專利名稱：一種識別上吊行為的監(jiān)控方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種識別上吊行為的監(jiān)控方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著計算機視覺和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，由于其廣泛的應(yīng)用前景，運動人體行為分析吸引了廣泛的關(guān)注。目前，人運動的視覺分析是計算機視覺領(lǐng)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(shù)從圖像序列中檢測、跟蹤、識別人并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(jiān)控區(qū)域內(nèi)發(fā)生的情況進行記錄和監(jiān)控。在監(jiān)獄、拘留所等特殊場所，為了實現(xiàn)對犯人的行為進行更好的管理，也需要在相關(guān)區(qū)域內(nèi)安裝視頻攝像頭。在監(jiān)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(fā)生一些較為極端的行為，上吊行為是最常發(fā)生的極端行為之一。獄警需要盡早發(fā)現(xiàn)并且迅速出動阻止，而獄警或者相關(guān)工作人員是否能夠及時發(fā)現(xiàn)就成了能否阻止該行為發(fā)生的重要環(huán)節(jié)。而現(xiàn)有技術(shù)中，對在押人員的監(jiān)控主要是通過攝像頭監(jiān)控。而由于目前一般的監(jiān)控設(shè)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(jiān)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(jiān)視，從而也就無從對上吊這種極端行為做出反應(yīng)。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)控方式，無法及時發(fā)現(xiàn)上吊行為的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的識別上吊行為的監(jiān)控方法和系統(tǒng)，能夠通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對進入監(jiān)控盲區(qū)的人員的停留進行自動計時監(jiān)控。為了解決該技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:本發(fā)明提供一種識別上吊行為的監(jiān)控方法，包括步驟:步驟A，對實時獲取的當(dāng)前幀圖像利用幀差法提取前景；步驟B，查找當(dāng)前幀圖像中人體的輪廓并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(jù)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(yù)設(shè)的邊界線之上；是，則判斷整個外接矩形是否都在預(yù)設(shè)的邊界線之上；是，則判斷整個外接矩形在預(yù)設(shè)的邊界線之上的時間長度是否超過預(yù)設(shè)時間，是，則報警。其中，所述步驟C之后、所述步驟D之前，還包括步驟:
根據(jù)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范圍、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之后、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；將進行開運算之后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(qū)域。其中，所述步驟C包括:掃描一個輪廓的點序列，根據(jù)所述輪廓的點序列中包括的所有點的水平坐標(biāo)值及豎直坐標(biāo)值，比較得到所述輪廓點序列中的最大水平坐標(biāo)值、最小水平坐標(biāo)值、最大豎直坐標(biāo)值及最小豎直坐標(biāo)值；根據(jù)所述最大水平坐標(biāo)值、最小水平坐標(biāo)值、最大豎直坐標(biāo)值及最小豎直坐標(biāo)值，確定所述外接矩形。其中，所述步驟得到二值圖像之后還包括步驟: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(qū)域，并獲取所述非前景區(qū)域中的每一個點的坐標(biāo)值；根據(jù)獲取的所述非前景區(qū)域中的每一個點的所述坐標(biāo)值，提取每個坐標(biāo)值對應(yīng)的在所述當(dāng)前幀圖像及在所述背景圖像中的取值；對獲取的每個坐標(biāo)值對應(yīng)的在所述當(dāng)前幀圖像及在所述背景圖像中的取值進行加權(quán)求和；根據(jù)所述加權(quán)求和的結(jié)果，對所述背景圖像中的對應(yīng)的坐標(biāo)值進行重新賦值，從而實現(xiàn)對所述背景圖像的更新。本發(fā)明還提供一種識別上吊行為的監(jiān)控系統(tǒng)，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，用于對實時獲取的當(dāng)前幀圖像利用幀差法提取前景；所述查找輪廓模塊，用于獲取當(dāng)前幀圖像中人體的輪廓并以點序列的形式存儲；所述計算外接矩形模塊，用于計算所述輪廓的外接矩形；報警模塊，用于根據(jù)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，用于根據(jù)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范圍、寬高比不符合人體比例的外接矩形。其中，還包括形態(tài)處理模塊；所述形態(tài)處理模塊，用于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；并將進行開運算之后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(qū)域。
通過本發(fā)明提供的識別上吊行為的監(jiān)控方法和系統(tǒng)，可以達(dá)到以下有益效果:本發(fā)明的識別上吊行為的監(jiān)控方法和系統(tǒng)，通過對前景檢測提取前景區(qū)域，并提取前景區(qū)域中的人形輪廓，根據(jù)該輪廓的邊界坐標(biāo)點的坐標(biāo)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(dāng)被監(jiān)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，位于邊界線上方，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(fā)生上吊行為，發(fā)現(xiàn)則及時報警，從而實現(xiàn)了對上吊行為的自動識別；進一步地，通過外接矩形與預(yù)設(shè)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于邊界線之上以及超過該邊界線的時長，來判斷是否發(fā)生了上吊行為，這樣，可防止由于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(jiān)獄室外搖晃的樹木等，減少了對無關(guān)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(qū)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(zhǔn)確度。


為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式
或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式
