CN104902233B - 综合安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种综合安全监控系统，通过主动区域手机信息获取技术和图像识别技术的配合使用，可以较为有效的在特定区域内，通过比对手机和视频图像中目标的移动轨迹，完成手机信息和图像中目标人物的匹配，然后通过设置在标志物处的高精度摄像头获取目标人物的精细图像，然后与预存的手机使用者的精细面部图像进行匹配，从而在特定区域内使用非本人注册手机的人员，可以在相当程度上实现自动的图像识别，相对于现有技术中，单纯的通过图像分析判断图像中信息，可避免很多对影响视频质量的因素，监测结果更为可靠，同时为自动识别技术提供了一条新的方向。

Description

综合安全监控系统

技术领域

本发明涉及一种综合安全监控系统，尤其涉及一种能够结合智能移动设备监控和面部识别监控的室内综合安全监控系统，适用于车站、机场等大型室内场所的人员识别和监控。主要涉及专利分类号H04电通信技术H04N图像通信，如电视H04N7/00电视系统H04N7/18闭路电视系统，即电视信号不广播的系统。

背景技术

现有的能够进行人像识别的系统，通过采集到的图像，主要由人工分析图视频像内的人员，判断手段主要还是鉴定人员根据自身经验分析图像内的人员体貌特征，比如根据目标人员经过路径的多个摄像头，根据相同衣着，进行人员判定。这样的侦查过程往往需要耗费大量的人力，需要多名有经验的技术人员调取和分析数量庞大的视频记录。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种综合安全监控系统，包括内置陀螺仪和加速度传感器的智能移动设备；还包括：

获取区域内智能移动设备信息的第一检测部；

获取所述区域内视频监控图像的第二检测部；

与所述第二检测部通信的图像分析部；

处理单元以及

预存储智能移动设备注册使用者面部特征信息的存储单元；

开始时，第二检测部开始采集所述区域的图像；此时，第一检测部向区域内的智能移动设备发送查询指令；智能移动设备首次接收指令后，将手机信息上传至第一检测部；手机内置陀螺仪和加速度传感器工作，记录手机的运动轨迹；

阈值时间后，所述的第一检测部向区域内的智能移动设备发送所述的查询指令，智能移动设备非首次接收到该指令后，将手机信息以及由陀螺仪、加速度传感器记录的智能移动设备运动轨迹上传至第一检测部；所述的图像分析部识别所述第二检测部在阈值时间内采集的区域视频图像中的目标的面部图像，分析目标在图像中的运行轨迹；

所述的处理单元对比所述的运动轨迹和运行轨迹；找到路径相同的运动轨迹和运行轨迹，匹配区域视频图像中的目标和智能移动设备；

获取匹配成功的目标的面部图像，与存储单元中预存储的机主面部图像进行比对，鉴别出携带非本人注册手机的目标人员。

作为优选的实施方式，还在于具有存储单元，存储所述的运行轨迹和运动轨迹、运行轨迹与运动轨迹生成和结束的时间；

当处理单元判定存在等数量的相同的运行轨迹和运动轨迹时，将所述的多个相同的运行轨迹和运动轨迹存储在所述的存储单元中；

设定第二时间阈值，经过该阈值后，处理单元判定存储单元中的运行轨迹或运动轨迹是否出现差异，若出现差异，则匹配出现差异的轨迹所代表的该视频和对应的智能移动设备。

作为优选的实施方式，当出现多条智能移动设备的运动轨迹与一条视频目标运行轨迹相同时，所述的处理单元判定该视频目标携带多个智能移动设备，所述的第一检测部继续获取该视频目标的面部图像，分别与多个智能移动设备的与存储的机主面部图像比对。

作为优选的实施方式，所述的处理单元在第三阈值时间内，未检测与智能移动设备运动轨迹相匹配的视频图像目标运行轨迹，备案该智能移动设备的信息发送至远程数据中心。

作为优选的实施方式，所述的图像分析部使用训练好的Haar特征级联分类器对所述区域的图像进行逐个位置的扫描；采集与分类器窗口大小一致的目标；并且在所述的阈值时间内追踪每一帧图像中该目标的位置，完成运动轨迹的追踪。

