CN111726532B - 一种开窗报警检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开窗报警检测系统及方法，该系统包括：图像获取模块、联动标定模块、窗户标定模块、开窗检测模块和联动控制模块；窗户标定模块用于生成与每个窗户对应的窗户标定框；开窗检测模块用于对所述窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果；联动控制模块用于计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与检测到开窗的所述窗户标定框对应的联动图像。本发明基于窗户标定框可实现对建筑物外立面窗户微小变化的快速检测，并通过联动控制模块显示的联动图像获取观察目标的清晰细节信息。

Description

一种开窗报警检测系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机图像处理与检测技术领域，尤其涉及一种开窗报警检测系统及方法。

背景技术

目前大型活动的安保现场监控呈现监控点多、分布广，现场多个安保单位及流动人员往来复杂的特点，传统大型活动为防止恐怖分子或不法分子从建筑物外立面窗户投递危险物品或狙击重要人物，往往采用人工手持望远镜监视的方法，长时间枯燥的监控不仅需要占用大量的警力资源，对安保人员现场精神状态和处置经验存在极大地依赖，造成实际投入资源大，安保效果不佳的结果。此外，现有安保系统中监控图像仅能显示整个建筑物外立面，但若以局部某个窗户作为观察目标时，无法显示该观察目标的细节信息。

因此，针对以上不足，需要提供一种对大型活动道路沿线建筑物外立面窗户进行开窗检测并能获取观察目标的细节信息的智能安保技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，现有大型活动安保监控依赖人力、投入成本高而安保效果差，且现有建筑物外立面监控图像中不能显示其中一个窗户的细节信息，针对现有技术中的缺陷，提供了一种智能化的开窗报警检测系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种开窗报警检测系统，该系统包括：图像获取模块、联动标定模块、窗户标定模块、开窗检测模块和联动控制模块；

所述图像获取模块，用于获取包含窗户的监控图像和联动图像；

所述联动标定模块，用于显示所述监控图像和所述联动图像，并根据用户在监控图像上标注的多个特征点位置以及对应的多组校准后的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，记录得到联动位置数据；

所述窗户标定模块，用于根据用户在监控图像上标定的至少一个窗户位置及预设的窗户参数生成与每个窗户对应的窗户标定框；

所述开窗检测模块，用于对所述窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果；

所述联动控制模块，用于根据检测到开窗的所述窗户标定框位置及所述联动位置数据，计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与所述窗户标定框对应的联动图像。

优选地，所述窗户参数包括窗户尺寸、窗户水平间距、窗户垂直间距、单层扩展窗户数和垂直扩展楼层数。

优选地，所述窗户标定模块具体用于执行以下操作：

接收窗户标定指令，在所述监控图像中标定至少一个窗户位置；

根据所述窗户尺寸、窗户水平间距和单层扩展窗户数，利用标定的所述至少一个窗户位置，生成所述至少一个窗户所在楼层的每个窗户对应的窗户标定框；

和/或

根据所述窗户尺寸、窗户垂直间距和垂直扩展楼层数，利用标定的所述至少一个窗户位置，生成所述至少一个窗户在垂直方向上所有楼层的每个窗户对应的窗户标定框。

优选地，所述窗户标定模块还用于执行以下操作：

接收窗户调整指令，对所述窗户标定框的位置进行调整。

优选地，所述开窗检测模块用于执行以下操作：

计算相邻两帧监控图像的所述窗户标定框内像素点的灰度值差值的方差和作为像素变化率，比较所述像素变化率是否大于设定阈值，是则判断为检测到开窗，否则判断为未检测到开窗。

