[发明专利]基于视频图像的智慧工地区域管理及入侵检测方法、系统

权利要求书

1.一种基于视频图像的智慧工地区域管理及入侵检测方法，其特征在于，所述基于视频图像的智慧工地区域管理及入侵检测方法包括：

基于视频监控图像，自动识别监控区域内由所放置标识物划分的区域，采用混合高斯模型对视频图像背景建模，提取包含运动目标的前景图像；

对前景图像进行中值滤波、形态学预处理，提取运动目标的连通域特征和LBP纹理特征，采用两层级别的跟踪策略；

对提取的每个运动目标与图像中所检测到的区域做入侵检测；

对检测到的非法入侵事件，根据区域管理规范发出声光报警信号；

从视频图像中自动识别标识物所划分的各个监控区域的位置和类型， 具体包括：

根据颜色信息分割图像内全部可能是标识物的区域；

根据形状信息从分割出的待定目标中识别存在的每一种标识物；

计算标识物的位置；

所述的根据颜色信息分割图像内全部可能是标识物的区域，具体方法包括：

将各标识物的颜色从RGB空间转换到HSV空间，获取Hu值；

将图像颜色从RGB空间转换到HSV空间；

设置一个偏移量，用标识物的Hu值分别加上与减去该偏移量，作为上下阈值，对转换到HSV颜色空间的图像进行分割，偏移量的大小与噪声相关，根据所实际实施的系统做调整；

根据形状信息从分割出的待定目标中识别存在的每一种标识物，具体方法包括：

对分割后的图像进行形态学腐蚀操作；

对进行腐蚀操作后的图像进行形态学膨胀操作；

提取图像中所有目标的外轮廓；

对所有外轮廓根据几何形状进行标识物判定；

计算标识物的位置，具体方法，包括：计算目标外轮廓所有点坐标的平均值；

计算视频监控区内所有由标识物划分的区域位置、范围和类型，具体步骤为：

选取标识物划分区域的具体算法，计算区域的位置，获取区域边界多边形各顶点坐标；

查询标识物指代区域的类型，将该类型赋予所检测到的对应区域；

采用高斯混合模型对频图像进行图像背景建模，提取包含检测目标的前景图像具体为：

从视频流第一帧开始，指定帧数训练背景图像的高斯混合模型；

应用训练好的背景图像模型，对设定帧数后的每帧图像的每个像素进行背景和前景分类；

更新背景图像模型，准备对下一帧图像进行背景和前景分类检测；

基于前景图像提取目标，采用目标连通域特征和LBP纹理特征两层级跟踪策略跟踪目标，具体为：

对获取的二值前景图像进行一次中值滤波；

对中值滤波后的二值前景图像进行图像形态学腐蚀操作一次；

对腐蚀操作后的二值前景图像进行图像形态学膨胀操作一次；

对预处理后的前景图像进行连通域标记，每一个连通域即为检测到的一个运动目标；

提取连通域的面积、中心位置、最小矩形外框和该连通域对应的原图像；

提取每个二值区域对应原图像的LBP特征；

根据连通域特征和连通域对应原图像的LBP特征，采用两层级别的跟踪策略，进行目标跟踪，其中第一级跟踪采用连通域特征匹配，第二级采用LBP特征匹配；

所述运动目标对既定区域入侵检测具体包括：

对图像中每一个标定区域用一个多边形近似表示，多边形顶点坐标链表确定了其边界；

检测出来的每一个移动目标的位置用其连通区域的中心位置坐标表示；

计算目标位置坐标与区域多边形的位置关系，确定是在区域内还是区域外；

计算目标位置到区域边界的最近距离；

根据目标与区域的位置关系以及最近距离，按照系统预先定义的区域入侵标准，判定目标对区域的侵入状态；

根据区域侵入状态，判定是否发布报警事件，以及发布什么类型的报警事件；

基于视频的智能工地区域管理及入侵报警系统的报警信号之一是声音报警信号输出，具体为：

预先根据不同区域类型和区域入侵状态录制不同内容的报警音频文件，存储在系统计算机中，以备调用；

根据系统发布的报警事件，播放对应的报警音频文件，通过系统计算机的音频接口，输出到扬声器喇叭播出；

基于视频的智能工地区域管理及入侵报警系统的报警信号之二是光报警信号输出，具体为：

在系统计算机显示器上显示视像头视频图像；

根据区域自动识别结果，在图像上划分并标注各个区域；

根据系统发布的报警事件，图像上对应区域用报警事件定义的颜色突出显示，并闪烁。