作为优选的实施方式，所述的Haar特征级联分类器使用人体头部的不同角度图像作为正样本集，监控区域内的环境做为负样本集进行训练。

作为优选的实施方式，所述的第二检测部包括一标定采集区域的摄像头，该摄像头设置在醒目标志物处；

工作时，图像分析部从所述摄像头采集的图像中采集目标人员的面部图像，分析目标的运动轨迹。

作为优选的实施方式，所述的第一检测部包括：接收智能移动设备移动终端识别指令的无线前端模块和无线信号处理模块；

所述的无线前端模块具有多个射频模块，每个射频模块中具有多个片状天线；

工作时，射频模块通过片状天线向区域内的智能移动设备发送查询指令，通过片状天线接收智能移动设备发送的手机信息，将接收到的手机信息传输至所述的处理单元。

作为优选的实施方式，所述的监控摄像头为一枪机，所述的无线前端模块的片状天线固定在所述枪机的外壳侧面上；

所述的天线基板分为多组，每组基板包括两90°交叉的基板条；外壳的每个侧面至少分别具有一组十字交叉的基板条和一组X交叉的基板条。

通过上述技术方案，本发明公开的一种综合安全监控系统，通过主动区域手机信息获取技术和图像识别技术的配合使用，可以较为有效的在特定区域内，通过比对手机和视频图像中目标的移动轨迹，完成手机信息和图像中目标人物的匹配，然后通过设置在标志物处的高精度摄像头获取目标人物的精细图像，然后与预存的手机使用者的精细面部图像进行匹配，从而在特定区域内使用非本人注册手机的人员，可以在相当程度上实现自动的图像识别，相对于现有技术中，单纯的通过图像分析判断图像中信息，可避免很多对影响视频质量的因素，监测结果更为可靠，同时为自动识别技术提供了一条新的方向。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统的模块图

图2为本发明的流程图

图3为本发明实施例中枪机的立体结构示意图

图4为本发明实施例中枪机的侧视图

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示：一种综合安全监控系统，系统的基础是现在智能移动设备中广泛应用的内置陀螺仪和加速度传感器或者类似能够测量移动设备移动距离和方向的设备，或者是与手机进行通信的智能穿戴设备，比如手环等能够最终输出人体运动轨迹的设备，效果也非常明显。

系统主要包括：第一检测部，该检测部主要包括用于向智能移动设备(注，本发明中所述的智能移动设备表示带有入网许可，并使用sim卡的设备，同时带有内置陀螺仪和加速度传感器等感知设备移动的EMES微电子机械系统或者是通过无线传输协议与能够感知移动的可穿戴设备处于通信状态，但自身不具有类似陀螺仪和加速度传感器的智能和非智能移动设备)发送/接收指令的无线前端模块和无线信号处理模块。

作为优选的实施方式，所述的无线前端模块包括多个片状天线，以保证能够全向无衰减的发送和接收相关信号。工作时，无线前端模块通过片状天线向区域内的智能移动设备发送查询指令，通过片状天线接收智能移动设备返回的手机信息，将接收到的信息传输至所述的无线信号处理模块，进过预处理后得到手机信息，比如手机号、IMEI特征码或者其它的能够表达手机从属信息的信息。

作为一个可选的实施方式，相关的技术方案可采用专利201410262369.X《一种手机、发送手机信息的方法、获取手机信息的方法及系统》中公开的技术，主动获取手机信息包括sim卡信息和IMEI码以及后续的信息。当智能移动设备首次接收到该指令时，将sim卡信息和IMEI码信息上传，经过无线信号处理模块滤波处理后，生成数字信息，发送至所述的处理单元，处理单元将数字信息转存在存储单元中。同时，陀螺仪和加速度传感器等MEMS设备开始工作，开始记录智能移动设备的运行轨迹。

在发出查询指令经过阈值时间后，所述的无线前端模块再次向区域内的设备发送查询指令，智能移动设备在非首次(或者在设备内部存储有由MEMS设备生成的运动轨迹时)获取所述的查询指令后，将自身的sim卡信息、IMEI特征码和MEMS设备记录的阈值时间内的智能移动设备的运动轨迹参数，包括旋转角度、直线和曲线运动距离以及加速度等信息通过无线信号处理模块预处理后，传输至处理单元，进而存储在存储单元中等待进一步使用。

在第一检测部首次发出查询指令时，所述的第二检测部开始获取划定区域内的视频图像，并识别图像中目标的数量、目标的移动轨迹和目标的精确面部图像。

为了能够在视频图像中获得精确的面部图像，作为优选的实施方式，第二检测部中包含了可用于采集面部图像的高分辨率摄像头，该摄像头可设置在标志物、广告牌、指示牌等能够吸引人群注意力的物体附近。比如在车站、机场等交通枢纽中，可以在航班、车次显示牌周边设置此种摄像头，能够在目标人群抬头注视的时候，获取无遮挡的面部特征。避免了对于戴帽子人群，因帽檐遮挡光线而导致了无法采集面部图像的问题。同时，可将摄像头设置在地面指示标志附近，比如复杂交通枢纽的地面导引方向指示标志物处，这样，一般的目标人群很难能够通过帽檐遮挡面容躲避摄像头采集面部图像，可以保证高清晰度的面部图像获取的成功几率。

