视频监控图像精确识别系统技术方案

本发明专利技术提出了一种应用于视频监控图像的精确识别系统，该系统的功能主要包括通过用户交互指定需要进行自动识别的监控摄像头、监控摄像头成批自动轮询、海上平台上运动目标精确识别、识别结果形成报警记录、报警处置等。系统由三部分组成：前台交互和处理页面、后台控制平台和服务、数据库存储。完成了以下几个功能：底层流媒体获取和显示；视频监控图像精确识别后台服务；视频监控图像精确识别后台控制程序，主要包括监控摄像头选定、识别算法参数设置、识别服务开关管理、报警信息存储及处理。本文档将对整个系统的设计架构、各个功能模块的设计、交互和存储以及web发布页面的设计进行详细描述。

【技术实现步骤摘要】

当前，新兴的数字视频监控系统具备极大的发展空间，作为跨学科的新兴研究领域，智能视频分析和监控也是当前国内外科研机构的研究热门之一，众多科研学者着重努力使得数字视频监控系统智能化。如今智能视颜监控无论在军事应用、还是民用公共安全领域都具备不错的前景。
技术介绍
近年来，人体动作识别已经成为计算机视觉领域的研究热点，引起了众多学者的关注。随着大数据的兴趣，本文引用了大数据的治理体系包括对大数据的采集、存储、管理、应用的全生命周期的管理，人们希望计算机能够自主的识别并且理解人类的日常动作，使计算机能够和人们更加自然的交流。目前动作识别主要应用于人机交互、医疗保健、智能安防、家居智能等领域。基于视频图像的运动人体目标识别与跟踪的重大意义不仅体现在科学研究中，同样在生活、工业和国防方面也有所体现，实用的产品也已由军用延伸到了民用行业，如超市、商场、车站、银行、道路交通、长途客车、市内公交车等安装的有监控系统的场所。视频监控图像精确识别系统可以有效的对需要进行安全监控的特殊区域中的异常事件进行自动报警，例如海上作业平台远离陆地、作业环境复杂，人体目标和跟踪技术的应用可以有效地保障作业人员的安全和平台的安全作业。
技术实现思路
本专利技术提出了一种快速精确识别人体的算法，根据这个算法开发了一种视频监控图像的精确识别系统。其原理在于通过该系统调用摄像头监控画面，通过系统的后台程序对画面进行处理，识别监控画面中的警报信息，如工作人员没有按照要求穿戴相应的防护服，以及违规做出各种操作、遇到相应一定的危险时，后台程序对监控画面进行识别。当结果中有需要的报警信息时，将报警信息记录到该服务器的数据库中，并将报警信息通过web客户端显示给管理员，留待管理员进行处理。本系统由数据采储层、服务层、功能模块层、交互层四个部分为组成。1数据采储层数据采储层包括数据采集设备以及数据存储设备。数据采集设备便是遍布海上工作平台的摄像头装置，全方位覆盖海上工作平台的各个角落。数据存储设备负责对采集的数据进行存储和简单处理。海上平台的摄像头由两级流媒体服务器采集：一级流媒体是中心控制平台，它负责采集各个二级流媒体服务器的视频流；二级流媒体服务器，即各个中心平台流媒体服务器，负责采集它管理的所有海上平台上的视频流。本系统通过调用摄像头监控画面，对监控画面进行截屏，存储临时图像文件。2服务层服务层是该系统的灵魂，提出了一种快速精确识别人体姿态的算法。以监控视频为数据源，借助鲁棒性梯度算法，通过计算流场，获得图像光流信息，对提取的各个运动区域进行模板响应的计算，通过消息传递和回传进行人体定位和人体姿态估计，实现多人姿态识别、人员数量统计和人员跟踪。在检测结果中，若出现工作人员未按照规定要求着安全服装或作出违规操作、工作人员遇到危险需要救援等情况时，服务层将生成警报信息，将警报信息存储的服务器的同时，将警报信息上传到web端留待管理人员进行处理。服务层算法的目的可以通过以下步骤实现：步骤1，获取临时图像文件信息；步骤2，对所需参数进行初始化并赋给相应的值；步骤3，获取数据约束和空间一致性约束的子函数，得到总目标函数；步骤4，判断目标函数是否连续，若连续，则直接进行鲁棒性估计，否则，对目标函数加入线程使之变为连续函数之后再进行鲁棒性估计；步骤5，对目标函数进行迭代优化；步骤6，设定光流阈值，截取有效的运动区域；步骤7，对每个运动区域进行滑动窗口检测，计算人体部分模型的响应；步骤8，通过消息传递计算图像中各个位置对人体模型的响应值；步骤9，通过回传对检测到的人体进行身体部分定位；步骤10，计算各个运动区域之间的对应关系，实现多人姿态识别、人员数量统计和人员跟踪。3功能模块层本部分将对系统的主要功能模块进行功能设计、界面设计和存储设计。系统主要包含以下几个模块：客户端登录模块、摄像头选择模块，识别算法参数设置模块，识别服务开关管理模块，识别服务模块，报警及处置模块。系统界面由四部分构成：菜单、摄像头列表树、监控摄像头实时显示、摄像头切换频率参数设置。其中，菜单项由“摄像头选择”、“识别算法参数设置”、“识别服务开关管理”和“帮助”构成。程序自动按平台调用摄像头画面进行精确监控，每隔1分钟自动切换下一组摄像头。参数设置模块可以实现图像缩放比例、目标大小、光流阈值和背景区域等参数设置。并将设置信息存储于数据库。开关设置可以实现是否对该摄像头进行监控和监控开关时间。3.1客户端登录该部分实现客户端程序登录及初始化配置参数设置。需要初始化的配置参数有数据库登陆信息、流媒体服务器登陆信息等。该模块的功能包含验证用户登陆信息、存储数据库和流媒体服务器登陆信息、权限管理、用户登陆日志及查询等。3.1.1登录信息验证用户登陆视频监控精确识别系统控制程序的用户名、密码、用户类型(管理员或普通用户)将存储在部署控制程序的平台上，即二级流媒体服务器。3.1.2权限设置该系统的用户权限分管理员、普通用户两类。其中管理员可以设置配置信息、设置参数、新增普通用户；普通用户：只具有本地查询权限。3.1.3配置信息数据库连接信息和流媒体服务器的登陆信息以配置文件方式，存储于本地安装目录。文件名为config.xml，配置文件存储到“安装路径/config/”。配置信息内容包括以下内容：(1)数据库配置信息。数据库的连接信息(IP，SID，用户名，密码等)需要存放到配置文件中。(2)流媒体配置信息。所需连接的流媒体服务器配置信息，内IP、端口、用户、密码。(3)用户登录信息存储。作为用户登录日志方式存储，内容包括IP、用户名、进入时间、退出时间，时间到时分秒。在启动视频监控精确识别程序时，首先出现的是登陆界面。在登录界面通过输入用户名和密码并验证成功后可以登录到主程序。3.2摄像头选择海上平台的摄像头安装环境情况各异，例如，并不需要对某些摄像头的监控视频进行自动识别。本系统提供人工选择参与识别的摄像头的功能。一旦完成对摄像头的选择，识别程序只需要对选定的摄像头进行处理。读取部署控制程序的中心平台连接的摄像头信息，并按照平台和摄像头进行二级选择：由摄像头基本信息选择平台名称，再从平台对应的摄像头中选择相应的摄像头。图4给出了选择摄像头的界面设计。左侧实现该中心平台对不同采油平台的选择；在选定了采油平台之后，再进行摄像头的选择，其中摄像头可以进行多选。3.3识别服务系统主控制界面由需进行识别的平台及其摄像头列表信息和实时视频显示窗口组成。识别程序采用分片执行机制(时间片的大小根据需要处理的摄像头个数计算)，将每个平台作为一组分析对象，每个平台不超过9个摄像头的所有画面并行处理，超过9个的摄像头将以9个为一组成批处理。本系统的核心算法是对选定的摄像头进行自动轮循和识别，并对识别结果进行存储，以便后期进行处理。主界面显示各平台上的摄像头列表和目前正在自动检测的摄像头的实时监控画面，程序对摄像头进行成批处理。3.3.1监控画面获取程序控制主界面显示目前正在处理的各个摄像头的实时监控画面各平台选择的摄像头画面，由程序自动对选定的摄像头画面进行截屏(自动截屏的频率为1秒/次)，截屏的图片存储在“安装目录\empN”目录下(“N”为1至9之间的一个数值，分别对应屏幕上的9个分屏)。截屏图本文档来自技高网...

