CN113660468A - 一种矿用无死角视频组合监控系统 - Google Patents

一种矿用无死角视频组合监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿用无死角视频组合监控系统,该系统包括前端数据采集装置、前端接入装置和云系统控制服务器、终端接入设备和监控终端,前端数据采集设备被用于获取视频图像并将视频图像数据传输到前端接入设备,前端接入装置,用于将前端数据采集装置发送的视频图像数据发送至云系统控制服务器,云系统控制服务器被用于前端数据采集设备采集的视频图像中的目标的行为异常时,分析所述视频图像数据并生成警报,终端接入设备被用于将查看命令从监控终端发送到控制服务器,并将由视频存储服务器发送的视频图像数据发送到监控终端。

Description

一种矿用无死角视频组合监控系统
技术领域
发明涉及视频监控领域,尤其涉及一种矿用无死角视频组合监控系统。
背景技术
能源是国民经济的基础,我国一次性能源70%以上来自于煤炭,95%以上的煤炭产量来自于井工开采,井工开采矿井平均深度500米左右,煤矿井下采、掘工作面地质条件复杂,环境恶劣,自然灾害多,严重影响煤矿生产和人身安全。
煤矿井下生产过程复杂,环境恶劣,自然灾害多,严重影响生产和人身安全,如何加强安全生产,提高预警和事后搜救工作效率,摆到了国家各级主管部门和领导的面前,在经济高速发展、能源供应紧张的形势下,如何处理好保证安全和提高产量的关系,需要深入研究,发展不能以牺牲环境和生命为代价。
为此,如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系,如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能,有效进行矿工管理,保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫,面对新形势、新机遇和新挑战,国家各级主管部门的领导对安全生产工作提出了很高的要求和期望,提升井下安全监控信息化管理水平,加强灾害预防、搜救是安全生产长效机制,是我国安全生产工作的必由之路。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足,本发明提供一种矿用无死角视频组合监控系统。
本发明所采用的技术方案是,该系统包括前端数据采集装置、前端接入装置和云系统控制服务器。
所述前端数据采集装置被用于采集视频图像并将视频图像数据传输给所述前端接入装置。
所述前端接入装置,用于将前端数据采集装置发送的视频图像数据发送至云系统控制服务器。
所述云系统控制服务器被用于当所述前端数据采集设备采集的视频图像中的目标的行为异常时,分析视频图像数据并生成警报,云系统控制服务器包括:视频分析服务器和控制服务器,视频分析服务器用于分析视频图像数据、控制服务器被用于当视频分析服务器确定由前端数据采集设备获取的视频图像中的目标的行为异常时生成警报,视频分析服务器被用于分析视频图像数据。
本发明中,终端接入设备和监控终端,其中,云系统控制服务器还包括视频存储服务器,所述前端接入设备还用于将视频图像数据传输到视频存储服务器;控制服务器还用于在接收到来自监控终端的查看命令后,通知视频存储服务器将视频图像数据发送到监控终端;视频存储服务器,用于存储视频图像数据,并在接收到来自所述控制服务器的通知后,将视频图像数据发送到终端接入设备;终端接入设备被用于将查看命令从监控终端发送到控制服务器,并将由视频存储服务器发送的视频图像数据发送到监控终端。
本发明中,所述终端接入装置还用于在监控终端接入时记录监控装置的设备参数,接收到视频存储服务器发送的视频图像数据后,根据监控终端的设备参数对视频图像数据进行转换,并将转换后的视频图像数据发送给监控终端。
本发明中,所述前端数据采集装置,获取视频图像,并将视频图像数据发送给前端接入装置;前端接入设备将所述前端数据采集设备发送的视频图像数据发送到云系统控制服务器;用于分析所述视频图像数据,并在前端数据采集装置采集的视频图像中的目标的行为异常时生成警报;云系统控制服务器包括:视频分析服务器和控制服务器;在云系统控制服务器对视频图像数据进行分析的步骤中,视频分析服务器对视频图像数据进行分析;在云系统控制服务器在前端数据采集设备采集的视频图像中的目标行为异常时生成警报的步骤中,当视频分析服务器确定由前端数据采集设备采集的视频图像中的目标的行为异常时,控制服务器生成警报。
