CN114666473A - 耕地保护用视频监控方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及图像识别技术领域，具体提供一种耕地保护用视频监控方法、系统、终端及存储介质，包括：获取目标耕地监控区域的监控视频，并从监控视频中截取图像帧；将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张子图像一一对应的多张标准子图像；计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像；如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；计算异常图像与标准图像中对应区域的相似度，并在相似度低于阈值时将异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。本发明通过采用视频监控及图像识别技术实现对耕地的广泛监控且精准报警。

Description

耕地保护用视频监控方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明涉及图像识别技术领域，具体涉及一种耕地保护用视频监控方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
由于耕地分布广泛，因此耕地保护仅仅依靠人工巡逻难以实现及时发现耕地破坏行为，导致耕地破坏行为难以及时制止。
发明内容
针对现有技术存在的耕地保护工作量大难以实现且时效性差的问题，本发明提供一种耕地保护用视频监控方法、系统、终端及存储介质，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种耕地保护用视频监控方法，包括：
获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧；
将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张所述子图像一一对应的多张标准子图像；
计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像；
如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据所述位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；
计算所述异常图像与标准图像中对应区域的相似度，并在相似度低于所述阈值时将所述异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。
进一步的，所述方法还包括：
如果筛选出多张异常子图像且多张异常子图像的位置不相邻，则将多张异常子图像发送至显示终端，并生成报警提示；
如果筛选出一张异常子图像，则将一张异常子图像发送至显示终端并生成报警提示。
进一步的，获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧，包括：
预先将属于同一监控区域的监控设备设置为同组；
接收监控设备上传的监控视频，所述监控视频为监控设备截取的异常视频数据，所述监控设备定期截取图像帧并比对相邻图像帧相似度，监控设备将相似度低于设定阈值的图像帧作为节点，并将所述节点之后采集的视频数据作为异常视频数据上传；
获取上传监控视频的监控设备的同组监控设备采集的视频数据，并将获取的视频数据作为验证视频保存。
进一步的，计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像，包括：
利用方向梯度直方图特征提取技术分别提取子图像的第一特征向量和对应标准子图像的第二特征向量；
计算第一特征向量与第二特征向量的欧式距离，并将所述欧式距离转换为相似度。
第二方面，本发明提供一种耕地保护用视频监控系统，包括：
视频获取单元，用于获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧；
图像分割单元，用于将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张所述子图像一一对应的多张标准子图像；
图像计算单元，用于计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像；
图像整合单元，用于如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据所述位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；
报警生成单元，用于计算所述异常图像与标准图像中对应区域的相似度，并在相似度低于所述阈值时将所述异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。
进一步的，所述系统还包括：
第一报警单元，用于如果筛选出多张异常子图像且多张异常子图像的位置不相邻，则将多张异常子图像发送至显示终端，并生成报警提示；
第二报警单元，用于如果筛选出一张异常子图像，则将一张异常子图像发送至显示终端并生成报警提示。
进一步的，所述视频获取单元包括：
设备分组模块，用于预先将属于同一监控区域的监控设备设置为同组；
视频接收模块，用于接收监控设备上传的监控视频，所述监控视频为监控设备截取的异常视频数据，所述监控设备定期截取图像帧并比对相邻图像帧相似度，监控设备将相似度低于设定阈值的图像帧作为节点，并将所述节点之后采集的视频数据作为异常视频数据上传；
视频调取模块，用于获取上传监控视频的监控设备的同组监控设备采集的视频数据，并将获取的视频数据作为验证视频保存。
进一步的，所述图像计算单元包括：
特征提取模块，用于利用方向梯度直方图特征提取技术分别提取子图像的第一特征向量和对应标准子图像的第二特征向量；
距离计算模块，用于计算第一特征向量与第二特征向量的欧式距离，并将所述欧式距离转换为相似度。
第三方面，提供一种终端，包括：
处理器、存储器，其中，
该存储器用于存储计算机程序，
