CN109757395A - 一种宠物行为检测监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种宠物行为检测监控系统及方法，系统包括视频采集单元、目标识别与特征提取单元、行为分析单元、存储单元、控制处理单元、报警单元、音频单元、通信单元和手机，视频采集单元连接目标识别与特征提取单元，目标识别与特征提取单元连接行为分析单元；视频采集单元、目标识别与特征提取单元、行为分析单元分别与存储单元相连；行为分析单元通过控制处理单元分别与存储单元、报警单元、音频单元相连，控制处理单元通过通信单元与手机相连；该系统在使用时可监控宠物的行为并对其行为进行识别、分析；若宠物出现报警行为时通过手机给主人报警，主人可通过通信单元对宠物发出命令。该监控系统结构简单，用户操作便捷，有较强的实用性。

Description

一种宠物行为检测监控系统及方法

技术领域

本发明属于视频监控系统技术领域，具体涉及一种宠物行为检测监控系统及方法。

背景技术

近年来机器视觉技术、机器学习技术的不断优化与进步，给人类生活带来了诸多便捷，尤其是以此类技术为理论基础的的视频监控系统也不断得到发展，因此诸多智能监控不断涌现并广泛应用于实际生活中，例如遍布于各大交通领域的智能天网系统、应用于公共场合的异常行为监控、应用于养老院的室内人跌倒检测监控等等，这些智能监控系统不仅为人类生活提供便捷，还在一定程度上为人类生活提供了安全保障。而目前的智能监控所检测的对象大多为人、车或物品，几乎很少涉及到宠物，并且，视频监控系统存在着精度低、实时性差等缺点。

宠物作为人类的伴侣，是人类获得幸福和健康生活的来源。现如今，越来越多人都选择饲养宠物作为陪伴的伙伴。而对于大多数快节奏生活的年轻人而言，工作时间时将宠物独自留在家里时只能通过监控了解宠物动态。而传统监控无法对宠物行为进行检测和分析，并且看监控时费时费力，无法及时得到宠物的行为信息。在此背景下，能够分析宠物行为的监控平台的建设就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种宠物行为检测监控系统及方法，

本发明填补了监控系统中对宠物行为识别的空缺，并解决传统视频监控系统复杂繁琐，且精度低、实时性差等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种宠物行为检测监控系统，包括视频采集单元、目标识别与特征提取单元、行为分析单元、存储单元、控制处理单元、报警单元、音频单元、通信单元和手机，所述视频采集单元连接目标识别与特征提取单元，目标识别与特征提取单元连接行为分析单元；目标识别与特征提取单元及行为分析单元用于对宠物进行目标识别与行为分析，并根据分析得出的结果产生报警信号；视频采集单元、目标识别与特征提取单元、行为分析单元分别与存储单元相连；

行为分析单元通过控制处理单元分别与存储单元、报警单元、音频单元相连，所述控制处理单元通过通信单元与手机相连；该系统在使用时可监控宠物的行为并对其行为进行识别、分析；若宠物出现报警行为时通过手机给主人报警，主人可通过通信单元对宠物发出命令。

进一步的，所述报警单元的报警方式为：根据报警信号的行为类型，通过通信单元将宠物行为解析为文字信息，并发至用户手机。

进一步的，所述通信单元为基于ESP8266的WIFI模块或4G网络通讯模块的一种。

进一步的，所述音频单元包括受话器和扬声器，并与手机相连，其目的为：主人可用手机通过通信单元与宠物进行交流，尤其是在宠物出现报警行为时及时进行制止。

进一步的，宠物的报警行为包括持续扒门、撕咬物品、破坏物品、持续吠叫、不在指定区域内大小便行和进入禁止活动区域。

一种宠物行为检测监控方法，包括以下步骤：

(1)视频采集单元采集到视频监控区域内的视频画面，并按照每30帧为间隔周期将该视频进行分段，并分割成视频帧序列图像，并将结果存储至存储单元；

(2)在目标识别与特征提取单元中，通过运动目标分离方法将运动物体从静态环境下分离出，具体为：输入的视频帧序列图像生成二值化图像，并对其进行特征轮廓提取，通过帧与帧之间的比对，将图像分为背景区域以及非背景区域；并将非背景区域轮廓与存储器中数据库进行比对识别，区分出宠物与人类，从而屏蔽人类信号，将宠物做标记，作为接下来的检测目标；进而将此类信息传递存储至存储单元，并传递给行为分析单元；

