CN201717988U - 办公室智能监控系统一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型办公室智能监控系统一体机涉及智能监控系统领域，包括视频采集模块、视频源管理中间件模块、视频智能分析模块、报警管理模块及业务应用模块。其中视频采集模块解决了监控中多种不同视频源的接入问题；视频源管理中间件模块解决了视频源进行智能分析的分发管理，减少了冗余运算，提高了整个设备的处理能力；视频智能分析模块提供一种鲁棒的、自适应各种变化环境的异常行为检测及出入办公室人脸检测方法；报警管理模块支持各种声光、短信等联动报警方式进行报警，丰富了报警方式；业务应用模块解决当前智能监控产品应用能力差，提出了基于智能监控分析结果的应用系统，主要包括安防联动、电子地图以及应急指挥。

Description

办公室智能监控系统一体机 

技术领域

本实用新型涉及智能监控系统技术领域，涉及一种视频采集模块、视频源管理中间件模块、视频智能分析模块、报警管理模块以及业务应用模块。 

背景技术

现在的办公室往往是集办公、档案管理于一体的大楼，有办公室有机房，为了保证办公大楼正常、高效率的运转，避免事故的发生和提高管理质量，需建设一套严密、细致、现代化的监控系统。因此，监控系统成为其安全保卫系统的重要组成部分。 

但是随着监控系统的普及化及庞大化，传统人为监控的局限性越来越突出。人作为监控者有其先天不足，人脑只能关注一件事物，所谓一心不能二用，当监控者同时观测多个监视器时，监控精度会随着监控视频数量的上升而下降。再者，人对于单调的事物无法长时间的集中注意力，根据研究人在关注监控图像20分钟后，其注意力会下降到无法接受的程度。最后人需要饮食休息等生理活动，这也会影响监控系统的可靠性。这就是为什么传统人为监控系统往往存在漏报率高、响应速度慢及可靠性差等问题。另外，监控系统越来越庞大，如果全部采用人为监控，其人力成本也会非常昂贵。 

而智能视频监控越来越受到国内外很多学者的密切注意。近年来科学技术飞速发展，社会已进入数字化、信息化时代。利用高新技术预防、制止、打击犯罪，建立一套行之有效的智能监控系统是必然的。视频监控是安全防范系统的重要组成部分。随着监控技术的飞速发展，视频监控与电 信、IT等行业紧密融合，为视频监控带来新的技术手段，也为构建视频监控整合解决方案提供了模板。以前，广泛应用的摄像机监控通常只是简单的录像，需要安保人员全天不间断职守，突发事件发生以后，也只能用于事后取证，而这样的应用损失了图像的基本价值(一个动态的、实时的媒质)，就如同把直播变成录像一样，应对突发事件的能力明显不足，这与人们对视频系统真正需求是有差距的。无数事实证明，事后追查是必须的，但事前的预警更为重要，它可以把一些重大事件隐患抑制于萌芽之中，避免亡羊补牢。因此智能监控系统成为一个重要研究方向。所谓“智能化”，就是要充分挖掘抽取视频资源中的关键信息，并利用这种信息为用户提供有价值的服务。办公室智能监控系统一体机除了可以提高报警精确度，减少漏分析或者误分析的现象外，还可以缩短响应时间，提高响应速度，形成更为有效的现场数据，在安全威胁发生之前就能够提示安保人员关注相关监控画面，为潜在威胁做好准备工作。办公室智能监控系统一体机通过对监控摄像机的视频信息进行分析、比对，将视频中的危险行为如进入警戒区域、偷窃滞留等信息识别出来并在第一时间以声光报警等方式迅速通知相关人员，有效采取行动，实现“技防”与“人防”的密切结合，解决常规监控系统反应滞后、使用效率低的情况而专门针对开发。以达到无人值班、少人值守。 

本专利所涉及的办公室智能监控系统一体机就是给计算机装上眼睛和大脑，使计算机知道什么时刻，在什么场景中，是什么人在做什么，并根椐事先的设定，对不合理的行为和动作自动报警。它能够看，看被监控场景中目标物体的行为；能够想，想目标物体的行为意味着什么；能够说，把想的结果用各种不同的报警形式表达出来。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种办公室智能监控系统一体机，基于其的视频智能分析模块，1)主动识别监控场景内的异常行为，并且在发生异常行为时由报警管理模块驱动进行自动报警；2)主动分析识别进出办公场景的人脸信息，并且记录出入时间等信息。 

