[发明专利]视频监控智能识别系统

说明书

本发明提出了一种应用于视频监控领域的智能识别系统，该系统实现了在复杂场景下对人员、车辆和船舶等多目标精准识别的功能，能够智能发现监控画面中的异常情况并发出警报信息，从而有效地协助工作人员处理异常情况。在当今大数据时代下，该系统具有高智能性、高并发性和人机交互性良好等特点。该系统主要包括三大功能模块：视频处理模块、目标识别模块以及Web系统交互模块。视频处理模块实现了视频图像自定义截取的功能，目标识别模块实现了目标精确识别的功能，Web系统模块主要用来人机交互。此外，该系统为分布式系统，数据同步和负载均衡的问题得到了较好解决。本文档将从系统的整体架构、功能模块、数据设计和人机交互等方面进行详细描述。

技术领域

目前，视频监控智能识别是网络化、智能化视频监控领域前沿的应用发展方向之一，同时也是计算机视觉和人工智能领域主要研究方向之一。作为多领域的新兴研究方向，视频监控智能识别系统具有广阔的发展空间。

背景技术

近年来，运动目标检测是计算机视觉和数字图像处理的一个热门方向，广泛应用于机器人导航、智能视频监控、工业检测、航空航天等诸多领域。因此运动目标检测也成为当前理论和应用的研究热点，它是图像处理和计算机视觉学科的重要分支，也是智能监控系统的核心部分。目前，视频监控智能识别技术在金融系统、交通系统、公安系统、教育系统和医疗系统等多个领域具有广阔的应用前景。

视频监控智能识别系统能够在复杂场景下实现多目标的精准识别，智能发现监控画面中的异常情况并能以低延迟的方式发出警报信息，从而能够更加有效地协助海上工作人员处理异常情况以及保障工作人员的安全。

发明内容

本发明提出了一种目标精准识别的算法，根据该算法开发了一种应用于视频监控领域的智能识别系统，实现了复杂场景下对人员、车辆和船舶等目标的准确识别。其原理在于通过该系统的视频处理模块远程获取摄像头监控画面信息并对摄像头进行轮询得到帧图像，通过该系统的目标识别模块对图像进行多目标识别，识别出监控画面中的报警信息，例如人员不慎落水、工作人员未按照规章制度穿戴防护服以及不明目标靠近海上平台等情况。此外，该系统通过分布式的方式部署到四个平台分服务器上，分服务器上的报警信息会通过网络回传同步到信息中心服务器的数据库中，并将报警信息通过Web系统显示给管理员，留待管理员进行处理。本系统由数据层、服务层、功能模块层、传输层和交互层五个部分为组成。

1.数据层

数据层包括数据采集和数据存储两部分。数据采集设备是遍布海洋平台和海工码头的摄像头装置，全方位覆盖海洋平台和码头的各个角落。数据存储设备负责对采集的数据进行简单处理和存储。海洋平台的摄像头由两级主从流媒体服务器负责采集，两级服务器采用“一对多”的网状结构来构建。一级流媒体服务器是中心控制平台，即主服务器，它负责汇总各个二级流媒体服务器传送的视频流；二级流媒体服务器是各个海洋平台上的流媒体服务器，属于从服务器，它们负责采集各自管理区域内的摄像头视频流，采集数据后回传给中心控制平台。本系统通过远程调用中心控制平台服务器获取摄像头监控画面，采用摄像头轮询的方式对监控画面进行截屏，通过在本地存储临时图像文件的方式为目标识别模块提供数据集信息。

2.服务层

服务层是该系统的核心部分，在这一部分介绍了本发明提出的目标精准识别算法。首先，该算法是基于光流检测和模型匹配，借助鲁棒性梯度算法计算出光流场以获得图像的光流信息，提出自定义规则的区域场景标记方法，从而降低海水流动对光流检测的影响。其次，对光流检测获取到的各个运动区域中的目标进行特征提取，进而进行模型响应计算，通过消息传递和规则匹配进行目标定位和识别。最后，针对复杂场景提出两种联想匹配规则，加入连续帧和上下文的概念，实现了多目标的精准识别。在检测过程中，若出现人员不慎落水、工作人员未按照规章制度穿戴防护服以及不明目标靠近海上平台等情况，服务层将生成警报信息。警报信息既要存储在本地数据库中，又要通过网络实时同步到信息中心服务器的数据库中，为Web系统交互提供数据。若出现网络中断的情况，传输层提出的策略将会解决该问题。