CN102142179A - 基于视觉的智能安防系统 - Google Patents

Abstract

基于视觉的智能安防系统，它涉及一种智能安防系统。它包含多台摄像头(1)、图像采集卡(2)、串口扩展卡(3)、上位机(4)、报警装置(5)和远程监控终端(6)，多台摄像机(1)均分别与图像采集卡(2)、串口扩展卡(3)相连，图像采集卡(2)、串口扩展卡(3)与上位机(4)相连，上位机(4)与报警装置(5)以及远程监控终端(6)相连。它能够识别出人或宠物，使用方便且更人性化，智能化程度高，成本低。

Description

基于视觉的智能安防系统

技术领域：

本发明涉及一种智能安防系统，尤其涉及一种基于视觉的智能安防系统。

背景技术：

现有的基于视觉的智能安防系统，大都仅仅只是一种监视，需要人们不断通过远程终端监视家里的情况，使用非常不方便。有的安防系统采用与红外相结合的方式，当红外检测到有人或宠物出现时，提醒人们通过终端监视。但是如果宠物频繁出现在监视区域，那就会频繁提醒人们察看监控终端，这样会使人不胜其烦。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于视觉的智能安防系统，它能解决传统安防系统所存在的问题，并且成本低。

为了解决传统安防系统所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含多台摄像头、图像采集卡、串口扩展卡、上位机、报警装置和远程监控终端，多台摄像机均分别与图像采集卡、串口扩展卡相连，图像采集卡、串口扩展卡与上位机相连，上位机与报警装置以及远程监控终端相连。这多台摄像头分别安装在多个需要安防的房间里，以便可以监控多个房间。报警装置分别安置在家中、远程监控终端上、保安室内。远程监控终端可以根据具体情况设置多个，可以由多个人来监控家中情况。远程监控采用多种方式来实现，一是可上网的PC，二是手机以，三是专用远程监控终端。

本发明的摄像头安装采用顶棚安装，使摄像头视野开阔，能够监控到整个需要监控的区域。

本发明软件算法为：第一步，采用背景图像差分法识别运动物。首先，当家人外出时，安防系统启动时拍摄家庭环境的一张照片作为背景图。当人或宠物进入摄像头视野中，再拍摄图像。将两张图像做差，得到运动物的目标区域。

第二步，识别并分辨人和宠物。基于高宽比的识别，背景差分后人的目标区域高远远大于宽，而宠物宽大于高，可以根据图像差分法得到的目标区域的高宽比来识别人和宠物。

第三步，如果识别出环境中有人，对报警装置发出指令使其报警。如果环境中只用宠物没有人，则不报警。同时，人们可以通过远程监控终端实时监视家里每个房间的情况。

本发明的背景差分法：将在安防系统启动时拍摄家庭环境的一张照片作为背景图。当宠物或者人进入环境中，拍摄图像。将两张图像做差，得到运动物的目标区域。

背景差分的方法可用如下公式表示：

$\mathrm{Diff}(x,y,t)=\left\{\begin{array}{c}1,\mathrm{if}(\mathrm{abs}(\mathrm{Im}(x,y,t)-\mathrm{BkGd}(x,y))\≥\mathrm{Threshold}\\ 0,\mathrm{else}\end{array}\right.$

式中Im(x，y，t)表示第t帧图像在坐标(x，y)处的灰度值；BkGd(x，y)表示背景图片在(x，y)处像素的灰度值；Threshold是阈值；Diff(x，y，t)表示差分得到的二值图的值。在当前帧图像如果某点处灰度相对于背景图像的灰度变化小于阈值时，该点在二值图中表现为黑；如果该点的灰度变化大于阈值，则在二值图中表现为亮点。这样，如果当图像对于背景图像的灰度发生变化时，通过背景差分就可以将这种变化检测出来。从而形成带有运动物形状的二值图。

