CN111931569B - 安防监控热力图统计系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安防监控热力图统计系统，包括视频监控装置、数据采集模块、图像解析模块、图像分类模块、监控管理模块和分类图像库，所述视频监控装置与图像解析模块连接，所述图像解析模块与数据采集模块连接，所述数据采集模块与图像分类模块连接，所述图像分类模块与分类图像库连接，所述分类图像库与监控管理模块连接；所述视频监控装置用于摄像，所述数据采集模块用于图像数据采集传输给监控管理模块，所述图像解析模块用于解析图像数据，所述图像分类模块用于对图像数据进行分类，所述监控管理模块用于图像数据管理，所述分类图像库用于根据分类保存图像数据。本发明通过事先分类存储减少了查找比对的图像数据的数量，提高了查找效率。

Description

安防监控热力图统计系统

技术领域

本发明涉及视频监控图像识别与分类统计技术领域，特别涉及一种安防监控热力图统计系统。

背景技术

视频监控在安防工程领域应用广泛，随着国家进行的智慧城市与平安社区建设，每个城市都逐步在公共场所安装摄像头，组建安防视频监控系统，以提高城市社区的安全性。

安防视频监控系统的增加，给视频图像数据带来了呈几何级数的增加，而其中可能使用到的图像占比非常小，从中查找效率低，查找难度大，准确率低，使得图像利用率低，这也给安防视频数据的管理与使用造成了混乱与困扰。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种安防监控热力图统计系统，包括视频监控装置、数据采集模块、图像解析模块、图像分类模块、监控管理模块和分类图像库，所述视频监控装置与图像解析模块连接，所述图像解析模块与数据采集模块连接，所述数据采集模块与图像分类模块连接，所述图像分类模块与分类图像库连接，所述分类图像库与监控管理模块连接；所述视频监控装置用于摄像，所述数据采集模块用于图像数据采集传输给监控管理模块，所述图像解析模块用于解析图像数据，所述图像分类模块用于对图像数据进行分类，所述监控管理模块用于图像数据管理，所述分类图像库用于根据分类保存图像数据。

可选的，所述监控管理模块对图像数据管理包括：

对分类图像库的清晰度进行评估，对不清晰图像进行处理或者删除；

把新入库图像与分类图像库保存的同类图像数据进行比对，若发现相同图像则把相同图像删除，把被删除图像的采集时间节点记录与新入库图像进行关联。

可选的，所述视频监控装置还包括防盗报警器和方向调节机构，所述防盗报警器采用接触感应式或者振动感应式，所述方向调节机构用于调节摄像头监控方向。

可选的，所述系统还包括人脸识别模块，所述人脸识别模块与数据采集模块连接，用于识别进入监控范围内的人员。

可选的，所述系统还包括路线跟踪模块，所述路线跟踪模块分别与人脸识别模块和分类图像库连接，所述视频监控装置为多个，路线跟踪模块用于根据多个视频监控装置的摄像对被识别的人员在监控范围内的移动路线进行跟踪记录，并存储到分类图像库。

可选的，所述系统还包括动作解析模块，所述动作解析模块分别与人脸识别模块和分类图像库连接，用于对被识别的人员在监控范围内的行为动作进行解析和记录，并存储到分类图像库。

可选的，所述路线跟踪模块对移动路线的跟踪方式如下：

首先，所述路线跟踪模块内设监控区域地图，并预先对监控区域地图上的通行路线进行罗列与编号；

其次，所述路线跟踪模块对监控区域内的所有视频监控装置进行编号和定位，并把各视频监控装置与各通行路线进行相应关联；

最后，根据摄像对被识别人员进行跟踪，并与各通行路线进行比对确定的通行路线作为人员移动路线，然后对移动路线关联的各视频监控装置的监控摄像按时间顺序进行拼接保存。

可选的，所述视频监控装置包括摄像头，所述方向调节机构包括第一电机、旋转盘、第二电机和横杆，所述第一电机的输出轴连接并驱动旋转盘，所述旋转盘远离第一电机的端面设有两个相对的支杆，所述支杆上对应设置通孔，所述横杆的两端分别插入两个支杆的通孔内，所述第二电机安装在其中有一个支杆的外侧且其轴与横杆连接，所述摄像头安装在横杆上。