(3)行为分析单元运用基于卷积神经网络的行为识别算法分析出所标记宠物的行为，并将视频画面与分析结果存储至存储单元，并传送至控制处理单元；

(4)当行为分析单元分析出以下情况时视作警报信号，并由报警单元通过通信单元向主人手机发出警报：

A.持续扒门行为检测：利用基于卷积神经网络的行为识别算法对画面进行处理，并通过图像帧与帧的比对，检测到画面中所标记宠物的动作变化，当出现持续扒门行为时，报警单元发出警报信号至主人手机；

B.撕咬或破坏物品行为检测：利用基于卷积神经网络的行为识别算法对画面进行处理，并通过图像帧与帧的比对，检测到画面中所标记宠物的动作变化，当画面中所标记宠物出现撕咬或破坏物品行为时，报警单元发出警报信号至主人手机；

C.吠叫行为检测：可设置分贝阈值，当通过音频单元检测到画面中所标记宠物出现持续吠叫行为时，并超出所设分贝阈值时，报警单元发出警报信号至主人手机；

D.不在指定区域内大小便行为检测：在所监控范围内可设置供宠物进行大小便的区域；利用基于卷积神经网络的行为识别算法，当画面中所标记宠物出现大小便行为时，比对是否处于该指定区域，若不匹配，报警单元发出警报信号至主人手机；

E.进入禁止活动区域行为检测：在所监控范围内可设定宠物禁止活动区域，系统会检测该区域内是否有运动目标经过；当画面中所标记宠物出现在某禁止活动区域内活动的行为时，报警单元发出警报信号至主人手机。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.当室内无人看管的宠物独自在家时，该宠物行为检测监控系统能实时监测宠物的行为，可自动分析出宠物的行为，主人不必实时注视着监控便可知道宠物的行为。并且当宠物出现持续扒门、撕咬或破坏物品、持续吠叫、不在指定区域内大小便、进入禁止活动区域等行为时可以向主人的手机发出报警信号，主人可及时对其制止，对其进行命令，以减少财产损失以及减少扰民情况的发生，此外在宠物孤单时还可通过语音单元与宠物对话。

2.该宠物行为检测监控系统安装方便、操作简单，能够自动进行视频行为分析，实现智能监控，且精度高、实时性高。

附图说明

图1是本发明检测监控系统的结构示意图。

图2是本发明宠物行为检测监控系统的工作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的特征、优点等信息更加浅显易懂，下面将结合附图和具体实施方式进一步详细的说明。

一种宠物行为检测监控系统，包括视频采集单元、目标识别与特征提取单元、行为分析单元、存储单元、控制处理单元、报警单元、音频单元、通信单元和手机，视频采集单元连接目标识别与特征提取单元，目标识别与特征提取单元连接着行为分析单元。目标识别与特征提取单元及行为分析单元采用先进的计算机视觉技术、机器学习技术，对宠物进行目标识别与行为分析，并可根据分析得出的结果产生报警信号。上述三个单元分别与存储单元相连。行为分析单元通过控制处理单元分别与存储单元、报警单元、音频单元相连，控制处理单元通过通信单元与手机相连。

视频采集单元是通过具有固定位置的主摄像机采集到监控区域的具有YUV格式视频帧序列的位图。

目标识别与特征提取单元是智能视频监控的核心，是整个宠物行为检测监控系统能够准确、实时运行的基础，运动目标检测与行为识别单元对输入的视频图像序列信息进行处理，首先并将运动目标分离方法对图像进行操作，从而分离出运动目标与背景，从而确立出待提取特征的宠物；其次将待提取特征宠物进行特征提取，为下一步骤的行为识别做基础。

