CN111629184A - 能识别监控区域内人员的视频监控报警系统及方法 - Google Patents

能识别监控区域内人员的视频监控报警系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能识别监控区域内人员的视频监控报警系统及方法，该系统包括：声音播放装置、至少两个监控摄像头、人员特征识别服务器和至少一个监控终端；其中，所述声音播放装置和所述至少两个监控摄像头，设在监控区域内；所述人员特征识别服务器，分别与各监控摄像头、各监控终端和声音播放装置通信连接，能识别进入监控区域的人员特征，确认为非法人员后进行报警。该系统实现了自动化的监控人员识别和报警，相比人工监控，准确性、实时性更好，使用便利性更高。

Description

能识别监控区域内人员的视频监控报警系统及方法
技术领域
本发明涉及视频监控领域，尤其涉及一种能识别监控区域内人员的视频监控报警系统及方法。
背景技术
现有的视频监控系统主要由单摄像头完成视频信号采集、存储并在显示设备上进行显示供监控人员用肉眼进行监控。这样的监控方式对人员的依赖性严重，容易因人员的疏忽或疲劳造成对监控区域的误闯入人员管理疏漏。同时对背向摄像头的人员特征无法进行识别。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种能识别监控区域内人员的视频监控报警系统及方法，能解决现有视频监控系统仅能通过人工用肉眼进行监控，不仅易出现疏忽和遗漏，而且不能对非法进入的人员给出及时的提示。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种能识别监控区域内人员的视频监控报警系统，包括：声音播放装置、至少两个监控摄像头、人员特征识别服务器和至少一个监控终端；其中，
所述声音播放装置，设在监控区域内；
所述至少两个监控摄像头在所述监控区域的布置方式为：一个监控摄像头设于所述监控区域入口的正前方，另一个监控摄像头设于所述监控区域入口的正上方；
所述人员特征识别服务器，分别与各监控摄像头、各监控终端和声音播放装置通信连接，能接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据，从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征，并对所述人员的面部特征进行唯一性匹配，若唯一性匹配结果确认进入所述监控区域的人员为有进入权限的人员，则登记所述人员的相关信息；若唯一性匹配结果确认所述人员为无进入权限的人员，则将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至监控终端。
本发明实施方式还提供一种能识别监控区域内人员的视频监控报警方法，采用本发明所述的能对监控区域内的人员进行识别并报警的视频监控报警系统，包括以下步骤：
步骤1，接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据；
步骤2，从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征；
步骤3，对所述人员的面部特征进行唯一性匹配，若唯一性匹配结果确认进入所述监控区域的人员为合法人员，则进行步骤4，若唯一性匹配结果确认所述人员为非法人员，则进行步骤5；
步骤4，登记所述人员的相关信息；
步骤5，将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至监控终端。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的能识别监控区域内人员的视频监控报警系统及方法，其有益效果为：
通过对同一监控区域布置多个监控摄像头，并设置于该监控区域入口周围，同时对该监控区域入口进行监控，确保可以对进入该监控区域的人员都能够采集到面部特征、衣着特征和位置特征，配合人员特征识别服务器进行识别，能在不需要人工监控的情况下，准确、及时对进入监控区域的非法人员进行警告、提示工作人员以及记录其信息，方便了对所监控人员的重点监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的视频监控报警系统的构成示意图；
图2为本发明实施例提供的视频监控报警系统的各监控摄像头的位置布置示意图；
图3为本发明实施例提供的视频监控报警方法的路程图；
图4为本发明实施例提供的视频监控报警方法的具体处理流程图；
图中各标记对应的部件为：1-监控摄像头；2-声音播放装置；3-人员特征识别服务器；4-监控终端；5-监控区域。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
如图1、2所示，本发明实施例提供一种能识别监控区域内人员的视频监控报警系统，包括：声音播放装置、至少两个监控摄像头、人员特征识别服务器和至少一个监控终端；其中，
所述声音播放装置，设在监控区域内；