可选的，所述人脸识别模块对人脸图像进行以下处理：

首先，根据安防监控图像，建立每帧图像的坐标系，对两帧有不同坐标系的人脸检测到的区域的肤色建立高斯模型：

上式中，g_i表示人脸检测区域肤色高斯模型；F表示颜色向量；F_j表示第j个颜色向量；m表示颜色向量的样本总数；Y表示为两坐标系平移矩阵；

其次，根据人脸检测肤色高斯模型，通过以下公式得到肤色概率：

上式中，G表示人脸肤色概率；δ_i表示高斯系数，k表示肤色高斯模型的个数，例如可取k＝5，

最后，通过对检测到的脸部区域进行肤色统计，得到当前区域中肤色像素点占整个脸部的百分比，利用所占比例的信息来对检测区域进行肤色过滤处理，然后把过滤处理后的图像存储到分类图像库。

可选的，所述系统还包括虚拟机集群，所述虚拟机集群与分类图像库连接，所述虚拟机集群包括多个虚拟机节点，对于安防监控图像用户的访问请求，在监控管理模块接收后，各个虚拟机节点用于判断有没有存储对应于该用户的计时器，若有则根据本次访问请求向对应于该用户的计时器发送延续指令；若没有则创建对应于该用户的计时器，并为该用户生成用户上线消息；各个用户在线期间，以预设时间为周期，每个周期发送一次访问请求；

所述各个虚拟机节点持续地对本地存储的各个计时器进行监测，当监测到在预设超时阈值内未接收到延续指令的计时器时，将该计时器销毁，并为该计时器所对应的用户生成用户下线消息，将包含用户上线消息和用户下线消息的用户状态消息给所述监控管理模块；所述监控管理模块用于对各个虚拟机节点提供的用户状态消息进行统计，根据统计结果生成并存储用户状态信息。

本发明的安防监控热力图统计系统对安防监控的图像数据先进行解析，经解析识别图像后进行分类，然后存储在分类图像库，可通过监控管理模块进行图像的查找；由于事先进行了分类存储，查找时可根据提供的查找要素预先确定图像所属类型，然后在对应分类的图像库内进行查找，大大减少了查找时需要比对的图像数据的数量，缩短了查找时间，提高了查找效率与准确率，方便了安防监控图像的使用。

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为本发明实施例中一种安防监控热力图统计系统示意图；

图2为本发明实施例中视频监控装置的方向调节机构和摄像头立体示意图。

图中：1、第一电机，2、输出轴，3、旋转盘，4、支杆，5、第二电机，6、横杆，7、摄像头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种安防监控热力图统计系统，包括视频监控装置10、数据采集模块30、图像解析模块20、图像分类模块40、监控管理模块60和分类图像库50，所述视频监控装置10与图像解析模块20连接，所述图像解析模块20与数据采集模块30连接，所述数据采集模块30与图像分类模块40连接，所述图像分类模块40与分类图像库50连接，所述分类图像库50与监控管理模块60连接；所述视频监控装置10用于摄像，所述数据采集模块30用于图像数据采集传输给监控管理模块60，所述图像解析模块20用于解析图像数据，所述图像分类模块40用于对图像数据进行分类，所述监控管理模块60用于图像数据管理，所述分类图像库50用于根据分类保存图像数据。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：该系统对安防监控的图像数据先进行解析，经解析识别图像后进行分类，然后存储在分类图像库，可通过监控管理模块进行图像的查找；由于事先进行了分类存储，查找时可根据提供的查找要素预先确定图像所属类型，然后在对应分类的图像库内进行查找，大大减少了查找时需要比对的图像数据的数量，缩短了查找时间，提高了查找效率与准确率，方便了安防监控图像的使用。