行为分析单元采用基于卷积神经网络的行为识别算法技术识别出上一步骤中检测出的目标宠物的行为，并以相应文字相标记。

存储单元负责存储每一步骤下的视频与图像。

控制处理单元是中央处理部分，完成各部分数据的传递与转换。

报警单元是在宠物出现异常行为后，通过通信单元与主人手机相联系，完成报警过程。

音频单元负责采集监控下宠物的吠叫声，可手动设置分贝阈值，当吠叫声超出这一阈值会进行报警处理。

通信单元可完成监控处与主人处的双向通信。

综上，本发明宠物行为检测监控系统在使用时可监控宠物的行为并对其行为进行识别、分析；若宠物出现扒门、撕咬或破坏物品等行为时通过手机给主人报警，主人可通过通信单元对宠物发出命令。该监控系统结构简单，用户操作便捷，有较强的实用性。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种宠物行为检测监控系统，其特征在于，包括视频采集单元、目标识别与特征提取单元、行为分析单元、存储单元、控制处理单元、报警单元、音频单元、通信单元和手机，所述视频采集单元连接目标识别与特征提取单元，目标识别与特征提取单元连接行为分析单元；目标识别与特征提取单元及行为分析单元用于对宠物进行目标识别与行为分析，并根据分析得出的结果产生报警信号；视频采集单元、目标识别与特征提取单元、行为分析单元分别与存储单元相连；

行为分析单元通过控制处理单元分别与存储单元、报警单元、音频单元相连，所述控制处理单元通过通信单元与手机相连；该系统在使用时可监控宠物的行为并对其行为进行识别、分析；若宠物出现报警行为时通过手机给主人报警，主人可通过通信单元对宠物发出命令。

2.根据权利要求1所述的一种宠物行为检测监控系统，其特征在于，所述报警单元的报警方式为：根据报警信号的行为类型，通过通信单元将宠物行为解析为文字信息，并发至用户手机。

3.根据权利要求1所述的一种宠物行为检测监控系统，其特征在于，所述通信单元为基于ESP8266的WIFI模块或4G网络通讯模块的一种。

4.根据权利要求1所述的一种宠物行为检测监控系统，其特征在于，所述音频单元包括受话器和扬声器，并与手机相连，其目的为：主人可用手机通过通信单元与宠物进行交流，尤其是在宠物出现报警行为时及时进行制止。

5.根据权利要求1所述的一种宠物行为检测监控系统，其特征在于，宠物的报警行为包括持续扒门、撕咬物品、破坏物品、持续吠叫、不在指定区域内大小便行和进入禁止活动区域。

6.一种宠物行为检测监控方法，基于权利要求1所述宠物行为检测监控，其特征在于，包括以下步骤：

(1)视频采集单元采集到视频监控区域内的视频画面，并按照每30帧为间隔周期将该视频进行分段，并分割成视频帧序列图像，并将结果存储至存储单元；

(2)在目标识别与特征提取单元中，通过运动目标分离方法将运动物体从静态环境下分离出，具体为：输入的视频帧序列图像生成二值化图像，并对其进行特征轮廓提取，通过帧与帧之间的比对，将图像分为背景区域以及非背景区域；并将非背景区域轮廓与存储器中数据库进行比对识别，区分出宠物与人类，从而屏蔽人类信号，将宠物做标记，作为接下来的检测目标；进而将此类信息传递存储至存储单元，并传递给行为分析单元；

(3)行为分析单元运用基于卷积神经网络的行为识别算法分析出所标记宠物的行为，并将视频画面与分析结果存储至存储单元，并传送至控制处理单元；

(4)当行为分析单元分析出以下情况时视作警报信号，并由报警单元通过通信单元向主人手机发出警报：

A.持续扒门行为检测：利用基于卷积神经网络的行为识别算法对画面进行处理，并通过图像帧与帧的比对，检测到画面中所标记宠物的动作变化，当出现持续扒门行为时，报警单元发出警报信号至主人手机；

B.撕咬或破坏物品行为检测：利用基于卷积神经网络的行为识别算法对画面进行处理，并通过图像帧与帧的比对，检测到画面中所标记宠物的动作变化，当画面中所标记宠物出现撕咬或破坏物品行为时，报警单元发出警报信号至主人手机；

C.吠叫行为检测：可设置分贝阈值，当通过音频单元检测到画面中所标记宠物出现持续吠叫行为时，并超出所设分贝阈值时，报警单元发出警报信号至主人手机；

D.不在指定区域内大小便行为检测：在所监控范围内可设置供宠物进行大小便的区域；利用基于卷积神经网络的行为识别算法，当画面中所标记宠物出现大小便行为时，比对是否处于该指定区域，若不匹配，报警单元发出警报信号至主人手机；

E.进入禁止活动区域行为检测：在所监控范围内可设定宠物禁止活动区域，系统会检测该区域内是否有运动目标经过；当画面中所标记宠物出现在某禁止活动区域内活动的行为时，报警单元发出警报信号至主人手机。