一种基于智能视频分析技术的行为识别方法及应用

摘要

本发明公开了一种基于智能视频分析技术的行为识别方法，包括以下步骤：步骤一、根据危险源需要来设定目标行为规则，通过视频对各种危险源进行监控；步骤二、对视频图像进行逐帧分析，获取目标点危险源信息；步骤三、根据用户设定的报警规则对提取信息进行分析，并实时捕捉违反规则的突发或危险事件，如有符合预设规则的事件发生立即以各种有效方式进行报警提示。频分析系统通过分析现场的实时视频流检测出可疑的活动、事件或者行为产生报警提醒值守人员注意。整个系统先发制人，使管理更为简单、高效，不仅为客户节省了人工费用，而且还提供了最佳数据储存和信息管理的方案。

说明书

技术领域

本发明涉及视频分析技术领域，尤其涉及一种基于智能视频分析技术的行为识别方法及应用。

背景技术

安全是一个社会和企业赖以生存和发展的基础，尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，加强现代化的安防技术就显得更为重要。安全防范技术就是在这个意义上发展起来的，它是电子技术、传感器技术、计算机技术和现代通信技术等高科技技术相结合的产物。它在预防和打击以罪，维护社会治安，预防灾害事故，减少国家、集体财产和人民生命等方面起到一般防范手段难以或者不可能起到的作用。安全防范技术系统和产品是预防和打击犯罪以及预防灾害事故发生的锐利武器，是社会治安综合治理的重要内容，它将使我们逐步告别一把锁头保平安的时代。

现有技术中一般都建有视频监控系统，其在一定程度上的有效应用使安保能力得到了较大改善，但从监控能力和监控有效性方面还基本停留在传统视频监控模式的阶段，大多时候只能用于基本调度与事后取证，无法起到预防、预警的作用。而且必须有专人观察、控制、分析摄像机里的图像，保安人员需要监视太多的视频画面，远远超出人的接受能力，导致实际监控效果低下。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于智能视频分析技术的行为识别方法，从而解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于智能视频分析技术的行为识别方法，包括以下步骤：

步骤一、根据危险源需要来设定目标行为规则，通过视频对各种危险源进行监控；

步骤二、对视频图像进行逐帧分析，获取目标点危险源信息；

步骤三、根据用户设定的报警规则对提取信息进行分析，并实时捕捉违反规则的突发或危险事件，如有符合预设规则的事件发生立即以各种有效方式进行报警提示。

优选地，在步骤一中，通过视频对各种危险源进行监控包括以下步骤：

S1、移动目标的提取：包括简单提取、过滤噪声和区域整合；

S2、移动目标的跟踪：越界、入侵、遗留、盗窃、徘徊、流量统计进行跟踪；

S3、移动目标的识别：包括机器学习的过程及基于学习后的结果对于新出现目标的辨识过程；

S4、行为分析：利用识别的结果，对于不同的目标进行有针对性的行为判断。

优选地，在S1中区域整合是利用一些基本的二值图像的处理算法对得到的前景图进行加工，填补空隙，并将连接好的区域区分开，最后作为一个个整体返回给系统。

优选地，在S4中行为分析是依照一个或者多个目标的出现时间、方向、位置、速度、大小、目标间距离与相对方向等，通过不同的规则实现不同的功能。

本发明还公开了一种智能视频分析技术的应用，对摄像机配备智能视频分析系统采集实时视频，并通过网络联网，实现智能行为分析图像的集中联网，智能视频分析系统将收集到的实时视频按照事先设定的图像分析规则实时对比，并根据规则触发报警。

优选地，对出入口、通道、站厅、站台、隧道处的摄像机配备智能视频分析系统采集实时视频。

优选地，报警发生后，可对报警事件的全过程进行完整回放。

优选地，针对进入所设定虚拟禁区或跨越所设定的折线的目标进行检测跟踪，并按照用户设置的规则触发报警。

优选地，通过在监控画面中设定检测区域及运动方向，对该区域内以规定方向反向运动的人进行实时检测并及时预警。在单方向流动区域，对违反规定运动方向的目标进行监测并触发告警。

本发明的优点在于：频分析系统通过分析现场的实时视频流检测出可疑的活动、事件或者行为产生报警提醒值守人员注意。整个系统先发制人，使管理更为简单、高效，不仅为客户节省了人工费用，而且还提供了最佳数据储存和信息管理的方案。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明提供的一种基于智能视频分析技术的行为识别方法，包括以下步骤：

步骤一、根据危险源需要来设定目标行为规则，通过视频对各种危险源进行监控。通过视频对各种危险源进行监控包括以下步骤：

S1、移动目标的提取：包括简单提取、过滤噪声和区域整合。对原始视频流（压缩或非压缩）进行简单的视频分析，得到一些随着时间有发生相对变化的区域。过滤噪声的目的在于排除光线变化以及自然与非自然环境变化的扰动。噪声出现的原因可以分为摄像机自噪声，信号干扰，摄像机抖动；光线变化包括室内、外的光线的变化；自然环境干扰。区域提取的主要目的就是利用一些基本的二值图像的处理算法对得到的前景图进行加工，填补空隙，并将连接好的区域区分开，最后作为一个个整体返回给系统。返回给系统的内容可以包括区域大小、位置、形状、颜色、图案关键特征描述信息，供下一步有针对性的分析。

