全方位智能監(jiān)控設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全方位智能監(jiān)控設(shè)備及方法，全方位智能監(jiān)控設(shè)備包括魚眼全景相機(jī)、360度無死角攝像機(jī)和用于查詢監(jiān)控狀況并能進(jìn)行動(dòng)態(tài)圖像理解的監(jiān)控計(jì)算機(jī)，監(jiān)控計(jì)算機(jī)包括圖像采集模塊、顯示單元、圖像預(yù)處理模塊、動(dòng)態(tài)圖像處理模塊、視頻圖像存儲(chǔ)模塊、報(bào)警信息存儲(chǔ)模塊和預(yù)警信息發(fā)布模塊。本發(fā)明智能化水平高，能通過圖像理解技術(shù)自動(dòng)判斷各種報(bào)警或故障并主動(dòng)存儲(chǔ)報(bào)警相關(guān)信息。
【專利說明】全方位智能監(jiān)控設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能視頻監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種全方位智能監(jiān)控設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]攝像機(jī)從模擬走向網(wǎng)絡(luò)，“高清”日漸成為市場(chǎng)關(guān)注的熱點(diǎn)，它的出現(xiàn)讓人們可以看得更清楚，獲得更多的細(xì)節(jié)。但是，客戶在從之前“只能看見人臉”到現(xiàn)在“能看清人臉”的同時(shí)，又提出了另一方面的要求，那就是“看得更廣”，即在同一個(gè)場(chǎng)景中能看到更多的東西。對(duì)此，原來是通過用幾只攝像頭覆蓋一個(gè)區(qū)域，或用快球來回巡航掃描去解決。但在某些場(chǎng)合，這些方案還不能完全滿足客戶的要求，比如客戶需要在同一個(gè)畫面里確定人的移動(dòng)，或需要用同一個(gè)場(chǎng)景中監(jiān)看到的事物去說明一些問題，這個(gè)時(shí)候就需要全景攝像機(jī)與球機(jī)相結(jié)合的全方位監(jiān)控設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全方位智能監(jiān)控設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上建立了一套全方位智能監(jiān)控方法，智能化水平高，能通過圖像理解技術(shù)自動(dòng)判斷各種報(bào)警或故障并主動(dòng)存儲(chǔ)報(bào)警相關(guān)信息。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種全方位智能監(jiān)控設(shè)備，包括魚眼全景相機(jī)、360度無死角攝像機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)包括圖像采集模塊、顯示單元、圖像預(yù)處理模塊、動(dòng)態(tài)圖像處理模塊、視頻圖像存儲(chǔ)模塊、報(bào)警信息存儲(chǔ)模塊和預(yù)警信息發(fā)布模塊；
[0005]魚眼全景相機(jī):用于捕捉涵蓋180度轉(zhuǎn)換到360度空間角度的整個(gè)半球視場(chǎng)圖像；
[0006]360度無死角攝像機(jī):用于旋轉(zhuǎn)俯仰平臺(tái)和焦距控制，用于實(shí)施精確目標(biāo)監(jiān)測(cè)，跟蹤，識(shí)別和監(jiān)控；
[0007]圖像采集模塊:將拍攝的實(shí)時(shí)狀況，及將采集到的視頻圖像通過A/D采樣，得到的動(dòng)態(tài)序列圖像幀，將圖像幀送入數(shù)據(jù)緩存區(qū)；
[0008]顯示單元:實(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)視頻；
[0009]圖像預(yù)處理模塊:用于對(duì)緩存區(qū)中的圖像序列幀進(jìn)行灰度化、平滑及對(duì)比度增強(qiáng)；
[0010]動(dòng)態(tài)圖像處理模塊:用于分析路面的安全狀態(tài)，包括對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的色彩的亮度、對(duì)比度、色調(diào)的自主調(diào)節(jié)，然后根據(jù)視覺傳感器標(biāo)定的結(jié)果設(shè)定行人、車輛與其他移動(dòng)物體的各種不同的判定闕值范圍，依據(jù)視頻檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的闕值自動(dòng)判定該區(qū)域內(nèi)是行人、車輛與其他移動(dòng)物體；
[0011]視頻圖像存儲(chǔ)模塊:用于在路面出現(xiàn)異常事件時(shí)，自動(dòng)保存當(dāng)時(shí)的視頻數(shù)據(jù)，并保存到視頻數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0012]報(bào)警信息存儲(chǔ)模塊:用于在路面出現(xiàn)異常事件時(shí)，自動(dòng)保存觸發(fā)異常事件的信息(觸發(fā)時(shí)間、事件及因由)，并保存到報(bào)警信息數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0013]預(yù)警信息發(fā)布模塊:用于將移動(dòng)物體通過路面的時(shí)刻信息及路面出現(xiàn)異常事件時(shí)對(duì)行人及過往車輛進(jìn)行發(fā)布。
[0014]進(jìn)一步設(shè)置，所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)與無線接收發(fā)送設(shè)備相連接。
[0015]進(jìn)一步設(shè)置，所述圖像預(yù)處理模塊其構(gòu)成是由廣角光學(xué)鏡頭或在常規(guī)照相機(jī)前面放置一凸面反射鏡，凸面反射鏡為拋物面鏡，得到變形的全方位圖像，從變形的全方位圖像直接映射成透視視窗圖像。