本实用新型需要解决的技术问题是，1)解决监控场景中具有多种不同视频源的接入问题，使得智能监控可以应用于现有的各种视频监控系统，其中包括分析现有视频文件查找异常行为；2)解决智能监控技术中背景建模、图像差分、运动目标跟踪等技术的不足，提供一种鲁棒的、自适应各种变化环境的运动目标检测和跟踪技术，降低智能监控中异常行为的漏报、误报率；3)解决当前智能监控中报警形式的单一问题，支持各种声光、短信等联动报警方式进行报警；4)解决了办公大楼人员出入记录问题，通过人脸识别，记录出入办公场景的人员信息；5)解决当前智能监控产品应用能力差，仅仅完成报警，提出了基于智能监控分析结果的应用系统，主要包括安防联动、电子地图以及应急指挥。 

所述多种不同视频源的接入特指可以接收硬盘录像机输出视频流、网络传输的视频流、通过视频采集卡采集的视频流以及文件形式保存的视频流。 

本实用新型的办公室智能监控系统一体机具体包括视频采集模块、视频源管理中间件模块、视频智能分析模块、报警管理模块以及业务应用模块。 

所述的视频采集模块特指获取监控现场视频的模块，具体子模块包括：1)视频采集方式配置模块，即接收各视频采集终端的配置；2)采集模块，即支持通过摄像头及视频采集卡、硬盘录像机及网络适配器等视频采集设 备获得实时的视频信号，同时可以支持多种格式的视频文件获得视频信号；3)输出视频流模块，即将获得的视频信号输入到视频源管理中间件模块。 

所述多种格式的视频文件特指AVI格式、MPEG格式以及DivX格式的视频文件。 

所述视频源管理中间件模块特指根据各视频源需要进行的异常行为分析完成视频源智能分析的调度，以达到系统的高效运算；具体模块包括：1)视频接收模块：即接收视频采集模块输入的各个视频流；2)异常行为分析配置模块：即接收各视频流监控环境的配置以及需要分析的异常行为类别的配置；3)视频源分发管理模块：即根据视频流监控环境的配置以及各个视频信号需要分析的异常行为类别的配置获得不同的分析参数，并将其与视频信号共同输入到视频智能分析模块，使得视频智能分析模块对需要多种异常行为分析的同一视频信号进行的底层视觉分析处理运算仅仅需要进行一次，减少了冗余运算，提高了整个设备的处理能力。 

所述监控环境的配置特指为提高系统分析的准确能力，系统支持室内及室外、昼夜、雨天晴天等环境设置，同时系统本身具有对监控环境改变的自适应能力。 

所述视频智能分析模块特指对输入的视频信息做出智能分析，具体特征为：1)视频信号及分析参数接收模块：接收视频源管理中间件模块输入的各视频信号及分析参数；2)运动分析模块：分析视频，获得运动目标检测、运动目标跟踪，记录运动目标的速度面积等特征、轨迹及停留时间等信息；3)异常事件分析模块：根据运动分析模块的分析结果以及各视频信号设置的异常行为类别、视频信号场景的配置信息识别运动目标的种类以及异常行为的发生情况；4)人脸检测模块，检测进出办公场景的人脸信息； 5)报警及人员出入发送模块：发生报警或者检测到存在出入人员时，输出异常行为发生的信息或者人员的出入信息到报警管理模块。 

所述视频智能分析模块为了完成异常行为分析包括以下四个核心分析处理模块：1)运动目标检测模块；2)运动目标跟踪模块；3)运动目标分类模块；4)异常行为识别模块；其中1)、2)模块属于运动分析模块，3)、4)模块属于异常事件分析模块。 

所述运动目标检测模块特指通过动态背景建模技术和贝叶斯分类网，以及帧间差分和背景差分相结合的运动目标检测算法，克服光照、阴影等干扰，实现鲁棒性的动态目标检测。 

所述的目标跟踪模块特指结合卡尔曼滤波和粒子滤波完成运动目标跟踪，具体跟踪方法为：用卡尔曼滤波预测阻挡，在非阻挡情况下采用基于卡尔曼滤波的连通区域跟踪，而在阻挡情况下采用基于颜色特征的粒子滤波方法跟踪。 

所述运动目标分类模块特指接收运动目标检测模块获得的运动目标速度面积等特征、运动目标跟踪模块获得的运动目标轨迹等信息，识别运动目标的类别。 

所述运动目标的类别特指人、车以及人群类别。 

所述异常行为识别模块特指接收运动目标检测模块获得的运动目标速度面积等特征、接收运动目标跟踪模块获得的运动目标轨迹等信息、接收运动目标分类模块获得的类别等信息，以及各视频信号设置的异常行为类别、视频信号场景的配置信息进行识别异常行为。 