S2、移动目标的跟踪：越界、入侵、遗留、盗窃、徘徊、流量统计进行跟踪，知道是哪个物体，在什么时间，什么地点出现过，出现了多久，运动的方向怎样。

S3、移动目标的识别：包括机器学习的过程及基于学习后的结果对于新出现目标的辨识过程。

S4、行为分析：利用识别的结果，对于不同的目标进行有针对性的行为判断。依照一个或者多个目标的出现时间、方向、位置、速度、大小、目标间距离与相对方向等，通过不同的规则实现不同的功能。可以实现的基本功能包括越界、徘徊、超速、烟火、滞留、出现消失、人流统计、违法车辆等，人的个体行为包括摔倒，弯腰，举手骨骼分析；以及一些人与其他人或物体的交互行为包括交接物品、交通事故、上下车等。

步骤二、对视频图像进行逐帧分析，获取目标点危险源信息；

步骤三、根据用户设定的报警规则对提取信息进行分析，并实时捕捉违反规则的突发或危险事件，如有符合预设规则的事件发生立即以各种有效方式进行报警提示。

实施例2

本发明还公开了一种智能视频分析技术的应用，对摄像机配备智能视频分析系统采集实时视频，并通过网络联网，实现智能行为分析图像的集中联网，智能视频分析系统将收集到的实时视频按照事先设定的图像分析规则实时对比，并根据规则触发报警。

对出入口、通道、站厅、站台、隧道处的摄像机配备智能视频分析系统采集实时视频。出入口是通往站台方向的唯一途径，也是舒缓人流并进行刷卡、安检确认操作的主要区域，人流的高度集中是出入口的最大特点，人流的复杂与不确定性也是安全隐患产生的源头。通道是人群高流动性区域，在日常运营过程中，必须保证通道的绝对畅通。才能严格控制人群的正常进出站秩序，避免产生长时间拥堵、人群骚乱现象。站厅是最大的人群滞留区域，无论是列车出站前，还是列车到站后，站厅的人群饱和程度都远远超过其它任何一个区域。站台是人员汇集的终点，站台警戒线更是绝对的高安全级别控制区域，特别是在缺乏安全防护门的前提下，为避免乘容因人流的过度拥挤或无意掉下隧道，必须时刻保证警戒线的不可逾越。

对人员逆行、扶梯运行异常、乘客追逐及剧烈运动、客流量拥挤、人员入侵、人员徘徊滞留、可疑物品遗留等事件进行实时监测并及时报警。统计人流特征、得到统计数据，为制定及调整管理举措服务。对视频状态进行实时检测，出现视频状态异常立即自动发出报警。在报警发生后，可对报警事件的全过程进行完整回放。通过TCP/IP网络进行联网，实现监控点与监控中心的系统无缝融合。对所有监控点智能行为识别进行本地或远程都可配置和远程维护管理。智能分析功能需要实现本地化，避免网络远程传输过程中出现对原始视频、网络信号及分析结果回传的干扰，智能分析结果需要实现木地存储、本地处理、本地上传、木地响应以及可以远程存储、远程调用、远程处理、远程响应。对网络在线用户进行身份认证、计算机IP认证和权限管理，保证信息安全和数据的安全。对整个系统的安防设备以自动巡检方式加智能分析对比进行工作状态监控，一旦出现发现故障，自动上报。关于智能分析服务的控制功能需求：要求实现通过网络TCP/IP协议，对所有点的摄像机进行远程布防、撤防、控制、参数变更。关于智能报警要求：报警视频可本地显示及处理又可远程第一时间显示在大屏幕上，可在报警管理服务器上回放报瞥视频：智能报警信号可自动上传到报警管理服务器，报终管理服务器可本地部署或远程部署，实现报警信息的管理。报警响应前，需要对报警视频和报警信息响应需要经过人工的报誉确认，确认报警后，根据不同的等级，作出不同处理。对于重大事件可直接汇入专网，实现直接“专网报警”。远程智能行为识别控制系统能将行为分析图像通过计算机网络使其能够到达桌面的计算机上，从而与信息管理系统和办公自动化系统融合在一起，更好的为管理服务，提高管理水平和效率。智能分析监控系统实现后，所有的控制可由有权限人员在本地、远程监控中心都可以完成。监控视频存储分散存放于各个监控点，可以随时调用实时视频及回放网络监控点中任意报警事件的视频。智能视频分析技术还可以对安全区域进行智能检测，包括入侵报警、逆行报警、遗留物报警、聚集报警、进入禁区检测、越线报警。

