CN108346257A - 一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了的一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统包括主处理器、视频采集处理装置、犯罪记录交互装置、信息收发装置、危险度调控装置、警员端信息收发装置和至少一接口，并基于此系统发明了一种街道犯罪行为预警方法，与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据匹配后预测的潜在犯罪行为可以直接通知警员，让警员做好预先的准备，大大提高了警员在执行任务时的安全系数，将犯罪嫌疑人的行动特征和面部特征与犯罪数据库的数据进行比较并储存，获得更有效的犯罪信息比对结果，从而预测犯罪行为，并作出针对性部署，同时，根据潜在的犯罪行为与对应的解决结果动态更改区域危险度等级，可以防止可能产生的对警员与普通民众的二次伤害。

Description

一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统及方法

技术领域

本发明涉及犯罪预防领域，具体为一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统及方法。

背景技术

现在已有多种犯罪检测与行为预测的方法。其中采用的方法有3D卷积神经网络进行视频动作识别；有简单的视频拍摄图像结合音频检测刀具声音；有音频远程监控结合本地对监控视频进行处理。在这些技术中，西安电子科技大学韩红在基于3D卷积神经网络的人体行为识别办法中，仅仅是利用神经网络对人可能产生的动作做出预测，且预测动作种类极小，且未联系到对是否犯罪会产生极大影响的时间、地点对于神经网络的影响。

浙江捷尚视觉科技有限公司的尚凌辉在1/2路ATM智能分析服务器专利中，仅仅做到了对嫌疑人面部拍照，使用音频对刀具等声音进行分析，准确性较低，且事先预测效果不佳。

在中国电信集团系统集成有限责任公司内蒙古分公司常绍辉申请的基于智能视频分析的入侵检测报警设备中，仅仅停留在固定的特定区域进行检测，没有将可能的潜在威胁者与警方数据库作对比，且没有将处理后的结果，是否成功制止，传递给用户或警员。

另外，现有的装置在视频拍摄的过程中，往往会因为画面质量问题而影响预测的结果，且警员通讯设备中接收信息的方式大多通过声音，导致警员无法第一时间了解案件发生的区域位置、案发现情况和处理的方式等信息，同时使用和携带不方便。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明提供一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，包括主处理器、视频采集处理装置和信息收发装置，且所述主处理器与分别与所述视频采集处理装置和所述信息收发装置通讯连接，其还包括

一犯罪记录交互装置，用于存放犯罪记录，并分别与一公安局犯罪记录数据库和所述主处理器通讯连接；

一警员端命令收送装置通讯连接，与所述信息收发装置通讯连接，用于接收信息和发送命令；

一危险度调控装置，与所述主处理器通讯连接用于调控区域内的危险度等级。

较佳的，所述视频采集处理装置包括至少一摄像头和视频转码器，所述摄像头分别与所述主处理器和所述视频转码器通讯连接，且在所述摄像头设置超疏水薄膜。

较佳的，所述视频采集处理装置包括至少一摄像头和视频转码器，所述摄像头分别与所述主处理器和所述视频转码器通讯连接，且还与一专用蓄电池电连接，同时在所述摄像头下部设置云台。

较佳的，所述警员端命令收送装置，包括一外壳、通讯机构、人机交互机构、命令处理机构和连接机构，所述通讯机构设置在所述外壳的上部，所述人机交互机构设置在所述外壳的外表面，所述命令处理机构设置于所述外壳的内部，所述连接机构设置在所述外壳的背部，且所述通讯机构和所述人机交互机构分别与所述命令处理机构电连接。

较佳的，所述通讯机构包括主第一天线和第二天线，且所述第一天线用于实现与所述主处理器间的通讯连接，所述第二天线用于实现与其他警员端命令收送装置的通讯连接。

较佳的，所述连接机构为一可自动伸缩腕带，所述腕带上设置震动器，所述外壳的背部设置一凹槽，所述凹槽与所述震动器相匹配。

较佳的，所述人机交互机构包括显示屏、扩音器和操作键，所述显示屏、扩音器设置于所述外壳的正面，所述操作键设置于所述外壳的正面或侧面。

较佳的，所述危险度调控装置包括一显示屏和至少一LED灯，且所述LED灯为圆形或长条形。

较佳的，所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统还包括至少一接口，所述接口是存储设备接口、设备调试接口和数据交换口中的一种或几种。

