一種識別上吊行為的監控方法和系統的製作方法

2023-06-27 01:48:06

專利名稱：一種識別上吊行為的監控方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理技術領域，特別是一種識別上吊行為的監控方法和系統。
背景技術：
近年來，隨著計算機視覺和圖像處理技術的發展，由於其廣泛的應用前景，運動人體行為分析吸引了廣泛的關注。目前，人運動的視覺分析是計算機視覺領域中最活躍的研究主題之一，其核心是利用計算機視覺技術從圖像序列中檢測、跟蹤、識別人並對其行為進行理解與描述。在實際生活中，有很多場合都需要安裝攝像頭對被監控區域內發生的情況進行記錄和監控。在監獄、拘留所等特殊場所，為了實現對犯人的行為進行更好的管理，也需要在相關區域內安裝視頻攝像頭。在監獄或者拘留所等這些特殊場所，在押人員不容易管理，往往會發生一些較為極端的行為，上吊行為是最常發生的極端行為之一。獄警需要儘早發現並且迅速出動阻止，而獄警或者相關工作人員是否能夠及時發現就成了能否阻止該行為發生的重要環節。而現有技術中，對在押人員的監控主要是通過攝像頭監控。而由於目前一般的監控設備無法對視頻場景中的行為進行分析，安裝大量攝像頭，就需要更多人力對大量視頻進行實時監視，顯然這比較耗費人力，且實際狀況中，也沒有足夠多的人力累對大量的視頻進行實時監視，從而也就無從對上吊這種極端行為做出反應。綜上所述，現有技術中的監控方式，無法及時發現上吊行為的發生。

發明內容
本發明提供的識別上吊行為的監控方法和系統，能夠通過視頻監控系統實現對進入監控盲區的人員的停留進行自動計時監控。為了解決該技術問題，本發明是這樣實現的:本發明提供一種識別上吊行為的監控方法，包括步驟:步驟A，對實時獲取的當前幀圖像利用幀差法提取前景；步驟B，查找當前幀圖像中人體的輪廓並以點序列的形式存儲；步驟C，計算所述輪廓的外接矩形；步驟D，根據多幀圖像所得出的所述外接矩形的運動軌跡，判斷是否為上吊行為，是，則報警。其中，所述步驟D包括步驟:判斷外接矩形的下邊框是否在預設的邊界線之上；是，則判斷整個外接矩形是否都在預設的邊界線之上；是，則判斷整個外接矩形在預設的邊界線之上的時間長度是否超過預設時間，是，則報警。其中，所述步驟C之後、所述步驟D之前，還包括步驟:
根據計算出的外接矩形的大小和寬高比，過濾掉大小超出人體大小範圍、寬高比不符合人體比例的外接矩形。其中，所述步驟A包括步驟:確定背景圖像；將每一幀圖像與所述背景圖像進行差分，得到差分圖像；將所述差分圖像進行二值化得到二值圖像。其中，所述步驟A之後、所述步驟B之前，還包括步驟:將所述二值圖像進行開運算，去除所述二值圖像中孤立的點、噪聲、毛刺及小橋；將進行開運算之後的所述二值圖像進行閉運算，彌合所述差分圖像中斷裂的區域。其中，所述步驟C包括:掃描一個輪廓的點序列，根據所述輪廓的點序列中包括的所有點的水平坐標值及豎直坐標值，比較得到所述輪廓點序列中的最大水平坐標值、最小水平坐標值、最大豎直坐標值及最小豎直坐標值；根據所述最大水平坐標值、最小水平坐標值、最大豎直坐標值及最小豎直坐標值，確定所述外接矩形。其中，所述步驟得到二值圖像之後還包括步驟:遍歷所述二值圖像中的每一個點，確定所述二值圖像的非前景區域，並獲取所述非前景區域中的每一個點的坐標值；根據獲取的所述非前景區域中的每一個點的所述坐標值，提取每個坐標值對應的在所述當前幀圖像及在所述背景圖像中的取值；對獲取的每個坐標值對應的在所述當前幀圖像及在所述背景圖像中的取值進行加權求和；根據所述加權求和的結果，對所述背景圖像中的對應的坐標值進行重新賦值，從而實現對所述背景圖像的更新。