CN113705504A - 一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，包括视频拍摄模块、数据传输模块、识别处理模块和预警模块；视频拍摄模块用于获取监控区域的监控视频；数据传输模块用于将监控视频传输至识别处理模块；识别处理模块用于对监控视频进行识别处理，判断监控视频中是否发生违规操作事件；预警模块用于在识别到监控视频中存在违规操作事件时，向管理人员发出预警提示。本发明通过对监控视频进行自动识别处理，能够及时而全面地发现监控区域中的违规操作事件。能够与传统的由小组长进行管理以及靠人眼对监控视频中的违规操作进行识别相结合，实现多种管理方式相结合地对海洋渔业安全生产进行管理，有利于及时发现渔业生产过程中的隐患。
Description
技术领域
本发明涉及管理领域，尤其涉及一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统。
背景技术
随着远洋渔业的发展，渔船的规模也越来越大，对远洋渔业的生产进行管理成了一个难题，如果继续按照传统的人工管理，例如由小组长进行安全管理的方式，由于个人的精力有限，并不能保证及时发现渔业生产过程中的隐患。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，包括视频拍摄模块、数据传输模块、识别处理模块和预警模块；
所述视频拍摄模块用于获取监控区域的监控视频；
所述数据传输模块用于将所述监控视频传输至所述识别处理模块；
所述识别处理模块用于对所述监控视频进行识别处理，判断所述监控视频中是否发生违规操作事件；
所述预警模块用于在识别到监控视频中存在违规操作事件时，向管理人员发出预警提示。
作为优选，所述基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统还包括对讲模块；
所述对讲模块包括设置在监控中心的第一对讲单元和设置在监控区域的第二对讲单元；
所述第一对讲单元和所述第二对讲单元电性连接。
作为优选，所述视频拍摄模块包括摄像头和补光灯；
所述摄像头用于获取监控区域的监控视频；
所述补光灯用于在亮度低于预设的亮度阈值时，为所述摄像头提供光照。
作为优选，所述数据传输模块包括控制单元、有线传输单元、无线传输单元；
所述控制单元与所述拍摄模块连接，用于接收从拍摄模块传输过来的监控视频；
所述控制单元还用于通过所述有线传输单元或通过所述无线传输单元将所述监控视频传输至所述识别处理模块。
作为优选，所述识别处理模块包括人体检测单元、视频帧处理单元和动作模板存储单元；
所述人体检测单元用于检测所述监控视频的帧图像中是否出现渔业工人；
若是，则将所述帧图像传输至所述视频帧处理单元，若否，则对所述监控视频的下一帧的帧图像进行检测，检测所述下一帧的帧图像中是否出现渔业工人；
所述视频帧处理单元用于对人体检测单元传输过来的帧图像进行图像识别处理，获取所述帧图像中出现的渔业工人的操作动作的第一特征信息；
所述动作模板存储单元用于存储标准的操作动作的第二特征信息；
所述视频帧处理单元还用于将所述第一特征信息和所述第二特征信息进行匹配，若匹配成功，则表示所述帧图像中存在违规操作事件，
若匹配失败，则表示所述帧图像中不存在违规操作事件。
作为优选，所述预警模块包括声音预警单元和文字预警单元；
所述声音预警单元用于通过预警卫星电话或预警警报声的方式向管理人员发出预警提示；
所述文字预警单元通过弹窗的方式向管理人员发出预警提示。
作为优选，所述检测所述监控视频的帧图像中是否出现渔业工人，包括：
采用特征提取算法获取所述帧图像中的HOG特征；
使用SVM算法对HOG特征进行识别，判断所述帧图像中是否出现渔业工人。
本发明通过对监控视频进行自动识别处理，能够及时而全面地发现监控区域中的违规操作事件。这种管理方式能够与传统的由小组长进行管理以及靠人眼对监控视频中的违规操作进行识别相结合，从而实现多种管理方式相结合地对海洋渔业安全生产进行管理，有利于及时发现渔业生产过程中的隐患。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统的一种示例性实施例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，包括视频拍摄模块、数据传输模块、识别处理模块和预警模块；