该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本发明的有益效果在于，本发明提供的耕地保护用视频监控方法、系统、终端及存储介质，通过采用视频监控及图像识别技术实现对耕地的广泛监控且精准报警，同时鉴于监控数据量极大，数据处理难度大，本发明进一步采用了监控设备仅上报异常视频，且采用分割式图像处理，在降低数据处理量的同时保证了图像处理的准确性。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种耕地保护用视频监控系统。
如图1所示，该方法包括：
步骤110，获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧；
步骤120，将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张所述子图像一一对应的多张标准子图像；
步骤130，计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像；
步骤140，如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据所述位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；
步骤150，计算所述异常图像与标准图像中对应区域的相似度，并在相似度低于所述阈值时将所述异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。
为了便于对本发明的理解，下面以本发明耕地保护用视频监控耕地保护用视频监控方法的原理，结合实施例中对耕地进行视频监控的过程，对本发明提供的耕地保护用视频监控方法做进一步的描述。
具体的，所述耕地保护用视频监控方法包括：
S1、获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧。
为了避免单一视角造成的监控死角或误判，为一个监控区域设置多个监控设备，监控设备指红外摄像头。
预先将属于同一监控区域的监控设备设置为同组。监控设备定期截取图像帧并比对相邻图像帧相似度，监控设备将相似度低于设定阈值的图像帧作为节点，并将所述节点之后采集的视频数据作为异常视频数据上传。在接收监控设备上传的监控视频后，获取上传监控视频的监控设备的同组监控设备采集的视频数据，并将获取的视频数据作为验证视频保存。
S2、将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张所述子图像一一对应的多张标准子图像。
根据需求设置子图像数量，例如将图像帧平均分割为16张子图像，并根据子图像在图像帧中的排列位置为子图像排序。同时根据视频采集时间从系统调取相应的标准图像，例如春天的标准图像、夏季的标准图像等。然后将标准图像也平均分为16张标准子图像，并排序。将序号相同的子图像和标准子图像建立映射关系。
S3、计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像。
计算子图像与具有映射关系的子图像之间的相似度。具体相似度计算方法为：利用方向梯度直方图特征提取技术分别提取子图像的第一特征向量和对应标准子图像的第二特征向量；计算第一特征向量与第二特征向量的欧式距离，并利用设定的转换系数将欧式距离转换为相似度。由于摄像头拍摄的图片覆盖范围较大，而相似度计算方法直接计算图像帧与标准图像的相似度容易造成准确度不佳，因此通过分割图像分别比对能够大大提升识别准确度。
如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；计算异常图像与标准图像中对应区域的相似度，即将异常子图像对应的标准子图像并在相似度低于阈值时将异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。通过分割图像分别比对能够大大提升识别准确度。对异常子图像进行拼接能够更好地还原异常特征，避免由于分割导致的误判。
如果筛选出多张异常子图像且多张异常子图像的位置不相邻，则将多张异常子图像发送至显示终端，并生成报警提示；
如果筛选出一张异常子图像，则将一张异常子图像发送至显示终端并生成报警提示。
将报警提示所属的监控终端的验证视频也发送至显示终端，便于监控人员对报警提示的报警内容进行判断。
如图2所示，该系统200包括：
视频获取单元210，用于获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧；
图像分割单元220，用于将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张所述子图像一一对应的多张标准子图像；
图像计算单元230，用于计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像；
图像整合单元240，用于如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据所述位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；
报警生成单元250，用于计算所述异常图像与标准图像中对应区域的相似度，并在相似度低于所述阈值时将所述异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。
可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括：
第一报警单元，用于如果筛选出多张异常子图像且多张异常子图像的位置不相邻，则将多张异常子图像发送至显示终端，并生成报警提示；
第二报警单元，用于如果筛选出一张异常子图像，则将一张异常子图像发送至显示终端并生成报警提示。
可选地，作为本发明一个实施例，所述视频获取单元包括：
设备分组模块，用于预先将属于同一监控区域的监控设备设置为同组；
视频接收模块，用于接收监控设备上传的监控视频，所述监控视频为监控设备截取的异常视频数据，所述监控设备定期截取图像帧并比对相邻图像帧相似度，监控设备将相似度低于设定阈值的图像帧作为节点，并将所述节点之后采集的视频数据作为异常视频数据上传；