本发明中,视频分析服务器分析视频图像数据的步骤包括:预先建立背景模型,在接收到视频图像数据后,将图形背景与预先建立的背景模型匹配,以选择匹配的背景模型;以及根据匹配的背景模型的参数选择目标检测算法和目标跟踪算法,检测和跟踪图像背景中的目标,提取目标,将提取的目标与目标样本匹配以识别目标的特征;以及根据目标的特征和预设的监控规则分析目标的行为,确定目标的行为是否异常。
本发明中,所述前端接入设备在将视频图像数据发送到视频分析服务器时,还将视频图像数据发送到所述视频存储服务器;控制服务器通过终端接入设备接收来自监控终端的观看命令,并通知视频存储服务器向监控终端发送视频图像数据;视频存储服务器存储视频图像数据,并在接收到来自控制服务器的通知后将视频图像数据发送到终端接入设备;终端接入装置,将视频存储服务器发送的视频图像数据发送给监控终端。
本发明中,当所述监控终端接入时,终端接入设备记录监控设备的设备参数,在接收到视频存储服务器发送的视频图像数据后,根据监控终端的设备参数转换视频图像数据,以及将转换后的视频图像数据发送给监控终端。
本发明的系统能够准确、实时、快速对煤矿安全进行监控,有效进行矿工管理,保证抢险救灾、安全救护的高效运作,提升井下安全监控信息化管理水平,加强灾害预防以及搜救工作,从而提升我国的煤矿安全生产。
附图说明
图1为本发明的视频监视系统的架构图;
图2为本发明的分析视频图像数据的流程图;
图3为本发明的视频监视方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加明确和明显,下文将结合附图进一步详细说明本发明的实施例,应当说明,本申请中的实施例和实施例中的特征可以彼此任意组合而没有冲突。
云计算是一种利用互联网上资源的模式,依靠互联网上异构、自主的服务,可以让公众用户按需快速访问。由于这些资源都在互联网上,在计算机的流程图中,互联网通常用云模式来表示,它可以类似于云计算。云计算最典型的应用是基于互联网的各种服务,包括:Google搜索、在线文档(GoogleDocs)和基于web的电子邮件系统(Gmail);微软的MSN和Hotmail等。
云计算可以理解为一种分布式计算,其优势是利用云中的大型服务器集群为客户端提供方便、可扩展的服务。在云计算中,服务是由云提供的,对客户端的要求较低,同时对网络性能的要求也较高。移动通信终端由于体积小、能量有限、硬件配置低,相对适合于云计算。随着第三代移动通信的到来,网络性能已不再是移动通信终端的瓶颈,云计算在移动终端中得到了广泛的应用。
为了实现摄像头、编码器等前端数据采集设备与云系统控制服务器之间的通信,为每组前端数据采集设备分配了一条足够带宽的接入链路,并通过前端接入设备与云系统控制服务器之间的连接,实时视频图像可以快速传输到云系统控制服务器,视频图像的管理和调用由云系统控制服务器完成。用户可以通过电视墙或PC观看视频图像,也可以通过移动终端远程观看实时视频图像。传统的视频监控在图像处理方面受到硬件或软件处理能力瓶颈的限制,可以通过云计算强大的计算和处理能力来弥补。
一种矿用无死角视频组合监控系统,包括前端数据采集设备、前端接入设备、云系统控制服务器、终端接入设备、监控终端等,其中,云系统控制服务器包括:视频分析服务器、视频存储服务器、控制服务器。
前端数据获取设备,例如照相机,被用于获取和压缩视频图像数据,然后将压缩的视频图像数据发送到前端接入设备;前端接入设备用于将视频图像数据分发给视频分析服务器和视频存储服务器,并将云系统控制服务器的控制命令转换为摄像机的标准命令,使各种前端数据采集设备(如摄像机)能正确响应控制服务器的命令。
视频分析处理服务器,用于实时分析视频图像数据,根据预设的监控规则判断视频图像中目标的行为是否异常,如果目标的行为异常则产生报警;也可以与附近其他摄像机联动对该区域进行联动监控,并根据用户设置的报警生成模式生成报警。
视频存储服务器被用于存储用于回放和观看的视频图像数据。
视频控制服务器用于根据终端、其他服务器和设备发出的控制命令进行处理。
根据本实施例的视频监控方法包括以下步骤:
步骤1,通过在控制服务器上注册,设置监控摄像机在不同场景下的监控规则和报警生成模式;步骤2,将摄像机获取的视频图像数据通过前端接入设备传输至视频分析服务器;在步骤3中,如果在视频分析服务器对实时发送的视频图像数据进行分析之后,发现目标在图像背景中的行为异常,则根据用户预设的报警生成模式生成报警,例如,通过发送短消息或联动110等报警生成方式,同时联动附近其他摄像机对该区域进行集中监控。
如果用户要监视该区域内发生的情况,则视频存储服务器将根据用户的终端类型发送适合终端显示的码流和格式。