所述的图像分析部与摄像头通信，分析摄像头采集视频图像中的目标个数和目标的运动轨迹。本发明的重点并不在于视频算法或者获取手机相关信息等具体的算法或者方法，而在于利用二者的结合提供一种分析鉴别非注册智能设备，尤其是使用非本人注册手机的新方法。

对于在视频图像中是被目标的个数和运动轨迹的方法，作为可实现的实施方式，可采用专利201010595201.2《一种用于多视角下多目标追踪的改进型粒子滤波方法》对视频图像进行有效的跟踪，对于采用其它视频目标识别和追踪方法也应落入本专利的保护范围内。对于轨迹的获取，作为一种可实施的方式，可以采用已授权专利201010529675.7《一种获取视频图像中目标运动速度的方法及装置》公开的方法获取目标的运行轨迹，也可采用其它的方法获取移动轨迹。

在第二检测部获取图像中各目标的运行轨迹后，将运行轨迹上传至所述的处理单元，处理单元比对移动轨迹和运动轨迹，筛选出相互匹配的轨迹在空间坐标内一致，完成视频图像中目标和手机移动轨迹的匹配。

在获得稳定的图像和手机匹配关系后，系统继续追踪目标，等待获得精确的面部图像。在此过程中，所述的摄像头始终关注被追踪的目标，并不断尝试获取追踪目标的清晰面部图像(在此，可采用成熟的关键点检测分析方法，比如专利《一种面部关键点检测方法及装置》201410483192.6)。

在采集到精确(可进行比对)的面部图像后，将该面部图像与预存的手机注册使用者的面部图像信息进行面部特征比对，找出手机当前使用者与手机注册使用者面部特征不一致的目标，最后完成特定人员的监控。以上的面部特征比对技术，尤其是实时采集的图像中截取面部特征与预存面部特征比对的技术方案可以采用专利《驾驶者面部影像辨识系统》专利号200910209583.8中公开的技术方案，当然，只要能够完成面部图像的比对，及时采用其它面部识别方法，也应落入本发明的保护范围内。

更进一步的，考虑到在交通枢纽，比如地铁站或者车站等区域，存在多人同时同向前行的情况，故作为优选的实施方式，本系统还具有存储单元，用于存储所述的运行轨迹和运动轨迹、运行轨迹与运动轨迹生成和结束的时间。

当处理单元判定存在等数量的相同的运行轨迹和运动轨迹时，将所述的多个相同的运行轨迹和运动轨迹存储在所述的存储单元中。

设定第二时间阈值，即等待人群散开，即产生差异轨迹后再进行判断，这里的设定特别适用于大型的交通枢纽，比如机场，车站的售票或者候机/车大厅设置，从建筑物的入口开始跟踪。获得多个运行轨迹和运动轨迹，经过设定的第二阈值时间后(第二阈值时间，可在实地测量得到，比如行人平均经过区域的时间即可作为该第二阈值时间)，处理单元判定存储单元中的运行轨迹或运动轨迹是否出现差异，即是否有人的行走路线发生偏移。若出现差异，则匹配出现差异的轨迹所代表的该视频和对应的智能移动设备。

考虑到，可能存在特定人群专门携带一手机进行通话的情况，会导致出现多条手机的运行轨迹与一条视频目标的运动轨迹相同的情况。即当出现多条智能移动设备的运动轨迹与一条视频目标运行轨迹相同时，所述的处理单元判定该视频目标携带多个智能移动设备，所述的第一检测部继续获取该视频目标的面部图像，分别与多个智能移动设备的与存储的机主面部图像比对。

考虑到，特定的人群可能会有意识的避开摄像头的视频监控区域，此类人群可能为重点的监控人群。故作为优选的实施方式，所述的处理单元在第三阈值时间内，未检测与智能移动设备运动轨迹相匹配的视频图像目标运行轨迹，备案该智能移动设备的信息发送至远程数据中心，作为重点的监控对象，可在后续跟踪过程中，重点监控。

作为另一个可实施方式，在分析视频图像中的目标数量时，所述的图像分析部可使用训练好的Haar特征级联分类器对所述区域视频中每一帧图像进行逐个位置的扫描，采集与分类器窗口大小一致的目标；并且在所述的阈值时间内追踪每一帧图像中该目标的位置，完成运动轨迹的追踪。