在一个实施例中，所述监控管理模块对图像数据管理包括

对分类图像库的清晰度进行评估，对不清晰图像进行处理或者删除；

把新入库图像与分类图像库保存的同类图像数据进行比对，若发现相同图像则把相同图像删除，把被删除图像的采集时间节点记录与新入库图像进行关联。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过对图像的清晰度评估，对不清晰图像进行处理以提高图像质量，若存在无法处理提高品质的无利用价值的图像则进行删除；剔除了无用视频监控图像，减少了视频监控图像数据量，在查找目标视频时可缩短查找时间。

在一个实施例中，所述视频监控装置还包括防盗报警器和方向调节机构，所述防盗报警器采用接触感应式或者振动感应式，用于防止视频监控装置被盗，所述方向调节机构用于调节摄像头监控方向。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过设置防盗报警器来防止视频监控装置被盗，当遇到盗贼时，只要盗贼触碰视频监控装置，即发出报警信号；通过设置方向调节机构来安装视频监控装置，使得视频监控装置可根据情况调节角度，保障监控的范围，防止存在监控死角。

在一个实施例中，所述系统还包括人脸识别模块，所述人脸识别模块与数据采集模块连接，用于识别进入监控范围内的人员。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过人脸识别区分监控区域常驻人员和外来人员，可进而采取具有针对性的监控措施，可以对不同人员的视频监控图像分类存储。

在一个实施例中，所述系统还包括路线跟踪模块，所述路线跟踪模块分别与人脸识别模块和分类图像库连接，所述视频监控装置为多个，路线跟踪模块用于根据多个视频监控装置的摄像对被识别的人员在监控范围内的移动路线进行跟踪记录，并存储到分类图像库。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过设置路线跟踪模块，可对单一对象进行移动路线跟踪，记录活动轨迹，在此基础上，可以对常驻人员日常相同的活动轨迹，采用更新方式保存，以减少视频监控数据量。

在一个实施例中，所述系统还包括动作解析模块，所述动作解析模块分别与人脸识别模块和分类图像库连接，用于对被识别的人员在监控范围内的行为动作进行解析和记录，并存储到分类图像库。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：该方案通过设置动作解析模块，对监控对象的动作进行解析，按照监控对象的动作进行分类存储。当然若发现监控对象的动作存在异常，可能妨碍安全保障，还可以立即发出相关报警提示，以便及时采取果断措施进行防范。

在一个实施例中，所述路线跟踪模块对移动路线的跟踪方式如下：

首先，所述路线跟踪模块内设监控区域地图，并预先对监控区域地图上的通行路线进行罗列与编号；

其次，所述路线跟踪模块对监控区域内的所有视频监控装置进行编号和定位，并把各视频监控装置与各通行路线进行相应关联；

最后，根据摄像对被识别人员进行跟踪，并与各通行路线进行比对确定的通行路线作为人员移动路线，然后对移动路线关联的各视频监控装置的监控摄像按时间顺序进行拼接保存。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过地监控区域内的通行路线预先记录，减少系统运行中路线跟踪的数据处理量，加快路线跟踪的反应速度。

在一个实施例中，所述视频监控装置包括摄像头7，所述方向调节机构包括第一电机1、旋转盘3、第二电机5和横杆6，所述第一电机1的输出轴2连接并驱动旋转盘3，所述旋转盘3远离第一电机1的端面设有两个相对的支杆4，所述支杆4上对应设置通孔，所述横杆6的两端分别插入两个支杆4的通孔内，所述第二电机5安装在其中有一个支杆4的外侧且其轴与横杆6连接，所述摄像头7安装在横杆6上。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过设置方向调节机构，该方向调节机构的旋转盘和横杆都可以做360度旋转，把摄像头安装在方向调节机构上，该方向调节机构通过控制第一电机和第二电机的可以实现全方位无死角监控，第一电机和第二电机可以由视频监控装置内置控制器进行控制，也可以由系统中的监控管理模块控制。