较佳的，一种基于视频分析的街道犯罪行为预警方法，包括以下步骤：

步骤一：所述视频采集处理装置采集视频片段，并经处理后传送给所述主处理器；

步骤二：所述主处理器通过所述犯罪记录交互装置将目标面部数据与所述公安局犯罪数据库里的数据进行历史匹配，对发现有违法犯罪记录的人员进行标记；

步骤三：所述主处理器将步骤一中所述视频片段通过卷积神经网络技术，与预设好的可能的犯罪种类进行对比，若有步骤二中所述标记，则将会在进行神经网络匹配时重置激活函数，如果匹配中未发现该标记，则使用默认的神经网络激活函数，同时，所述主处理器还会结合案件发生的时间、所述摄像头所处的位置重置激活函数，最终得到结果，并通过所述危险度调控装置调整区域内的危险度等级；

步骤四，所述主处理器通过所述信息收发装置将步骤三中得到的结果传送至所述警员端命令收送装置，通知警员前去处理；

步骤五：警员通过所述信息收发装置将处理的结果反馈给所述主处理器，最终通过所述危险度调控装置更改区域危险度等级，同时调整警力，直至危机解除。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.根据匹配后预测的潜在犯罪行为可以直接通过一警员端命令收送装置通知警员，让警员做好预先的准备，大大提高了警员在执行任务时的安全系数。

2.所述警员端命令收送装置设置连接机构，能够根据使用者手腕的大小进行调节，增加使用者的舒适度，同时设置震动器能够在有潜在危险案件发生的时候，通过振动使警员第一时间得知。

3.所述主处理器将犯罪嫌疑人的行动特征和面部特征通过犯罪记录交互装置与犯罪记录数据库的数据进行比较并储存，获得更有效的犯罪信息比对结果，从而预测犯罪行为，并作出针对性部署。

4.根据潜在的犯罪行为与对应的解决结果通过危险度调整装置动态更改区域危险度等级，可以防止可能产生的对警员与普通民众的二次伤害。

附图说明

图1为本发明实施例1中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统的结构框图；

图2为本发明实施例1中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统的结构示意图；

图3为本发明实施例2中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统的结构示意图；

图4为本发明实施例5中危险度调控装置的结构示意图；

图5为本发明实施例6中危险度调控装置的结构示意图；

图6为本发明实施例7中警员端命令收送装置的正视图；

图7为本发明实施例6中警员端命令收送装置中连接机构初始状态(收缩)的侧视图；

图8为本发明实施例7中警员端命令收送装置中连接机构工作状态(展开)的侧视图；

图9为本发明实施例7中警员端命令收送装置的后视图；

图10为本发明实施例7中警员端命令收送装置的内部结构示意图；

图11为本发明实施例8中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警方法的流程图；

图12为本发明实施例9中一种卷积神经网络构建示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1：

请参见图1和图2所示，

图1为本实施例中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统的结构框图；

图2为本实施例中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统的结构示意图。

本发明提供的一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统包括主处理器1、视频采集处理装置、犯罪记录交互装置4、信息收发装置、危险度调控装置2和至少一接口；

所述主处理器1，分别与所述视频采集处理装置、所述犯罪记录交互装置4、所述信息收发装置和所述危险度调控装置2通讯连接，将接收到的数据信息进行分析和处理；

所述视频采集处理装置，所述用于面部和犯罪动作的采集和处理；包括第一摄像头5-1、第二摄像头5-2和视频转码器3，所述第一摄像头5-1和所述第二摄像头5-2分别与所述视频转码器3通讯连接，且所述第一摄像头5-1与所述第二摄像头5-2反向设置，且可旋转，以达到全方向采集影像信息，且在所述第一摄像头5-1和所述第二摄像头5-2外围设置超疏水薄膜，防止雨水低落并留存于摄像头上，影响摄像头的清晰度。

所述犯罪记录交互装置4，用于存放犯罪记录，并与一公安局犯罪记录数据库12通讯连接；

所述信息收发装置，包括一结果接收器9和一命令发送器10，且所述结果接收器9命令发送器10均与一警员端命令收送装置11通讯连接，用于接收信息和发送命令；

所述危险度调控装置2，用于调控区域内的危险度等级。

所述接口包括存储设备接口7、设备调试接口6和数据交换口8，所述存储设备接口7包括USB接口、232口、485口、422口和\或以太网口中的一种或几种，用来储存存监控视频、犯罪预测记录等信息，并定期进行清理，保证监控的同时节省成本；所述设备调试接口6，用来连接调试设备软硬件，以测试设备是否可以正常运行；所述数据交换口8用来与主所述处理器1上相连接的各种外设进行数据交换。

