專利名稱：基于rfid的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻檢索方法，具體指一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻快速檢索方法。
背景技術(shù)：
在內(nèi)河船舶現(xiàn)代化監(jiān)管中，視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為普遍的管理手段，通常是對多監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行不間斷地監(jiān)控，將拍攝的視頻數(shù)字信號保存成錄像以供事后查閱，這些龐大的視頻文件產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。一旦需要在這些大量的視頻文件中尋找所需的視頻數(shù)據(jù)，往往只能是以人海戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行視頻線索查找，如此工作猶如大海撈針，使檢索人員面臨巨大挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的視頻檢索技術(shù)分為兩種，一種是已經(jīng)很成熟的基于文本索引信息檢索技術(shù)，如各類搜索引擎，如Google、Baidu、Bing以及Yahoo等都是以此技術(shù)為基礎(chǔ)，然而在將內(nèi)容、概念用文本表達(dá)時(shí)，如何將人的捜索意圖轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)容易理解的查詢非常棘手；另一種是基 于內(nèi)容的視頻檢索，該檢索方法首先必須進(jìn)行視頻鏡頭分割、關(guān)鍵幀提取、鏡頭聚類，經(jīng)過這些處理，然后才能通過對視頻段之間特征空間的比較來進(jìn)行視頻段內(nèi)容的比較，但由于視頻內(nèi)容繁多且復(fù)雜，對視頻的檢索困難而且效率較低。所以急需ー種新的檢索方法協(xié)助監(jiān)管人員快速定位到所需視頻信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，本方法首先通過對拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時(shí)間順序進(jìn)行存儲，然后制作與時(shí)間段內(nèi)視頻文件對應(yīng)的索引文件，檢索人員在檢索到索引文件后，能迅速找對與其時(shí)間對應(yīng)的視頻文件。檢索人員在檢索到具有異常情況的索引文件后，確定該異常情況發(fā)生時(shí)間點(diǎn)內(nèi)由RFID讀取器讀取的RFID電子標(biāo)簽信息對應(yīng)的船舶信息。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，包括以下步驟(I)實(shí)時(shí)拍攝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻，并存儲所得的視頻數(shù)據(jù)；(2)RFID讀寫器讀取經(jīng)過所述監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標(biāo)簽信息，并記錄所述船舶進(jìn)出該監(jiān)控區(qū)域的時(shí)間；(3)對拍攝的每ー幀視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和模式識別，判斷船舶是否出現(xiàn)異常情況；(4)對出現(xiàn)異常情況的視頻數(shù)據(jù)做出標(biāo)志記錄，并將該標(biāo)志記錄與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)保存；(5)根據(jù)需要選擇某時(shí)間段內(nèi)的標(biāo)志記錄，由該標(biāo)志記錄檢索出與其對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)所在的異常時(shí)間點(diǎn)，讀取該異常時(shí)間點(diǎn)的視頻，以及找出RFID讀寫器在該異常時(shí)間點(diǎn)讀取的RFID電子標(biāo)簽信息；或者，根據(jù)船舶信息檢索該船舶的RFID電子標(biāo)簽信息被RFID讀取器讀取的時(shí)間，然后檢索該讀取時(shí)間的船舶視頻數(shù)據(jù)，查看其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標(biāo)志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。上述技術(shù)方案中，所述步驟(I)中存儲視頻數(shù)據(jù)文件包括以下步驟首先，對第一秒內(nèi)的M幀視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，將每秒拍攝的視頻數(shù)據(jù)S依次按時(shí)間順序存儲為H N3>……、Nm，其中Nm為第M幀視頻數(shù)據(jù)的大??；其次，對每分鐘內(nèi)距離該分鐘起點(diǎn)時(shí)刻每秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為SDp SD2,
