[发明专利]一种安全敏感区域的越界入侵检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频安全监控领域，尤其涉及一种安全敏感区域的越界入侵检测方法。

背景技术

随着当今人口数量的增加和城市规模的不断扩大，现代社会所面临的突发、异常事件逐年增加，使得安全监控的难度与重要性也越来越突出。特别是对于某些安全敏感场合，如军事基地、监狱、供电站、医院、银行以及商场等区域，出于安全因素的考虑，管理人员必须了解是否有异常人物或车辆进入该场所。传统的视频安全监控都是以人为主，由安保人员直接查看监控画面。随着视频监控技术的迅速发展和普及，摄像头数量越来越多，加之人眼的易疲劳性，可能导致无法可靠地筛选出异常事件并及时进行处理。因此，采用一种有效的越界入侵检测方法显得尤为重要。

发明内容

针对上述不足，本发明提出一种安全敏感区域的越界入侵检测方法，首先通过背景减除法检测出视频中的运动目标，然后再进行形态学滤波和连通域分析，最后根据向量叉积法判断运动目标是否进入预先设定的安全敏感区域，该方法可以使监控系统自动筛选出监控区域中的越界入侵事件，减轻监控人员的工作负担。

本发明所采用的技术方案如下：一种安全敏感区域的越界入侵检测方法，包括以下步骤：

1)摄像头实时采集图像，并对摄像头的采集区域设置安全敏感区域；

2)通过背景减除法从采集到的视频流中提取运动目标信息；

3)利用形态学滤波方法处理提取出来的前景图像，即运动目标；

4)提取前景图像中连通区域轮廓，并筛选运动目标，将面积、尺寸或比例不符合要求的连通域去除；

5)判断前景图像中的运动目标是否进入安全敏感区域，即判断一个点是否在一个四边形内，利用两个向量叉积的方向性来判断夹角是否超过了180度，若则表示两个向量的夹角小于180度，即点E在的顺时针方向；若则表示两个向量的夹角大于180度，即点E在的逆时针方向；由此可得，若则表示点E在向量和之间；因此，通过判断条件是否成立，可以得到目标点E是否已经进入由点A、B、C、D围成的四边形中间，点A、B、C、D围成的四边形为安全敏感区域。

进一步的，设定安全敏感区域的方式有以下几种：1)读取上次保存的参数配置文件；2) 由用户通过鼠标划定；3)由用户输入坐标值设定。

进一步的，所述背景减除法选自混合高斯模型法、VIBE算法、SACON算法、PBAS算法中的一种。

进一步的，采用PBAS算法来从视频流中提取运动目标信息，具体过程包括：

2.1)背景建模

收集前N帧图像的像素值作为背景模型的初始值：

B(x_i)＝{B₁(x_i),…,B_k(x_i),…,B_N(x_i)}

其中，B(x_i)表示像素x_i在当前时刻的背景模型，B_k(x_i)表示像素x_i历史k时刻的像素值；

2.2)前景检测

对于当前图像帧中的任意一个像素x_i，判定公式为：

其中，F(x_i)＝1表示x_i被判定为前景点，F(x_i)＝0表示x_i被判定为背景点，num(^.)表示满足括号内条件的次数，dist(^.)表示括号内两点之间的欧式距离；

2.3)背景更新

用被判别为背景的像素点来更新背景模型，背景更新分为以下三个步骤：

2.3.1)更新背景模型：从其背景模型B(x_i)中随机选择一个像素值，用I(x_i)替换，其替换概率为p(x_i)＝1/T(x_i)，T(x_i)表示背景更新率；

2.3.2)更新领域背景模型：从x_i的领域中随机选择像素点y_i，用其当前像素值V(y_i)替换其背景模型B(y_i)中随机选择一个像素值，其替换概率为p(x_i)＝1/T(x_i)；