或現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例一識別上吊行為的監(jiān)控方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例三的識別上吊行為的監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明各實施例的技術(shù)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(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。實施例一本發(fā)明實施例一提供一種識別上吊行為的監(jiān)控方法，如圖1所示，步驟包括:步驟SllO:對實時獲取的當(dāng)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，然后將每一幀圖像與所述背景圖像進行差分，之后進行二值化得到二值圖像。在本實施例中，可使用待攝像頭采集圖像穩(wěn)定后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(shù)值，例如若得到的二值圖像上有運動目標(biāo)，則在該二值圖像上對應(yīng)該運動目標(biāo)的位置處函數(shù)值均為第一數(shù)值，除對應(yīng)運動目標(biāo)的位置處該二值圖像的其它位置均為第二數(shù)值，優(yōu)選地該第一數(shù)值及第二數(shù)值具有明顯的區(qū)別。二值化過程可采用如下函數(shù):
權(quán)利要求
1.一種識別上吊行為的監(jiān)控方法，其特征在于，包括步驟: 步驟A，對實時獲取的當(dāng)前幀圖像利用幀差法提取前景； 步驟B，查找當(dāng)前幀圖像中人體的輪廓并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(jù)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(jù)權(quán)利要求1所述的識別上吊行為的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟D包括步驟: 判斷外接矩形的下邊框是否在預(yù)設(shè)的邊界線之上； 是，則判斷整個外接矩形是否都在預(yù)設(shè)的邊界線之上； 是，則判斷整個外接矩形在預(yù)設(shè)的邊界線之上的時間長度是否超過預(yù)設(shè)時間，是，則報目O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別上吊行為的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟C之后、所述步驟D之前，還包括步驟: 根據(jù)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范圍、寬高比不符合人體比例的外接矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別上吊行為的監(jiān)控方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求4所述的識別上吊行為的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟A之后、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； 將進行開運算之后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(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的識別上吊行為的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟C包括: 掃描一個輪廓的點序列，根據(jù)所述輪廓的點序列中包括的所有點的水平坐標(biāo)值及豎直坐標(biāo)值，比較得到所述輪廓點序列中的最大水平坐標(biāo)值、最小水平坐標(biāo)值、最大豎直坐標(biāo)值及最小豎直坐標(biāo)值； 根據(jù)所述最大水平坐標(biāo)值、最小水平坐標(biāo)值、最大豎直坐標(biāo)值及最小豎直坐標(biāo)值，確定所述外接矩形。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的識別上吊行為的監(jiān)控方法，其特征在于，所述步驟得到二值圖像之后還包括步驟: 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(qū)域，并獲取所述非前景區(qū)域中的每一個點的坐標(biāo)值； 根據(jù)獲取的所述非前景區(qū)域中的每一個點的所述坐標(biāo)值，提取每個坐標(biāo)值對應(yīng)的在所述當(dāng)前幀圖像及在所述背景圖像中的取值； 對獲取的每個坐標(biāo)值對應(yīng)的在所述當(dāng)前幀圖像及在所述背景圖像中的取值進行加權(quán)求和；根據(jù)所述加權(quán)求和的結(jié)果，對所述背景圖像中的對應(yīng)的坐標(biāo)值進行重新賦值，從而實現(xiàn)對所述背景圖像的更新。
8.一種識別上吊行為的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，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，用于對實時獲取的當(dāng)前幀圖像利用幀差法提取前景； 所述查找輪廓模塊，用于獲取當(dāng)前幀圖像中人體的輪廓并以點序列的形式存儲； 所述計算外接矩形模塊，用于計算所述輪廓的外接矩形； 報警模塊，用于根據(jù)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(jù)權(quán)利要求8所述的識別上吊行為的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括過濾模塊； 所述過濾模塊,用于根據(jù)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范圍、寬高比不符合人體比例的外接矩形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的識別上吊行為的監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括形態(tài)處理模塊； 所述形態(tài)處理模塊，用于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； 并將進行開運算之后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(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種識別上吊行為的監(jiān)控方法和系統(tǒng)。該監(jiān)控方法，包括步驟對實時獲取的當(dāng)前幀圖像利用幀差法提取前景；查找當(dāng)前幀圖像中人體的輪廓并以點序列的形式存儲；計算輪廓的外接矩形；根據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)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，用于利用幀差法提取前景；所述查找輪廓模塊，用于獲取當(dāng)前幀圖像中人體的輪廓并存儲；所述計算外接矩形模塊，用于計算所述輪廓的外接矩形；報警模塊，用于根據(jù)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(tǒng)，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(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者王海峰, 劉忠軒 申請人:信幀電子技術(shù)(北京)有限公司