所述至少两个监控摄像头在所述监控区域的布置方式为：一个监控摄像头设于所述监控区域入口的正前方，另一个监控摄像头设于所述监控区域入口的正上方；
所述人员特征识别服务器，分别与各监控摄像头、各监控终端和声音播放装置通信连接，能接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据，从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征，并对所述人员的面部特征进行唯一性匹配，若唯一性匹配结果确认进入所述监控区域的人员为有进入权限的人员，则登记所述人员的相关信息；若唯一性匹配结果确认所述人员为无进入权限的人员，则将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至监控终端。
上述系统还包括至少两个监控摄像头，分别设在所述监控区域入口两侧的侧壁上。
上述系统中，人员特征识别服务器设有外部数据服务接口，能输出公开发布用的告警监控区域的告警视频及告警的设备编号信息。
参见图3，本发明实施例还提供一种能识别监控区域内人员的视频监控报警方法，采用上述的能对监控区域内的人员进行识别并报警的视频监控报警系统，包括以下步骤：
步骤1，接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据；
步骤2，从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征；
步骤3，对所述人员的面部特征进行唯一性匹配，若唯一性匹配结果确认进入所述监控区域的人员为合法人员，则进行步骤4，若唯一性匹配结果确认所述人员为非法人员，则进行步骤5；
步骤4，登记所述人员的相关信息；
步骤5，将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至监控终端。
上述方法中，步骤1的接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据为：
设定的时间间隔从所监控区域的各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入该监控区域人员的视频数据截取视频帧；
步骤2的从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征为：
通过图像识别方式判断所述步骤1截取的视频帧中是否包含人员图像特征，若判断没有人员图像特征，则确定没有人员进入所述监控区域，结束本视频帧处理并开始下一视频帧处理；若判断包含人员图像特征，则确定有人员进入所述监控区域，并从所述视频帧中提取所述人员的面部特征；
步骤3的对所述人员的面部特征进行唯一性匹配为：
将提取的所述人员的面部特征与预先录入的面部特征库的特征数据逐一进行匹配；
步骤4的登记所述人员的相关信息为：记录该进入人员的人员标志码；
步骤5的将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至各监控终端为：
当非法人员进入时，先登记非法人员进入信息，登记的信息包括：视频帧时间、视频帧图片；
将登记的信息发送到监控终端，由监控终端进行显示及告警；
将预先录制的非法入侵警告音频发送至所述声音播放装置，在监控区域播放该非法入侵警告音频。
上述步骤2中，从所述视频帧中提取所述人员的面部特征为：
当所述视频帧中待提取的所述人员特征为该人员正向有面部特征时，直接从所述视频帧中提取该人员的面部特征；
当所述视频帧中待提取的所述人员特征为该人员背向无面部特征时，提取该人员的人体姿态特征码和位置码，并与从其它监控摄像头同一时点采集监控的视频帧识别得到的相同人体姿态特征码和位置码对人员进行同一人识别；识别后提取带有该人员面部图像的视频帧，并从中识别得到该人员的面部特征。得到的面部特征作为该人员的唯一面部特征识别码。
下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。
参见图1、2，本发明实施例提供一种能识别监控区域内人员的视频监控报警系统，该系统具体构成包括：
声音播放装置、至少两个监控摄像头、人员特征识别服务器和至少一个监控终端；其中，
以采用四个监控摄像头为例进行说明，在监控区域布置四个监控摄像头对该监控区域进行监控，四个监控摄像头布置方式如图2所示，在对着监控区域入口的前方设置一个监控摄像头，在监控区域入口的上方设置一个监控摄像头，另两个摄像头分别设在监控区域入口两侧，可设在监控区域两侧的墙壁上；将声音播放装置设在监控区域内，可在监控区域入口的监控摄像头处，优选的，声音播放装置采用扬声器。
在监控区域和监控室之间进行布线，实现局域有线网络联通。
监控室部署一台监控大屏，监控人员可以通过监控工作站也可以监控大屏进行监控，每个监控人员的一台手持移动终端使用监控人员的手机进行监控。
监控室部署一台工控机作为处理监控视频数据的人员特征识别服务器，人员特征识别服务器按照图3的处理流程进行监控视频数据处理。
对每个监控区域上传身份证彩色扫描件，系统以身份证的照片作为人脸特征图片。