SD3> ......、SD6 ，其中 SD1= S1, SD2= SDJS2, SD3= SD2+S3......SD60=SD59+S60, S1, S2、S3、......、
S60為該分鐘內(nèi)每秒的數(shù)據(jù)大小；再次，對每小時(shí)內(nèi)距離該小時(shí)起點(diǎn)時(shí)刻每分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為MDi、
MD2 > MD3 >......、MD6。，其中 MD1= M1, MD2= MD^M2jMD3= MD2+M3......MD60= MD5i^M6WMpMpM3'......、
M60為該小時(shí)內(nèi)每分鐘的數(shù)據(jù)大?。蛔詈?，將H個(gè)小時(shí)拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲為HpHpH3,……、HZ。在上述技術(shù)方案中，將所需顯示的視頻時(shí)刻距離起點(diǎn)時(shí)間記錄的小時(shí)、分鐘、秒依次相加得到視頻數(shù)據(jù)的大小，將視頻數(shù)據(jù)從起點(diǎn)時(shí)刻跳躍該大小的數(shù)據(jù)即可直接進(jìn)入所迷顯示的視頻時(shí)刻。進(jìn)ー步地，步驟(3)中判斷船舶出現(xiàn)異常情況包括以下步驟(3-1)對連續(xù)多幀圖像進(jìn)行比較，將變化的場景和靜態(tài)背景分離，從而得到運(yùn)動著的前景圖像，其中灰度變化始終小于閾值的像素為靜態(tài)背景；(3-2)從前景運(yùn)動圖像中提取運(yùn)動的區(qū)域，得到目標(biāo)區(qū)域；(3-3)將目標(biāo)區(qū)域的特征與異常情況的模式進(jìn)行匹配，將匹配結(jié)果與相應(yīng)的閾值比較，如大于該閾值則認(rèn)為出現(xiàn)船舶異常情況。本發(fā)明方法首先對拍攝的船舶視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與識別，判斷是否出現(xiàn)異常情況，對于出現(xiàn)異常情況的船舶視頻數(shù)據(jù)做出標(biāo)志記錄，并將該標(biāo)志記錄與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。當(dāng)需要檢查某時(shí)間段內(nèi)是否有船舶出現(xiàn)異常的時(shí)候，只需在該時(shí)間段內(nèi)檢索出現(xiàn)異常情況的標(biāo)志記錄即可，然后根據(jù)該標(biāo)志記錄找出與其關(guān)聯(lián)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)，井根據(jù)該船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)得到該異常情況發(fā)生的時(shí)間，最后根據(jù)檢索出該異常情況發(fā)生的時(shí)間RFID讀取器讀取該船舶上RFID的信息，從而確定發(fā)生該異常情況的船舶信息。當(dāng)需要確定某一船舶是否發(fā)生異常情況，首先根據(jù)該船舶信息檢索該船舶的RFID信息被RFID讀取器讀取的時(shí)間，然后檢索該讀取時(shí)間的船舶視頻數(shù)據(jù)，檢索該船舶視頻數(shù)據(jù)其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標(biāo)志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。此外，根據(jù)本發(fā)明所述的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，可以直接從視頻數(shù)據(jù)的起始時(shí)刻跳躍至所需時(shí)刻的視頻處，實(shí)現(xiàn)對某ー時(shí)間點(diǎn)的精準(zhǔn)播放，在檢索某一時(shí)間的船舶視頻數(shù)據(jù)后，迅速播放該時(shí)間的視頻。本發(fā)明方法能快速的檢索出所需的船舶視頻信息，減少檢索量，提高工作人員的檢索效率。


