CN113179387B - 一种智能监控系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种智能监控系统和方法，通过计算机视觉技术对监控图像进行智能分析和处理，能够在无人条件下进行全程自动化的监控，实现7×24小时无间断监控、灯光自动控制和精确报警，降低了人力成本，对于异常情况的反应速度也显著提升。

Description

一种智能监控系统和方法
技术领域
本发明涉及视频监控领域，具体涉及一种智能监控系统和智能监控方法。
背景技术
传统视频监控是一种被动型的系统。这种系统具有同步监视和远程控制的特点，可以在事后有需要时调出影像进行事件回放。由于其缺乏智能特性，所以要求必须有监控人员进行实时监视，通过人为的分析对事件作出判断，发出报警。可以说，不管是影像回放、实时监管、发出报警，都是以人的作用为关键。然而，随着监控设备的和监控对象的不断增加，监控数据大规模增长，人的精力有限，无法做到一直保持效率，实时的全方面监控难以达成，更不用说根据实时监控作出判读报警。
另外，录像数据的大规模增加，也为网络的传输与数据的保存带来了非常大的负担。网络带宽和服务器承载力的限制导致传统视频监控系统只能采用高压缩率的数字压缩技术，压缩技术对数据的损害表现出来就是图像不清晰。且传统网络容易受周围环境干扰，这为后期的处理带来很大的问题。为解决这些难题，相关部门只好采用网速高的光纤专网来进行数据传输，以保证视频的清晰度。这样的措施在解决问题的同时，却造成了技术成本的提高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是传统视频监控难以实现全方面监控，很难根据实时监控作出判读报警以及人力成本和技术成本高。
根据第一方面，一种实施例中提供一种智能监控方法，包括：
开启监控区域在线视频监控；
获取监控区域监控图像信息；
根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光，判断为是则发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作，所述调光操作包括开启灯具、关闭灯具和调节灯具亮度中的一者。
一实施例中，所述根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光包括：统计监控区域人数，以计算监控区域人群密度，并根据人群密度判断是否需要进行调光。
一实施例中，还包括获取监控区域人员人脸信息，判断是否有人脸存在特定人脸库中，若判断为是，则生成提示信息并发送调光指令，所述提示信息包括电话提示、短信提示、广播提示和显示界面弹窗提示中的一者或多者，所述调光指令包括灯具亮度调节指令，用于使灯具进行亮度调节操作，使得能够获取更清晰的特定人脸信息。
一实施例中，还包括在监控区域设置云台摄像头，用于跟踪拍摄目标人员，将目标人员的位置信息以坐标形式发送到处理单元，处理单元生成目标人员的移动轨迹。
一实施例中，所述发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作还包括检测监控区域灯具是否调光成功，若检测到调光失败，则重新发送调光指令并记录重发次数，当重发次数大于设定阈值M时，停止重发调光指令，日志记录异常信息，所述阈值M是大于或等于1的自然数。
根据第二方面，一种实施例中提供一种智能监控系统，包括：
控制单元，用于开启监控区域在线视频监控；
监控单元，用于获取监控区域监控图像信息；
处理单元，用于根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光，判断为是则发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作，所述调光操作包括开启灯具、关闭灯具和调节灯具亮度中的一者。
一实施例中，所述根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光包括：统计监控区域人数，以计算监控区域人群密度，并根据人群密度判断是否需要进行调光。
一实施例中，还包括获取监控区域人员人脸信息，判断是否有人脸存在特定人脸库中，若判断为是，则生成提示信息并发送调光指令，所述提示信息包括电话提示、短信提示、广播提示和显示界面弹窗提示中的一者或多者，所述调光指令包括灯具亮度调节指令，用于使灯具进行亮度调节操作，使得能够获取更清晰的特定人脸信息。