本發明還提供一種識別上吊行為的監控系統，包括前景檢測模塊、查找輪廓模塊、計算外接矩形模塊和報警模塊；所述前景檢測模塊，用於對實時獲取的當前幀圖像利用幀差法提取前景；所述查找輪廓模塊，用於獲取當前幀圖像中人體的輪廓並以點序列的形式存儲；所述計算外接矩形模塊，用於計算所述輪廓的外接矩形；報警模塊，用於根據多幀圖像所得出的所述外接矩形的運動軌跡，判斷是否為上吊行為，是，則報警。其中，還包括過濾模塊；所述過濾模塊，用於根據計算出的外接矩形的大小和寬高比，過濾掉大小超出人體大小範圍、寬高比不符合人體比例的外接矩形。其中，還包括形態處理模塊；所述形態處理模塊，用於將所述差分圖像進行開運算，去除所述差分圖像中孤立的點、噪聲、毛刺及小橋；並將進行開運算之後的所述差分圖像進行閉運算，彌合所述差分圖像中斷裂的區域。
通過本發明提供的識別上吊行為的監控方法和系統，可以達到以下有益效果:本發明的識別上吊行為的監控方法和系統，通過對前景檢測提取前景區域，並提取前景區域中的人形輪廓，根據該輪廓的邊界坐標點的坐標值，確定一個外接矩形，通過判斷該外接矩形的運動軌跡是否為上吊行為，是，則報警，這樣，當被監控的犯人企圖實施上吊行為時，則其輪廓的外接矩形的下邊框，會超出邊界線，位於邊界線上方，而正常行為的犯人則腳部位置會在邊界線之下，因此，通過人形輪廓的下邊框的位置，可確定該犯人是否發生上吊行為，發現則及時報警，從而實現了對上吊行為的自動識別；進一步地，通過外接矩形與預設的邊界線的相對位置和時長，即通過判斷該外接矩形是否位於邊界線之上以及超過該邊界線的時長，來判斷是否發生了上吊行為，這樣，可防止由於在押人員的跳起動作所帶來的誤報警；進一步地，通過判斷長寬比和大小，剔除人體以外的其他輪廓，如監獄室外搖晃的樹木等，減少了對無關的前景的操作；進一步地，去除圖像中孤立的點、噪聲、毛刺及小橋，彌合所述差分圖像中斷裂的區域，提高了輪廓提取的精確度，從而提高了上吊行為判斷的準確度。


為了更清楚地說明本發明具體實施方式
或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式
或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例一識別上吊行為的監控方法的流程圖；圖2為本發明實施例三的識別上吊行為的監控系統的結構示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發明各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬於本發明所保護的範圍。實施例一本發明實施例一提供一種識別上吊行為的監控方法，如圖1所示，步驟包括:步驟SllO:對實時獲取的當前幀圖像利用幀差法提取前景。進行前景檢測需要確定背景圖像，然後將每一幀圖像與所述背景圖像進行差分，之後進行二值化得到二值圖像。在本實施例中，可使用待攝像頭採集圖像穩定後的第一幀圖像作為背景圖像。其中將差分圖像進行二值化是指得到的二值圖像只有兩個函數值，例如若得到的二值圖像上有運動目標，則在該二值圖像上對應該運動目標的位置處函數值均為第一數值，除對應運動目標的位置處該二值圖像的其它位置均為第二數值，優選地該第一數值及第二數值具有明顯的區別。二值化過程可採用如下函數:
權利要求
1.一種識別上吊行為的監控方法，其特徵在於，包括步驟: 步驟A，對實時獲取的當前幀圖像利用幀差法提取前景； 步驟B，查找當前幀圖像中人體的輪廓並以點序列的形式存儲； 步驟C，計算所述輪廓的外接矩形； 步驟D，根據多幀圖像所得出的所述外接矩形的運動軌跡，判斷是否為上吊行為，是，則報警。
2.根據權利要求1所述的識別上吊行為的監控方法，其特徵在於，所述步驟D包括步驟: 判斷外接矩形的下邊框是否在預設的邊界線之上； 是，則判斷整個外接矩形是否都在預設的邊界線之上； 是，則判斷整個外接矩形在預設的邊界線之上的時間長度是否超過預設時間，是，則報目O
