听功能；录像回放时选择所要回放的通道、日期和时间段、录像类型条件，检索相应录像，检索到相应录像片段后，可进行录像的常规播放，只支持单通道回放，搜索时间跨度为1天以内，录像类型支持定时录像、报警触发录像，以文件列表形式呈现搜索结果，支持暂停、拖动播放、快放(2、4、8倍数)、慢放(1/2、1/4、1/8倍数)、单帧播放，支持对录像的剪辑、抓图、下载功能；支持报警视频实时显示，当触发报警后，主动将当前工作站上N路(可配置)摄像头数据实时上传，并在实时预览界面或者弹窗方式予以显示，以便中心管理人员能够实时查看到野外工作站内部及外部的画面；报警录像回放时，能从中心存储CVR查询、获取相应报警录像文件，并进行解码输出显示报警录像的画面。

对于上述的查询子模块322包括统计报表功能、日志查询功能、系统状态功能；统计报表功能内有运动报表，运动报表包括里程统计、消息统计、设备流量统计、用户流量统计，告警报表统计设备的视频丢失、移动侦测以及外部报警等告警信息。日志查询功能可以查询设备日志、用户操作日志等。系统状态功能用户查询设备状态，包括设备名称、设备ID、所属组织、网络状态、定位信息状态、硬盘状态、录像状态、视频信号状态，查询服务器状态，包括服务器名称、类型、IP地址、端口、CPU使用、内存使用、运行时间、详情。

对于上述的配置子模块323而言，包括组织资源、用户管理、升级管理、批量配置以及规则配置，其中，组织资源可以按照三级组织架构对设备进行管理，同时对相应服务器进行管理；用户管理是对监管人员、操作人员等橘色和权限管理，对各种类型用户进行配置和管理；升级管理是对升级包进行版本管理，支持多选设备进行升级，同时可查看到设备的型号、固件版本、最后升级时间以及升级状态等信息；批量配置是支持设备参数导出功能，导出时可选参数类型，可查看到设备的型号，固件版本、最后配置时间以及配置状态等信息；配置规则是支持折线规则、矩形规则、多边形规则添加，支持地图可视化的规则制定方式，折线支持偏航告警，矩形、多边形支持区域内超速告警和出区域告警。

更进一步地，在某些实施例，本系统还包括移动终端，用于供用户查询。

该移动终端主要是手机、Pad等终端的无线通讯网络(3G/4G/WiFi)和移动特性，弥补以往视频监控在监控中心等固定场所，通过电脑或者笔记本来实现远程视频监控应用。

移动终端内置软件，运用于安卓或者IOS系统，可以通过无线网络(2G、3G、4G或WiFi)访问平台服务器，实现在移动终端上实时预览、报警、远程回放、GIS地图兴趣点查看、消息推送等功能，并可以对监控点进行抓图、录像等操作。

中心管理单元3架设在完整的服务器体系之上，并通过其操作系统、应用程序等组成的软件架构体系与直接面对用户的浏览器、客户端实现人机交互，根据需要实现的不同的业务功能、需要承受的数据以及通信的负荷，服务器体系以及软件体系架构会有调整，完整的综合管控平台，需要依托于高速、稳定的网络环境，才能够实现高效、安全以及便捷的运行。

中心管理单元3架设的硬件服务器承担了平台软件的架设、数据的存储等重要任务，因此，要求服务器高效稳定，且具备能够承担高吞吐率的大容量硬盘作为存储单元，具备高速处理器，实现平台内外数据的高效、高速、稳定地传输与处理。

上述的野外智能视频检测分析系统，通过获取监控图像，采用智能视频分析手段，基于深度学习算法，通过监控画面的内容提取和分析，对目标区域活动的各类目标种类和事件进行有效区分和识别，从而做出有效判断，采取相关应对措施，通过自学习过程，能逐渐减少数目、光影变化、雨雪天气带来的干扰，极大降低系统误报率，实现依靠智能视频分析进行野外文物的监控，误报率低，成本低，从根本上解决野外文物的监控问题。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.野外智能视频监控分析系统，其特征在于，包括：

前端采集单元，用于对野外工作站的环境进行画面采集、编码、存储与上传；

视频分析单元，用于对摄像单元采集的画面进行分析，获取分析结果，若分析结果与设定结果不符，则发出报警通知；

中心管理单元，用于进行设备资源管理、分析结果的存储、数据的查询以及资源配置。

2.根据权利要求1所述的野外智能视频监控分析系统，其特征在于，所述前端采集单元包括基站以及摄像单元，其中，所述摄像单元，用于对野外工作站的环境进行画面采集与编码；所述基站，用于对采集画面进行存储和上传。

3.根据权利要求2所述的野外智能视频监控分析系统，其特征在于，所述基站包括太阳能电池板、电池以及信息处理器，其中，所述信息处理器与所述摄像单元连接，所述太阳能电池板与所述电池连接，所述电池与所述信息处理器连接；所述摄像单元为红外高速球机。

4.根据权利要求3所述的野外智能视频监控分析系统，其特征在于，所述视频分析单元包括分析模块以及报警识别模块；

所述分析模块，用于对画面目标进行检测、人形分析以及人脸特征检测，获取分析结果；

所述报警识别模块，用于根据分析结果进行报警信号识别，并发送报警通知。

5.根据权利要求4所述的野外智能视频监控分析系统，其特征在于，所述中心管理单元包括视频监控服务模块以及围界管理模块；

所述视频监控服务模块，用于分析结果的存储以及数据的查询；

所述围界管理模块，用于设备资源管理以及资源配置。

6.根据权利要求3所述的野外智能视频监控分析系统，其特征在于，所述视频监控服务模块包括中心管理服务子模块、数据库服务子模块、设备注册子模块、流媒体服务子模块、报警服务子模块、存储管理子模块以及网络存储子模块；

所述中心管理服务子模块，用于资源的管理、配置和认证；

所述数据库服务子模块，用于存储数据信息；

所述设备注册子模块，用于与摄像单元以及移动终端的通信；

所述流媒体服务子模块，用于提供视频流转发以及第三方设备取流接入服务；

所述报警服务子模块，用于接收报警通知，并接收报警订阅及处理报警联动；

所述存储管理子模块，用于对所有存储介质以及存储策略的管理；

所述网络存储子模块，用于对画面的接收存储、路线回放服务。

7.根据权利要求6所述的野外智能视频监控分析系统，其特征在于，所述围界管理模块包括监管子模块、查询子模块以及配置子模块；

所述监管子模块，用于实时预览画面、路线回放、画面监控、查询、实时定位以及轨迹回放；

所述查询子模块，用于监控看板、统计报表、日志查询以及系统状态的查询；

所述配置子模块，用于组织资源、用户管理、录像管理、升级管理、批量配置以及规则配置。