一实施例中，还包括在监控区域设置云台摄像头，用于跟踪拍摄目标人员，将目标人员的位置信息以坐标形式发送到处理单元，处理单元生成目标人员的移动轨迹。
一实施例中，所述发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作还包括检测监控区域灯具是否调光成功，若检测到调光失败，则重新发送调光指令并记录重发次数，当重发次数大于设定阈值M时，停止重发调光指令，日志记录异常信息，所述阈值M是大于或等于1的自然数。
依据上述实施例的智能监控系统和方法，由于智能监控系统以数字化和信息化为发展方向，通过计算机视觉技术对监控图像进行智能分析和处理，能够在无人条件下进行全程自动化的监控，实现7×24小时无间断监控、灯光自动控制和精确报警，降低了人力成本，对于异常情况的反应速度也显著提升。
附图说明
图1为一种实施例的智能监控系统的原理图；
图2为一种实施例的智能监控方法的流程图；
图3为另一种实施例的智能监控方法的流程图；
图4为又一种实施例的智能监控方法的流程图；
图5为一种实施例的智能监控系统的视频实时浏览页的效果图；
图6为一种实施例的智能监控系统的设备在线搜索页的效果图；
图7为一种实施例的智能监控系统的报警查询页的效果图；
图8为一种实施例的智能监控系统的设备管理页的效果图；
图9为一种实施例的智能监控系统的系统日志页的效果图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一
请参考图1，本发明一实施例中提供一种智能监控系统，智能监控系统包括监控单元10、传输单元20、控制单元30、处理单元40和显示记录单元50。
监控单元10包括监控摄像头11和灯控主机13，监控摄像头11用于在线监控监控区域和获取监控区域图像信息，灯控主机13用于接收调光指令使灯具进行相应调光操作和检测灯具是否成功调光。
传输单元20包括交换机23、网络视频录像机(NVR)21和无线路由器25，交换机23用于与监控单元10、网络视频录像机21和无线路由器25实现通信，网络视频录像机21用于与有线终端60和交换机23实现通信，无线路由器25用于与无线终端和交换机23实现通信。传输单元20用于监控区域图像信息和控制命令信息的传输。
控制单元30、处理单元40和显示记录单元50内嵌于有线终端60或无线终端70内，控制单元30用于开启监控区域在线视频监控，处理单元40用于根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光，判断为是则发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作，所述调光操作包括开启灯具、关闭灯具和调节灯具亮度中的一者，显示记录单元50用于实现用户与系统的交互和记录系统日志信息。
在一实施例中，处理单元40和控制单元30内嵌于监控摄像头内，能够提高系统的工作效率。
在一实施例中，智能监控系统有一Web端系统平台，Web端系统平台通过B/S模式搭建，以MVC模式实现并使用了IOC与Unitity容器，所述Unitity容器为IOC Container，Web端系统平台前端界面使用了winform框架。
在一实施例中，所述根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光包括统计监控区域人数，以计算监控区域人群密度，并根据人群密度判断是否需要进行调光。
在一实施例中，还包括获取监控区域人员人脸信息，判断是否有人脸存在特定人脸库中，若判断为是，则生成提示信息并发送调光指令，所述提示信息包括电话提示、短信提示、广播提示和显示界面弹窗提示中的一者或多者，所述调光指令包括灯具亮度调节指令，用于使灯具进行亮度调节操作，使得能够获取更清晰的特定人脸信息。在一实施例中，人脸验证结果存储在消息队列中，验证信息从队列中读取结果显示，防止频繁弹出验证信息而造成程序卡死。
在一实施例中，还包括在监控区域设置云台摄像头，用于跟踪拍摄目标人员，将目标人员的位置信息以坐标形式发送到处理单元，处理单元生成目标人员的移动轨迹。在一实施例中，云台摄像头与被拍摄对象的距离通过公式F＝wD/W、F＝hD/H计算可得出，式中F为镜头焦距，w为图像宽度(被拍摄对象成像宽度)，W为被拍摄对象宽度，D为云台摄像灯与被拍摄对象的距离，h为图像高度(被拍摄对象成像高度)，H为被拍摄对象的高度。在一实施例中，移动轨迹通过如下方法生成：首先平滑和分割运动信息特征，然后在每段里面选取运动信息最大的帧为关键帧，不断计算当前帧与最后一个关键帧之间的差异，消除差异小于设定阈值的帧，差异超过设定阈值被当作新关键帧，对关键帧集合使用四元数球面插值方法重构出与原始序列帧数的重建序列，将原始帧与重建帧的平均帧间距表示为重构误差，并在重构误差中引入速度误差，以此来检索视频中的运动数据，从而得到移动轨迹。
