[发明专利]基于压缩感知的视频背景重建与突发群体事件预警平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于压缩感知的视频背景重建与突发群体事件预警平台，是一种以视频数据为基础进行视频分析进而对突发群体事件预警的系统，属于平安城市技术领域。 

背景技术

当前我国正处于社会转型期，既是经济发展关键时期，又是社会矛盾凸显期。从国际社会整体发展规律来看，人均国内生产总值（ＧＤＰ）在 １０００—３０００美元区间，是突发公共事件的高发期。《中华人民共和国突发事件应对法》解释突发事件为突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。其中，社会安全事件主要包括各类恐怖袭击事件，民族宗教事件，经济安全事件，涉外突发事件和群体性事件等。突发性群体事件属于突发公共事件的社会安全事件，近年来已经成为影响我国社会稳定和公共安全的一个重要因素，其特点是因人民内部矛盾形成并积累到一定程度，一旦有适当的诱因，将迅速爆发，而且冲突升级快，对抗激烈，社会破坏力强，处置难度大。 

然而，我国目前还并没有建立相应的自动突发群体预警机制，直辖市和省会一级城市大多采用接群众报警，或巡警定期巡街的方式来避免恶性突发群体事件的发生，即使如此也很难保证时效性，因此有必要建立明察秋毫的社会监控与预警机制，通过建立以预警平台为基础的指挥中心，及早地对突发群体事件做出科学的判断，根据突发事件的需要，迅速启动应急方案，快速进行现场处置，要在较短时间内聚合各种有效资源，包括人力、物力、财力等，综合应用经济、法律、行政等手段。及早地防患于未然，为解决、防范社会问题提供先决条件，奠定稳固基础。 

虽然目前国际上还没有采用基于视频的突发群体事件预警机制国家的相关报道，但国内外有些公司已经开始从事智能监控等相关产品的研发，目前我国这方面的技术相对国外落后。智能监控是当今全球发展最快的技术之一。在这短短的几十年的发展历程中，伴随着新技术革命的不断冲击，它经历了这样几个阶段：一对一监视器，闭路电视监控系统，微处理器监视系统，数字视频监控系统，智能监控系统。市场上的需求不断提高对智能监控和其预警作用的需求。目前市场上的智能监控产品大多由于背景重建技术的不成熟导致对警戒区域的光线变化敏感，因而无法用于户外。本发明具有如下优势：基于网络摄像头的视频采集平台，确保异地实时监控；算法的高效性，可以确保每个平台实时支持多路视频采集终端；人数统计功能，自动区别车辆和动物等干扰；警戒区域报警功能，可以由用户指定警戒区域并设定最多容许人数，一旦系统检测区域中的人数过多立即启动预警；自动生成报表并存储供用户统计分析。 

本发明的应用框图如图1所示。本发明把在街头、广场、军事禁区等敏感区域所采集的视频数据作为输入数据，实时地对采集节点的视频数据进行处理，一旦检测到敏感区域的人数超过一定的数量，自动报警，同时在第一时间把预警信息发送给武警、公安和医院等相关部门。其中管理决策支持系统主要用于对本预警平台进行管理和配置，例如用于设定某敏感区域的最多允许人数和在视频画面中对某些特殊区域的特殊配置等。 

发明内容

本发明首次结合远程视频采集和现代先进图像视频处理的方式来实现突发群体事件预警平台。首先通过基于网络TCP/IP（(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)）协议获取远程视频数据的采集，突发群体事件预警平台，利用分布于城市街道、广场和敏感区域的视频采集装置，实时地处理采集到的视频数据，通过视频的背景重建模块、构建行人统计模型。不仅能够实时地自动对采集到的视频进行人数统计，还可以智能监视由用户指定的“警戒区域”，警戒区域中所允许的人数由用户指定，一旦检测到人数超过设定阈值，在第一时间把警报信号发送给公安、武警或医院系统。维持安保或救护的人员就会在第一时间赶到现场，从而避免群体性骚乱、暴乱的发生，有效地保护了公民的生命和财产安全。如图2所示，基于压缩感知的视频背景重建与突发群体事件预警平台主要包括：视频输入单元、基于压缩感知的背景检测模块、变化检测模块、行人检测和人数统计模块、报表生成模块和预警判断模块。 

 首次采用压缩感知的理论来解决背景图像的重建问题。视频采集画面的背景重建是本发明的关键部分之一，能否重建背景图像是检测前景目标的前提也是关系本发明有效性的一个关键因素，也是本发明的一个重要的技术创新点。背景重建技术传统上采用高斯统计的方式，一方面需要大量的样本，效率低下，重建的背景精度低，于此相对比的是，基于压缩感知的背景图像重建技术一方面提供了很好重建效果，同时可以保证实时信号处理。