优选地，所述开窗检测模块还用于执行以下操作：

检测到开窗后，利用所述联动控制模块显示的检测到开窗的所述窗户标定框对应的联动图像，对检测到的开窗进行异常识别。

优选地，所述联动控制模块根据以下公式计算联动摄像头的俯仰角度及水平角度：

P＝p₀+p₁×x+p₂×y+p₃×x²+p₄×x×y+p₅×y²

其中，P表示联动摄像头的俯仰角度，(x,y)表示特征点的坐标，p₀、p₁、p₂、p₃、p₄和p₅为拟合系数；

T＝q₀+q₁×x+q₂×y+q₃×x²+q₄×x×y+q₅×y²

其中，T表示联动摄像头的水平角度，q₀、q₁、q₂、q₃、q₄和q₅为拟合系数。

优选地，所述窗户标定模块还用于执行以下操作：

利用包含楼层门牌信息的三维模型图，将所述窗户标定框与所述楼层门牌信息关联，得到窗户标定数据。

优选地，所述开窗检测模块还用于执行以下操作：

利用所述窗户标定数据，根据检测到开窗的窗户标定框查找对应的楼层门牌信息，发送包含所述楼层门牌信息的报警信号。

本发明还提供了一种开窗报警检测方法，包括以下步骤：

获取包含窗户的监控图像和联动图像；

显示所述监控图像和所述联动图像，并根据用户在监控图像上标注的多个特征点位置以及对应的多组校准后的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，记录得到联动位置数据；

根据用户在监控图像上标定的至少一个窗户位置及预设的窗户参数生成与每个窗户对应的窗户标定框；

对所述窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果；

根据检测到开窗的所述窗户标定框位置及所述联动位置数据，计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与所述窗户标定框对应的联动图像。

实施本发明的开窗报警检测系统及方法，具有以下有益效果：

1、本发明通过在监控图像中标定窗户标定框，利用窗户标定框内像素灰度变化实现对是否开窗进行检测，由于仅需在具体的窗户标定框内进行检测，能够大幅度提升开窗检测的速度，实现安保活动中对建筑物外立面窗户微小移动的快速检测；

2、本发明通过标注特征点记录联动位置数据，可实现对监控图像中任一选定点调整联动摄像头，显示该选定点对应的联动图像，当检测到开窗后，根据窗户标定框位置及联动位置数据，可计算联动摄像头的俯仰角度及水平角度，进而调整联动摄像头显示对应的联动图像，由此可获得该异常窗户更加丰富的细节信息，提升用户体验度；

3、本发明在检测到开窗后，利用显示的联动图像，可进一步进行异常识别，由此提高开窗检测的准确度；

4、本发明根据生成的窗户标定框和窗户标定数据，能够快速定位检测到开窗的窗户对应的楼层门牌信息，根据异常检测结果进行联防报警，由此实现对建筑物外立面窗户的智能化管控，极大地节约了警力资源，提升了重要活动的安保质量。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的开窗报警检测系统的示意图；

图2是本发明实施例二提供的开窗报警检测系统的硬件结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的开窗报警检测方法的流程示意图；

图4是监控图像中一个特征点与对应匹配的联动图像的结果图；

图5为生成窗户标定框的结果图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的开窗报警检测系统包括图像获取模块100、联动标定模块200、窗户标定模块300、开窗检测模块400和联动控制模块500。

其中，图像获取模块100，用于获取包含窗户的监控图像，还用于获取包含该窗户的联动图像。

具体实施时，图像获取模块100可以包括全景摄像头、联动摄像头和云台，例如，全彩色宽光谱微光摄像机和点面联动跟踪云台摄像机。利用全景摄像头能够实时获取包含窗户的监控图像，通过云台调整联动摄像头能够获取监控图像中任意位置对应的联动图像。进一步地，图像获取模块100还可以包括广角相机，例如4K广角超微光摄像机，可实现120度大视场成像，通过其大口径通光设计，可用来查看联动摄像机和全景摄像机拍摄不到的角度，获取更多现场图像信息。

联动标定模块200，用于显示所述监控图像和所述联动图像，并根据用户在监控图像上标注的多个特征点位置以及对应的多组校准后的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，记录得到联动位置数据。

其中，特征点是指监控图像中易获取且区分度明显的像素点，一般可根据监控图像中不同像素点之间颜色、纹理或者形状的差异确定，例如建筑物顶部棱角、窗户与墙壁的临界点或者窗户的顶点。具体实施时，对联动摄像头的校准是指，由用户在监控图像中标注一个特征点，随后，通过云台调整联动摄像头，使得联动摄像头中心区域转到与所标注的特征点重合的位置，通过多次调整，获得该位置的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，再对选定的其他特征点重复前述校准步骤，并将多个特征点及多组对应的联动摄像头的俯仰角度及水平角度记录为联动位置数据。所选取的特征点需均匀分布在建筑物外立面监控图像中，一般地，特征点可选取9-15个，也可根据建筑物外立面的复杂程度适当调整特征点的数量，具体应用时，可对多个特征点编号，对每个特征点的坐标与各自对应的联动摄像头的俯仰角度及水平角度记为一组数据。通过多个特征点获取对应的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，得到联动位置数据，实现点面联动功能的标定。