圖I為本發(fā)明基于RFID的內(nèi)河船舶視頻快速檢索方法的流程圖；圖2為圖I中船舶視頻數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例中檢索船舶視頻數(shù)據(jù)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附 圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明。如圖I所示，基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法包括以下步驟步驟SlOl :實(shí)時(shí)拍攝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻，并存儲所得的視頻數(shù)據(jù)，以及存儲RFID讀取器讀取經(jīng)過該監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標(biāo)簽信息，該RFID電子標(biāo)簽信息包括船舶的ID號、屬性信息，以及該船舶進(jìn)、出該監(jiān)控區(qū)域的時(shí)間信息。步驟S102 :對拍攝的每ー幀視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和模式識別，判斷是否出現(xiàn)船舶異常情況；判斷船舶出現(xiàn)異常情況包括以下步驟(3-1)對連續(xù)多幀圖像進(jìn)行比較，將變化的場景和靜態(tài)背景分離，從而得到運(yùn)動著的前景圖像，其中灰度變化始終小于閾值的像素為靜態(tài)背景；(3-2)從前景運(yùn)動圖像中提取運(yùn)動的區(qū)域，得到目標(biāo)區(qū)域；(3-3)將目標(biāo)區(qū)域的特征與異常情況的模式進(jìn)行匹配，將匹配結(jié)果與相應(yīng)的閾值比較，如大于該閾值則認(rèn)為出現(xiàn)船舶異常情況。在本實(shí)施例中，船舶發(fā)生異常情況包括但不限于以下幾種情況(I)當(dāng)船舶在江面上停滯時(shí)，船舶沒有離開攝像機(jī)檢測區(qū)，但是在連續(xù)的幾十幀圖像中，前景圖像船舶的標(biāo)識區(qū)域不移動；(2)若出現(xiàn)火光，則在前景運(yùn)動船舶的標(biāo)識區(qū)域里，傳回的圖像中顏色紅色的分量值占據(jù)大片區(qū)域，可以根據(jù)其特征寫出相應(yīng)的算法進(jìn)行判斷；(3)當(dāng)出現(xiàn)淌航吋，即船舶速度等于水流速度，船舶位置在前后幀的變化比較小，通過圖像處理計(jì)算得出的船舶速度與水文信息中的水流速度近似；(4)當(dāng)兩條船舶之間出現(xiàn)或即將出現(xiàn)碰撞險(xiǎn)情時(shí)，特征為兩條船舶在圖像上出現(xiàn)連接，或兩條船舶之間的像素距離小于危險(xiǎn)距離；(5)當(dāng)兩條船舶之間出現(xiàn)追越時(shí)，特征為兩條船舶在圖像上的像素距離不斷減少；(6)當(dāng)兩條船舶之間出現(xiàn)并行時(shí)，特征為兩條船舶在圖像上同時(shí)處于某一斷面區(qū)域。其中，閾值的確定根據(jù)先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)獲得，然后通過每種異常的實(shí)地實(shí)驗(yàn)，根據(jù)其統(tǒng)計(jì)特點(diǎn)取判斷準(zhǔn)確率最高的閾值。本實(shí)施例以上述第(5)種異常情況說明如何獲得該情況下的閾值，在實(shí)際情況下，兩條船舶發(fā)生追越時(shí)候，兩船舶在圖像上像素距離將減小。統(tǒng)計(jì)發(fā)生追越時(shí)，該速度的減小情況，確定像素距離以某一速度減少時(shí)，兩船舶發(fā)生追越概率最大，則以此像素距離減少的速度作為該發(fā)生追越異常情況的閾值。在步驟(3-3)中，像素距離匹配結(jié)果大于該閾值，則船舶發(fā)生追越異常情況。其它異常情況下的閾值確定同上述方法，此處不再一一贅述。步驟S103 :對出現(xiàn)異常情況的船舶視頻數(shù)據(jù)做出標(biāo)志記錄；步驟S104 :將該標(biāo)志記錄作為索引文件與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)保存；步驟S105 :根據(jù)需要選擇某時(shí)間段內(nèi)的標(biāo)志記錄，由該標(biāo)志記錄檢索出與其對應(yīng)的船舶視頻數(shù)據(jù)所在的異常時(shí)間點(diǎn)，讀取該異常時(shí)間的船舶視頻，以及然后找出在RFID讀寫器在該異常時(shí)間點(diǎn)內(nèi)讀取的RFID電子標(biāo)簽信息，確定該RFID電子標(biāo)簽信息對應(yīng)的船舶信息。步驟S106 :根據(jù)船舶信息檢索該船舶的RFID電子標(biāo)簽信息被RFID讀取器讀取的時(shí)間，然后檢索該讀取時(shí)間的船舶視頻數(shù)據(jù)，看其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標(biāo)志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。下面以具體的船舶視頻數(shù)據(jù)存儲方法來說明本發(fā)明方法快速檢索異常船舶視頻數(shù)據(jù)。在上述步驟SlOl中，通過以下方法對H小時(shí)內(nèi)的船舶視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲 首先，對第一秒內(nèi)的M幀視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，將每秒拍攝的視頻數(shù)據(jù)S依次按時(shí)間順序存儲為N^NpN3.……、NM，其中Nm為第M幀視頻數(shù)據(jù)的大小。其次，每分鐘內(nèi)距離該分鐘起點(diǎn)時(shí)刻時(shí)，已經(jīng)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為SD1,SD2、
