CN111131767A - 一种场景三维成像安防监视系统及使用方法 - Google Patents

一种场景三维成像安防监视系统及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种场景三维成像安防监视系统，包括：监视摄像机集群、数据交换机、视频流处理模块、三维场景还原模块以及VR显示装置；所述视频流处理模块，包括：监视视频流存储单元、直播视频流显示单元；所述三维场景还原模块，包括：场景定位单元、VR场景三维模型库、场景还原单元。该系统可以通过三维场景还原模块精确地还原并显示目标场景区域与人物目标所面对的真实、全角度的空间场景环境，安防人员可以对现场的情况进行判断，并根据结果对区域内的违法行为或安全隐患进行及时处置，提高了管理效率。

Description

一种场景三维成像安防监视系统及使用方法
技术领域
本发明涉及安防监视技术领域，具体是一种场景三维成像安防监视系统及使用方法。
背景技术
对于机场航站楼、火场站大厅、体育场、购物中心等大型公共空间，由于人员密集且流动性大，内部空间环境复杂，有必要进行严密的安防监视，及时发现各种安全隐患和违法行为，同时为需要帮助者提供辅助。
为了实现上述目标，在以上公共空间普遍设立了较多数量的监视摄像机，基本实现无死角覆盖。但是，现有技术中的安防监视画面都是被一幅一幅并排显示在安防监控室的电视墙上的，安保人员观看时空间代入感不强，当发现需要重点关注的区域或者人物目标后，无法准确还原该区域或者人物目标所面临的真实、全角度的空间场景环境，往往影响了安保人员对现场情况的判断和处置。
因此，如何准确还原目标区域的空间环境，安防人员可以对现场情况准确判断与处置，提高管理效率是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是解决目前无法准确还原该区域或者人物目标所面临的真实、全角度的空间场景环境，影响安保人员对现场情况的判断和处置的问题。
本发明实施例提供一种场景三维成像安防监视系统，包括：监视摄像机集群、数据交换机、视频流处理模块、三维场景还原模块；
所述监视摄像机集群设置于指定场景，连接所述数据交换机，用于拍摄所述指定场景区域不同角度的监视视频画面，将所述监视视频画面以编码的视频流的形式传输给所述数据交换机；
所述数据交换机连接所述监视摄像机集群与所述视频流处理模块，用于将所述视频流进行组合，并将组合后的视频流传输给所述视频流处理模块；
所述视频流处理模块连接所述数据交换机，用于将所述组合后的视频流进行存储与显示；
所述三维场景还原模块连接所述视频流处理模块，用于根据显示的组合后的视频流，还原为三维全景VR场景，并显示所述三维全景VR场景。
在一个实施例中，所述数据交换机，包括：
所述数据交换机将所述视频流组合为一路存储视频流与一路直播视频流，并将所述存储视频流发送给所述视频流处理模块。
在一个实施例中，所述视频流处理模块，包括：监视视频流存储单元、直播视频流显示单元；
所述监视视频流存储单元连接所述数据交换机，用于将所述存储视频流进行存储备份；
所述直播视频流显示单元连接所述数据交换机，用于显示所述直播视频流。
在一个实施例中，所述直播视频流显示单元，包括：
所述直播视频流显示单元采用电视墙，对多个场景的直播视频流进行显示。
在一个实施例中，所述三维场景还原模块，包括：场景定位单元、VR场景三维模型库、场景还原单元、VR显示装置；
所述场景定位单元连接所述直播视频流显示单元，用于根据所述直播视频流的显示区域，确定所述指定场景的视点位置；
所述VR场景三维模型库连接所述场景定位单元，用于存储整个公共空间的VR场景；
所述场景还原单元连接所述场景定位单元与所述VR场景三维模型库，用于调取以所述视点位置为视场中心的三维全景VR场景，并将所述三维全景VR场景传输给所述VR显示装置；
所述VR显示装置设置于安防人员头部，连接所述三维场景还原模块，用于接收并显示所述三维全景VR场景。
