[发明专利]基于图像识别的光纤周界入侵监测方法

摘要

本发明涉及一种基于图像识别的光纤周界入侵监测方法，该监测方法由光纤振动传感系统完成，该系统包括有连接在一起的探测光缆，监测主机和上位机；该监测方法包括：外界入侵引起的振动由探测光缆探知并将光信号传输至监测主机；监测主机将接收的光信号先转为电信号，再对电信号采样并模数转换，得到离散的数字信号，该数字信号传输至上位机；由上位机对采集的数字信号进行处理，获得处理后信号的特征量，以形成一个或多个瀑布图，根据瀑布图的形态，进行图像的模式识别，若判别为入侵事件则触发入侵报警。本发明的光纤周界入侵监测方法不需要额外增加设备，也不需要风雨数据库即可实时来识别入侵行为，具有高入侵识别率和低误报率的特点。

主权项

一种基于图像识别的光纤周界入侵监测方法，在需防护区域内铺设探测光缆，外界入侵引起的振动由探测光缆探知以改变传输光信号的特性，该探测光缆将光信号传输至监测主机，所述的监测主机接收到变化后的光信号，先转换为电信号，然后对电信号采样并进行模拟数字转换，得到离散的数字信号，该数字信号传输至上位机，其特征在于，由上位机内入侵报警模块对采集的数字信号进行处理，获得处理后信号的特征量，以形成一个或多个瀑布图，该瀑布图是以时间、距离以及特征量数值形成的二维图像，特征量映射为图像的像素值；根据瀑布图的形态，进行图像的模式识别，进而判别是否为入侵事件，若判定为是则触发入侵报警；该监测方法由光纤振动传感系统完成，该系统包括有：探测光缆，该探测光缆布置于监测现场以感知振动，探测光缆的敷设形式包括固定在铁丝网围栏上、直埋于裸露地面下、隐蔽敷设在地板或地毯下；监测主机，实时检测并获得探测光缆内单根光纤上的原始信号数据，并向上位机输出，该原始信号数据包含有探测光缆内光纤分布振动的信息；上位机，该上位机内设有入侵报警模块，该入侵报警模块从接收的原始信号数据中实时解析并呈现出光纤分布振动信号，并根据防区、报警参数的设定，触发入侵报警；所述特征量是直接的信号差值、信号方差、相关度值、FFT变换后某个频段的功率或能量特征、小波分解后的各尺度的细节能量特征，计算完所述特征量并形成瀑布图之后，还要对瀑布图进行相应的平滑，具体方法采用指数平滑、平均值、中值平滑的方式，在瀑布图上对入侵行为的识别，主要是通过对入侵斑点图像的轮廓和区域信息进行识别的，其具体识别过程为：4a.采用一个阈值、多个阈值，或自适应阈值，对图像做二值化处理，变成二值黑白图像；4b.获取图像中所有扰动信号的轮廓，轮廓包括了可能的入侵信号和风雨信号；4c.基于区域或轮廓的计算方法，获取该区域或轮廓的特征；4d.对所有轮廓做筛选，如果轮廓内图像的像素平均值即平均强度大于最小强度阈值，并且轮廓的宽度大于最小宽度阈值，并且持续时间大于最小持续时间，只有这种轮廓才会进入分类器的判别；4e.采用分类器进行识别。