所述视频信号场景的配置信息特指警戒线、警戒区域、违禁运动方向、偷窃/滞留识别区域、人脸检测区域以及敏感物体类别等配置信息。 

所述报警管理模块特指完成报警信息的管理以及驱动报警工作，具体包括：1)报警设置模块：接收人为设定的报警方式及相关的附加信息(比如：手机号码、报警声音等)，具体支持的报警方式：手机彩信、电子邮件、扬声器、警号、警灯等；2)存储模块：主要完成存储各监控点传送来的发生异常事件或者检测到人脸时的数据；3)查询模块：提供报警数据显示，并且支持用户可按位置、视频信号通道、异常事件类别和发生异常事件时间等进行查询历史数据；4)驱动报警模块：在接收到报警信号后按照报警设置驱动相应的报警装置报警。 

所述业务应用模块特指根据异常分析结果开发的应用系统，具体指系统具有与监控区域地理信息系统对接的接口，并完成挖掘智能监控分析结果提供安防联动、电子地图及应急指挥的应用系统。 

附图说明

图1是按照本实用新型即办公室智能监控系统一体机的实施结构示意图。 

图2是系统模块组织结构示意图。 

图3是实现系统的硬件构造图。 

图4是本实用新型的系统结构框图。 

具体实施方式

下面，将参照附图介绍本实用新型的实施方式。 

参照附图1，示出了按照本实用新型的实施结构示意图。 

如图1所述，该办公室智能监控系统一体机可以通过其内置的视频采集卡的BNC接口接收监控场景中摄像头传输来的视频流，也可以通过其内置的网络接口接收硬盘录像机的视频流。特别支持人脸检测、屏蔽监控以 及设定的异常行为识别，具体的异常行为包括：警戒线穿越、警戒区域进入、违禁运动方向运动事件已经警戒区域出现偷窃/滞留物体。 

图2是系统模块组织结构示意图。 

如图2所示，该办公室智能监控系统一体机所述模块包括：视频采集模块、视频源管理中间件模块、视频智能分析模块、报警管理模块以及业务应用模块。该视频采集模块具体包括视频采集方式配置模块、采集模块以及输出视频流模块。该视频源管理中间件模块特指根据各视频源需要进行的异常行为分析完成视频源智能分析的调度，以达到系统的高效运算，具体完成接收视频采集模块输入的各个视频流；接收各视频流监控环境的配置以及需要分析的异常行为类别的配置；根据视频流监控环境的配置以及各个视频信号需要分析的异常行为类别的配置获得不同的分析参数，并将具与视频信号共同输入到视频智能分析模块，使得视频智能分析模块对需要多种异常行为分析的同一视频信号进行的底层视觉分析处理运算仅仅需要进行一次，减少了冗余运算，提高了整个设备的处理能力。该视频智能分析模块特指对视频进行分析，识别异常行为以及检测人脸，识别异常行为具体包括运动目标自动检测；运动目标自动跟踪；运动目标自动分类以及异常行为识别工作。该报警管理模块具体包括报警设置模块、存储模块、查询模块以及驱动报警模块。该业务应用模块具体包括电子地图、应急指挥以及安防联动。 

参照图3介绍了实现本系统的硬件构造图。 

如图3所述，该办公室智能监控系统一体机具体的硬件图描述为三部分：前面板、机箱内部以及后面板。该前面板特指支持设备简单使用和交互的部分，具体包括人机交互的触摸屏，设备状态显示的系统状态灯，设 备电源开关，系统LCD显示屏以及对于设备产生的报警视频信息导出使用的USB接口。该机箱内部特指完成系统核心功能的分析及管理工作，具体包括：报警数据的存储器、操作系统与主控及核心程序芯片、系统主板、网络交换模块、电源风扇模块、短信猫驱动模块以及完成系统加密的软件狗和看门狗模块。后面板特指完成系统报警以及操作交互的接口部分，具体包括：RS232口、VGA接口、3个USB接口、音频输出接口、RJ45网络接口、采集卡视频输入BNC接口、云台控制接口、应用程序报警联动口、天线接口以及AC电源接口。 