所述视频拍摄模块用于获取监控区域的监控视频；
所述数据传输模块用于将所述监控视频传输至所述识别处理模块；
所述识别处理模块用于对所述监控视频进行识别处理，判断所述监控视频中是否发生违规操作事件；
所述预警模块用于在识别到监控视频中存在违规操作事件时，向管理人员发出预警提示。
具体地，监控区域为渔船上的渔业工人的工作区域，可以根据工作区域的危险程度来判断其是否属于监控区域。
作为优选，所述基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统还包括对讲模块；
所述对讲模块包括设置在监控中心的第一对讲单元和设置在监控区域的第二对讲单元；
所述第一对讲单元和所述第二对讲单元电性连接。
具体地，对讲单元的设置主要是为了方便控制中心的人员对监控区域的渔业工人进行远程指挥控制，有利于在发生违规操作事件时及时通知渔业工人，从而有效保证渔业生产的安全。
作为优选，所述视频拍摄模块包括摄像头和补光灯；
所述摄像头用于获取监控区域的监控视频；
所述补光灯用于在亮度低于预设的亮度阈值时，为所述摄像头提供光照。
由于渔船有时候需要在夜晚捕捞，因此，补光灯的设置能够避免由于光线不足而导致对夜晚的监控力度不足。
作为优选，所述数据传输模块包括控制单元、有线传输单元、无线传输单元；
所述控制单元与所述拍摄模块连接，用于接收从拍摄模块传输过来的监控视频；
所述控制单元还用于通过所述有线传输单元或通过所述无线传输单元将所述监控视频传输至所述识别处理模块。
具体的，有线传输，例如光纤传输等。无线传输则是近场通信方式，例如WiFi等。
作为优选，所述识别处理模块包括人体检测单元、视频帧处理单元和动作模板存储单元；
所述人体检测单元用于检测所述监控视频的帧图像中是否出现渔业工人；
若是，则将所述帧图像传输至所述视频帧处理单元，若否，则对所述监控视频的下一帧的帧图像进行检测，检测所述下一帧的帧图像中是否出现渔业工人；
所述视频帧处理单元用于对人体检测单元传输过来的帧图像进行图像识别处理，获取所述帧图像中出现的渔业工人的操作动作的第一特征信息；
所述动作模板存储单元用于存储标准的操作动作的第二特征信息；
所述视频帧处理单元还用于将所述第一特征信息和所述第二特征信息进行匹配，若匹配成功，则表示所述帧图像中存在违规操作事件，
若匹配失败，则表示所述帧图像中不存在违规操作事件。
渔业工人在工作时，动作准确对安全有着重要的影响。动作不规范容易引发安全事故，因此需要对动作进行监控。
作为优选，所述预警模块包括声音预警单元和文字预警单元；
所述声音预警单元用于通过预警卫星电话或预警警报声的方式向管理人员发出预警提示；
所述文字预警单元通过弹窗的方式向管理人员发出预警提示。
预警警报声可以通过声光报警器来实现。弹窗可以出现在管理人员的工作电脑中或者是便携式智能设备中。
作为优选，所述检测所述监控视频的帧图像中是否出现渔业工人，包括：
采用特征提取算法获取所述帧图像中的HOG特征；
使用SVM算法对HOG特征进行识别，判断所述帧图像中是否出现渔业工人。
本发明通过对监控视频进行自动识别处理，能够及时而全面地发现监控区域中的违规操作事件。这种管理方式能够与传统的由小组长进行管理以及靠人眼对监控视频中的违规操作进行识别相结合，从而实现多种管理方式相结合地对海洋渔业安全生产进行管理，有利于及时发现渔业生产过程中的隐患。
作为优选，所述采用特征提取算法获取所述帧图像中的HOG特征，包括：
对所述帧图像进行灰度化处理，获得灰度图像：
gray(v)＝a1×r(v)+a2×g(v)+a3×b(v)
其中，gray(v)表示像素点v在灰度图像gray中的像素值，r(v)、g(v)、b(v)分别表示像素点v在RGB颜色空间中的红色分量、绿色分量、蓝色分量的值，a1、a2、a3表示预设的计算系数；
对所述灰度图像进行滤波处理，获得滤波图像；
对所述滤波图像进行图像分割处理，获得前景图像；
使用HOG特征提取算法获取所述帧图像中的HOG特征。
作为优选，所述对所述灰度图像进行滤波处理，获得滤波图像，包括：
