[发明专利]基于目标空间关系约束的视频监控智能预警系统及方法

权利要求书

1.一种基于目标空间关系约束的视频监控智能预警系统，其特征在于：包括视频采集模块、目标要素智能解析模块、视频内容可视化解析模块、一般行为规则样本数据库和报警模块；其中，

视频采集模块：用于获取摄像机经过标定后T时刻的监控画面数字视频序列，并通过对若干摄像机的几何位置以及采集参数计算相关性后将若干个摄像机的视频融合成一个融合视频；

目标要素智能解析模块：用于对视频采集模块得到的融合视频设置目标要素，对该目标要素进行检测、跟踪；采用时空要素图表示目标要素的运动内容;其中时空要素图在低层表示目标要素的位置与状态，在高层通过随机子图表示目标要素在时间序列上空间关系的变化;

视频内容可视化解析模块：用于在目标要素智能解析模块的基础上，用空间关联权重矩阵W表示目标要素空间关联的语义特征；用于将时空要素图表示的视频帧序列解析，获取每一帧的基本属性；用于采用地理标记语言，实时记录每帧目标要素的基本属性信息和空间动态信息，生成可检索视频的特征文件结构；

一般行为规则样本数据库：用于根据目标要素的行为模式和分布模式分析结果，建立一般行为规则样本数据库；

行为识别模块：将目标行为与一般行为规则样本数据库中的一般行为进行匹配，当异常时，则发送异常行为信号给报警模块；

报警模块：用于接受行为识别模块的异常行为信号，并报警。

2.根据权利要求1所述的基于目标空间关系约束的视频监控智能预警系统，其特征在于：所述空间关系包括距离关系、方向关系和拓扑关系。

3.根据权利要求2所述的基于目标空间关系约束的视频监控智能预警系统，其特征在于：所述方向关系通过将视频观测范围内的监控目标作为实体点，将任一点作为参考点，把场景中约束空间分为东南、南、西南、北、西北、东北、西、东和原点O。

4.根据权利要求1所述的基于目标空间关系约束的视频监控智能预警系统，其特征在于：所述视频内容可视化解析模块中的基本属性信息和空间动态信息包括序号、行为状态、所在帧号、持续时长、像空间坐标、物空间坐标、相对移动距离、速度及空间关联数目。

5.一种基于目标空间关系约束的视频监控智能预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、获取摄像机经过标定后T时刻的监控画面数字视频序列，并通过对若干摄像机的几何位置以及采集参数计算相关性后将若干个摄像机的视频融合成一个融合视频；

B、对视频采集模块得到的融合视频设置目标要素，对目标要素进行检测、跟踪；采用时空要素图表示目标要素的运动内容。时空要素图是一种目标要素的表示模型，分为两个层次：低层为目标要素层，代表影像帧中目标要素的位置与状态,高层为隐变量层，代表目标要素在时间序列上空间关系的变化，采用随机子图表示;

C、用空间关联权重矩阵W_i,j=[A_i,j]^-α[P_i,j]^b描述目标要素空间关联的语义特征，其中其中A_i,j为i,j两目标要素间的可达性，P_i,j为i,j两目标要素空间关联的度量值，α、b为参数，实现地理视频内容的自动理解；将视频序列帧自动解析，获取每一帧的基本属性，并采用地理标记语言，实时记录每帧目标要素的基本属性信息和空间动态信息，生成可检索视频的特征文件结构；

D、根据目标要素的行为模式和分布模式分析结果，建立一般行为规则样本数据库；

E、将步骤C中得到的目标行为特征文件结构与步骤D中的一般行为规则样本数据库中的一般行为进行匹配，实现对目标行为异常监测；

F、当监测异常时，则发送异常行为信号并报警。

6.根据权利要求5所述的基于目标空间关系约束的视频监控智能预警方法，其特征在于：步骤C中所述的基本属性信息和空间动态信息包括序号、行为状态、所在帧号、持续时长、像空间坐标、物空间坐标、相对移动距离、速度、空间关联数目、空间关联。