在一个实施例中，所述VR场景三维模型数据库，包括：
根据公共空间任一场景内的所述监视摄像机集群拍摄的所述视频流，以视点位置作为视场中心还原生成所述VR场景。
基于上述目的，在本申请的第二个方面，还提出了一种场景三维成像安防监视系统的使用方法，其特征在于，包括：
通过监视摄像机集群对指定场景区域拍摄监视视频画面；
对所述监视视频画面进行编码，生成视频流，将所述视频流传输给数据交换机；
所述数据交换机将所述视频流进行组合，将组合后的视频流传输给视频流处理模块；
所述视频流处理模块将组合后的视频流进行存储和显示；
根据显示的组合后的视频流，通过三维场景还原模块还原并显示三维全景VR场景。
在一个实施例中，所述数据交换机将所述视频流进行组合，将组合后的视频流传输给视频流处理模块，包括：
所述数据交换机选取所述监视摄像机集群输出的其中一个视频流作为所述存储视频流；
所述数据交换机组合所述监视摄像机集群输出的全部视频流作为直播视频流。
在一个实施例中，所述视频流处理模块将组合后的视频流进行存储和显示，包括：
监视视频流存储单元存储所述存储视频流；
直播视频流显示单元显示所述直播视频流。
在一个实施例中，根据显示的组合后的视频流，通过三维场景还原模块还原三维全景VR场景，包括：
场景定位单元根据所述直播视频流的显示区域，确定所述指定场景的视点位置；
场景还原单元调取VR场景三维模型库中以所述视点位置为视场中心的三维全景VR场景；
所述VR显示装置显示所述三维全景VR场景。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的一种场景三维成像安防监视系统，包括：所述监视摄像机集群设置于指定场景，连接所述数据交换机，用于拍摄所述指定场景区域不同角度的监视视频画面，将所述监视视频画面以编码的视频流的形式传输给所述数据交换机；所述数据交换机连接所述监视摄像机集群与所述视频流处理模块，用于将所述视频流进行组合，并将组合后的视频流传输给所述视频流处理模块；所述视频流处理模块连接所述数据交换机，用于将所述组合后的视频流进行存储与显示；所述三维场景还原模块连接所述视频流处理模块，用于根据显示的组合后的视频流，还原为三维全景VR场景，并显示所述三维全景VR场景。
该系统可以通过三维场景还原模块精确地还原并显示目标场景区域与人物目标所面对的真实、全角度的空间场景环境，安防人员可以对现场的情况进行判断，并根据结果对区域内的违法行为或安全隐患进行及时处置，提高了管理效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种场景三维成像安防监视系统的框图；
图2为本发明实施例提供一种场景三维成像安防监视系统的使用方法的流程图。
图3为本发明实施例提供的步骤S203的流程图；
图4为本发明实施例提供的步骤S204的流程图；
图5为本发明实施例提供的步骤S205的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参照图1所示，本发明实施例提供的一种场景三维成像安防监视系统，该包括：监视摄像机集群1、数据交换机2、视频流处理模块3、三维场景还原模块4；
所述监视摄像机集群1设置于指定场景(例如，火车站的一个进站口或者候车区的一个片区可以作为指定场景)，连接所述数据交换机2，用于拍摄所述指定场景区域不同角度的监视视频画面，将所述监视视频画面以编码的视频流的形式传输给所述数据交换机2。
其中，所述监视摄像机集群1有多个监视摄像机构成，多个监视摄像机从不同的视角拍摄所述指定场景的视频画面。
对视频流进行编码的方法可以为以下任意一种：
H.264编码、MPEG-4编码、MPEG-2编码、WMA-HD编码以及VC-1编码。
所述数据交换机2连接所述监视摄像机集群1与所述视频流处理模块3，用于将所述视频流进行组合，并将组合后的视频流传输给所述视频流处理模块3。