本实施例还提供了一种云系统控制服务器,其用于:接收视频图像数据,所述视频图像数据由前端数据采集设备采集并发送到前端接入设备,所述视频图像数据由前端接入设备发送到云系统控制服务器;和分析所述视频图像数据,当所述前端数据采集设备采集的视频图像中的目标的行为异常时,生成报警。
云系统控制服务器包括:视频分析服务器和控制服务器,其中,视频分析服务器用于分析视频图像数据;控制服务器被用于当由前端数据采集设备获取的视频图像中的目标的行为异常时生成警报。
在上述云系统控制服务器中,视频分析服务器用于通过以下方式分析视频图像数据:预先建立背景模型,接收到视频图像数据后,将图形背景与预先建立的背景模型进行匹配,选择匹配的背景模型;和根据匹配背景模型的参数选择目标检测算法和目标跟踪算法,从图像背景中检测和跟踪目标,提取目标,将提取的目标与目标样本进行匹配,以识别目标的特征,根据目标的特征和预设的监控规则分析目标的行为,判断目标的行为是否异常。
所述视频存储服务器用于接收所述前端接入设备发送的视频图像数据,并存储所述视频图像数据;以及在所述控制服务器接收到来自所述监视终端的观看命令之后接收将所述视频图像数据发送到所述监视终端的通知,并且在接收到来自所述控制服务器的通知之后将所述视频图像数据发送到所述终端接入设备,使得终端接入设备将由视频存储服务器发送的视频图像数据发送到监控终端。
如图1所示,根据本实施例的视频监控系统包括:前端数据采集设备、前端接入设备、视频分析服务器、视频存储服务器、控制服务器、终端接入设备和监控终端。
摄像机等视频数据采集设备可支持wifi或有线互联网等无线互联网模式,接入云系统控制服务器。
前端接入设备被用于将相机获取的视频图像数据分发到视频分析服务器和视频存储服务器。
视频分析服务器被用于分析视频图像数据,图2示出了通过视频分析服务器分析视频图像数据的过程,本实施例的分析过程与现有技术相比增加了背景匹配和目标匹配的过程,该过程包括:在步骤201,视频分析服务器进入背景学习阶段,建立背景模型,将背景模型添加到背景模型库中。
建立背景模型是背景减法的关键部分。根据不同的场景,背景学习的时间是不同的。背景模型通常是通过在系统配置阶段设置自适应学习的时间来建立的。
由于照明等因素会导致背景发生变化,因此需要定期重新学习以更新原始背景模型,在步骤202,将视频图像数据的图形背景与背景模型库中的背景模型匹配,以选择匹配的背景模型;在步骤203,根据匹配背景模型的参数从算法库中选择目标检测算法和目标跟踪算法。
算法库需要预先建立,例如通过帧差、光流、背景减法等目标检测方法,通过建立算法的背景模型参数值和映射信息来实现算法的选择;参数值的范围可以是一个区间。
例如,背景模型的参数包括一个光参数,可以根据光参数的参数值从映射信息中确定所使用的目标检测算法和目标跟踪算法。综上所述,在不同的场景下,目标检测算法和目标跟踪算法有很大的不同,因此需要根据建立的背景模型选择最合适的算法。
在步骤204中,使用生成的目标检测算法从图像背景中检测目标,并且提取检测到的目标,同时跟踪目标。
在步骤205中,提取的目标与目标特征库中的目标样本匹配,以识别目标的特征。
使用云系统控制服务器中的完整目标特征库,可以最大程度地准确识别目标特征。
在步骤206中,根据目标的特征结合预设的监控规则分析目标的行为。
在步骤207中,当目标的行为异常时,根据预设的警报生成模式生成警报
视频存储服务器用于对采集的数据进行云存储,供后续用户回放和查看。
视频控制服务器用于解析监控终端发送的命令,根据设置的报警生成规则,根据视频分析服务器发送的命令,控制摄像机或其他服务器采取相应的动作或生成报警。
终端接入设备用于根据监控终端发送的设备参数(例如,设置的分辨率、处理能力和支持的视频格式等)转换视频存储服务器发送的码流,并以最合适的方式将码流传输到监控终端。监控终端通过终端接入设备接入云系统控制服务器时,接入设备记录终端的设备参数。
监控终端包括一个或多个各种监控终端,如计算机、智能手机和电视墙等。
图3是根据实施例的视频监视方法,包括:在301中,用户在控制服务器上注册,设置诸如监视规则和报警生成模式等信息。
报警生成模式可以使用默认处理模式,也可以由用户定义。
在302中,在设置完成之后,控制服务器向视频分析服务器发送监视规则以确定是否存在异常;在303中,前端设备将从监控区域获取的视频图像数据传输到前端接入设备,并通过前端接入设备将视频图像数据传输到视频分析服务器和视频存储服务器;在304中,视频分析服务器对前端接入设备发送的视频图像数据进行分析,当出现异常时,向控制服务器发送命令,控制服务器根据用户的设置使用相应的报警生成模式;在305中,当用户使用监控终端进行监控时,终端接入设备根据终端的设备参数转换视频以使用最合适的模式发送给监控终端。