实施例2：

请参见图3所示，

图3为本实施例中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统的结构示意图。

本实施例与实施例1别的不同之处在于，所述犯罪记录交互装置还可以包括一本地数据库13，所述本地数据库12内存储曾经采集到的有过犯罪记录的嫌疑人的面部信息，降低与其他数据库通讯带来的不稳定。

实施例3：

本实施例与实施例1别的不同之处在于，所述所述视频采集处理装置，所述用于面部和犯罪动作的采集和处理；包括第一摄像头5-1、第二摄像头5-2和视频转码器3，所述第一摄像头5-1和所述第二摄像头5-2分别与所述视频转码器3和所述主处理器1通讯连接，当所述第一摄像头5-1或所述第二摄像头5-2被人为破坏或天气破坏后，主处理器1将会第一时间收到这一损伤信号，并结合附近的摄像头进行着重查看，出现潜在的犯罪行为则转到相应的处理方案；若为天气原因损毁，则派出专人进行维修，且所述第一摄像头5-1和所述第二摄像头5-2分别与一专用蓄电池通过电缆相连，在发生停电或断电的情况时(这时也是犯罪的高发时间段)，高清摄像头可以快速切换到独立供电模式，全天候保护市民安全。且所述第一摄像头5-1与所述第二摄像头5-2反向设置，且可旋转，以达到全方向采集影像信息，且在所述第一摄像头5-1和所述第二摄像头5-2下部设置云台，可以做到根据需要自动/手动的进行姿态的调整(监控方向、监控角度)从而保证监控的连续性和稳定性，云台还可以起到保护脆弱的摄像头的作用，当发生震动、雷雨等一系列恶劣情况时，云台还可以起到减震等作用，减少摄像头损伤的概率。

实施例4：

本实施例与实施例1别的不同之处在于，所述第一摄像头5-1和所述第二摄像头5-2分别设置红外装置与照明辅助设备，在黑天/停电导致视野变暗时，启动辅助设备以更好的做到识别功能。

实施例5：

请参见图4所示，

图4为本实施例中危险度调控装置的结构示意图。

本实施例为实施例1中所述危险度调控装置的结构和工作原理，具体如下：

所述危险度调控装置包括LED灯14和显示屏15，且所述LED灯14为圆形，包括3个，可根据LED灯14亮的数量、颜色和方式，确定区域内的危险等级，并通过显示屏15显示案发现场的实时监控画面、区域代号、区域坐标和区域危险度等级，具体的评级标准与对应的处理办法如表1所示。

灯显示	危险度等级	处理办法	警棍管理	枪支管理
					3绿	0	无需处理	不允许	不允许
2绿1黄	1	2警员	允许	不允许
					1绿2黄	2	3警员	允许	不允许
3黄	3	4警员	允许	不允许
					2黄1红	4	5警员	允许	允许
1黄2红	5	6警员	允许	允许
					3红	6	7警员	允许	允许
3红闪烁	最高	8警员	允许	允许

表1区域危险度等级评级标准与对应的处理办法

实施例6：

请参见图5所示，

图5为本实施例中危险度调控装置的结构示意图。

本实施例为实施例1中所述危险度调控装置的结构和工作原理，具体如下：

所述危险度调控装置包括LED灯14和显示屏15，且所述LED灯14为长方形，包括8个，且8个灯的亮起时的颜色是固定的，由下至上分别是绿色、黄色、黄色、黄色、红色、红色、红色、红色，可根据LED灯14亮的数量、颜色，确定区域内的危险等级，并通过显示屏15显示案发现场的实时监控画面、区域代号、区域坐标和区域危险度等级，具体的评级标准与对应的处理办法如表2所示。

表2区域危险度等级评级标准与对应的处理办法

实施例7：

请参见图6、图7、图8、图9和图10所示，

图6为本实施例中警员端命令收送装置的正视图；

图7为本实施例中警员端命令收送装置中连接机构初始状态(收缩)的侧视图；

图8为本实施例中警员端命令收送装置中连接机构工作状态(展开)的侧视图；

图9为本实施例中警员端命令收送装置的后视图；

图10为本实施例中警员端命令收送装置的内部结构示意图。

本实施例为实施例1中所述警员端命令收送装置11的结构描述，所述警员端命令收送装置11，包括一外壳11-1、通讯机构、人机交互机构、命令处理机构和连接机构11-9，所述通讯机构设置在所述外壳11-1的上部，所述人机交互机构设置在所述外壳11-1的外表面，所述命令处理机构设置于所述外壳11-1的内部，且所述通讯机构和所述人机交互机构分别与所述命令处理机构电连接。在预测将要发生犯罪时，所述主处理器1会通过所述信息收发装置将可能发生的案件类型及其位置信息传送给所述警员端命令收送装置11；所述警员端命令收送装置11将会把可能发生的犯罪类型及其位置信息显示在所述人机交互装置的所述主显示屏11-4上；警员根据所述显示屏11-4显示的信息处理案件后，通过操作主按键11-6将所述处理芯片11-8所预制的犯罪案件的处理结果传送给所述主处理器1。

