[发明专利]基于人工智能的面向海事业务的视频监控与分析方法

说明书

本发明公开了一种基于人工智能的面向海事业务的视频监控与分析方法，1，采用识别算法对视频数据源的每一帧识别区中的目标对象进行识别；2，在缓冲区通过标记算法对所述视频数据源的前后帧目标对象进行区分标记，完成同一目标对象不重复标记，确保识别对象的唯一性；3，从视频每一帧中截取识别区，在所述缓冲区内部区域使用追踪算法进行所述识别对象的追踪，追踪目标对象出缓冲区的轨迹，确保在追踪过程中重叠、遮挡、再分开因素的影响下追踪目标对象不错乱，从而得到识别对象的结果；4，记录所述追踪目标对象出识别区的位置，使用该位置对其进行行为分析和统计。本发明充分利用既有内河航道的视频监控设备，极大的节省了设备更换成本。

技术领域

本发明涉及内河航道监控管理领域，尤其是涉及基于人工智能的面向海事业务的视频监控与分析方法。

背景技术

近些年来，随着内河航道日益增长的旅游船只、货运船只、渡运船只以及河道资源开发作业船，每年都引发了数百起水上交通安全事故，造成了数以百计人员伤亡以及不可估量的财产损失，给海事部门监管工作带来了极大的挑战。

为加强对内河航段的通航管控，目前海事部门通常在重点码头采用以船舶自动识别（AIS）、内河甚高频岸船数据通信系统（VHF）技术为主，以VTS雷达和闭路电视监控系统（CCTV）的航道视频技术手段为辅进行各类船舶的安全监管。船舶自动识别系统（AIS）配合全球定位系统（GPS）将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水深度及危险货物等船舶静态资料由甚高频（VHF）频道向附近水域船舶及岸台广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近水面所有船舶的动静态资讯，得以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，对船舶安全起到很大帮助。

内河甚高频岸船数据通信系统工作在甚高频（VHF）波段，是内河和近海无线电移动业务最主要的通信手段之一，它可以进行船舶遇险、紧急、安全通信和日常业务通信，也是搜救作业、船舶间协调避让、船舶交通服务系统的重要通信工具。然而，AIS和VTS雷达在电子巡航的实际应用中也暴露出很多缺陷，无法满足智慧海事监管的业务需求。比如AIS存在信号盲区、很多船只因为各种原因未开或未装AIS、AIS和VTS雷达信息融合不够完善等。最主要表现在于AIS缺乏直观的视觉瞭望和现场情况的把控能力，同时随着海事部门业务需求的不断提升，早期的标清视频监控系统在应用过程中也出现了弊端，例如船舶发生超速、超载、随意掉头或者追越时，原有标清摄像机无法提供有效的图像细节，特别是无法看清船名，这给海事监管和执法人员带来了很大的不便。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于人工智能的面向海事业务的视频监控与分析方法，以视频手段为主实现船舶跟踪与监控，有效弥补现有船舶定位设备存在的不足。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述基于人工智能的面向海事业务的视频监控与分析方法，包括下述步骤：

步骤1，采用识别算法对视频数据源的每一帧识别区中的目标对象进行识别，以适用不规则识别区来完成对所述目标对象的完整识别；即：按顺序依次读取视频数据源的每一帧并在每一帧上设定识别区；

步骤2，在缓冲区通过标记算法对所述视频数据源的前后帧目标对象进行区分标记，完成同一目标对象不重复标记，并区分新旧目标对象，确保识别对象的唯一性；即：根据每一帧设定的识别区，按照设定的缩小比例设置缓冲区，缓冲区与识别区中心点重合；

步骤3，在所述缓冲区内部区域使用追踪算法进行所述识别对象的跟踪，追踪目标对象出缓冲区的轨迹，确保在追踪过程中重叠、遮挡、再分开因素的影响下追踪目标对象不错乱；即：从视频每一帧中截取识别区，使用识别算法处理识别区，得到识别对象的结果，具体地：使用OpenCV从视频画面中截取识别区，采用训练好的YOLO识别模型，识别输入模型视频间隔帧中的对象，得出识别对象列表；