预先录制非法入侵警告音频，并按以下方式进行告警：首帧非法进入告警：您非法进入无权进入区域，请退出；10秒后提示信息：您非法逗留无权进入区域，系统已经登记您的特征信息，请等待安保人员处理。
监控终端可用以下方式对非法入侵告警：
首帧非法进入告警：xxx监控区域有非法人员进入，请关注。
10秒后提示信息：xxx监控区域有非法人员逗留，请到现场处理。
对于已经建立的视频监控报警系统，可以设置一台数据服务器将每个监控数据处理服务器的数据通过数据服务接口进行采集，采集后集中到数据服务器中，对外部提供统一的监控数据查询服务。
具体的，上述视频监控报警系统中，多个监控摄像头和扬声器两个主要部件作为监控区域现场设备，人员特征识别服务器和监控终端设有监控室，若为移动式监控终端也可由监控人员随身携带多个监控摄像头、扬声器和监控终端均与人员特征识别服务器通信连接，该系统进行视频监控报警的方法中，人员特征识别服务器接收到监控摄像头采集的监控视频后按以下数据处理流程进行识别及报警处理(参见图4)，包括
步骤11：截取视频帧，系统按照每隔1～10秒同时对相同区域的所有监控视频头截取视频帧，视频帧的截取频率优选根据监控区域中入口到被监控目标的距离米数除以3计算；
步骤12：通过判断截取的视频帧中是否有人员图像特征判断是否有人员进入，当没有人员进入时，结束本视频帧处理，开始下一视频帧处理，当有人员进入时进行人员特征识别；
步骤13：对步骤12中截取的包含人员图像特征的视频帧进行人员的面部特征提取，当人员为正向有面部特征时，则直接提取面部特征作为该人员的唯一面部特征识别码；
当人员为背向无面部特征时，提取人员的人体姿态特征码和位置码，人体姿态特征码可以使用美国卡耐基梅隆大学(CMU)基于卷积神经网络和监督学习并以Caffe为框架开发的开源库OpenPose实现，位置码根据不同摄像头的监控角度和特征区域进行人体相应特征点的相对位置进行判定，例如对于监控区域设置中心位置，每个位置按照相对于该位置进行上下左右判断，将每个人员相应特征点的位置依据设定的位置坐标在每个监控图像帧中进行标准化判定，得到位置码，非正向人员与本监控区域的其他监控摄像头的同一时间监控的视频帧的相同人体姿态特征码和位置码的人员进行同一人识别，提取带有面部图像的视频帧识别得到面部特征码作为该人员的唯一面部特征识别码；
步骤14：作为本步骤的预备信息，需要预先设置本监控区域的人员的面部特征图片库，系统预先提取面部特征码并记录；面部特征图片库可以采用上传一张带有被授权人清晰面部特征的图片同时录入该人员的人员信息(人员信息建议至少包含人员所属单位，人员姓名，人员编号，并以人员编号为人员标志码)的方式进行自主维护。本步骤中对于所有面部特征的人员，将步骤12中提取的每个人员面部特征数据与面部特征库记录逐一进行匹配取得匹配值，取每个人员的最大匹配值记录作为判断依据，可以采用DLIB库的compute_face_descriptor函数对识别到人脸特征码和被授权人库的人脸识别码进行一一判定，当判定为该人员为有权限进入人员，进入步骤五。当判断为非法人员进入，进入步骤16；对于判定人脸识别的算法本发明不做限定。
步骤15：当有权限进入人员进入时，记录每一帧的视频帧图片和视频帧时间，同时记录该进入人员的人员标志码；
步骤16：当非法人员进入时，登记非法人员进入信息，登记的信息包括视频帧时间，视频帧图片；进入步骤17；
步骤17：将本视频帧推送到监控人员的监控终端，当监控终端为移动终端时，首先提示监控区域非法人员进入提示信息，同时显示非法进入判定图片，在该图片上标记非法进入人员的面部区域，点击该图片时显示该人员进入的本次视频；当为无面部特征人员进入时，推送所有含有该无面部特征人员的视频帧；点击任意图片时，从该图片的图片帧截取时间开始播放该监控区域的监控视频。当监控终端为桌面终端或监控大屏时，监控自动将报警视频监控区的监控视频设置为可视，并在边框以闪烁或醒目颜色进行重点提示，有语音的监控终端可以进行语音告警提示；点击该告警区域的显示区时，将该显示区放大为主显示框进行显示；
步骤18：在监控区域播放预先录制的非法入侵警告音频；
步骤19：当所有进入人员的识别处理结束后，结束本视频帧的处理，将监控的人员识别结果及监控图片存储到数据库，可以数据库为数据对外服务接口。同时本发明的对外数据服务接口还可以是Web Service等服务模式。主要的服务接口如下：
(1)进入人员数据服务接口：
输入参数：监控点、起始时间和终止时间；
输出参数：监控点，进入人员的人员标志码、进入时间和视频帧
(2)非法进入人员服务接口：
输入参数：监控点、起始时间和终止时间；
输出参数：监控点，非法进入人员的人员标志码、进入时间和视频帧；
(3)监控视频访问接口：
输入参数：监控点，起始时间，终止时间；
输出参数：监控点、视频流1、视频流2、视频流3、…和视频流n(n为该监控点的监控摄像头数)。
进行下一时点判定，重新从步骤11开始。