窗户标定模块300，根据用户在监控图像上标定的至少一个窗户位置及预设的窗户参数生成与每个窗户对应的窗户标定框。

在一些优选的实施例中，上述预设的窗户参数包括窗户尺寸、窗户间距、单层扩展窗户数和扩展楼层数。具体应用时，这些窗户参数均为建筑物的已知信息。

在一些优选的实施例中，窗户标定模块300具体用于执行以下操作：首先，窗户标定模块300接收窗户标定指令，在所述监控图像中标定至少一个窗户位置。也就是说，根据用户的人眼判断，在监控图像中标定至少一个窗户位置，例如可以标定一个窗户位置，或者在建筑物外立面窗户数量较多时也可适当标定多个窗户位置，以提升后续生成窗户标定框的速度。需要说明的是，此处窗户位置是指以窗户左上角顶点的坐标作为窗户的坐标，窗户位置与窗户的坐标相对应。

随后，根据建筑物外立面窗户分布情况可选择合适的生成窗户标定框的方式，具体地，当窗户仅水平分布于同一楼层时，利用已标定的至少一个窗户位置和窗户尺寸，生成该窗户对应的窗户标定框，再根据窗户尺寸、窗户水平间距和单层扩展窗户数，生成该至少一个窗户所在楼层的每个窗户对应的窗户标定框；当窗户仅垂直分布于建筑物的同一垂直方向时，同样利用已标定的至少一个窗户位置和窗户尺寸，生成该窗户对应的窗户标定框，再根据窗户尺寸、窗户垂直间距和垂直扩展楼层数，生成该至少一个窗户所在垂直方向上所有楼层的每个窗户对应的窗户标定框。而当建筑物外立面同时包括水平分布和垂直分布的窗户时，则前述生成水平方向上窗户的窗户标定框和生成垂直方向上窗户的窗户标定框的步骤均要执行，具体地，先生成该至少一个窗户所在楼层的每个窗户对应的窗户标定框，再对该楼层每个窗户生成其所在垂直方向上所有楼层的每个窗户对应的窗户标定框，但应该理解的是，具体执行时可以先进行水平方向上再进行垂直方向上窗户标定框的生成，也可以先进行垂直方向上再进行水平方向上窗户标定框的生成，执行完之后，即可得到建筑物外立面所有楼层中与每个窗户对应的窗户标定框。

在一些更优选的实施例中，窗户标定模块300还用于执行以下操作：对所述窗户标定框的位置进行调整。当生成的窗户标定框与实际的窗户位置有偏差时，可通过对该窗户标定框的位置进行调整，使该窗户标定框与对应图像中的窗户位置吻合，从而提高后续开窗检测的准确度。

开窗检测模块400，用于对窗户标定模块300生成的窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果。

在一些优选的实施例中，开窗检测模块400用于执行以下操作：计算相邻两帧监控图像的所述窗户标定框内像素点的灰度值差值的方差和作为像素变化率，比较所述像素变化率是否大于设定阈值，是则判断为检测到开窗，否则判断为未检测到开窗。当窗户未发生异常时，窗户标定框内像素点的灰度值不会发生明显变化，而当某个窗户出现异常变动时，则窗户标定框内像素点的灰度值变化较大，因此在具体使用时，通过逐帧比较相邻两帧监控图像中窗户标定框内的像素变化率，具体地计算前后两帧监控图像窗户标定框内所有像素点灰度值差值的方差和作为像素变化率，将其与设定阈值进行比较，若计算的像素变化率大于设定阈值，则认为发生开窗行为，否则认为未发生开窗行为。具体应用时，在检测到开窗后，可将该窗户标定框以特殊颜色(例如红色)标记用以预警提示。本实施例通过在监控图像中标定窗户标定框，利用窗户标定框内像素灰度变化实现对是否开窗进行检测，由于仅需在具体的窗户标定框内进行检测，能够大幅度提升开窗检测的速度，实现安保活动中对建筑物外立面窗户微小变化的快速检测。