[0016]一種全方位智能監(jiān)控方法，包括以下步驟:
[0017]魚眼全景相機(jī)和360度無死角攝像機(jī)正常工作，圖像采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)通過A/D采樣，得到動(dòng)態(tài)序列圖像幀，將圖像幀送入數(shù)據(jù)緩存區(qū)，用于實(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)視頻的顯示單元并進(jìn)行圖像預(yù)處理，即將圖像信息自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、俯仰和聚焦，該信息通過轉(zhuǎn)化公式轉(zhuǎn)化成與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景相似的圖像；將得到的圖像送給動(dòng)態(tài)圖像處理模塊，把全方位系列圖像實(shí)現(xiàn)變化/運(yùn)動(dòng)軌跡的檢測(cè)取代常規(guī)需要不變形的圖源變化/運(yùn)動(dòng)軌跡，直接使用變形的全方位圖源，將自動(dòng)檢測(cè)到的變化目標(biāo)的透視視窗參數(shù)如旋轉(zhuǎn)角度、俯仰角度、變焦值PZT算出，自動(dòng)控制360度無死角攝像機(jī)并報(bào)警提醒操作人員注意，當(dāng)檢測(cè)到的事件異常時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)相關(guān)報(bào)警視頻及信息，通過相應(yīng)的軟件來實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。 [0018]進(jìn)一步設(shè)置，旋轉(zhuǎn)俯仰平臺(tái)和360度無死角攝像機(jī)的焦距控制相結(jié)合，檢測(cè)到的可疑區(qū)域的圖像信息，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、俯仰和聚焦的參數(shù)、并用360度無死角攝像機(jī)對(duì)可以目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤和記錄；通過供給參數(shù)使360度無死角攝像機(jī)自動(dòng)聚焦到可疑區(qū)域；自動(dòng)聚焦到可疑區(qū)域的坐標(biāo)與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景之間的增量與弧度之間的關(guān)系如下:
[0019]Dint = hk-wideh/2-Xp+Xr
[0020]其中:Dint為終值，hk-wideh為原寬度，Xp為原點(diǎn)坐標(biāo)，Xr為虛增量值；
[0021]Dt = F(x)+Td*100
[0022]其中:F(x)為弧度算法，Td為偏數(shù)量值，Dt為弧度值計(jì)算；將圖像自動(dòng)轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景類似的平面圖形。
[0023]進(jìn)一步設(shè)置，在檢測(cè)圖像變化時(shí)直接使用連續(xù)的全方位圖像，將較先得到的一幅圖像作為參照幀，記作Ici,儲(chǔ)存起來；對(duì)后得到的連續(xù)圖像Ii，做圖像相減運(yùn)算:
[0024]DIFF = 10-1i
[0025]如果余量圖像任一像素“DIFF”都大于預(yù)先設(shè)定的下限值，則對(duì)此像素小范圍鄰近的可以像素做檢驗(yàn)論證或進(jìn)行報(bào)警或?qū)⑾袼攸c(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蛔冃蔚耐敢晥D像，從圖像表面上檢查狀況；或在直接在檢測(cè)圖像變化是采用“自適應(yīng)”目標(biāo)檢測(cè)的方法超限值像素進(jìn)行計(jì)算:對(duì)于第N幀圖像重的每一像素，用一個(gè)“滑動(dòng)平均” A的平均值和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方差σ ρη來定義一個(gè)時(shí)序?yàn)V波器:
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種全方位智能監(jiān)控設(shè)備，其特征在于:包括魚眼全景相機(jī)、360度無死角攝像機(jī)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)包括圖像采集模塊、顯示單元、圖像預(yù)處理模塊、動(dòng)態(tài)圖像處理模塊、視頻圖像存儲(chǔ)模塊、報(bào)警信息存儲(chǔ)模塊和預(yù)警信息發(fā)布模塊； 魚眼全景相機(jī):用于捕捉涵蓋180度轉(zhuǎn)換到360度空間角度的整個(gè)半球視場(chǎng)圖像； 360度無死角攝像機(jī):用于旋轉(zhuǎn)俯仰平臺(tái)和焦距控制，用于實(shí)施精確目標(biāo)監(jiān)測(cè)，跟蹤，識(shí)別和監(jiān)控； 圖像采集模塊:將拍攝的實(shí)時(shí)狀況，及將采集到的視頻圖像通過A/D采樣，得到的動(dòng)態(tài)序列圖像幀，將圖像幀送入數(shù)據(jù)緩存區(qū)； 顯示單元:實(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)視頻； 圖像預(yù)處理模塊:用于對(duì)緩存區(qū)中的圖像序列幀進(jìn)行灰度化、平滑及對(duì)比度增強(qiáng)； 動(dòng)態(tài)圖像處理模塊:用于分析路面的安全狀態(tài)，包括對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的色彩的亮度、對(duì)比度、色調(diào)的自主調(diào)節(jié)， 