在一个实施例中，所述人脸识别模块对人脸图像进行以下处理：

首先，根据安防监控图像，建立每帧图像的坐标系，对两帧有不同坐标系的人脸检测到的区域的肤色建立高斯模型：

上式中，g_i表示人脸检测区域肤色高斯模型；F表示颜色向量；F_j表示第j个颜色向量；m表示颜色向量的样本总数；Y表示为两坐标系平移矩阵；

其次，根据人脸检测肤色高斯模型，通过以下公式得到肤色概率：

上式中，G表示人脸肤色概率；δ_i表示高斯系数，k表示肤色高斯模型的个数，例如可取k＝5，

最后，通过对检测到的脸部区域进行肤色统计，得到当前区域中肤色像素点占整个脸部的百分比，利用所占比例的信息来对检测区域进行肤色过滤处理，然后把过滤处理后的图像存储到分类图像库。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：人脸的肤色是脸部的重要特征，监控图像中的人脸部位图像质量对识别有重要意义，肤色与光照有关，本方案根据光照变化的影响，采用混合高斯模型通过最大期望算法对肤色进行迭代估计，得到人脸肤色概率，通过概率统计来对检测区域进行肤色过滤，克服了人脸识别的误检测情况，降低人脸识别的错误率；通过肤色过滤提高图像质量，为安防监控图像的使用打下良好基础。

在一个实施例中，所述系统还包括虚拟机集群，所述虚拟机集群与分类图像库连接，所述虚拟机集群包括多个虚拟机节点，对于安防监控图像用户的访问请求，在监控管理模块接收后，各个虚拟机节点用于判断有没有存储对应于该用户的计时器，若有则根据本次访问请求向对应于该用户的计时器发送延续指令；若没有则创建对应于该用户的计时器，并为该用户生成用户上线消息；各个用户在线期间，以预设时间为周期，每个周期发送一次访问请求；

所述各个虚拟机节点持续地对本地存储的各个计时器进行监测，当监测到在预设超时阈值内未接收到延续指令的计时器时，将该计时器销毁，并为该计时器所对应的用户生成用户下线消息，将包含用户上线消息和用户下线消息的用户状态消息给所述监控管理模块；所述监控管理模块用于对各个虚拟机节点提供的用户状态消息进行统计，根据统计结果生成并存储用户状态信息。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：针对安防监控图像的需求用户访问请求，在监控管理模块接收后，通过虚拟机集群的多个虚拟机节点来判断有没有存储对应于该用户的计时器，可支持多用户同时访问，加快系统处理和反应速度，并以监控管理模块对用户的访问请求进行管理。虚拟机集群中所包含的虚拟机节点的数量可以灵活调整：当用户数量多时，可以通过挂接虚拟机节点来服务于更多的用户；当用户数量少时，可以摘除一个虚拟机节点以节约成本，系统具有较强的可扩展性，当某一个虚拟机节点故障时，其他虚拟机节点依然能够确保整个系统的正常运行，具有较强的灾备功能。

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 (7)

1.一种安防监控热力图统计系统，其特征在于，包括视频监控装置、数据采集模块、图像解析模块、图像分类模块、监控管理模块和分类图像库，所述视频监控装置与图像解析模块连接，所述图像解析模块与数据采集模块连接，所述数据采集模块与图像分类模块连接，所述图像分类模块与分类图像库连接，所述分类图像库与监控管理模块连接；所述视频监控装置用于摄像，所述数据采集模块用于图像数据采集传输给监控管理模块，所述图像解析模块用于解析图像数据，所述图像分类模块用于对图像数据进行分类，所述监控管理模块用于图像数据管理，所述分类图像库用于根据分类保存图像数据；

所述系统还包括人脸识别模块，所述人脸识别模块与数据采集模块连接，用于识别进入监控范围内的人员；

所述系统还包括路线跟踪模块，所述路线跟踪模块分别与人脸识别模块和分类图像库连接，所述视频监控装置为多个，路线跟踪模块用于根据多个视频监控装置的摄像对被识别的人员在监控范围内的移动路线进行跟踪记录，并存储到分类图像库；