本发明的视频监控报警系统及方法与现有方案相比，至少具有以下优点：(1)通过对同一区域布置多个监控摄像头进行监控，确保可以采集到进入该监控区域的人员都能够采集到面部特征；(2)通过对多个监控摄像头的同一时点采集的视频帧进行衣着和位置判定，将每个人员的面部特征进行唯一认定；(3)通过设定每个监控区域的准入人员(即合法人员)面部特征图片预先进行准入人员面部特征码提取，提高了人员身份识别效率；(4)对于非法入侵进行监控区域的非法人员进行语音告警的同时，将监控警告信息推送到管理人员的移动监控终端和监控工作站或者监控大屏，方便了对需要监控人员的重点监控。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种能识别监控区域内人员的视频监控报警系统，其特征在于，包括：声音播放装置、至少两个监控摄像头、人员特征识别服务器和至少一个监控终端；其中，
所述声音播放装置，设在监控区域内；
所述至少两个监控摄像头在所述监控区域的布置方式为：一个监控摄像头设于所述监控区域入口的正前方，另一个监控摄像头设于所述监控区域入口的正上方；
所述人员特征识别服务器，分别与各监控摄像头、各监控终端和声音播放装置通信连接，能接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据，从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征，并对所述人员的面部特征进行唯一性匹配，若唯一性匹配结果确认进入所述监控区域的人员为有进入权限的人员，则登记所述人员的相关信息；若唯一性匹配结果确认所述人员为无进入权限的人员，则将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至监控终端。
2.根据权利要求1所述的能识别监控区域内人员的视频监控报警系统，其特征在于，还包括至少两个监控摄像头，分别设在所述监控区域入口两侧的侧壁上。
3.根据权利要求1或2所述的能识别监控区域内人员的视频监控报警系统，其特征在于，所述人员特征识别服务器设有外部数据服务接口，能输出公开发布用的告警监控区域的告警视频及告警的设备编号信息。
4.一种能识别监控区域内人员的视频监控报警方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的能对监控区域内的人员进行识别并报警的视频监控报警系统，包括以下步骤：
步骤1，接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据；
步骤2，从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征；
步骤3，对所述人员的面部特征进行唯一性匹配，若唯一性匹配结果确认进入所述监控区域的人员为合法人员，则进行步骤4，若唯一性匹配结果确认所述人员为非法人员，则进行步骤5；
步骤4，登记所述人员的相关信息；
步骤5，将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至监控终端。
5.根据权利要求4所述的能识别监控区域内人员的视频监控报警方法，其特征在于，所述方法中，
步骤1的接收各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入所述监控区域人员的视频数据为：
设定的时间间隔从所监控区域的各监控摄像头同一时点采集拍摄的进入该监控区域人员的视频数据截取视频帧；
步骤2的从所述视频数据中识别提取所述人员的面部特征为：
通过图像识别方式判断所述步骤1截取的视频帧中是否包含人员图像特征，若判断没有人员图像特征，则确定没有人员进入所述监控区域，结束本视频帧处理并开始下一视频帧处理；若判断包含人员图像特征，则确定有人员进入所述监控区域，并从所述视频帧中提取所述人员的面部特征；
步骤3的对所述人员的面部特征进行唯一性匹配为：
将提取的所述人员的面部特征与预先录入的面部特征库的特征数据逐一进行匹配；
步骤4的登记所述人员的相关信息为：记录该进入人员的人员标志码；
步骤5的将对应的现场告警语音发送至所述声音播放装置进行播放，并将对应的告警视频发送至各监控终端为：
当非法人员进入时，先登记非法人员进入信息，登记的信息包括：视频帧时间、视频帧图片；
将登记的信息发送到监控终端，由监控终端进行显示及告警；
将预先录制的非法入侵警告音频发送至所述声音播放装置，在监控区域播放该非法入侵警告音频。
6.根据权利要求5所述的能识别监控区域内人员的视频监控报警方法，其特征在于，所述方法的步骤2中，从所述视频帧中提取所述人员的面部特征为：
当所述视频帧中待提取的所述人员特征为该人员正向有面部特征时，直接从所述视频帧中提取该人员的面部特征；
当所述视频帧中待提取的所述人员特征为该人员背向无面部特征时，提取该人员的人体姿态特征码和位置码，并与从其它监控摄像头同一时点采集监控的视频帧识别得到的相同人体姿态特征码和位置码对人员进行同一人识别；识别后提取带有该人员面部图像的视频帧，并从中识别得到该人员的面部特征。
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