然后根據(jù)視覺傳感器標(biāo)定的結(jié)果設(shè)定行人、車輛與其他移動(dòng)物體的各種不同的判定闕值范圍，依據(jù)視頻檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的闕值自動(dòng)判定該區(qū)域內(nèi)是行人、車輛與其他移動(dòng)物體； 視頻圖像存儲(chǔ)模塊:用于在路面出現(xiàn)異常事件時(shí)，自動(dòng)保存當(dāng)時(shí)的視頻數(shù)據(jù)，并保存到視頻數(shù)據(jù)庫(kù)中； 報(bào)警信息存儲(chǔ)模塊:用于在路面出現(xiàn)異常事件時(shí)，自動(dòng)保存觸發(fā)異常事件的信息(觸發(fā)時(shí)間、事件及因由)，并保存到報(bào)警信息數(shù)據(jù)庫(kù)中； 預(yù)警信息發(fā)布模塊:用于將移動(dòng)物體通過路面的時(shí)刻信息及路面出現(xiàn)異常事件時(shí)對(duì)行人及過往車輛進(jìn)行發(fā)布。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:所述監(jiān)控計(jì)算機(jī)與無線接收發(fā)送設(shè)備相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于:所述圖像預(yù)處理模塊其構(gòu)成是由廣角光學(xué)鏡頭或在常規(guī)照相機(jī)前面放置一凸面反射鏡，凸面反射鏡為拋物面鏡，得到變形的全方位圖像，從變形的全方位圖像直接映射成透視視窗圖像。
4.一種全方位智能監(jiān)控方法，其特征在于:包括以下步驟: 魚眼全景相機(jī)和360度無死角攝像機(jī)正常工作，圖像采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控采集數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)通過A/D采樣，得到動(dòng)態(tài)序列圖像幀，將圖像幀送入數(shù)據(jù)緩存區(qū)，用于實(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)視頻的顯示單元并進(jìn)行圖像預(yù)處理，即將圖像信息自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、俯仰和聚焦，該信息通過轉(zhuǎn)化公式轉(zhuǎn)化成與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景相似的圖像；將得到的圖像送給動(dòng)態(tài)圖像處理模塊，把全方位系列圖像實(shí)現(xiàn)變化/運(yùn)動(dòng)軌跡的檢測(cè)取代常規(guī)需要不變形的圖源變化/運(yùn)動(dòng)軌跡，直接使用變形的全方位圖源，將自動(dòng)檢測(cè)到的變化目標(biāo)的透視視窗參數(shù)如旋轉(zhuǎn)角度、俯仰角度、變焦值PZT算出，自動(dòng)控制360度無死角攝像機(jī)并報(bào)警提醒操作人員注意，當(dāng)檢測(cè)到的事件異常時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)相關(guān)報(bào)警視頻及信息，通過相應(yīng)的軟件來實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:旋轉(zhuǎn)俯仰平臺(tái)和360度無死角攝像機(jī)的焦距控制相結(jié)合，檢測(cè)到的可疑區(qū)域的圖像信息，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、俯仰和聚焦的參數(shù)、并用360度無死角攝像機(jī)對(duì)可以目標(biāo)的自動(dòng)跟蹤和記錄；通過供給參數(shù)使360度無死角攝像機(jī)自動(dòng)聚焦到可疑區(qū)域；自動(dòng)聚焦到可疑區(qū)域的坐標(biāo)與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景之間的增量與弧度之間的關(guān)系如下:Dint = hk-wi deh/2~Xp+Xr 其中:Dint為終值，hk-wideh為原寬度，Xp為原點(diǎn)坐標(biāo)，Xr為虛增量值；
Dt = F(x)+Td*100 其中:F(x)為弧度算法，Td為偏數(shù)量值，Dt為弧度值計(jì)算；將圖像自動(dòng)轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景類似的平面圖形。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:在檢測(cè)圖像變化時(shí)直接使用連續(xù)的全方位圖像，將較先得到的一幅圖像作為參照幀，記作Itl,儲(chǔ)存起來；對(duì)后得到的連續(xù)圖像Ii，做圖像相減運(yùn)算:
DIFF = 10-1i 如果余量圖像任一像素“DIFF”都大于預(yù)先設(shè)定的下限值，則對(duì)此像素小范圍鄰近的可以像素做檢驗(yàn)論證或進(jìn)行報(bào)警或?qū)⑾袼攸c(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蛔冃蔚耐敢晥D像，從圖像表面上檢查狀況；或在直接在檢測(cè)圖像變化是采用“自適應(yīng)”目標(biāo)檢測(cè)的方法超限值像素進(jìn)行計(jì)算:對(duì)于第N幀圖像重的每一像素，用一個(gè)“滑動(dòng)平均”Λ的平均值和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方差σ ρη來定義一個(gè)時(shí)序?yàn)V波器:

【文檔編號(hào)】H04N5/232GK103929592SQ201410167768
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】陳修海, 殷昱煜, 彭華 申請(qǐng)人:杭州道聯(lián)電子技術(shù)有限公司