SD3> ......、SD6 ，其中 SD1= S1, SD2= SDJS2, SD3= SD2+S3......SD60=SD59+S60, S1, S2、S3、......、
S60為該分鐘內(nèi)每秒的數(shù)據(jù)大小。再次，每小時(shí)內(nèi)距離該小時(shí)起點(diǎn)時(shí)刻時(shí)，已經(jīng)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為MDpMD2、
MD3> ......、MD60,其中 MD1= M1, MD2= MD^M2, MD3= MD2+M3......MD60= MD5i^M6MMpMpMp ......、
M60為該小時(shí)內(nèi)每分鐘的數(shù)據(jù)大小。最后，將H個(gè)小時(shí)拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲為H1. H2、H3、……、Hz，其中Hz為第Z小時(shí)視頻數(shù)據(jù)的大小，記錄第Hz小時(shí)內(nèi)的每分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小為MDp MD2,MD3>……、MD6Q，以及記錄每分鐘內(nèi)各秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小為SDi、SD2、SD3、……、SD60。采用該方法對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，所得到的視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。按照上述的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，從起點(diǎn)時(shí)刻到h小時(shí)m分鐘s秒內(nèi)產(chǎn)生的所有視頻數(shù)據(jù)大小為 + + +……+ Hh+ MDm+ SDms，其中Hh為第h小時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)大小，MDm為第h小時(shí)m分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小，SDms為第h小時(shí)m分鐘s秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)大小。如查詢H個(gè)小時(shí)內(nèi)tTh+Ι時(shí)間段中是否存在船舶異常情況，首先檢索該時(shí)間內(nèi)是否存在異常情況的標(biāo)志記錄,如發(fā)現(xiàn)某次異常情況的標(biāo)志記錄,該標(biāo)志記錄對應(yīng)h小時(shí)m分鐘s秒，則在查看該時(shí)刻的視頻時(shí)，輸入該時(shí)刻后，按照上述的視頻數(shù)據(jù)存儲方法，檢索系統(tǒng)直接從起始時(shí)刻跳躍到Hi+H2+H3+……+ Hh+ MDm+ SDms大小的數(shù)據(jù)量即可直接觀看該時(shí)刻的視頻，如圖3所示。如果從RFID讀取器中獲得某一船舶進(jìn)、出的時(shí)間，則查找該進(jìn)、出時(shí)間所在時(shí)間段的視頻數(shù)據(jù)，看是否關(guān)聯(lián)有異常情況的標(biāo)志記錄，若有則該船舶發(fā)生異常情況，若無則船舶未發(fā)生異常情況。如想看該時(shí)刻的視頻信息，則在視頻數(shù)據(jù)中直接跳躍至該時(shí)間點(diǎn)，例如在RFID在第h小時(shí)m分鐘s秒讀取該船舶進(jìn)入，輸入該時(shí)刻后，視頻數(shù)據(jù)直接從起始時(shí)刻跳躍到第4+ + +……+ Hh+ MDffl+ SDms大小的數(shù)據(jù)量即可從該時(shí)刻觀看視頻，如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在于，包括以下步驟 (O實(shí)時(shí)拍攝監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的視頻，并存儲所得的視頻數(shù)據(jù)； (2)RFID讀寫器讀取經(jīng)過所述監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標(biāo)簽信息，并記錄所述船舶進(jìn)出該監(jiān)控區(qū)域的時(shí)間； (3)對拍攝的每ー幀視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理和模式識別，判斷船舶是否出現(xiàn)異常情況； (4)對出現(xiàn)異常情況的視頻數(shù)據(jù)做出標(biāo)志記錄，并將該標(biāo)志記錄與其對應(yīng)的船舶視頻壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)保存； (5)根據(jù)需要選擇某時(shí)間段內(nèi)的標(biāo)志記錄，由該標(biāo)志記錄檢索出與其對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)所在的異常時(shí)間點(diǎn)，讀取該異常時(shí)間點(diǎn)的視頻，以及找出RFID讀寫器在該異常時(shí)間點(diǎn)讀取的RFID電子標(biāo)簽信息； 