智能视频分析的入侵报警是通过对可能出现的目标大小、形态、运动规律识别后才触发报警。智能视频分析系统可以准确地判断、区别出人、车等目标的不同，仅针对需要关注的目标出现才给出提示，而排除树影、水波的干扰，视频入侵检测可以应对复杂的环境，给出真实的违反安全规则的警报，由于禁区、折线的数量、形状、大小、位置设置均可自由设定，不在是单一的矩形方块。因此，更为对于防范目标区域的设置更为细致、精确。对未经允许而进入指定区域的行为进行监测，一旦发现有人闯入到敏感区域或者危险区域时能够产生报警。

逆行报警通过在监控画面中设定检测区域及运动方向，对该区域内以规定方向反向运动的人进行实时检测并及时预警。在单方向流动区域，对违反规定运动方向的目标进行监测并触发告警。当有人在出口进入或者入口出去时或在换乘站通道逆行时产生报警。以有效防止因少数人员的逆行行为破坏和影响正常的乘车秩序。

遗留物报警对指定区域范围内超过设定时间的遗留目标进行实时检测并及时预警。其一方面可及时关注站厅内乘客行李包裹等物品的遗忘现象，主要是在站厅、隧道内，当无人看管的物品超过了规定时间仍无人拿走时产生报警；另一方面也是及时遏制违法犯罪分子遗留其他危险物品于隧道内进行破蓄意破坏的一种体现。

聚集报警对指定区域人群密集程度进行监测，当人群数量过多超过设定值时触发告警，过多旅客聚集在某一通道或出入口时及时产生报警。

进入禁区检测智能视频分析系统可针对预定区域进行检测，可设定警戒区域，设置多个防区，每个防区可分别设置检测规则，并可以多防区同时进行检测和跟踪。可选择“进入禁区检测、离开禁区检测、边界进入禁区检测、边界离开禁区检测、在区域中出现检测、从区域中消失检侧”中的其中一种检测项目进行实时监测，非法目标出入该区域，系统可立即检测识别并实时报警。

越线报警是智能视频分析系统可有效利用视频分析技术代替常规检测和报警手段。在检测区域设置一条或多条虚拟折线，设定越线方向后，任何符合该规则的越线目标均可被检测到并触发实时报警。可设置多条折线，每条折线可分别设置检测方向等规则，并可以多折线同时进行检测和跟踪。

本发明还可以对视频质量智能行为识别。视频行为识别系统则可以通过实时分析来解决视频故障的问题，其可用于检测以下情况：视频信号缺失检测、视野异常检测、视频清晰度异常检测、视频亮度异常检测、视频干扰检测、PTZ运动检测。视频信号缺失检测是检测间发性或持续性的视频缺失现象。视野异常检测是检测摄像机被人为转动、遮挡造成的预定监控视野异常。通过视频图像异常检测可以检测破坏监控设备的不法行为，对采取电子干扰、破坏摄像机、遮挡摄像机镜头的行为进行自动识别并实时报警，以防止犯罪分子的蓄意破坏，阻碍视频监控系统的正常运行。视频清晰度异常检测是检测视频由于聚焦不当、镜头损坏或异物遮蔽引起的视野主体部分的图像模糊。视频亮度异常检测是检测视频中由于摄像机故障、照明条件异常等原因引起的画面过暗、过亮或黑屏。视频干扰检测是检测视频图像中有混乱的“横道”“波纹”或干扰导致的图像模糊、雪花、抖动或滚屏等噪声现象。PTZ运动检测是视频质量智能行为识别系统通过在控制中心轮巡检测其所辖区域内所有摄像机的视频图像，当发现视频故障时立刻发出报警信息，提醒管理人员及时发现摄像设备的故障并进行维修。

本发明还可以对客流密度和流量统计，包括区域内密度检测、区域内人数统计、统计结果查询。区域内密度检测自动检测用户设定的监控区域内人流的密度，以密度统计值的形式定时更新，按照预设等级进行报警。区域内人数统计是视频分析系统统计某区域的人流进出量并设定上限，一旦人流密度达到上限时，系统便会自动报警并联动其他设备疏散人员。同时在该区域设置闯入报警并能联动声光电进行警示。可按多种条件对统计的历史记录进行综合性的记录查询。

本发明还可以对人员行为检测分析，将有长期扰乱运行的人加入黑名单库，监控区域内动态人脸识别，对黑名单人脸进行自动对比报警。当其到达入口时，平台进行提醒，通知安保人员对其进行重点关注。通过人脸识别技术，对进入的人员身份监测，对纳入黑名单的人实时比对监控和报警联动，黑名单人员只要被摄像头拍摄后台系统就会自动识别，并通知相应的安保人员拦截驱离，从源头上卡住危险人员的进入。人脸识别的步骤为：建立人脸档案：可以用摄像机或照片扫描等方法采集人脸文件或直接取照片文件，生成面部特征向量数据库，导入现有数据库；获取当前比对对象人脸，用摄像机等捕捉人脸获取照片输入，生成比对对象的人脸特征向量数据；将当前人脸的人脸特征向量数据与数据库中的已有数据进行检索比对；确认人脸身份或提出相似人员的相似度列表。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。