联动控制模块500，用于根据检测到开窗的所述窗户标定框位置及所述联动位置数据，计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与所述窗户标定框对应的联动图像。其中，所述窗户标定框位置是指以窗户标定框左上角顶点的坐标作为窗户标定框的坐标，窗户标定框位置与窗户标定框的坐标相对应。本实施例通过标注多个特征点记录联动位置数据，可实现对监控图像中任一选定点调整联动摄像头，显示该选定点对应的联动图像，当检测到开窗后，根据窗户标定框位置及联动位置数据，可计算联动摄像头的俯仰角度及水平角度，进而调整联动摄像头显示对应的联动图像，由此可获得该异常窗户的细节信息。

在一些优选的实施例中，根据以下公式计算联动摄像头的俯仰角度及水平角度：

P＝p₀+p₁×x+p₂×y+p₃×x²+p₄×x×y+p₅×y²

其中，P表示联动摄像头的俯仰角度，(x,y)表示特征点的坐标，p₀、p₁、p₂、p₃、p₄和p₅为拟合系数；

T＝q₀+q₁×x+q₂×y+q₃×x²+q₄×x×y+q₅×y²

其中，T表示联动摄像头的水平角度，q₀、q₁、q₂、q₃、q₄和q₅为拟合系数。

在一些更优选的实施例中，开窗检测模块400还用于执行以下操作，在检测到开窗后，利用联动控制模块500显示的检测到开窗的所述窗户标定框对应的联动图像，对检测到的开窗进行异常识别。由于可能存在多种情况引起像素灰度变化，例如开窗行为、人员在窗户边走动、获取的监控图像不稳定等，在利用像素灰度变化进行开窗检测后，为了进一步确认该像素灰度变化是否确实由开窗行为所引起，则可利用联动控制模块500显示检测到开窗的窗户标定框对应的联动图像，对检测到的开窗进一步异常识别，由此提高开窗检测的准确度。具体应用时，可通过人工判断检测到的开窗是否有异常。

在一些更优选的实施例中，窗户标定模块300还用于执行以下操作：利用包含楼层门牌信息的三维模型图，将生成的窗户标定框与楼层门牌信息关联，得到窗户标定数据。具体应用时，该包含楼层门牌信息的三维模型图为已知的测绘数据。

在一些更优选的实施例中，开窗检测模块400还用于执行以下操作：利用窗户标定数据，根据检测到开窗的窗户标定框查找对应的楼层门牌信息，发送包含所述楼层门牌信息的报警信号。根据生成的窗户标定框和窗户标定数据，能够快速定位检测到开窗的窗户对应的楼层门牌信息，根据异常检测结果进行联防报警，由此实现对建筑物外立面窗户的智能化管控，极大地节约了警力资源，提升了重要活动的安保质量。

在一些更优选的实施例中，在对窗户标定框内的像素灰度值进行检测之前，开窗检测模块400还用于对待检测监控图像进行预处理。其中预处理操作包括但不限于对该待检测图像进行稳像处理、去雾处理、增亮处理等。通过预处理操作，使得待检测监控图像更加清晰稳定，提升了图像质量，由此可提升开窗行为检测的准确性。

使用时，可将待检测监控图像、检测到开窗的窗户标定框对应的联动图像和三维模型图同时显示。具体地，报警可采用声音和/或图像形式，同时可将每次开窗报警的监控图像、检测到开窗的窗户标定框对应的联动图像、开窗检测结果、检测到开窗的窗户标定框对应的楼层门牌信息、异常识别结果和开窗过程图像序列形成开窗报警事件。

在其他一些实施例中，该检测系统还包括集中管理模块，该集中管理模块用于记录开窗报警事件、查看开窗报警事件，还用于对开窗报警事件进行数据分析，例如，可对开窗报警事件进行楼层分析，以柱状图的方式，显示观察目标在某一天各楼层开窗报警事件发生的次数，也可设定按时间段进行统计该观察目标开窗报警事件发生的次数。