其中，可以一个场景对应一个数据交换机2，也可以多个场景共用一个数据交换机2。
进一步的，所述数据交换机2将所述视频流组合为一路存储视频流与一路直播视频流，并将所述存储视频流发送给所述视频流处理模块3。
进一步的，针对同一个场景下的多个摄像机提供的多个视频流，可以从中选取一个作为所述存储视频流，以节省存储空间；同时，数据交换机2还将同一个场景下的多个摄像机提供的多个视频流全部组合为一路直播视频流。
所述视频流处理模块3连接所述数据交换机2，用于将所述组合后的视频流进行存储与显示；
所述三维场景还原模块4连接所述视频流处理模块3，用于根据显示的组合后的视频流，还原为三维全景VR场景，并显示所述三维全景VR场景。
本实施例中，将监视视频画面以编码的视频流形式进行传输，将原有的监视视频画面进行了压缩，占用空间更小，传输的速度更快。并且三维场景还原模块将三维全景VR场景进行实时还原，精确地还原并显示目标场景区域与人物目标所面对的真实、全角度的空间场景环境，安防人员可以对现场的情况进行判断，并根据结果对区域内的违法行为或安全隐患进行及时处置，提高了管理效率。
在一个实施例中，所述视频流处理模块3，包括：监视视频流存储单元5、直播视频流显示单元6；
所述监视视频流存储单元5连接所述数据交换机2，用于将所述存储视频流进行存储备份；
所述直播视频流显示单元6连接所述数据交换机2，用于显示所述直播视频流。
其中，所述直播视频流显示单元6采用电视墙，对多个场景的直播视频流进行显示。例如，电视墙包括多个显示器区域，每个显示器区域显示一个场景对应的直播视频流，安保人员可以通过电视墙进行查看不同区域的不同场景。
在一个实施例中，所述三维场景还原模块4，包括：场景定位单元7、VR场景三维模型库8、场景还原单元9、VR显示装置10；
所述场景定位单元7连接所述直播视频流显示单元6，用于根据所述直播视频流的显示区域，确定所述指定场景的视点位置。
具体地，当安保人员认为某个场景或者场景中的人物需要重点关注，则安保人员通过场景定位单元7确定该场景对应的视点位置；例如，安保人员可以通过指定电视墙的某个显示器区域，从而指定该显示器区域对应的场景，每个场景具有对应的一个或者多个所述视点位置。
所述VR场景三维模型库8连接所述场景定位单元7，用于存储整个公共空间的VR场景。
具体地，根据公共空间任一场景内的所述监视摄像机集群1拍摄的所述视频流，以视点位置作为视场中心还原生成所述VR场景。
所述场景还原单元9连接所述场景定位单元7与所述VR场景三维模型库8，用于调取以所述视点位置为视场中心的三维全景VR场景，并将所述三维全景VR场景传输给所述VR显示装置10。
具体地，对于公共空间任意一个场景，以该场景中的一个或者多个预定视点位置作为VR显示的视场中心，可以从VR场景三维模型库8中调取以该视点位置为视场中心的三维全景VR(虚拟现实)场景。
所述VR显示装置10设置于安防人员头部，连接所述三维场景还原模块4，用于接收并显示所述三维全景VR场景。
具体地，上述VR显示装置10根据安防人员转动头部的方向显示不同方向、任意角度的三维全景VR场景。
本实施例中，确定指定场景的视点位置，从VR场景三维模型库中调取以该视点位置为视场中心三维全景VR场景，利用VR显示装置进行显示，安防人员准确的掌握指定场景环境，提高了安防人员时间、空间的代入感，对于指定场景区域中的现场情况可以准确判断，对违法行为与安全隐患等现场情况进行及时处置，提高了管理效率。
下面通过一个完整的实施例来说明安防人员利用三维场景还原模块进行巡防的具体步骤。
实施例1：
当安防人员从电视墙的显示器A区域发现有打架斗殴的情况，则确定显示器A区域的对应监视摄像机集群a，获取监视摄像机集群a对应的场景区域为停车场，从而确定停车场的视点位置为车辆b，车辆c与车位01；
调取VR场景三维模型库中以车辆b，车辆c与车位01为视场中心的三维全景VR场景；
将三维全景VR场景传输给安防人员佩戴的VR虚拟现实眼镜；