参照图4介绍了本实用新型的系统结构框图。 

如图4所示，该办公室智能监控系统一体机所述模块包括：视频采集模块、视频源管理中间件模块、视频智能分析模块、报警管理模块以及业务应用模块。该视频采集模块具体包括视频采集方式配置模块、采集模块以及输出视频流模块。该视频源管理中间件模块具体包括视频信号及分析参数接收模块、运动分析模块、异常事件分析模块、人脸检测模块以及报警发送模块，其中运动分析模块包括运动目标检测模块和运动目标跟踪模块，异常事件分析模块包括运动目标分类模块和异常行为识别模块。该报警管理模块具体包括报警设置模块、存储模块、查询模块以及驱动报警模块。该业务应用模块具体包括电子地图、应急指挥以及安防联动。 

Claims (6)

1.办公室智能监控系统一体机，其特征在于，包括以下模块：

(1)视频采集模块，获取监控现场视频的模块；

(2)视频源管理中间件模块，用于根据各视频源需要进行的异常行为分析完成视频源智能分析的调度；

(3)视频智能分析模块，用于对输入的视频信息做出智能分析，即判断异常事件的发生以及检测出入办公室的人脸；

(4)报警管理模块，完成报警信息的管理以及驱动报警工作；

(5)业务应用模块，即根据异常分析结果开发的应用系统。

2.根据权利要求1所述的办公室智能监控系统一体机，其特征在于，所述视频采集模块包括：

(1)视频采集方式配置模块，即接收各视频采集终端的配置；

(2)采集模块，即支持通过摄像头及视频采集卡、硬盘录像机及网络适配器等视频采集设备获得实时的视频信号，同时可以支持多种格式的视频文件获得视频信号；

(3)输出视频流模块，即将获得的视频信号输入到视频源管理中间件模块。

3.根据权利要求1所述的办公室智能监控系统一体机，其特征在于，所述视频源管理中间件模块包括：

(1)视频接收模块：即接收视频采集模块输入的各个视频流；

(2)异常行为分析配置模块：即接收各视频流监控环境的配置以及需要分析的异常行为类别的配置；

(3)视频源分发管理模块：即根据视频流监控环境的配置以及各个视频信号需要分析的异常行为类别的配置获得不同的分析参数，并将其与视 频信号共同输入到视频智能分析模块，使得视频智能分析模块对需要多种异常行为分析的同一视频信号进行的底层视觉分析处理运算仅需要进行一次。

4.根据权利要求1所述的办公室智能监控系统一体机，其特征在于，所述视频智能分析模块包括：

(1)视频信号及分析参数接收模块：接收视频源管理中间件模块输入的各视频信号及分析参数；

(2)运动分析模块：分析视频，获得运动目标检测、运动目标跟踪，记录运动目标的速度面积等特征、轨迹及停留时间等信息；

(3)异常事件分析模块：根据运动分析模块的分析结果以及各视频信号设置的异常行为类别、视频信号场景的配置信息识别运动目标的种类以及异常行为的发生情况；

(4)人脸检测模块，检测进出办公场景的人脸信息；

(5)报警及人员出入发送模块：发生报警或者检测到存在出入人员时，输出异常行为发生的信息或者人员的出入信息到报警管理模块。

5.根据权利要求4所述的办公室智能监控系统一体机，其特征在于，为了完成异常行为分析包括以下四个核心分析处理模块，其中前两个模块属于权利要求4所述的运动分析模块，后两个模块属于权利要求4所述的异常事件分析模块：

(1)运动目标检测模块：通过动态背景建模技术和贝叶斯分类网，以及帧间差分和背景差分相结合的运动目标检测算法，克服光照、阴影等干扰，实现鲁棒性的动态目标检测；

(2)运动目标跟踪模块：结合卡尔曼滤波和粒子滤波完成运动目标跟 踪；

(3)运动目标分类模块：接收运动目标检测模块获得的运动目标速度面积等特征、运动目标跟踪模块获得的运动目标轨迹等信息，识别运动目标的类别；

(4)异常行为识别模块：接收运动目标检测模块获得的运动目标速度面积等特征、接收运动目标跟踪模块获得的运动目标轨迹等信息、接收运动目标分类模块获得的类别等信息，以及各视频信号设置的异常行为类别、视频信号场景的配置信息进行识别异常行为。

6.根据权利要求1所述的办公室智能监控系统一体机，其特征在于，所述报警管理模块包括：

(1)报警设置模块：接收人为设定的报警方式及相关的附加信息；

(2)存储模块：主要完成存储各监控点传送来的发生异常事件时的数据；

(3)查询模块：提供报警数据显示、查询；

(4)驱动报警模块：在接收到报警信号后按照报警设置驱动相应的报警装置报警。 

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