專利名稱：一種采用圖形分析與跟蹤算法監(jiān)督值班人員的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明采用圖形分析與跟蹤算法監(jiān)督值班人員在崗情況，屬于值班監(jiān)督領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市面上針對人員的監(jiān)控措施主要通過各種規(guī)格型號的攝像頭實現(xiàn)。但利用攝像頭進(jìn)行實時監(jiān)督存在以下缺陷數(shù)據(jù)存儲量大，對數(shù)據(jù)存儲設(shè)施的投入大，而大部分的數(shù)據(jù)都是無用的，造成浪費；若需要單點對多點進(jìn)行監(jiān)控時，即使是短距離內(nèi)可以通過專線連接解決大量數(shù)據(jù)的實時傳輸要求，但其投入仍然高昂，當(dāng)需要進(jìn)行較遠(yuǎn)距離傳輸時，基本需要租用網(wǎng)絡(luò)專線，資金投入巨大，不利于大范圍推廣使用。畫面的實時性對監(jiān)管方提出了更高的人力及資金投入要求，否則難以做到對監(jiān)控信息的掌控。國發(fā)[2011]46號文件“隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，致災(zāi)因素明顯增多，火災(zāi)發(fā)生幾率和防控難度相應(yīng)增大，一些地區(qū)、部門和單位消防安全責(zé)任不落實、工作不到位，公共消防安全基礎(chǔ)建設(shè)同經(jīng)濟(jì)發(fā)展不相適應(yīng)，公眾消防安全意識同現(xiàn)代社會管理要求不相適應(yīng)，消防工作形勢依然嚴(yán)峻，總體上仍處于火災(zāi)易發(fā)、多發(fā)期”。根據(jù)文件第四條全面落實消防安全責(zé)任里的“要嚴(yán)格落實消防控制室管理和應(yīng)急程序規(guī)定，消防控制室操作人員必須持證上崗”。而根據(jù)目前狀況，一般一個城區(qū)只有一個消防大隊，其人員配備根本不足以對城區(qū)內(nèi)的消防值班室進(jìn)行日常檢查。若采用現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對消防值班室進(jìn)行監(jiān)督的話，一方面資金投入巨大，財政不一定能負(fù)擔(dān)，且其運行維護(hù)成本亦相當(dāng)高昂，消防大隊這邊也需要投入更多的人員設(shè)備對實時傳輸回來的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從大量的無用數(shù)據(jù)中提取少量數(shù)據(jù)，勢必造成很大的資源浪費，久之，此類的監(jiān)督工作很可能又形同虛設(shè)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有值班人員監(jiān)督方法投入高，管理效率低的缺陷，本發(fā)明采用圖形分析與跟蹤算法來對值班人員進(jìn)行有效監(jiān)督。系統(tǒng)通過監(jiān)督端的軟件分析獲得監(jiān)控區(qū)域的有人或無人狀態(tài)，避免了直接向后臺發(fā)送大量數(shù)據(jù)而導(dǎo)致資金投入巨大的弊端，利用現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)、固話網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送很小量的數(shù)據(jù)即可實現(xiàn)單點對多點的遠(yuǎn)程監(jiān)督管理，比市場上現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)而言，其將以低的資金投入實現(xiàn)高效的管理水平，有利于大范圍的推廣使用。本發(fā)明解決現(xiàn)在技術(shù)問題所采用的方案是系統(tǒng)由監(jiān)督端(攝像頭、監(jiān)督裝置)和控制中心組成，在監(jiān)督裝置里寫入圖形分析與跟蹤算法程序，攝像頭采集圖像通過算法處理并判斷是否有人。當(dāng)在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)識別不到人體時系統(tǒng)開始計時，當(dāng)在設(shè)定時間間隔內(nèi)未檢測到人體則由監(jiān)督端發(fā)送無人值班的信號到控制中心。通過這個方法，僅在被監(jiān)控的區(qū)域內(nèi)發(fā)生無人值班的情況時，監(jiān)督端的信息發(fā)送模塊才發(fā)送很少量的數(shù)據(jù)，就可以通知后臺的控制中心，實現(xiàn)后臺高效率低成本的管理目標(biāo)。系統(tǒng)軟件通過大小形狀識別出人體后，對其運動軌跡進(jìn)行記錄分析，當(dāng)其從監(jiān)控區(qū)域外進(jìn)入到監(jiān)控區(qū)域內(nèi)部并靜止不動時，通過其軌跡運動的終點在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)可以判斷監(jiān)控區(qū)域內(nèi)有人，若其軌跡運動終點在監(jiān)控區(qū)域外且超過設(shè)定的時間間隔后仍未出現(xiàn)，則系統(tǒng)判定監(jiān)控區(qū)域內(nèi)無人，此時系統(tǒng)通過信息發(fā)送模塊將此信息發(fā)送到控制中心。