视频调取模块，用于获取上传监控视频的监控设备的同组监控设备采集的视频数据，并将获取的视频数据作为验证视频保存。
可选地，作为本发明一个实施例，所述图像计算单元包括：
特征提取模块，用于利用方向梯度直方图特征提取技术分别提取子图像的第一特征向量和对应标准子图像的第二特征向量；
距离计算模块，用于计算第一特征向量与第二特征向量的欧式距离，并将所述欧式距离转换为相似度。
图3为本发明实施例提供的一种终端300的结构示意图，该终端300可以用于执行本发明实施例提供的耕地保护用视频监控方法。
其中，该终端300可以包括：处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令，存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时，使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
处理器310为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器310可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
通信单元330，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
因此，本发明通过采用视频监控及图像识别技术实现对耕地的广泛监控且精准报警，同时鉴于监控数据量极大，数据处理难度大，本发明进一步采用了监控设备仅上报异常视频，且采用分割式图像处理，在降低数据处理量的同时保证了图像处理的准确性，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种耕地保护用视频监控方法，其特征在于，包括：
获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧；
将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张所述子图像一一对应的多张标准子图像；
计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像；
如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据所述位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；
计算所述异常图像与标准图像中对应区域的相似度，并在相似度低于所述阈值时将所述异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果筛选出多张异常子图像且多张异常子图像的位置不相邻，则将多张异常子图像发送至显示终端，并生成报警提示；
如果筛选出一张异常子图像，则将一张异常子图像发送至显示终端并生成报警提示。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧，包括：
预先将属于同一监控区域的监控设备设置为同组；
接收监控设备上传的监控视频，所述监控视频为监控设备截取的异常视频数据，所述监控设备定期截取图像帧并比对相邻图像帧相似度，监控设备将相似度低于设定阈值的图像帧作为节点，并将所述节点之后采集的视频数据作为异常视频数据上传；
获取上传监控视频的监控设备的同组监控设备采集的视频数据，并将获取的视频数据作为验证视频保存。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像，包括：
利用方向梯度直方图特征提取技术分别提取子图像的第一特征向量和对应标准子图像的第二特征向量；
计算第一特征向量与第二特征向量的欧式距离，并将所述欧式距离转换为相似度。
5.一种耕地保护用视频监控系统，其特征在于，包括：
视频获取单元，用于获取目标耕地监控区域的监控视频，并从所述监控视频中截取图像帧；
图像分割单元，用于将图像帧分割为多张子图像，并将预存的标准图像分割为与多张所述子图像一一对应的多张标准子图像；
图像计算单元，用于计算子图像与对应标准子图像的相似度，并筛选出相似度低于设定的阈值的异常子图像；
图像整合单元，用于如果筛选出多张异常子图像，则获取多张异常子图像的位置关系，并根据所述位置关系将相邻的异常子图像拼接为异常图像；
报警生成单元，用于计算所述异常图像与标准图像中对应区域的相似度，并在相似度低于所述阈值时将所述异常图像发送至显示终端，并生成报警信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第一报警单元，用于如果筛选出多张异常子图像且多张异常子图像的位置不相邻，则将多张异常子图像发送至显示终端，并生成报警提示；
第二报警单元，用于如果筛选出一张异常子图像，则将一张异常子图像发送至显示终端并生成报警提示。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述视频获取单元包括：
设备分组模块，用于预先将属于同一监控区域的监控设备设置为同组；
视频接收模块，用于接收监控设备上传的监控视频，所述监控视频为监控设备截取的异常视频数据，所述监控设备定期截取图像帧并比对相邻图像帧相似度，监控设备将相似度低于设定阈值的图像帧作为节点，并将所述节点之后采集的视频数据作为异常视频数据上传；
视频调取模块，用于获取上传监控视频的监控设备的同组监控设备采集的视频数据，并将获取的视频数据作为验证视频保存。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述图像计算单元包括：
特征提取模块，用于利用方向梯度直方图特征提取技术分别提取子图像的第一特征向量和对应标准子图像的第二特征向量；
距离计算模块，用于计算第一特征向量与第二特征向量的欧式距离，并将所述欧式距离转换为相似度。
9.一种终端，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器的执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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