差分图像极易受到噪声的污染。理想情况下，静止的背景部分应该在差分图像中完全消失。但由于传感器的噪声，差分图像总会带有很多噪声。并且，差分图像的边缘往往是很不平滑的。这种情况下，可以用中值滤波的方法去除噪声。

背景差分后人的目标区域高远远大于宽，而宠物宽大于高，可以根据图像差分法得到的目标区域的高宽比来识别人和宠物。人的高宽比是远远大于2，而宠物的高宽比远远小于2。可以采用2这一阈值来识别宠物和人。

本发明的优点是能够识别出人或宠物，使用方便且更人性化，智能化程度高，成本低。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含多台摄像机1、图像采集卡2、串口扩展卡3、上位机4、报警装置5和远程监控终端6，多台摄像机1均分别与图像采集卡2、串口扩展卡3相连，图像采集卡2、串口扩展卡3与上位机4相连，上位机4与报警装置5以及远程监控终端6相连。

本发明的摄像头安装采用顶棚安装，使摄像头视野开阔，能够监控到整个需要监控的区域。

本发明软件算法为：第一步，采用背景图像差分法识别运动物。首先，当家人外出时，安防系统启动时拍摄家庭环境的一张照片作为背景图。当人或宠物进入摄像头视野中，再拍摄图像。将两张图像做差，得到运动物体的目标区域。

第二步，识别并分辨出人和宠物。基于高宽比的识别，背景差分后人的目标区域高远远大于宽，而宠物宽大于高，可以根据图像差分法得到的目标区域的高宽比来识别人和宠物。

第三步，如果识别出环境中有人，对报警装置指令报警。如果环境中只用宠物没有人，则不报警。同时，人们可以通过远程监控终端实时监视家里每个房间的情况。

本发明的背景差分法：将在安防系统启动时拍摄家庭环境的一张照片作为背景图。当宠物或者人进入环境中，拍摄图像。将两张图像做差，得到运动物体的目标区域。

背景差分的方法可用如下公式表示：

$\mathrm{Diff}(x,y,t)=\left\{\begin{array}{c}1,\mathrm{if}(\mathrm{abs}(\mathrm{Im}(x,y,t)-\mathrm{BkGd}(x,y))\≥\mathrm{Threshold}\\ 0,\mathrm{else}\end{array}\right.$

式中Im(x，y，t)表示第t帧图像在坐标(x，y)处灰度值；BkGd(x，y)表示背景图片在(x，y)处像素的灰度值；Threshold是阈值；Diff(x，y，t)表示差分得到的二值图的值。在当前帧图像如果某点处灰度相对于背景图像的灰度变化小于阈值时，该点在二值图中表现为黑；如果该点的灰度变化大于阈值，则在二值图中表现为亮点。这样，如果当图像对于背景图像的灰度发生变化时，通过背景差分就可以将这种变化检测出来。从而形成带有运动物体形状的二值图。

差分图像极易受到噪声的污染。理想情况下，静止的背景部分应该在差分图像中完全消失。但由于传感器的噪声，差分图像总会带有很多噪声。并且，差分图像的边缘往往是很不平滑的。这种情况下，可以用中值滤波的方法去除噪声。

背景差分后人的目标区域高远远大于宽，而宠物宽大于高，可以根据图像差分法得到的目标区域的高宽比来识别人和宠物。人的高宽比是远远大于2，而宠物的高宽比远远小于2。可以采用2这一阈值来识别宠物和人。

本具体实施方式的优点是能够识别出人或宠物，使用方便且更人性化，智能化程度高，成本低。

Claims (1)

1.基于视觉的智能安防系统，其特征在于它包含多台摄像头(1)、图像采集卡(2)、串口扩展卡(3)、上位机(4)、报警装置(5)和远程监控终端(6)，多台摄像机(1)均分别与图像采集卡(2)、串口扩展卡(3)相连，图像采集卡(2)、串口扩展卡(3)与上位机(4)相连，上位机(4)与报警装置(5)以及远程监控终端(6)相连。