VR虚拟现实眼镜显示停车场的三维全景VR场景，安防人员的正面观察到视点位置为车辆b的场景区域；
当安防人员的头部向左转动，即选择观察视点位置为车辆b的左边的停车场场景区域时，则VR虚拟现实眼镜显示视点位置为车辆c(车辆c的视点位置在车辆b的视点位置的左边)的场景区域，安防人员对该场景区域进行观察，未发现有异常情况；
进一步的，当安防人员的头部向右转动时，即选择观察视点位置为车辆b的右边的停车场场景区域，则VR虚拟现实眼镜显示视点位置为车位01(车位01的视点位置在车辆b的视点位置的右边)的场景区域，安防人员对视点位置为车位01的场景区域进行观察，发现在视点位置为车位01的场景区域中的车位03区域有打架斗殴的异常情况，安防人员车位03区域存在的打架斗殴进行即时制止。
如图2所示，本实施例提供的一种场景三维成像安防监视系统的使用方法包括：
S201、通过监视摄像机集群对指定场景区域(例如，火车站的一个进站口或者候车区的一个片区可以作为指定场景)拍摄监视视频画面；
其中，所述监视摄像机集群有多个监视摄像机构成，多个监视摄像机从不同的视角拍摄所述指定场景的视频画面。
S202、对所述监视视频画面进行编码，生成视频流，将所述视频流传输给数据交换机；
S203、所述数据交换机将所述视频流进行组合，将组合后的视频流传输给视频流处理模块；
其中，可以一个场景对应一个数据交换机，也可以多个场景共用一个数据交换机。数据交换机将所述视频流组合为一路存储视频流与一路直播视频流，并将所述存储视频流视频流处理模块。
S204、所述视频流处理模块将组合后的视频流进行存储和显示；
S205、根据显示的组合后的视频流，通过三维场景还原模块还原并显示三维全景VR场景。
在一个实施例中，步骤S203，包括：
S2031、所述数据交换机选取所述监视摄像机集群输出的其中一个视频流作为所述存储视频流。
具体地，针对同一个场景下的多个摄像机提供的多个视频流，可以从中选取一个作为所述存储视频流，以节省存储空间。
S2032、所述数据交换机组合所述监视摄像机集群输出的全部视频流作为直播视频流。
具体地，数据交换机将同一个场景下的多个摄像机提供的多个视频流全部组合为一路直播视频流。
在一个实施例中，步骤S204，包括：
S2041、监视视频流存储单元存储所述存储视频流；
S2042、直播视频流显示单元显示所述直播视频流。
其中，所述直播视频流显示单元采用电视墙，对多个场景的直播视频流进行显示。例如，电视墙包括多个显示器区域，每个显示器区域显示一个场景对应的直播视频流，安保人员可以通过电视墙进行查看不同区域的不同场景。
在一个实施例中，步骤S205，包括：
S2051、场景定位单元根据所述直播视频流的显示区域，确定所述指定场景的视点位置。
具体地，当安保人员认为某个场景或者场景中的人物需要重点关注，则安保人员通过场景定位单元确定该场景对应的视点位置；例如，安保人员可以通过指定电视墙的某个显示器区域，从而指定该显示器区域对应的场景，每个场景具有对应的一个或者多个所述视点位置。
S2052、场景还原单元调取VR场景三维模型库中以所述视点位置为视场中心的三维全景VR场景。
具体地，对于公共空间任意一个场景，以该场景中的一个或者多个预定视点位置作为VR显示的视场中心，可以从VR场景三维模型库中调取以该视点位置为视场中心的三维全景VR(虚拟现实)场景。
S2053、VR显示装置显示所述三维全景VR场景。
具体地，VR显示装置根据安防人员转动头部的方向显示不同方向、任意角度的三维全景VR场景。
本实施例中，利用场景三维成像将实际场景(即安防人员的指定场景)显示于VR显示装置，安防人员佩戴VR显示装置可以清楚地掌握实际场景中的情况，并对现场情况进行准确判断，对于其中的违法行为以及安全隐患等问题进行及时处置，提高了安全系数与管理效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种场景三维成像安防监视系统，其特征在于，包括：监视摄像机集群、数据交换机、视频流处理模块、三维场景还原模块；