或者，根據(jù)船舶信息檢索該船舶的RFID電子標(biāo)簽信息被RFID讀取器讀取的時(shí)間，然后檢索該讀取時(shí)間的船舶視頻數(shù)據(jù)，查看其是否關(guān)聯(lián)有出現(xiàn)異常情況的標(biāo)志記錄，從而確定該船舶是否出現(xiàn)異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在干，所述步驟(I)中存儲視頻數(shù)據(jù)文件包括以下步驟 首先，對第一秒內(nèi)的M幀視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，將每秒拍攝的視頻數(shù)據(jù)S依次按時(shí)間順序存儲為m……、Nm，其中Nm為第M幀視頻數(shù)據(jù)的大??； 其次，對每分鐘內(nèi)距離該分鐘起點(diǎn)時(shí)刻每秒產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為SDp SD2,SD3> ......、SD6 ，其中 SD1= S1, SD2= SDJS2, SD3= SD2+S3......SD60=SD59+S60, S1, S2、S3、......、S60為該分鐘內(nèi)每秒的數(shù)據(jù)大?。? 再次，對每小時(shí)內(nèi)距離該小時(shí)起點(diǎn)時(shí)刻每分鐘產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)依次記錄為MDp MD2,MD3> ......、MD60,其中 MD1= M1, MD2= MD^M2, MD3= MD2+M3......MD60= MD5i^M6MMpMpMp ......、M60為該小時(shí)內(nèi)每分鐘的數(shù)據(jù)大??； 最后，將H個(gè)小時(shí)拍攝的視頻數(shù)據(jù)按時(shí)間順序存儲為Hi、H2、H3、……、HZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在于將所需顯示的視頻時(shí)刻距離視頻監(jiān)控起點(diǎn)時(shí)間記錄的小時(shí)、分鐘、秒依次相加得到視頻數(shù)據(jù)的大小，將視頻數(shù)據(jù)從起點(diǎn)時(shí)刻跳躍該大小的數(shù)據(jù)即可直接進(jìn)入所述顯示的視頻時(shí)刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，其特征在干，步驟(3)中判斷船舶出現(xiàn)異常情況包括以下步驟 (3-1)對連續(xù)多幀圖像進(jìn)行比較，將變化的場景和靜態(tài)背景分離，從而得到運(yùn)動著的前景圖像，其中灰度變化始終小于閾值的像素為靜態(tài)背景； (3-2)從前景運(yùn)動圖像中提取運(yùn)動的區(qū)域，得到目標(biāo)區(qū)域； (3-3)將目標(biāo)區(qū)域的特征與異常情況的模式進(jìn)行匹配，將匹配結(jié)果與相應(yīng)的閾值比較，如大于該閾值則認(rèn)為出現(xiàn)船舶異常情況。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于RFID的內(nèi)河船舶視頻處理和快速檢索方法，該方法首先通過RFID讀寫器讀取經(jīng)過所述監(jiān)控區(qū)域的船舶上的RFID電子標(biāo)簽信息，并記錄該船舶進(jìn)出該監(jiān)控區(qū)域的時(shí)間；同時(shí)監(jiān)控?cái)z像頭對經(jīng)過其拍攝區(qū)域的船舶進(jìn)行視頻采集并傳回至服務(wù)器，服務(wù)器對傳來的每一幀圖像判斷該幀中船舶運(yùn)行情況是否出現(xiàn)異常，再對視頻進(jìn)行壓縮和保存，并獲得這一幀圖像信息占用的字節(jié)。在保存監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的同時(shí)也在索引文件中記載額定時(shí)間間隔的視頻在整個(gè)視頻流文件中的位置，以及該時(shí)間段內(nèi)是否出現(xiàn)了異常情況。它為海事中多點(diǎn)不間斷監(jiān)控所產(chǎn)生的視頻創(chuàng)建索引文件，能快速對指定時(shí)間、目標(biāo)船舶和異常場景進(jìn)行播放。
文檔編號G06F17/30GK102693292SQ20121015009
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者嚴(yán)忠貞, 嚴(yán)新平, 李備, 王哲月, 謝磊, 陳婧 申請人:武漢理工大學(xué)