在一实施例中，所述发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作还包括检测监控区域灯具是否调光成功，若检测到调光失败，则重新发送调光指令并记录重发次数，当重发次数大于设定阈值M时，停止重发调光指令，日志记录异常信息，所述阈值M是大于或等于1的自然数。
在一实施例中，智能监控系统能够实现对16个监控区域的在线视频监控。
在一实施例中，智能监控系统还包括视频实时预览功能，局域网内摄像头视频实时预览，可以分1屏、4屏、9屏、16屏显示，还可以实现视频页面在线抓拍和视频录制。例如，图5是一种实施例的智能监控系统的视频实时浏览页的效果图。
在一实施例中，智能监控系统还包括设备在线搜索功能，搜索同一局域网中在线的摄像头，也可以激活未激活的摄像头，也可以重新配置网络，还可以通过添加到我的设备按钮，直接将该设备添加到我的设备列表中。例如，图6是一种实施例的智能监控系统的设备在线搜索页的效果图。
在一实施例中，智能监控系统还包括报警查询功能，查询系统接入设备产生的报警信息。例如，图7是一种实施例的智能监控系统的报警查询页的效果图。
在一实施例中，智能监控系统还包括设备管理功能，查询、添加、修改、删除接入系统的设备信息，还可以做报警相关配置，设置自动化控制参数。例如，图8是一种实施例的智能监控系统的设备管理页的效果图。
在一实施例中，智能监控系统能够手动配置抓拍图片，手动选择录像存储路径。在一实施例中，智能监控系统数据库使用的是Mysql数据库。
在一实施例中，智能监控系统还包括用户管理功能，查询、添加、修改、删除系统账号和用户信息。
在一实施例中，智能监控系统能够查询系统日志信息。例如，图9是一种实施例的智能监控系统的系统日志页的效果图。
在一实施例中，智能监控系统还包括分组管理功能，将设备进行分组，以组为基本单位对设备进行控制。
在一实施例中，智能监控系统还包括抓拍配置功能，设置人脸抓拍摄像头运行参数，包括单个目标人脸抓拍次数、抓拍阀值、目标生成速度、目标检测灵敏度、比对报警模式和抓拍图片大小。
在一实施例中，智能监控系统还包括检测配置功能，查询、添加、修改、删除人脸信息，并注册到特定人脸库。
实施例二
请参考图2，本发明一实施例中提供一种智能监控方法，包括步骤S100-S190。
步骤S100：开启在线视频监控。开启监控区域的监控摄像头对监控区域进行在线视频监控。在一实施例中，最多可以同时监控16个监控区域。
步骤S110：获取监控图像信息。监控摄像头将监控画面转化为图像信息，发送到处理单元。
步骤S120：判断监控区域是否有人。处理单元接收图像信息，对图像信息进行处理判断监控区域内是否有人。在一实施例中，调用人形识别接口来判断监控区域内是否有人。
若判断为否，返回步骤S110，且通过吃判断减少不必要的逻辑判断和日志记录，提高程序的健壮性，保障程序正常运行。
若判断为是，执行步骤S130：获取人数并计算人群密度。根据图像信息获取监控区域的人数并计算人群密度，人群密度的计算方式为人群密度/监控区域面积。在一实施例中，调用人形识别接口来获取监控区域人数。
步骤S140：根据人群密度生成调光指令。根据人群密度与照明密度的关系表得出符合该监控区域的调光指令发送至灯控主机。
步骤S150：灯控主机接收调光指令。灯控主机接收到调光指令后控制该监控区域的灯具进行调光。
步骤S160：判断监控区域是否调光成功。灯控主机检测监控区域灯具是否调光成功。
若步骤S160判断为否，执行步骤S170：重发处理，并记录重发次数。灯控主机重新控制灯具进行调光，并记录重发次数。
步骤S180：重发次数小于等于阈值。重发次数小于等于预设的阈值时，灯控主机重新控制灯具进行调光。重发次数大于预设的阈值时，不再重新进行调光，日志记录调光失败。例如，设置阈值为3，调光失败次数大于三次时则在日志中记录调光失败的结果，便于维护人员快速定位故障区域。
若步骤S160判断为是，执行步骤S190：日志记录，流程结束。系统日志记录调光信息，包括成功调光信息和失败调光信息。
实施例三
请参考图3，本发明一实施例中提供一种智能监控方法，包括步骤S200-S300。
步骤S200：开启在线视频监控。开启监控区域的监控摄像头对监控区域进行在线视频监控。在一实施例中，最多可以同时监控16个监控区域。