所述通讯机构包括第一天线11-2和第二天线11-3，且所述第一天线11-2用于实现与所述主处理器1间的通讯连接，所述第二天线11-3用于实现与其他警员端命令收送装置的通讯连接，且采用数字化半双工的方式与其他所述警员端命令收送装置通讯连接，相比警员手机APP通讯方式，稳定性更强、覆盖面更广、安全性更高。

所述人机交互机构包括显示屏11-4、扩音器11-5和操作键，所述显示屏11-4、扩音器11-5设置于所述外壳11-1的正面，所述操作键分为主按键11-6和侧按键11-7，所述主按键11-6设置于所述外壳11-1的正面，用于实现信息输入与传送的动作，所述侧按键11-7包括第一侧按键11-7-1、第二侧按键11-7-2和第三侧按键11-7-3，且均设置于所述外壳11-1的侧面，所述第一侧按键11-7-1用于调节所述扩音器11-5的音量大小，所述第二侧按键11-7-2用于实现所述连接机构11-9的自动伸缩功能，所述第三侧按键11-7-3用于实现所述警员端命令收送装置11的关闭。

所述命令处理机构为一处理芯片11-8，用于处理与所述通讯机构进行收发的数据。

所述连接机构11-9为一科自动伸缩的腕带，同时在所述腕带上设置震动器11-9-1，且所述震动器与所述命令处理机构电连接，所述震动器11-9-1能够在有潜在危险案件发生的时候，通过振动使警员第一时间得知，且在所述外壳11-1的背部设置一凹槽11-0，所述凹槽11-0与所述震动器11-9-1相匹配，能够在不使用腕带的情况下，将所述震动器11-9-1包裹在所述外壳11-1内，使得所述腕带在初始状态下与所述外壳在同一竖直方向上，增加手握时的舒适度，同时更加美观。

所述腕带在使用时，按动所述第二侧按键11-7-2至on状态，腕带会自动伸出，并能够根据使用者手腕的大小进行调节，增加使用者的舒适度，当不再需要使用腕带时可再次按动所述侧按键11-7-2至off状态，此时所述腕带会自动回缩至初始状态，使用更加方便。

实施例8：

请参见图11所示，

图11为本实施例中一种基于视频分析的街道犯罪行为预警方法的流程图。

本实施例提供一种基于视频分析的街道犯罪行为预警方法，其包括以下步骤：

步骤一：所述视频采集处理装置将会以5秒/次的频率采集一段长达3秒的视频，并经处理后传送给所述主处理器1；

步骤二：所述主处理器1通过所述犯罪记录交互装置4将目标面部数据与所述公安局犯罪数据12库里的数据进行历史匹配，对发现有违法犯罪记录的人员进行标记；

步骤三：所述主处理器1将步骤一中所述视频片段通过卷积神经网络技术，与预设好的可能的犯罪种类进行对比，例如与恐怖袭击、枪击、抢劫、强奸、勒索和/或诈骗等动作特征进行匹配，若有步骤二中所述标记，则将会在进行神经网络匹配时重置激活函数，如果匹配中未发现该标记，则使用默认的神经网络激活函数，同时所述主处理器还会结合案件发生的时间和所述视频采集处理装置所被赋予的独一编号所显示出的位置重置激活函数，做到时间、地点的不同有针对性的调整可能的犯罪发生率，得到最终结果，并最终通过所述危险度调控装置2调整区域内的危险度等级；

步骤四，所述主处理器1通过所述信息收发装置将步骤三中得到的结果传送至所述警员端命令收送装置11，通知警员前去处理；

步骤五：所述信息收发装置将从所述警员端命令收送装置11反馈回的现场处理情况转化为响应匹配代码传送给所述主处理器1，介时所述主处理器1将会通过所述危险度调控装置2调整此区域的危险度等级，若未解决，主处理器1将会通过所述危险度等级调控装置2继续提高此区域的危险度等级，并通过所述信息收发装置发送命令，继续向该地区增派警力，直至危机解决。

实施例9：

请参见图12所示，

图12为本实施例中一种卷积神经网络构建示意图，其中Input代表输入层，Convolutional Layer代表卷积层，Sampling Layer代表池化层，Full Connection Layer代表全连接层，Output代表输出层，Display Layer代表显示层。