本领域普通技术人员可以理解,上述方法中的全部或部分步骤可以通过指示相关硬件的程序来实现,并且这些程序可以存储在计算机可读存储介质中,例如只读存储器、磁盘或光盘等,上述实施例中的全部或部分步骤也可以由一个或多个集成电路实现。因此,上述实施例中的每个模块/单元可以以硬件的形式实现,也可以以软件功能模块的形式实现。本发明不限于任何特定形式的硬件和软件的组合。
上述描述仅仅是本发明的合理实施方案,并不是对本发明的限制。在本发明的技术原理和框架内所作的任何修改、等效替换、改进等都包括在本发明技术专利中。
本发明通过云系统控制服务器对视频图像数据进行分析,可以对监控场景进行全面的图像分析和处理,减少误报和漏报情况,同时,利用本发明,还可以根据不同的监视终端发送最适合终端观看的视频图像,从而节省带宽。而且本发明部署简单,对于用户来说,只需要部署能够接入网络的摄像头等设备,不需要购买昂贵的专用服务器,对于云服务器来说,功能和性能都很强大,可以是一个大型的集群服务器,云上提供的服务可以无限扩展,用户可以灵活方便地订购云服务。

Claims (7)

1.一种矿用无死角视频组合监控系统,其特征在于,该系统包括前端数据采集装置、前端接入装置、云系统控制服务器、视频存储服务器、视频分析服务器、终端接入设备、监控终端;
所述前端数据采集装置被用于采集视频图像并将视频图像数据传输给所述前端接入设备;
所述前端接入装置,用于将前端数据采集装置发送的视频图像数据发送至云系统控制服务器;
所述云系统控制服务器被用于当前端数据采集设备采集的视频图像中的目标的行为异常时,分析视频图像数据并生成警报;
所述视频分析服务器视频分析服务器被用于分析视频图像数据并与终端接入设备相连;
所述监控终端对井下情况进行监控,将所有的数据传送给终端接入设备;
所述视频存储服务器用于存储终端接入设备的原始视频图像以及视频分析服务器处理过的视频图像数据。
2.如权利要求1所述一种矿用无死角视频组合监控系统,其特征在于,所述终端接入设备和监控终端,前端接入设备还用于将视频图像数据传输到视频存储服务器;控制服务器还用于在接收到来自监控终端的查看命令后,通知视频存储服务器将视频图像数据发送到监控终端;视频存储服务器,用于存储视频图像数据,并在接收到来自所述控制服务器的通知后,将视频图像数据发送到终端接入设备;终端接入设备被用于将查看命令从监控终端发送到控制服务器,并将由视频存储服务器发送的视频图像数据发送到监控终端。
3.如权利要求1所述一种矿用无死角视频组合监控系统,其特征在于,所述前端数据采集装置,获取视频图像,并将视频图像数据发送给前端接入装置;前端接入设备将所述前端数据采集设备发送的视频图像数据发送到云系统控制服务器;用于分析所述视频图像数据,并在前端数据采集装置采集的视频图像中的目标的行为异常时生成警报。
4.如权利要求1所述一种矿用无死角视频组合监控系统,其特征在于,云系统控制服务器包括:视频分析服务器和控制服务器;在云系统控制服务器对视频图像数据进行分析的步骤中,视频分析服务器对视频图像数据进行分析;在云系统控制服务器在前端数据采集设备采集的视频图像中的目标行为异常时生成警报的步骤中,当视频分析服务器确定由前端数据采集设备采集的视频图像中的目标的行为异常时,控制服务器生成警报。
5.如权利要求1所述一种矿用无死角视频组合监控系统,其特征在于,视频分析服务器分析视频图像数据的步骤包括:预先建立背景模型,在接收到视频图像数据后,将图形背景与预先建立的背景模型匹配,以选择匹配的背景模型;以及根据匹配的背景模型的参数选择目标检测算法和目标跟踪算法,检测和跟踪图像背景中的目标,提取目标,将提取的目标与目标样本匹配以识别目标的特征;以及根据目标的特征和预设的监控规则分析目标的行为,确定目标的行为是否异常。
6.如权利要求1所述一种矿用无死角视频组合监控系统,特征在于,所述前端接入设备在将视频图像数据发送到视频分析服务器时,还将视频图像数据发送到所述视频存储服务器;控制服务器通过终端接入设备接收来自监控终端的观看命令,并通知视频存储服务器向监控终端发送视频图像数据;视频存储服务器存储视频图像数据,并在接收到来自控制服务器的通知后将视频图像数据发送到终端接入设备;终端接入装置,将视频存储服务器发送的视频图像数据发送给监控终端。
7.如权利要求1所述一种矿用无死角视频组合监控系统,特征在于,当所述监控终端接入时,终端接入设备记录监控设备的设备参数,在接收到视频存储服务器发送的视频图像数据后,根据监控终端的设备参数转换视频图像数据,以及将转换后的视频图像数据发送给监控终端。
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