步骤S210：获取监控图像信息。监控摄像头将监控画面转化为图像信息，发送到处理单元。
步骤S220：判断监控区域是否有人。处理单元接收图像信息，对图像信息进行处理判断监控区域内是否有人。在一实施例中，调用人形识别接口来判断监控区域内是否有人。
若判断为否，返回步骤S210，且通过吃判断减少不必要的逻辑判断和日志记录，提高程序的健壮性，保障程序正常运行。
若判断为是，执行步骤S230：获取监控区域人脸信息。根据监控区域图像信息获取监控区域人脸信息。在一实施例中，调用人脸识别接口来获取监控区域人脸信息。
步骤S240：是否存在特定人脸库中人脸。将监控区域人脸信息与特定人脸库中人脸信息进行对比，判断是否存在特定人脸库中人脸。
若判断为否，返回步骤S230，且通过吃判断减少不必要的逻辑判断和日志记录，提高程序的健壮性，保障程序正常运行。
若判断为是，执行步骤S250：生成提示信息和调光指令。提示信息包括电话提示、短信提示、广播提示和显示界面弹窗提示中的一者或多者，调光指令包括灯具亮度调节指令，用于使灯具进行亮度调节操作，使得能够获取更清晰的特定人脸信息。
步骤S260：灯控主机接收调光指令。灯控主机接收到调光指令后控制该监控区域的灯具进行调光。
步骤S270：判断监控区域是否调光成功。灯控主机检测监控区域灯具是否调光成功。
若步骤S270判断为否，执行步骤S280：重发处理，并记录重发次数。灯控主机重新控制灯具进行调光，并记录重发次数。
步骤S290：重发次数小于等于阈值。重发次数小于等于预设的阈值时，灯控主机重新控制灯具进行调光。重发次数大于预设的阈值时，不再重新进行调光，日志记录调光失败。例如，设置阈值为3，调光失败次数大于三次时则在日志中记录调光失败的结果，便于维护人员快速定位故障区域。
若步骤S270判断为是，执行步骤S300：日志记录，流程结束。系统日志记录特定人脸信息和调光信息，调光信息包括成功调光信息和失败调光信息。
在一实施例中，将不同等级的客户的人脸信息配置到不同人脸库中，不同等级的客户出现在监控区域时发出相应的提示信息，进行个性化的服务。
实施例四
请参考图4，本发明一实施例中提供一种智能监控方法，包括步骤S400-S480。
步骤S400：开启在线视频监控。开启监控区域的监控摄像头对监控区域进行在线视频监控。在一实施例中，最多可以同时监控16个监控区域。
步骤S410：获取监控图像信息。监控摄像头将监控画面转化为图像信息，发送到处理单元。
步骤S420：判断监控区域是否有人。处理单元接收图像信息，对图像信息进行处理判断监控区域内是否有人。在一实施例中，调用人形识别接口来判断监控区域内是否有人。
若判断为否，返回步骤S410，且通过吃判断减少不必要的逻辑判断和日志记录，提高程序的健壮性，保障程序正常运行。
若判断为是，执行步骤S430：获取监控区域人脸信息。根据监控区域图像信息获取监控区域人脸信息。在一实施例中，调用人脸识别接口来获取监控区域人脸信息。
步骤S440：是否存在特定人脸库中人脸。将监控区域人脸信息与特定人脸库中人脸信息进行对比，判断是否存在特定人脸库中人脸。
若判断为否，返回步骤S430，且通过吃判断减少不必要的逻辑判断和日志记录，提高程序的健壮性，保障程序正常运行。
若判断为是，执行步骤S450：控制云台摄像头跟踪拍摄目标人员。
步骤S460：将目标人员位置信息发送到处理单元。将目标人员的位置信息以坐标形式发送到处理单元。
步骤S470：生成目标人员移动轨迹。在一实施例中，移动轨迹通过如下方法生成：首先平滑和分割运动信息特征，然后在每段里面选取运动信息最大的帧为关键帧，不断计算当前帧与最后一个关键帧之间的差异，消除差异小于设定阈值的帧，差异超过设定阈值被当作新关键帧，对关键帧集合使用四元数球面插值方法重构出与原始序列帧数的重建序列，将原始帧与重建帧的平均帧间距表示为重构误差，并在重构误差中引入速度误差，以此来检索视频中的运动数据，从而得到移动轨迹。
步骤S480：日志记录，流程结束。系统日志记录特定人脸信息和目标人员移动轨迹。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (2)

1.一种智能监控方法，其特征在于，包括：
开启监控区域在线视频监控；
获取监控区域监控图像信息；
根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光，判断为是则发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作，所述调光操作包括开启灯具、关闭灯具和调节灯具亮度中的一者；