人體檢測與跟蹤算法的工作原理I、基于均值的背景提取算法這是背景提取的最簡單的方法。因為視頻中的某個像素對時間采樣，背景出現(xiàn)的次數(shù)比前景多，因此，將一定的時間段中的視頻序列采樣，比如2. 5幀/秒，，對每一個像素，將這一段時間中的所有圖像幀取平均，那么這個平均值會接近背景，背景出現(xiàn)的次數(shù)比前景越多，則這個平均值就越接近背景。前面已經(jīng)說過，運動前景是轉(zhuǎn)瞬即逝的。就以這個平均值作為這個像素的背景值。同時，求取平均值還可以在一定程度上抑制噪聲。具體算法如下 I)在某時間段采樣得到N個圖像幀F(xiàn)i, i = 1,2-N ；2)對每一個像素點(x，y)
Na)求中心點€^(X，少)
F0(x,y) = -!^-———；
N
b)求標(biāo)準(zhǔn)差少)=Frc(x,y)-F0.c(x,y) |2，c=r,g,b；c)求集合{CO,少)| Vc|F(.C(U)-F0.C(XJ)IsS1-CO,少);C = r,g,W = 1,2..JV}中所有
元素的平均值，這個值就是所求背景B (x，y)。設(shè)圖像的總像素數(shù)為M，則對每一個像素都要遍歷3次N個圖像巾貞一求中心點一次，求標(biāo)準(zhǔn)差一次，最后再求均值一次，因此這個算法的時間復(fù)雜度是0(3MN) = O(MN)。2、運動點團(tuán)提取也稱背景去除、背景抑制，就是把每一幀的非背景部分提取出來。根據(jù)運動物體和場景中的靜止背景在亮度、色度上的不同，將圖像序列的每一幀圖像與背景圖像作差，然后二值化，就可以得到每一幀的運動點團(tuán)圖像中的一個像素，如果它與背景圖像對應(yīng)像素的距離大于一個閾值，則認(rèn)為它是前景，輸出1，否則為背景，輸出O。最后得到的二值圖像就是運動點團(tuán)圖像。基于歐氏距離的運動點團(tuán)提取兩個彩色像素矢量的歐氏距離如下d =」(X 一 /LI Y(X-JU)= sj(x.r - ju.r)2 + (x.g - ju.g)2 + (x.b - /u.b)2其中x. r、x. g、x. b分別表示像素矢量紅、綠、藍(lán)三種顏色分量的值，U . r、U . g,u . b分別表示背景像素矢量的紅、綠、藍(lán)三種顏色分量。若閾值為Ta，則如果圖像像素與對應(yīng)背景像素的歐氏距離不小于Ta，其為前景；否則為背景。閾值Ta是前景與背景差別的量度，即前景與背景的距離至少相差Ta。閾值太大，則像素有更大可能被判成為背景，前景被誤判成背景的可能性大；閾值太小，則像素有更大可能被判成為前景，背景被誤判成前景的可能性大。
歐氏距離提取運動點團(tuán)的具體算法如下I)設(shè)背景圖像是B (x，y)2)遍歷當(dāng)前幀的每一個像素(x，y)如果
權(quán)利要求
1.一種采用圖形分析與跟蹤算法監(jiān)督值班人員的系統(tǒng)，其特征是系統(tǒng)由攝像頭、監(jiān)督端監(jiān)督裝置和控制中心組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述，攝像頭采集到的圖像經(jīng)由監(jiān)督裝置軟件分析是否有人，當(dāng)分析結(jié)果顯示監(jiān)控區(qū)域內(nèi)無人且超過設(shè)定的監(jiān)督時間間隔后，監(jiān)控端監(jiān)督裝置的信息發(fā)送模塊將此無人信息發(fā)送至后臺控制中心，其特征在于 (1)設(shè)置好監(jiān)督裝置的監(jiān)督時間參數(shù)； (2)算法識別； (3)有人-不計時； (4)無人-開始計時(有人-清零從新計時，無人-累加計時)； (5)計時累加到達(dá)設(shè)定監(jiān)督時間參數(shù)-發(fā)送監(jiān)督信息-控制中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟件算法采用的是由基于均值的背景提取算法、歐氏距離背景差法、基于RGB空間的陰影處理算法、線段編碼算法和基于預(yù)測的運動跟蹤算法組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用圖形檢測與跟蹤算法實現(xiàn)監(jiān)督值班人員的系統(tǒng)，系統(tǒng)由監(jiān)督端(攝像頭、監(jiān)督裝置)和控制中心組成。其原理是在監(jiān)督裝置里寫入圖形分析與跟蹤算法程序，程序由基于均值的背景提取算法、歐氏距離背景差法、基于RGB空間的陰影處理算法、線段編碼算法和基于預(yù)測的運動跟蹤算法構(gòu)成。攝像頭獲取的圖像經(jīng)由算法識別是否有人。有人則不計時，無人則開始計時，計時中識別到人則計時清零。計時中識別為無人的則計時累加，累加到達(dá)設(shè)定時間參數(shù)時發(fā)送無人值班監(jiān)督信號到控制中心。
文檔編號G06K9/00GK102740059SQ20121023237
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月27日
發(fā)明者羅國慶, 覃世想 申請人:廣西羅氏科技有限公司