实施例二

如图2所示，为本实施例二提供的开窗报警检测系统的硬件结构图。本实施例二的开窗报警检测系统包括摄像机501和与该摄像头通信连接的综合处理装置503。优选地，该系统还包括网络交换机502。

摄像机501用于获取包含窗户的监控图像和联动图像。例如可以采用全彩色宽光谱微光摄像机和点面联动跟踪云台摄像机实现。可以理解的是，必要时摄像机501还可以包括高精度转台和外围支撑结构。通过网络交换机502将摄像机501获取的图像通过网络传送汇总至网络交换机502最终与综合处理装置503相连。图像获取模块100可通过该摄像机501获取包含窗户的监控图像以及对应的联动图像。

综合处理装置503用于显示所述监控图像和所述联动图像，并根据用户在监控图像上标注的多个特征点位置以及对应的多组校准后的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，记录得到联动位置数据；还用于根据用户在监控图像上标定的至少一个窗户位置及预设的窗户参数生成与每个窗户对应的窗户标定框；还用于对所述窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果；还用于根据检测到开窗的所述窗户标定框位置及所述联动位置数据，计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与所述窗户标定框对应的联动图像。前述联动标定模块200、窗户标定模块300、开窗检测模块400和联动控制模块500可通过该综合处理装置503实现。

实施例三

如图3所示，为本实施例三提供的开窗报警检测方法的流程图，该方法包括以下步骤：

首先步骤S1中，获取包含窗户的监控图像和联动图像。

随后步骤S2中，显示所述监控图像和所述联动图像，并根据用户在监控图像上标注的多个特征点位置以及对应的多组校准后的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，记录得到联动位置数据。

随后步骤S3中，根据用户在监控图像上标定的至少一个窗户位置及预设的窗户参数生成与每个窗户对应的窗户标定框。

随后步骤S4中，对所述窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果，

最后步骤S5中，根据检测到开窗的所述窗户标定框位置及所述联动位置数据，计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与所述窗户标定框对应的联动图像。

在一些优选的实施例中，所述窗户参数包括窗户尺寸、窗户水平间距、窗户垂直间距、单层扩展窗户数和垂直扩展楼层数。

在一些优选的实施例中，所述步骤S3具体包括以下步骤：

接收窗户标定指令，在所述监控图像中标定至少一个窗户位置；

根据所述窗户尺寸、窗户水平间距和单层扩展窗户数，利用标定的所述至少一个窗户位置，生成所述至少一个窗户所在楼层的每个窗户对应的窗户标定框；

和/或

根据所述窗户尺寸、窗户垂直间距和垂直扩展楼层数，利用标定的所述至少一个窗户位置，生成所述至少一个窗户在垂直方向上所有楼层的每个窗户对应的窗户标定框。

具体地，首先，接收窗户标定指令，在所述监控图像中标定至少一个窗户位置；随后，根据建筑物外立面窗户分布情况可选择合适的生成窗户标定框的方式，具体地，当窗户仅水平分布于同一楼层时，则根据窗户尺寸、窗户水平间距和单层扩展窗户数，利用已标定的至少一个窗户位置，生成该至少一个窗户所在楼层的每个窗户对应的窗户标定框；当窗户仅垂直分布于建筑物的同一垂直方向时，则根据窗户尺寸、窗户垂直间距和垂直扩展楼层数，利用已标定的至少一个窗户位置，生成该至少一个窗户所在垂直方向上所有楼层的每个窗户对应的窗户标定框。而当建筑物外立面同时包括水平分布和垂直分布的窗户时，则前述生成水平方向上窗户的窗户标定框和生成垂直方向上窗户的窗户标定框的步骤均要执行，具体地，先生成该至少一个窗户所在楼层的每个窗户对应的窗户标定框，再对该楼层每个窗户生成其所在垂直方向上所有楼层的每个窗户对应的窗户标定框，但应该理解的是，具体执行时可以先进行水平方向上再进行垂直方向上窗户标定框的生成，也可以先进行垂直方向上再进行水平方向上窗户标定框的生成，执行完之后，即可得到建筑物外立面所有楼层中与每个窗户对应的窗户标定框。