在使用之前特征级联分类器需要一定数量样本进行训练，可以采用人体头部不同角度的图像作为正样本集，标定监控区域内的环境作为负样本进行训练。

作为一个可选的实施方式，所述的监控摄像头为一枪机，所述的无线前端模块的片状天线固定在所述枪机的外壳侧面上。

所述的天线基板分为多组，每组基板包括两90°交叉的基板条；外壳的每个侧面至少分别具有一组十字交叉的基板条和一组X交叉的基板条。如图2和图3所示：综合数据安全监控设备如图2-图3所示：外形与现有的枪机摄像头类似，包括设置摄像头的端面和四个侧面，前置镜头5设置在断面上和所述的四个侧面1上分别设置有一组十字基板条3和X基本条2，在基板的两端分别嵌有片状天线4，能够在枪机的常规旋转角度上有效的截获信号。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种综合安全监控系统，包括内置陀螺仪和加速度传感器的智能移动设备；其特征在于还包括：

获取区域内智能移动设备信息的第一检测部；

获取所述区域内视频监控图像的第二检测部；

与所述第二检测部通信的图像分析部；

处理单元以及

预存储智能移动设备注册使用者面部特征信息的存储单元；

开始时，第二检测部开始采集所述区域的图像；此时，第一检测部向区域内的智能移动设备发送查询指令；智能移动设备首次接收指令后，将手机信息上传至第一检测部；手机内置陀螺仪和加速度传感器工作，记录手机的运动轨迹；

阈值时间后，所述的第一检测部向区域内的智能移动设备发送所述的查询指令，智能移动设备非首次接收到该指令后，将手机信息以及由陀螺仪、加速度传感器记录的智能移动设备运动轨迹上传至第一检测部；所述的图像分析部识别所述第二检测部在阈值时间内采集的区域视频图像中的目标的面部图像，分析目标在图像中的运行轨迹；

所述的处理单元对比手机的运动轨迹和目标在图像中的运行轨迹；找到路径相同的手机运动轨迹和目标运行轨迹，匹配区域视频图像中的目标和智能移动设备；

获取匹配成功的目标的面部图像，与存储单元中预存储的机主面部图像进行比对，鉴别出携带非本人注册手机的目标人员。

2.根据权利要求1所述的综合安全监控系统，其特征还在于具有存储单元，存储所述的运行轨迹和运动轨迹、运行轨迹与运动轨迹生成和结束的时间；

当处理单元判定存在等数量的相同的目标运行轨迹和手机运动轨迹时，将相同的目标运行轨迹和手机运动轨迹存储在所述的存储单元中；

设定第二时间阈值，经过该阈值后，处理单元判定存储单元中的目标运行轨迹或手机运动轨迹是否出现差异，若出现差异，则匹配出现差异的轨迹所代表的该视频和对应的智能移动设备。

3.根据权利要求1所述的综合安全监控系统，其特征还在于：当出现多条智能移动设备的运动轨迹与一条视频目标运行轨迹相同时，所述的处理单元判定该视频目标携带多个智能移动设备，所述的第一检测部继续获取该视频目标的面部图像，分别与多个智能移动设备的与存储的机主面部图像比对。

4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的综合安全监控系统，其特征还在于：所述的处理单元在第三阈值时间内，未检测与智能移动设备运动轨迹相匹配的视频图像目标运行轨迹，备案该智能移动设备的信息发送至远程数据中心。

5.根据权利要求1所述的综合安全监控系统，其特征还在于：所述的图像分析部使用训练好的Haar特征级联分类器对所述区域的图像进行逐个位置的扫描；采集与分类器窗口大小一致的目标；并且在所述的阈值时间内追踪每一帧图像中该目标的位置，完成运动轨迹的追踪。

6.根据权利要求5所述的综合安全监控系统，其特征还在于：所述的Haar特征级联分类器使用人体头部的不同角度图像作为正样本集，监控区域内的环境做为负样本集进行训练。

7.根据权利要求5所述的综合安全监控系统，其特征还在于：所述的第二检测部包括一标定采集区域的摄像头，该摄像头设置在醒目标志物处；

工作时，图像分析部从所述摄像头采集的图像中采集目标人员的面部图像，分析目标的运动轨迹。

8.根据权利要求7所述的综合安全监控系统，其特征还在于所述的第一检测部包括：接收智能移动设备移动终端识别指令的无线前端模块和无线信号处理模块；

所述的无线前端模块具有多个射频模块，每个射频模块中具有多个片状天线；

工作时，射频模块通过片状天线向区域内的智能移动设备发送查询指令，通过片状天线接收智能移动设备发送的手机信息，将接收到的手机信息传输至所述的处理单元。

9.根据权利要求8所述的综合安全监控系统，其特征还在于所述的监控摄像头为一枪机，所述的无线前端模块的片状天线固定在所述枪机的外壳侧面上；

天线基板分为多组，每组基板包括两90°交叉的基板条；外壳的每个侧面至少分别具有一组十字交叉的基板条和一组X交叉的基板条。