对所述灰度图像进行小波分解，获得小波高频系数whfc和小波低频系数wlfc；；
对于小波高频系数whfc，使用下述函数对其进行处理：
其中，awhfc处理后的小波高频系数，sym表示预设的sgn函数，noiredthre1和noiredthre2表示预设的两个选择阈值，s1和s2表示预设的权重参数；
对于小波低频系数wlfc，使用下述函数对其进行处理：
其中，awlfc表示处理后的小波低频系数，awlfc(g)表示像素点g在awlfc中的像素值，gu表示像素点g的E×E大小的邻域中的像素点的集合，dislod(g,h)表示像素点g和像素点h之间的线段所经过的像素点的总数，
nofgu表示gu中包含的像素点的总数，w1和w2表示预设的比例系数，
s(g)和s(h)分别表示g和h的梯度幅值，对awhfc和awlfc进行重构处理，获得滤波图像。
本发明在进行滤波处理时，先将灰度图像分成小波高频系数和小波低频系数，然后再分别采用预设的函数对小波高频系数和小波低频系数进行处理，并将处理的结果进行重构获得滤波图像，这种处理方式能够避免高斯滤波带来的图像边界细节模糊的问题。具体地，对小波高频系数进行处理的过程中，通过选择阈值自适应地为不同情况下的小波高频系数选择相应的函数进行滤波处理，能够使得获取的滤波图像更为准确。同时，本发明还对小波低频系数进行了处理，由于小波低频系数中携带的轮廓信息比较多，因此，本发明通过将像素点g与其邻域中的像素点在经过的像素点的总数以及梯度幅值这两方面的区别进行计算，为gu中的像素点获取不同的比例参数，通过比例比例参数与像素值的乘积的和来获得最终的像素值，使得最终重构获得的滤波图像更为准确。
作为优选，对所述滤波图像进行图像分割处理，获得前景图像，包括：
将所述滤波图像分成多个区域；
使用图像分割算法分别对每个区域进行图像分割处理，获得每个区域的前景部分；
将所有区域的前景部分进行合并，得到前景图像。
具体地，所述将所述滤波图像分成多个区域，包括：
第1次划分，将滤波图像分成面积相等的K个区域，分别判断每个区域是否需要再次进行划分，若是，则将所述区域存入集合U1中，若否，则将所述区域存入集合Ucpl中；
第n次划分，分别判断集合Un-1中包含的每个区域是否需要再次进行划分，若是，则将所述区域存入集合Un中，若否，则将所述区域存入集合Ucpl中；
当n大于预设的划分次数阈值N或Un中为空集时，停止对滤波图像的划分处理，将Ucpl中包含的区域作为最终的划分区域。
具体地，对于区域BLK，通过以下方式判断其是否需要再次进行划分：
计算BLK的区域指数：
式中，idx(BLK)表示BLK的区域指数，nof(BLK)表示BLK中包含的像素点的总数，nofb表示预设的像素点总数的参考值，uBLK表示BLK中所有像素点的集合，blk表示uBLK中的元素，Gra(blk)表示blk的梯度幅值，vaib表示预设的梯度幅值方差参考值，vaif(BLK)表示uBLK中的像素点的像素值的标准差，vaifb表示预设的区域像素值标准差参考值，
表示权重参数，nofitr(BLK)表示BLK中属于感兴趣区域的像素点的总数，
若idx(BLK)大于预设的区域指数阈值，则表示BLK需要再次进行划分，若idx(BLK)小于等于预设的区域指数阈值，则表示BLK不需要再次进行划分。
本发明在进行将所述滤波图像分成多个区域时，最终所得到的区域并不是面积相等的，而是根据区域中包含的像素点的特征来获取最终的区域。若区域包含的像素点的数量越多，像素点之间的像素值差异越大，感兴趣区域的像素点数量越大，则区域指数越大，表示该区域需要再次进行划分。这种划分方式能够使得最终获得的区域总既包含前景像素点也包含背景像素点，因此，使用图像分割算法对这些区域进行图像分割处理时，能够获得准确的分割结果。而如果直接将滤波图像分成面积相等的多个区域，则可能出现仅包含前景像素点或仅包含背景像素点的区域，这样，使用图像分割算法对这些区域进行图像分割处理时，显然会得到错误的结果。而如果采用全局图像分割处理的方式，由于图像不同位置的细节信息不同，容易导致最终的分割结果不准确。准确的图像分割有利于提高本发明的安全性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，其特征在于，包括视频拍摄模块、数据传输模块、识别处理模块和预警模块；