本实施例为实施例5中步骤三所提到的一种卷积神经网络技术的具体描述，所述所述卷积神经网络构由输入层、卷积层、池化层、全连接层、输出层与显示层构成；

其中两层卷积层与池化层的叠加构成复合层；

其中输入层为视频段落的输入，卷积层与池化层都由八个神经元所构成，它们都采用单独连接的方式；

全连接层也由八个神经元构成，不同的是，全连接层的神经元的每个神经元都与上一层的所有神经元相连接；

输出层由六个神经元构成，分别代表几种可能发生的犯罪事件，连接方式也是输出层的每个神经元分别连接上一层的所有神经元；

显示层也由六个神经元构成，作用仅仅是显示输出层得到的数值；

这个数值代表着每种案件，如恐怖袭击、枪击、抢劫、强奸、勒索、诈骗，发生的概率，当一种案件发生概率超过0.5时，就认为存在发生这种犯罪案件的可能，并根据可能发生案件的种类进行处理，派遣警员与动态更改区域危险度等级。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，包括主处理器、视频采集处理装置和信息收发装置，且所述主处理器与分别与所述视频采集处理装置和所述信息收发装置通讯连接，其特征在于，其还包括

一犯罪记录交互装置，用于存放犯罪记录，并分别与一公安局犯罪记录数据库和所述主处理器通讯连接；

一警员端命令收送装置通讯连接，与所述信息收发装置通讯连接，用于接收信息和发送命令；

一危险度调控装置，与所述主处理器通讯连接用于调控区域内的危险度等级。

2.如权利要求1所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述视频采集处理装置包括至少一摄像头和视频转码器，所述摄像头分别与所述主处理器和所述视频转码器通讯连接，且在所述摄像头设置超疏水薄膜。

3.如权利要求1所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述视频采集处理装置包括至少一摄像头和视频转码器，所述摄像头分别与所述主处理器和所述视频转码器通讯连接，且还与一专用蓄电池电连接，同时在所述摄像头下部设置云台。

4.如权利要求2或3所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述警员端命令收送装置，包括一外壳、通讯机构、人机交互机构、命令处理机构和连接机构，所述通讯机构设置在所述外壳的上部，所述人机交互机构设置在所述外壳的外表面，所述命令处理机构设置于所述外壳的内部，所述连接机构设置在所述外壳的背部，且所述通讯机构和所述人机交互机构分别与所述命令处理机构电连接。

5.如权利要求4所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述通讯机构包括主第一天线和第二天线，且所述第一天线用于实现与所述主处理器间的通讯连接，所述第二天线用于实现与其他警员端命令收送装置的通讯连接。

6.如权利要求5所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述连接机构为一可自动伸缩腕带，所述腕带上设置震动器，所述外壳的背部设置一凹槽，所述凹槽与所述震动器相匹配。

7.如权利要求4所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述人机交互机构包括显示屏、扩音器和操作键，所述显示屏、扩音器设置于所述外壳的正面，所述操作键设置于所述外壳的正面或侧面。

8.如权利要求1所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述危险度调控装置包括一显示屏和至少一LED灯，且所述LED灯为圆形或长条形。

9.如权利要求8所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统，其特征在于，所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统还包括至少一接口，所述接口是存储设备接口、设备调试接口和数据交换口中的一种或几种。

10.基于权利要求1-9任一项所述的基于视频分析的街道犯罪行为预警系统的街道犯罪行为预警方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一：所述视频采集处理装置采集视频片段，并经处理后传送给所述主处理器；

步骤二：所述主处理器通过所述犯罪记录交互装置将目标面部数据与所述公安局犯罪数据库里的数据进行历史匹配，对发现有违法犯罪记录的人员进行标记；

步骤三：所述主处理器将步骤一中所述视频片段通过卷积神经网络技术，与预设好的可能的犯罪种类进行对比，若有步骤二中所述标记，则将会在进行神经网络匹配时重置激活函数，如果匹配中未发现该标记，则使用默认的神经网络激活函数，同时，所述主处理器还会结合案件发生的时间、所述摄像头所处的位置重置激活函数，最终得到结果，并通过所述危险度调控装置调整区域内的危险度等级；

步骤四，所述主处理器通过所述信息收发装置将步骤三中得到的结果传送至所述警员端命令收送装置，通知警员前去处理；

步骤五：警员将处理结果通过所述信息收发装置反馈给所述主处理器，最终通过所述危险度调控装置更改区域危险度等级，同时调整警力，直至危机解除。