3.根據權利要求1所述的識別上吊行為的監控方法，其特徵在於，所述步驟C之後、所述步驟D之前，還包括步驟: 根據計算出的外接矩形的大小和寬高比，過濾掉大小超出人體大小範圍、寬高比不符合人體比例的外接矩形。
4.根據權利要求1所述的識別上吊行為的監控方法，其特徵在於，所述步驟A包括步驟: 確定背景圖像； 將每一幀圖像與所述背景圖像進行差分，得到差分圖像； 將所述差分圖像進行二值化得到二值圖像。
5.根據權利要求4所述的識別上吊行為的監控方法，其特徵在於，所述步驟A之後、所述步驟B之前，還包括步驟: 將所述二值圖像進行開運算，去除所述二值圖像中孤立的點、噪聲、毛刺及小橋； 將進行開運算之後的所述二值圖像進行閉運算，彌合所述差分圖像中斷裂的區域。
6.根據權利要求1所述的識別上吊行為的監控方法，其特徵在於，所述步驟C包括: 掃描一個輪廓的點序列，根據所述輪廓的點序列中包括的所有點的水平坐標值及豎直坐標值，比較得到所述輪廓點序列中的最大水平坐標值、最小水平坐標值、最大豎直坐標值及最小豎直坐標值； 根據所述最大水平坐標值、最小水平坐標值、最大豎直坐標值及最小豎直坐標值，確定所述外接矩形。
7.根據權利要求4所述的識別上吊行為的監控方法，其特徵在於，所述步驟得到二值圖像之後還包括步驟: 遍歷所述二值圖像中的每一個點，確定所述二值圖像的非前景區域，並獲取所述非前景區域中的每一個點的坐標值； 根據獲取的所述非前景區域中的每一個點的所述坐標值，提取每個坐標值對應的在所述當前幀圖像及在所述背景圖像中的取值； 對獲取的每個坐標值對應的在所述當前幀圖像及在所述背景圖像中的取值進行加權求和；根據所述加權求和的結果，對所述背景圖像中的對應的坐標值進行重新賦值，從而實現對所述背景圖像的更新。
8.一種識別上吊行為的監控系統，其特徵在於，包括前景檢測模塊、查找輪廓模塊、計算外接矩形模塊和報警模塊； 所述前景檢測模塊，用於對實時獲取的當前幀圖像利用幀差法提取前景； 所述查找輪廓模塊，用於獲取當前幀圖像中人體的輪廓並以點序列的形式存儲； 所述計算外接矩形模塊，用於計算所述輪廓的外接矩形； 報警模塊，用於根據多幀圖像所得出的所述外接矩形的運動軌跡，判斷是否為上吊行為，是，酣艮警。
9.根據權利要求8所述的識別上吊行為的監控系統，其特徵在於，還包括過濾模塊； 所述過濾模塊,用於根據計算出的外接矩形的大小和寬高比,過濾掉大小超出人體大小範圍、寬高比不符合人體比例的外接矩形。
10.根據權利要求8所述的識別上吊行為的監控系統，其特徵在於，還包括形態處理模塊； 所述形態處理模塊，用於將所述差分圖像進行開運算，去除所述差分圖像中孤立的點、噪聲、毛刺及小橋； 並將進行開運算之後的所述差分圖像進行閉運算，彌合所述差分圖像中斷裂的區域。
全文摘要
本發明涉及圖像處理技術領域，特別是一種識別上吊行為的監控方法和系統。該監控方法，包括步驟對實時獲取的當前幀圖像利用幀差法提取前景；查找當前幀圖像中人體的輪廓並以點序列的形式存儲；計算輪廓的外接矩形；根據多幀圖像所得出的所述外接矩形的運動軌跡，判斷是否為上吊行為，是，則報警。該監控系統包括前景檢測模塊、查找輪廓模塊、計算外接矩形模塊和報警模塊。前景檢測模塊，用於利用幀差法提取前景；所述查找輪廓模塊，用於獲取當前幀圖像中人體的輪廓並存儲；所述計算外接矩形模塊，用於計算所述輪廓的外接矩形；報警模塊，用於根據外接矩形的運動軌跡判斷是否為上吊行為，是，則報警。該方法和系統，能夠及時對上吊行為進行報警。
文檔編號G06K9/00GK103093197SQ201310013920
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者王海峰, 劉忠軒 申請人:信幀電子技術(北京)有限公司