所述监视摄像机集群设置于指定场景，连接所述数据交换机，用于拍摄所述指定场景区域不同角度的监视视频画面，将所述监视视频画面以编码的视频流的形式传输给所述数据交换机；
所述数据交换机连接所述监视摄像机集群与所述视频流处理模块，用于将所述视频流进行组合，并将组合后的视频流传输给所述视频流处理模块；
所述视频流处理模块连接所述数据交换机，用于将所述组合后的视频流进行存储与显示；
所述三维场景还原模块连接所述视频流处理模块，用于根据显示的组合后的视频流，还原为三维全景VR场景，并显示所述三维全景VR场景。
2.如权利要求1所述的一种场景三维成像安防监视系统，其特征在于，所述数据交换机，包括：
所述数据交换机将所述视频流组合为一路存储视频流与一路直播视频流，并将所述存储视频流发送给所述视频流处理模块。
3.如权利要求1所述的一种场景三维成像安防监视系统，其特征在于，所述视频流处理模块，包括：监视视频流存储单元、直播视频流显示单元；
所述监视视频流存储单元连接所述数据交换机，用于将所述存储视频流进行存储备份；
所述直播视频流显示单元连接所述数据交换机，用于显示所述直播视频流。
4.如权利要求1所述的一种场景三维成像安防监视系统，其特征在于，所述直播视频流显示单元，包括：
所述直播视频流显示单元采用电视墙，对多个场景的直播视频流进行显示。
5.如权利要求1所述的一种场景三维成像安防监视系统，其特征在于，所述三维场景还原模块，包括：场景定位单元、VR场景三维模型库、场景还原单元、VR显示装置；
所述场景定位单元连接所述直播视频流显示单元，用于根据所述直播视频流的显示区域，确定所述指定场景的视点位置；
所述VR场景三维模型库连接所述场景定位单元，用于存储整个公共空间的VR场景；
所述场景还原单元连接所述场景定位单元与所述VR场景三维模型库，用于调取以所述视点位置为视场中心的三维全景VR场景，并将所述三维全景VR场景传输给所述VR显示装置；
所述VR显示装置设置于安防人员头部，连接所述三维场景还原模块，用于接收并显示所述三维全景VR场景。
6.如权利要求5所述一种场景三维成像安防监视系统，其特征在于，所述VR场景三维模型数据库，包括：
根据公共空间任一场景内的所述监视摄像机集群拍摄的所述视频流，以视点位置作为视场中心还原生成所述VR场景。
7.一种场景三维成像安防监视系统的使用方法，其特征在于，包括：
通过监视摄像机集群对指定场景区域拍摄监视视频画面；
对所述监视视频画面进行编码，生成视频流，将所述视频流传输给数据交换机；
所述数据交换机将所述视频流进行组合，将组合后的视频流传输给视频流处理模块；
所述视频流处理模块将组合后的视频流进行存储和显示；
根据显示的组合后的视频流，通过三维场景还原模块还原并显示三维全景VR场景。
8.如权利要求7所述的一种场景三维成像安防监视系统的使用方法，其特征在于，所述数据交换机将所述视频流进行组合，将组合后的视频流传输给视频流处理模块，包括：
所述数据交换机选取所述监视摄像机集群输出的其中一个视频流作为所述存储视频流；
所述数据交换机组合所述监视摄像机集群输出的全部视频流作为直播视频流。
9.如权利要求1所述的一种场景三维成像安防监视系统的使用方法，其特征在于，所述视频流处理模块将组合后的视频流进行存储和显示，包括：
监视视频流存储单元存储所述存储视频流；
直播视频流显示单元显示所述直播视频流。
10.如权利要求1所述的一种场景三维成像安防监视系统的使用方法，其特征在于，根据显示的组合后的视频流，通过三维场景还原模块还原三维全景VR场景，包括：
场景定位单元根据所述直播视频流的显示区域，确定所述指定场景的视点位置；
场景还原单元调取VR场景三维模型库中以所述视点位置为视场中心的三维全景VR场景；
VR显示装置显示所述三维全景VR场景。
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