【技术保护点】
视频监控图像精确识别系统，其特征在于通过该系统调用摄像头监控画面，通过系统的后台程序对画面进行处理，识别监控画面中的警报信息，如工作人员没有按照要求穿戴相应的防护服，以及违规做出各种操作、遇到相应一定的危险时，后台程序对监控画面进行识别。当结果中有需要的报警信息时，将报警信息记录到该服务器的数据库中，并将报警信息通过web客户端显示给管理员，等待管理员处理。该系统包括：步骤1：分布在平台各处的摄像头对平台进行监控；步骤2，中心平台流媒体服务器获取摄像头监控画面；步骤3，将监控画面进行截屏，存储为临时图像文件；步骤4，后台服务程序自动处理临时图像文件；步骤5，将自动处理结果中的报警信息存储到该中心平台流媒体服务器的数据库中；步骤6，将报警信息与信息中心数据库保持同步；步骤7，报警信息在系统客户端上进行显示，提醒管理员进行处理；步骤8，管理员通过web服务队报警信息进行处置。

【技术特征摘要】
1.视频监控图像精确识别系统，其特征在于通过该系统调用摄像头监控画面，通过系统的后台程序对画面进行处理，识别监控画面中的警报信息，如工作人员没有按照要求穿戴相应的防护服，以及违规做出各种操作、遇到相应一定的危险时，后台程序对监控画面进行识别。当结果中有需要的报警信息时，将报警信息记录到该服务器的数据库中，并将报警信息通过web客户端显示给管理员，等待管理员处理。该系统包括：步骤1：分布在平台各处的摄像头对平台进行监控；步骤2，中心平台流媒体服务器获取摄像头监控画面；步骤3，将监控画面进行截屏，存储为临时图像文件；步骤4，后台服务程序自动处理临时图像文件；步骤5，将自动处理结果中的报警信息存储到该中心平台流媒体服务器的数据库中；步骤6，将报警信息与信息中心数据库保持同步；步骤7，报警信息在系统客户端上进行显示，提醒管理员进行处理；步骤8，管理员通过web服务队报警信息进行处置。2.如权利要求1通过监控设备遍布海上工作平台，用来采集监控视频。3.如权利要求1中心流媒体平台通过调用平台监控设备，获取监控视频。4.如权利要求1将获取的监控视频进行处理，以截图的形式将视频流信息转换成图像信息，保存...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫文娟，李翛然，宫法明，朱朋海，崔佳，赵国梁，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37