所述根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光包括：统计监控区域人数，以计算监控区域人群密度，并根据人群密度判断是否需要进行调光；
还包括获取监控区域人员人脸信息，判断是否有人脸存在特定人脸库中，若判断为是，则生成提示信息并发送调光指令，所述提示信息包括电话提示、短信提示、广播提示和显示界面弹窗提示中的一者或多者，所述调光指令包括灯具亮度调节指令，用于使灯具进行亮度调节操作，使得能够获取更清晰的特定人脸信息；人脸验证结果存储在消息队列中，验证信息从队列中读取结果显示；
所述发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作还包括检测监控区域灯具是否调光成功，若检测到调光失败，则重新发送调光指令并记录重发次数，当重发次数大于设定阈值M时，停止重发调光指令，日志记录异常信息，所述阈值M是大于或等于1的自然数；
还包括在监控区域设置云台摄像头，用于跟踪拍摄目标人员，将目标人员的位置信息以坐标形式发送到处理单元，处理单元生成目标人员的移动轨迹；
云台摄像头与被拍摄对象的距离通过公式F＝wD/W、F＝hD/H计算得出，式中F为镜头焦距，w为图像宽度，W为被拍摄对象宽度，D为云台摄像头与被拍摄对象的距离，h为图像高度，H为被拍摄对象的高度；
移动轨迹通过如下方法生成：首先平滑和分割运动信息特征，然后在每段里面选取运动信息最大的帧为关键帧，不断计算当前帧与最后一个关键帧之间的差异，消除差异小于设定阈值的帧，差异超过设定阈值被当作新关键帧，对关键帧集合使用四元数球面插值方法重构出与原始序列帧数的重建序列，将原始帧与重建帧的平均帧间距表示为重构误差，并在重构误差中引入速度误差，以此来检索视频中的运动数据，从而得到移动轨迹；
还包括设备在线搜索功能，搜索同一局域网中在线的摄像头，激活未激活的摄像头、重新配置网络、通过添加到我的设备按钮，直接将该设备添加到我的设备列表中。
2.一种智能监控系统，其特征在于，包括：
控制单元，用于开启监控区域在线视频监控；
监控单元，用于获取监控区域监控图像信息；
处理单元，用于根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光，判断为是则发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作，所述调光操作包括开启灯具、关闭灯具和调节灯具亮度中的一者；
所述根据所述监控区域监控图像信息判断是否需要进行调光包括：统计监控区域人数，以计算监控区域人群密度，并根据人群密度判断是否需要进行调光；
还包括获取监控区域人员人脸信息，判断是否有人脸存在特定人脸库中，若判断为是，则生成提示信息并发送调光指令，所述提示信息包括电话提示、短信提示、广播提示和显示界面弹窗提示中的一者或多者，所述调光指令包括灯具亮度调节指令，用于使灯具进行亮度调节操作，使得能够获取更清晰的特定人脸信息；人脸验证结果存储在消息队列中，验证信息从队列中读取结果显示；
还包括在监控区域设置云台摄像头，用于跟踪拍摄目标人员，将目标人员的位置信息以坐标形式发送到处理单元，处理单元生成目标人员的移动轨迹；
云台摄像头与被拍摄对象的距离通过公式F＝wD/W、F＝hD/H计算得出，式中F为镜头焦距，w为图像宽度，W为被拍摄对象宽度，D为云台摄像头与被拍摄对象的距离，h为图像高度，H为被拍摄对象的高度；
移动轨迹通过如下方法生成：首先平滑和分割运动信息特征，然后在每段里面选取运动信息最大的帧为关键帧，不断计算当前帧与最后一个关键帧之间的差异，消除差异小于设定阈值的帧，差异超过设定阈值被当作新关键帧，对关键帧集合使用四元数球面插值方法重构出与原始序列帧数的重建序列，将原始帧与重建帧的平均帧间距表示为重构误差，并在重构误差中引入速度误差，以此来检索视频中的运动数据，从而得到移动轨迹；
还包括设备在线搜索功能，搜索同一局域网中在线的摄像头，激活未激活的摄像头、重新配置网络、通过添加到我的设备按钮，直接将该设备添加到我的设备列表中；
所述发出调光指令，使监控区域灯具进行调光操作还包括检测监控区域灯具是否调光成功，若检测到调光失败，则重新发送调光指令并记录重发次数，当重发次数大于设定阈值M时，停止重发调光指令，日志记录异常信息，所述阈值M是大于或等于1的自然数。
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