所述路线跟踪模块对移动路线的跟踪方式如下：

首先，所述路线跟踪模块内设监控区域地图，并预先对监控区域地图上的通行路线进行罗列与编号；

其次，所述路线跟踪模块对监控区域内的所有视频监控装置进行编号和定位，并把各视频监控装置与各通行路线进行相应关联；

最后，根据摄像对被识别人员进行跟踪，并与各通行路线进行比对确定的通行路线作为人员移动路线，然后对移动路线关联的各视频监控装置的监控摄像按时间顺序进行拼接保存。

2.根据权利要求1所述的安防监控热力图统计系统，其特征在于，所述监控管理模块对图像数据管理包括：

对分类图像库的清晰度进行评估，对不清晰图像进行处理或者删除；

把新入库图像与分类图像库保存的同类图像数据进行比对，若发现相同图像则把相同图像删除，把被删除图像的采集时间节点记录与新入库图像进行关联。

3.根据权利要求1所述的安防监控热力图统计系统，其特征在于，所述视频监控装置还包括防盗报警器和方向调节机构，所述防盗报警器采用接触感应式或者振动感应式，所述方向调节机构用于调节摄像头监控方向。

4.根据权利要求1所述的安防监控热力图统计系统，其特征在于，所述系统还包括动作解析模块，所述动作解析模块分别与人脸识别模块和分类图像库连接，用于对被识别的人员在监控范围内的行为动作进行解析和记录，并存储到分类图像库。

5.根据权利要求3所述的安防监控热力图统计系统，其特征在于，所述视频监控装置包括摄像头，所述方向调节机构包括第一电机、旋转盘、第二电机和横杆，所述第一电机的输出轴连接并驱动旋转盘，所述旋转盘远离第一电机的端面设有两个相对的支杆，所述支杆上对应设置通孔，所述横杆的两端分别插入两个支杆的通孔内，所述第二电机安装在其中有一个支杆的外侧且其轴与横杆连接，所述摄像头安装在横杆上。

6.根据权利要求1所述的安防监控热力图统计系统，其特征在于，所述人脸识别模块对人脸图像进行以下处理：

首先，根据安防监控图像，建立每帧图像的坐标系，对两帧有不同坐标系的人脸检测到的区域的肤色建立高斯模型：

上式中，g_i表示人脸检测区域肤色高斯模型；F表示颜色向量；F_j表示第j个颜色向量；m表示颜色向量的样本总数；Y表示为两坐标系平移矩阵；

其次，根据人脸检测肤色高斯模型，通过以下公式得到肤色概率：

上式中，G表示人脸肤色概率；δ_i表示高斯系数，k表示肤色高斯模型的个数，

最后，通过对检测到的脸部区域进行肤色统计，得到当前区域中肤色像素点占整个脸部的百分比，利用所占比例的信息来对检测区域进行肤色过滤处理，然后把过滤处理后的图像存储到分类图像库。

7.根据权利要求1所述的安防监控热力图统计系统，其特征在于，所述系统还包括虚拟机集群，所述虚拟机集群与分类图像库连接，所述虚拟机集群包括多个虚拟机节点，对于安防监控图像用户的访问请求，在监控管理模块接收后，各个虚拟机节点用于判断有没有存储对应于该用户的计时器，若有则根据本次访问请求向对应于该用户的计时器发送延续指令；若没有则创建对应于该用户的计时器，并为该用户生成用户上线消息；各个用户在线期间，以预设时间为周期，每个周期发送一次访问请求；

所述各个虚拟机节点持续地对本地存储的各个计时器进行监测，当监测到在预设超时阈值内未接收到延续指令的计时器时，将该计时器销毁，并为该计时器所对应的用户生成用户下线消息，将包含用户上线消息和用户下线消息的用户状态消息给所述监控管理模块；所述监控管理模块用于对各个虚拟机节点提供的用户状态消息进行统计，根据统计结果生成并存储用户状态信息。

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