在一些更优选的实施例中，步骤S3中生成与每个窗户对应的窗户标定框之后还包括：对所述窗户标定框的位置进行调整。

在一些优选的实施例中，所述步骤S4具体包括：计算相邻两帧监控图像的所述窗户标定框内像素点的灰度值差值的方差和作为像素变化率，比较所述像素变化率是否大于设定阈值，是则判断为检测到开窗，否则判断为未检测到开窗。

在一些更优选的实施例中，步骤S4还包括：检测到开窗后，利用所述联动控制模块显示的检测到开窗的所述窗户标定框对应的联动图像，对检测到的开窗进行异常识别。

在一些更优选的实施例中，步骤S5中根据以下公式计算联动摄像头的俯仰角度及水平角度：

P＝p₀+p₁×x+p₂×y+p₃×x²+p₄×x×y+p₅×y²

其中，P表示联动摄像头的俯仰角度，(x,y)表示特征点的坐标，p₀、p₁、p₂、p₃、p₄和p₅为拟合系数；

T＝q₀+q₁×x+q₂×y+q₃×x²+q₄×x×y+q₅×y²

其中，T表示联动摄像头的水平角度，q₀、q₁、q₂、q₃、q₄和q₅为拟合系数。

在一些优选的实施例中，步骤S3中生成与每个窗户对应的窗户标定框之后还包括：利用包含楼层门牌信息的三维模型图，将所述窗户标定框与所述楼层门牌信息关联，得到窗户标定数据。

在一些更优选的实施例中，步骤S4中检测到开窗后，还包括：利用所述窗户标定数据，根据检测到开窗的窗户标定框查找对应的楼层门牌信息，发送包含所述楼层门牌信息的报警信号。

需要说明的是，前述实各个施例的开窗报警检测方法中，并非严格按照顺序从步骤S1到步骤S5执行，在前后步骤不冲突、不矛盾，能够实现相应的技术效果的前提下，可对具体步骤执行顺序进行适应性调整。

应该理解地是，本发明的开窗报警检测方法的原理与前开窗报警检测系统相同，因此对于开窗报警检测系统的实施例的具体阐述也适用于该方法。

本发明还提供了该开窗报警检测系统的具体应用，如图4和图5所示。其中，图4所示为标注特征点后监控图像中一个特征点与对应的联动图像的结果图，其中，图4左端的一列数据为编号1至10共10个特征点的坐标、水平角度和俯仰角度信息，即在该具体实施例中选取了10个特征点，图4右端的上半部分为云台控制交互端口，下半部分为云台状态，可显示当前选定的特征点所对应的云台的水平角度及俯仰角度状态，选定特征点后通过联动图像能够更清晰观察目标窗户的动态。图5为生成窗户标定框的结果图。当对某个窗户标定框检测到开窗后，可利用相应的联动图像进一步进行异常识别，还可以利用窗户标定数据快速定位到窗户的楼层门牌信息。

综上所述，本发明通过在监控图像中标定窗户标定框，利用窗户标定框内像素灰度变化实现对是否开窗进行检测，由于仅需在具体的窗户标定框内进行检测，能够大幅度提升开窗检测的速度，实现安保活动中对建筑物外立面窗户微小变化的快速检测；本发明通过标注特征点记录联动位置数据，可实现对监控图像中任一选定点调整联动摄像头，显示该选定点对应的联动图像，当检测到开窗后，根据窗户标定框位置及联动位置数据，可计算联动摄像头的俯仰角度及水平角度，进而调整联动摄像头显示对应的联动图像，由此可获得该异常窗户的细节信息。此外，本发明在检测到开窗后，利用联动图像显示的清晰细节信息，可进一步进行异常识别，由此提高开窗检测的准确度。本发明根据生成的窗户标定框和窗户标定数据，能够快速定位检测到开窗的窗户对应的楼层门牌信息，根据异常检测结果进行联防报警，由此实现对建筑物外立面窗户的智能化管控，极大地节约了警力资源，提升了重要活动的安保质量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种开窗报警检测系统，其特征在于，该系统包括：图像获取模块、联动标定模块、窗户标定模块、开窗检测模块和联动控制模块；

所述图像获取模块，用于获取包含窗户的监控图像和联动图像；

所述联动标定模块，用于显示所述监控图像和所述联动图像，并根据用户在监控图像上标注的多个特征点位置以及对应的多组校准后的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，记录得到联动位置数据；

所述窗户标定模块，用于根据用户在监控图像上标定的至少一个窗户位置及预设的窗户参数生成与每个窗户对应的窗户标定框；

所述开窗检测模块，用于对所述窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果；

所述联动控制模块，用于根据检测到开窗的窗户标定框位置及所述联动位置数据，计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与检测到开窗的窗户标定框对应的联动图像。

2.根据权利要求1所述的开窗报警检测系统，其特征在于：所述窗户参数包括窗户尺寸、窗户水平间距、窗户垂直间距、单层扩展窗户数和垂直扩展楼层数。

3.根据权利要求2所述的开窗报警检测系统，其特征在于，所述窗户标定模块具体用于执行以下操作：

接收窗户标定指令，在所述监控图像中标定至少一个窗户位置；

根据所述窗户尺寸、窗户水平间距和单层扩展窗户数，利用标定的所述至少一个窗户位置，生成所述至少一个窗户所在楼层的每个窗户对应的窗户标定框；

和/或

根据所述窗户尺寸、窗户垂直间距和垂直扩展楼层数，利用标定的所述至少一个窗户位置，生成所述至少一个窗户在垂直方向上所有楼层的每个窗户对应的窗户标定框。

4.根据权利要求3所述的开窗报警检测系统，其特征在于，所述窗户标定模块还用于执行以下操作：

接收窗户调整指令，对所述窗户标定框的位置进行调整。

5.根据权利要求1所述的开窗报警检测系统，其特征在于，所述开窗检测模块用于执行以下操作：

计算相邻两帧监控图像的所述窗户标定框内像素点的灰度值差值的方差和作为像素变化率，比较所述像素变化率是否大于设定阈值，是则判断为检测到开窗，否则判断为未检测到开窗。

6.根据权利要求5所述的开窗报警检测系统，其特征在于，所述开窗检测模块还用于执行以下操作：

检测到开窗后，利用所述联动控制模块显示的检测到开窗的所述窗户标定框对应的联动图像，对检测到的开窗进行异常识别。

7.根据权利要求1-6任一项所述的开窗报警检测系统，其特征在于，所述联动控制模块根据以下公式计算联动摄像头的俯仰角度及水平角度：

P＝p₀+p₁×x+p₂×y+p₃×x²+p₄×x×y+p₅×y²

其中，P表示联动摄像头的俯仰角度，(x,y)表示特征点的坐标，p₀、p₁、p₂、p₃、p₄和p₅为拟合系数；

T＝q₀+q₁×x+q₂×y+q₃×x²+q₄×x×y+q₅×y²

其中，T表示联动摄像头的水平角度，q₀、q₁、q₂、q₃、q₄和q₅为拟合系数。

8.根据权利要求1-7任一项所述的开窗报警检测系统，其特征在于，所述窗户标定模块还用于执行以下操作：

利用包含楼层门牌信息的三维模型图，将所述窗户标定框与所述楼层门牌信息关联，得到窗户标定数据。

9.根据权利要求8所述的开窗报警检测系统，其特征在于，所述开窗检测模块还用于执行以下操作：

利用所述窗户标定数据，根据检测到开窗的窗户标定框查找对应的楼层门牌信息，发送包含所述楼层门牌信息的报警信号。

10.一种开窗报警检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取包含窗户的监控图像和联动图像；

显示所述监控图像和所述联动图像，并根据用户在监控图像上标注的多个特征点位置以及对应的多组校准后的联动摄像头的俯仰角度及水平角度，记录得到联动位置数据；

根据用户在监控图像上标定的至少一个窗户位置及预设的窗户参数生成与每个窗户对应的窗户标定框；

对所述窗户标定框内的像素灰度值进行检测，得到是否开窗的检测结果；

根据检测到开窗的窗户标定框位置及所述联动位置数据，计算所述联动摄像头的俯仰角度及水平角度，调整所述联动摄像头以显示与检测到开窗的窗户标定框对应的联动图像。

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