所述视频拍摄模块用于获取监控区域的监控视频；
所述数据传输模块用于将所述监控视频传输至所述识别处理模块；
所述识别处理模块用于对所述监控视频进行识别处理，判断所述监控视频中是否发生违规操作事件；
所述预警模块用于在识别到监控视频中存在违规操作事件时，向管理人员发出预警提示。
2.根据权利要求1所述的一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，其特征在于，还包括对讲模块；
所述对讲模块包括设置在监控中心的第一对讲单元和设置在监控区域的第二对讲单元；
所述第一对讲单元和所述第二对讲单元电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，其特征在于，
所述视频拍摄模块包括摄像头和补光灯；
所述摄像头用于获取监控区域的监控视频；
所述补光灯用于在亮度低于预设的亮度阈值时，为所述摄像头提供光照。
4.根据权利要求1所述的一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，其特征在于，所述数据传输模块包括控制单元、有线传输单元、无线传输单元；
所述控制单元与所述拍摄模块连接，用于接收从拍摄模块传输过来的监控视频；
所述控制单元还用于通过所述有线传输单元或通过所述无线传输单元将所述监控视频传输至所述识别处理模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，其特征在于，所述识别处理模块包括人体检测单元、视频帧处理单元和动作模板存储单元；
所述人体检测单元用于检测所述监控视频的帧图像中是否出现渔业工人；
若是，则将所述帧图像传输至所述视频帧处理单元，若否，则对所述监控视频的下一帧的帧图像进行检测，检测所述下一帧的帧图像中是否出现渔业工人；
所述视频帧处理单元用于对人体检测单元传输过来的帧图像进行图像识别处理，获取所述帧图像中出现的渔业工人的操作动作的第一特征信息；
所述动作模板存储单元用于存储标准的操作动作的第二特征信息；
所述视频帧处理单元还用于将所述第一特征信息和所述第二特征信息进行匹配，若匹配成功，则表示所述帧图像中存在违规操作事件，
若匹配失败，则表示所述帧图像中不存在违规操作事件。
6.根据权利要求1所述的一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，其特征在于，所述预警模块包括声音预警单元和文字预警单元；
所述声音预警单元用于通过预警卫星电话或预警警报声的方式向管理人员发出预警提示；
所述文字预警单元通过弹窗的方式向管理人员发出预警提示。
7.根据权利要求5所述的一种基于视频处理技术的海洋渔业安全生产管理系统，其特征在于，
所述检测所述监控视频的帧图像中是否出现渔业工人，包括：
采用特征提取算法获取所述帧图像中的HOG特征；
使用SVM算法对HOG特征进行识别，判断所述帧图像中是否出现渔业工人。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114219992A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-22 | 杭州古伽船舶科技有限公司 | 一种基于图像识别技术的无人船避障系统 |
| CN115408557A (zh) * | 2022-11-01 | 2022-11-29 | 吉林信息安全测评中心 | 一种基于大数据的安全监控系统 |
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2021
- 2021-09-02 CN CN202111025983.0A patent/CN113705504A/zh not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20211126 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |