專(zhuān)利名稱(chēng)：結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及一種結(jié)合了無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID技術(shù))的、適用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的、便捷的、尤其適用于監(jiān) 控對(duì)象高密集情況下的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)人口密集、高度復(fù)雜，突發(fā)和異常事件不斷增多，安全問(wèn) 題已經(jīng)引起了從民間到政府的重視。對(duì)敏感場(chǎng)合進(jìn)行視頻監(jiān)控成為了提 高安全的重要手段，其迎合了現(xiàn)在的社會(huì)要求，有著廣闊的市場(chǎng)前景。從歷史發(fā)展來(lái)看，監(jiān)控技術(shù)大致可分人力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、人力視頻監(jiān)控 和智能視覺(jué)監(jiān)控為三個(gè)階段。人力現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，即安排專(zhuān)人在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)場(chǎng)景 監(jiān)控。人力視頻監(jiān)控，即用攝像機(jī)對(duì)場(chǎng)景拍攝，視頻信號(hào)被采集到中央 控制部門(mén)并被顯示到監(jiān)視器上，由人對(duì)視頻圖像進(jìn)行分析，得出恰當(dāng)?shù)?判斷。但是由于人工的不足，單純依賴(lài)人力越來(lái)越難以勝任分析和理解 采集到的數(shù)量驚人的視頻數(shù)據(jù)。因此，新一代的監(jiān)控技術(shù)——智能視覺(jué) 監(jiān)控技術(shù)受到了世界各國(guó)的重視。這種技術(shù)和以往的監(jiān)控技術(shù)有本質(zhì)的 區(qū)別，它主要是采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)的方法，在幾乎不需要人為干預(yù)的情況 下，通過(guò)對(duì)攝像機(jī)拍錄的圖像序列進(jìn)行自動(dòng)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中監(jiān)控 對(duì)象的目標(biāo)定位、識(shí)別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷監(jiān)控對(duì)象的行 為，從而做到既能完成日常管理又能在異常情況發(fā)生的時(shí)候及時(shí)做出反 應(yīng)。然而，智能視覺(jué)監(jiān)控所使用的模式識(shí)別方法不能滿足復(fù)雜場(chǎng)合的應(yīng) 用，在某些特定環(huán)境將失去作用。如當(dāng)監(jiān)控對(duì)象密集時(shí)，使用模式識(shí)別 的方法已經(jīng)不能起到對(duì)特定監(jiān)控對(duì)象識(shí)別而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。單純 依賴(lài)模式識(shí)別的智能監(jiān)控方法不能滿足現(xiàn)在智能監(jiān)控在對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行 定位、行跡跟蹤和復(fù)現(xiàn)、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、運(yùn)動(dòng)速度估算、運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)估計(jì)、流量疏導(dǎo)等方面的需求和減少智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)所需要處理的視頻數(shù)據(jù)量的要求。而整合了無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification, RFID)的智能監(jiān)控方法將一定程度的解決這個(gè)難題。無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification, RFID)是一種 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到 識(shí)別目的。典型的RFID系統(tǒng)由RFID讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽和后臺(tái)管理系 統(tǒng)三部分組成。其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子標(biāo)簽的快速讀寫(xiě)，具有體積小、形狀 多樣、使用壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用、抗污染能力和耐久性強(qiáng)、數(shù)據(jù)記憶容 量大、能穿透非導(dǎo)電性材料等特點(diǎn)。擁有多種使用頻率，分別作用于不 同距離。在同一頻率通過(guò)改變發(fā)射功率可以達(dá)到改變讀取距離的效果， 同時(shí)可以利用天線的不同結(jié)構(gòu)和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)讀取方向的變化。RFID技 術(shù)在使用時(shí)具有通過(guò)無(wú)線方式、不易被覺(jué)察、識(shí)別距離可變且比較遠(yuǎn)、 對(duì)人體侵犯小、能夠批量讀取、可以通過(guò)RFID技術(shù)進(jìn)行定位，適用于 多種不同場(chǎng)合等優(yōu)點(diǎn)。將RFID技術(shù)應(yīng)用到視覺(jué)監(jiān)控中來(lái)，形成一種新型的結(jié)合無(wú)線射頻 識(shí)別技術(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)中RFID讀寫(xiě)器與監(jiān)控用的攝像機(jī)作用 區(qū)域重疊、對(duì)應(yīng)；將RFID讀寫(xiě)器獲取的監(jiān)控對(duì)象所攜帶的電子標(biāo)簽的 編號(hào)、獲取到編號(hào)的時(shí)間、讀取到這些編號(hào)的RFID讀寫(xiě)器、以及與此 RFID讀寫(xiě)器對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)等信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)和應(yīng)用；綜合電子標(biāo)簽 的編號(hào)、標(biāo)簽的數(shù)量、讀取到標(biāo)簽的時(shí)間等信息對(duì)監(jiān)控對(duì)象的行動(dòng)特性 進(jìn)行判定，尤其將電子標(biāo)簽作為監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)簽，還可以有效 縮短對(duì)含特定對(duì)象的視頻流進(jìn)行檢索所需要的時(shí)間。其有效的解決了當(dāng) 前僅依賴(lài)視覺(jué)處理難以完成的部分智能監(jiān)控任務(wù)。特別的，復(fù)雜的天氣、 密集的監(jiān)控環(huán)境對(duì)RFID的影響遠(yuǎn)小于對(duì)單純視覺(jué)監(jiān)控的影響，將RFID 技術(shù)應(yīng)用到視覺(jué)監(jiān)控中來(lái)，起到了在監(jiān)控系統(tǒng)中既能發(fā)揮視覺(jué)信號(hào)的優(yōu) 勢(shì)，又能充分利用RFID系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜天氣情況的魯棒性，彌補(bǔ)了單純依 賴(lài)視頻處理的不足，提高了系統(tǒng)的智能化，該系統(tǒng)符合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展 趨勢(shì)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。發(fā)明內(nèi)容為解決智能視覺(jué)監(jiān)控中處理數(shù)據(jù)量大、在監(jiān)控對(duì)象密集程度較高時(shí) 不能很好的對(duì)特定監(jiān)控對(duì)象實(shí)行定位、跟蹤、測(cè)速和數(shù)量統(tǒng)計(jì)等難題，本發(fā)明提出一種結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及方法。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明第一方面，提供結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其技術(shù)方案如下由數(shù)據(jù)采集單元、控制單元、存儲(chǔ)單元和應(yīng)用單元四部分組成，其中，數(shù)據(jù)采集單元負(fù)責(zé)采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息和電子標(biāo)簽信息； 控制單元負(fù)責(zé)從應(yīng)用單元接收命令，控制數(shù)據(jù)采集單元和存儲(chǔ)單元并向應(yīng)用單元返回控制結(jié)果；存儲(chǔ)單元負(fù)責(zé)存儲(chǔ)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)控信息，以及對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)描述的先驗(yàn)知識(shí)；應(yīng)用單元是監(jiān)控系統(tǒng)和使用者的交互平臺(tái)，其根據(jù)使用者需要顯示 當(dāng)前或特定時(shí)間的監(jiān)控信息，接收使用者給出的命令，通過(guò)命令傳遞或 數(shù)據(jù)處理使監(jiān)控系統(tǒng)完成命令，并顯示現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻狀況、監(jiān)控系統(tǒng)智 能分析推斷的結(jié)果；所述數(shù)據(jù)采集單元由攝像機(jī)、RFID天線和RFID讀寫(xiě)器三部分組成，攝像機(jī)，用于獲取監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息；RFID天線和RFID讀寫(xiě)器相連接，完成對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)電子標(biāo)簽信 息采集的硬件準(zhǔn)備。所述控制單元由攝像機(jī)控制器和RFID讀寫(xiě)器控制器兩部分組成， 射攝像機(jī)控制器與數(shù)據(jù)采集單元中的攝像機(jī)相連，對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行控 制，接受攝像機(jī)返回的狀態(tài)信息，并對(duì)攝像機(jī)視頻信息進(jìn)行濾波、壓縮 加密處理；RFID讀寫(xiě)器控制器與數(shù)據(jù)采集單元中的RFID讀寫(xiě)器相連，控制 RFID讀寫(xiě)器，接收RFID讀寫(xiě)器向其返回的狀態(tài)信息，并對(duì)RFID天 線和RFID讀寫(xiě)器獲取的電子標(biāo)簽信息進(jìn)行處理；所述存儲(chǔ)單元由RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器三部分組成，其中RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與控制單元中的RFID讀寫(xiě)器控制器相連，存儲(chǔ) 系統(tǒng)獲得的RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；其中RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括通過(guò)RFID天 線和RFID讀寫(xiě)器獲取的監(jiān)控對(duì)象攜帶的電子標(biāo)簽ID、讀取到電子標(biāo) 簽的時(shí)間T、讀取到此電子標(biāo)簽的RFID天線和RFID讀寫(xiě)器編號(hào)； 視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一定時(shí)間段內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻信息。 所述的應(yīng)用單元由實(shí)時(shí)使用終端和事后再監(jiān)控使用終端兩部分組 成，其中，實(shí)時(shí)使用終端與控制單元的攝像機(jī)控制器、RFID讀寫(xiě)器控制器和 存儲(chǔ)單元中的系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器三部分相連，其接受操作者的命令， 通過(guò)攝像機(jī)控制器和RFID讀寫(xiě)器控制器完成對(duì)數(shù)據(jù)采集單元中攝像機(jī) 和RFID讀寫(xiě)器的控制，同時(shí)接收攝像機(jī)控制器和RFID讀寫(xiě)器控制器 傳來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中的先驗(yàn)知識(shí)，實(shí)時(shí)顯示監(jiān) 控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控情況，判定監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)特性；事后再監(jiān)控使用終端與存儲(chǔ)單元中的RFID信息存儲(chǔ)器、視頻數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器、系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器三部分相連接，事后再監(jiān)控使用終端通過(guò) 從這三個(gè)存儲(chǔ)器中獲取的數(shù)據(jù)再現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控視頻 并確定其在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)特性。為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明第二方面，提供結(jié)合無(wú)線射頻識(shí) 別(RFID)技術(shù)的智能視頻監(jiān)控方法，其技術(shù)方案如下根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的需要在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)安裝數(shù)據(jù)采集單元；使被監(jiān)控對(duì)象攜帶具有唯一標(biāo)識(shí)編碼的電子標(biāo)簽，將監(jiān)控系統(tǒng)先驗(yàn) 知識(shí)存儲(chǔ)到系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器；數(shù)據(jù)采集單元不間斷的捕獲視頻信息并不斷通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向上傳輸，至應(yīng)用單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控和事后再監(jiān)控。 所述數(shù)據(jù)采集單元安裝包括安裝攝像機(jī)，同時(shí)在監(jiān)控區(qū)域架設(shè)安裝RFID天線和RFID讀寫(xiě)器， 將具有相同或者相近作用區(qū)域的攝像機(jī)和RFID讀寫(xiě)器關(guān)聯(lián)，使關(guān)聯(lián)后 的每組攝像機(jī)和RFID讀寫(xiě)器的時(shí)鐘同步、作用區(qū)域重疊，形成一組數(shù) 據(jù)采集單元。所述存儲(chǔ)到系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中的先驗(yàn)知識(shí)包括在存儲(chǔ)單元中的系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集單元中的攝像機(jī)、RFID天線和RFID讀寫(xiě)器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，存儲(chǔ)各組數(shù)據(jù)采集單元的 位置信息，存儲(chǔ)描述監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)則的概率文法，存儲(chǔ)電子標(biāo) 簽的分發(fā)情況和監(jiān)控環(huán)境的抽象三維坐標(biāo)表示。所述監(jiān)控方法中的實(shí)時(shí)監(jiān)控具體是指RFID讀寫(xiě)器控制器控制RFID讀寫(xiě)器不間斷獲取監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控對(duì)象所持有的電子標(biāo)簽ID;在增加了讀取時(shí)間、讀取到此電子標(biāo)簽的RFID天線和RFID讀寫(xiě)器編號(hào)后上傳至實(shí)時(shí)使用終端和RFID數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器；攝像機(jī)控制器控制攝像機(jī)不間斷獲取監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處 理后上傳至實(shí)時(shí)使用終端和視頻存儲(chǔ)器；實(shí)時(shí)使用終端利用RFID天線和RFID讀寫(xiě)器獲取的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和攝 像機(jī)獲取的視頻數(shù)據(jù)，結(jié)合從系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中獲得的先驗(yàn)知識(shí)， 經(jīng)過(guò)概率文法判別和數(shù)量計(jì)算獲取監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)特性，使用貝葉斯判 定方法判定響應(yīng)策略，為用戶給出提示和調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控重點(diǎn)。 所述智能視頻監(jiān)控方法中的事后再監(jiān)控包括 事后再監(jiān)控使用終端從RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)； 事后再監(jiān)控使用終端再?gòu)南到y(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中獲得系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)；事后再監(jiān)控使用終端根據(jù)目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象經(jīng)過(guò)RFID讀寫(xiě)器時(shí)的時(shí)間 T，前后擴(kuò)展一段時(shí)間AT;結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)讀取到電子標(biāo)簽的RFID 讀寫(xiě)器的編號(hào)檢索獲得與之關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)。再?gòu)囊曨l數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中檢索 該攝像機(jī)拍攝時(shí)間(T一AT T+AT)內(nèi)的視頻內(nèi)容；依靠獲得RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、先驗(yàn)知識(shí)和監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)三部分?jǐn)?shù)據(jù)， 通過(guò)計(jì)算分析獲得此時(shí)間段內(nèi)使用者感興趣的監(jiān)控對(duì)象的行為特性。本發(fā)明面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式存儲(chǔ)，便于遠(yuǎn)距離監(jiān)控， 系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。在監(jiān)控方法上，將無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)引入到 視頻監(jiān)控中來(lái)，有效的解決了智能監(jiān)控系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)量大、受天氣情況影響嚴(yán)重和監(jiān)控對(duì)象過(guò)多時(shí)效果不好的問(wèn)題。將電子標(biāo)簽的ID號(hào)和視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)相聯(lián)系，通過(guò)檢索電子標(biāo)簽ID號(hào)尋找有效的視頻段，有 效的減少了對(duì)視頻數(shù)據(jù)的搜索量和處理量；利用RFID非接觸、快速批 量讀取和受天氣影響較少的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明提出的監(jiān)控方法尤其適用于大 批量監(jiān)控對(duì)象出現(xiàn)的場(chǎng)合，并對(duì)復(fù)雜的環(huán)境情況有著較強(qiáng)的適應(yīng)性；同 時(shí)本方法中先建立監(jiān)控系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)庫(kù)，在監(jiān)控過(guò)程中應(yīng)用利用RFID 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和先驗(yàn)知識(shí)能夠?qū)ΡO(jiān)控對(duì)象的行為特性進(jìn)行有效的分析和預(yù) 測(cè)，有著良好的實(shí)際使用價(jià)值。


結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)系統(tǒng)有一個(gè)更加清楚的整體認(rèn)識(shí)圖1是結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框2是結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施實(shí)例示意圖 圖3是結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控方法流程4是結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)事后再監(jiān)控方法 流程5是監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)假設(shè)的一個(gè)十字路口的示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1、圖2系統(tǒng)對(duì)本發(fā)明如何工作做出說(shuō)明。應(yīng)該指出的 是，所描述的過(guò)程僅僅是說(shuō)明本發(fā)明在某一個(gè)應(yīng)用中的使用情況，是為 了更加清楚的認(rèn)識(shí)和了解本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。 (1)系統(tǒng)組成本發(fā)明由數(shù)據(jù)采集單元1、控制單元2、存儲(chǔ)單元3和應(yīng)用單元4 四部分組成。其中，數(shù)據(jù)采集單元l負(fù)責(zé)采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息和電 子標(biāo)簽信息；控制單元2具體負(fù)責(zé)從應(yīng)用單元4接收命令，控制數(shù)據(jù)采 集單元1并向應(yīng)用單元4返回控制結(jié)果；存儲(chǔ)單元3負(fù)責(zé)存儲(chǔ)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng) 在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)控信息(視頻信息和電子標(biāo)簽信息等)，以及對(duì)監(jiān) 控現(xiàn)場(chǎng)描述的先驗(yàn)知識(shí)；應(yīng)用單元4作用在于作為系統(tǒng)和使用者的交互設(shè)備，根據(jù)使用者需要顯示當(dāng)前或特定時(shí)間的監(jiān)控情況，接收使用者給 出的命令通過(guò)命令傳遞或數(shù)據(jù)處理使整個(gè)系統(tǒng)完成命令，并顯示現(xiàn)場(chǎng)監(jiān) 控視頻狀況、監(jiān)控系統(tǒng)智能分析推斷的結(jié)果。圖1是結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖其中數(shù)據(jù)采集單元1，由攝像機(jī)11、 RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13三部分組成主要作用在于完成對(duì)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集，這包括攝 像機(jī)采集的視頻信息、RFID天線和RFID讀寫(xiě)器采集的電子標(biāo)簽信息 等。控制單元2，分為攝像機(jī)控制器21和讀寫(xiě)器控制器22兩部分，主 要作用在于接收應(yīng)用單元4傳來(lái)的使用者命令，完成對(duì)數(shù)據(jù)采集單元1 的控制，并把控制結(jié)果反饋到應(yīng)用單元4;同時(shí)完成對(duì)數(shù)據(jù)采集單元1 采集的數(shù)據(jù)的初步加工并發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元3和應(yīng)用單元4。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元3，由RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32、系 統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33三部分組成，主要作用在于存儲(chǔ)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控 數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)先驗(yàn)知識(shí)。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)主要包括通過(guò)攝像機(jī)獲取的視頻數(shù)據(jù)、 RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；先驗(yàn)知識(shí)包括在數(shù)據(jù)采集單元中的攝像機(jī)、RFID天 線和RFID讀寫(xiě)器的對(duì)應(yīng)關(guān)系，各組采集單元的位置信息，描述監(jiān)控現(xiàn) 場(chǎng)內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)則的概率文法，電子標(biāo)簽的分發(fā)情和監(jiān)控環(huán)境的抽象三 維坐標(biāo)表示。應(yīng)用單元4，作為系統(tǒng)和使用者的交互單元分為實(shí)時(shí)使用終端41 和事后再監(jiān)控使用終端42。實(shí)時(shí)使用終端41從控制單元2直接獲得監(jiān) 控?cái)?shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的情況，通過(guò)RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)并結(jié)合從系統(tǒng) 先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中獲得的先驗(yàn)知識(shí)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)大批量監(jiān)控對(duì)象 的行動(dòng)路線、對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)、對(duì)監(jiān)控對(duì)象行動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)等功 能；事后再監(jiān)控使用終端42從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3中調(diào)用數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)特定對(duì) 象的視頻回放，并通過(guò)模式識(shí)別的方法在視頻流中檢驗(yàn)出此對(duì)象，融合 RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和先驗(yàn)知識(shí)可以重現(xiàn)此對(duì)象的行動(dòng)特性。圖2是結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施實(shí)例示意 圖，其中-攝像機(jī)ll，其主要作用在于獲取監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息。RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13，其主要作用在于二者共同組成 RFID前端系統(tǒng)獲取監(jiān)控對(duì)象所攜帶的電子標(biāo)簽信息。攝像機(jī)控制器21，其主要作用在于接收應(yīng)用單元4傳來(lái)的控制命 令對(duì)攝像機(jī)云臺(tái)和鏡頭等進(jìn)行控制；同時(shí)將攝像機(jī)11獲取的視頻信息 進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和壓縮等，并將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送給視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32和實(shí) 時(shí)使用終端41讀寫(xiě)器控制器22，其主要作用在于接收應(yīng)用單元4傳來(lái)的控制命 令完成對(duì)RFID讀寫(xiě)器13的控制，并對(duì)獲取的電子標(biāo)簽ID附加上讀取 到此電子標(biāo)簽的RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13編號(hào)、讀取到的時(shí)間 等信息，加密后發(fā)送給實(shí)時(shí)使用終端41和RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31。RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31，其主要作用是存儲(chǔ)RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。其中包 括通過(guò)RFID天線(12)和RFID讀寫(xiě)器(13)獲取的監(jiān)控對(duì)象攜帶 的電子標(biāo)簽ID、讀取到電子標(biāo)簽的時(shí)間T、讀取到此電子標(biāo)簽的RFID 天線(12)和RFID讀寫(xiě)器(13)編號(hào)；視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32，其主要作用在于存儲(chǔ)一定時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)控視 頻數(shù)據(jù)。系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33，其主要作用在于存儲(chǔ)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的先驗(yàn)數(shù) 據(jù)，如各RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13的位置和邏輯關(guān)系、RFID 讀寫(xiě)器13與攝像機(jī)11之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、監(jiān)控對(duì)象與其所攜帶的電子標(biāo) 簽的ID等信息。實(shí)時(shí)使用終端41，其主要作用在于作為系統(tǒng)和使用者的交互設(shè)備， 從攝像機(jī)控制器21中直接獲取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示給使用者；依靠從讀 寫(xiě)器控制器22獲得的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和來(lái)自于系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí) 存儲(chǔ)器33中的數(shù)據(jù)完成的對(duì)(批量)特定監(jiān)控對(duì)象在路徑預(yù)測(cè)、數(shù)量 統(tǒng)計(jì)和推薦采用何種解決方案等方面進(jìn)行智能分析，并顯示結(jié)果，為使 用者提供決策參考。事后再監(jiān)控使用終端42，其主要作用在于在事后調(diào)用存儲(chǔ)的數(shù)據(jù) 對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行行為視頻重現(xiàn)、識(shí)別和運(yùn)動(dòng)特性的分析。(2) 系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)在本系統(tǒng)中，攝像機(jī)控制器21和攝像機(jī)11相連接，對(duì)攝像機(jī)11 進(jìn)行控制，接受攝像機(jī)ll返回的狀態(tài)信息，并對(duì)攝像機(jī)ll視頻信息進(jìn) 行處理；視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32和攝像機(jī)控制器21相連，接收、存儲(chǔ)經(jīng)過(guò) 攝像機(jī)控制器21處理過(guò)的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)一定長(zhǎng)時(shí)間的視頻數(shù) 據(jù)；RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13相連接，完成對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)電子 標(biāo)簽信息采集的硬件準(zhǔn)備；RFID讀寫(xiě)器13和讀寫(xiě)器控制器21相連接， 接受RFID讀寫(xiě)器控制器22的控制，并向RFID讀寫(xiě)器控制器22返回 狀態(tài)信息；RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31和RFID讀寫(xiě)器控制器22相連，接收、 存儲(chǔ)RFID監(jiān)控信息；實(shí)時(shí)使用終端 和攝像機(jī)控制器21、 RFID讀 寫(xiě)器控制器22、系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33等三部分相連，實(shí)時(shí)使用終端 41作為系統(tǒng)和人的交互設(shè)備，接收使用者的操作命令通過(guò)攝像機(jī)控制 器21和RFID讀寫(xiě)器控制器22完成對(duì)攝像機(jī)11和RFID讀寫(xiě)器13的 控制，同時(shí)接收攝像機(jī)控制器21和RFID讀寫(xiě)器控制器22傳來(lái)的現(xiàn)場(chǎng) 數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中的先驗(yàn)知識(shí)，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng) 的監(jiān)控情況，分析監(jiān)控對(duì)象運(yùn)動(dòng)特性、推薦該采用的解決方案等。事后 再監(jiān)控使用終端42與視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2、 RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31、系統(tǒng)先 驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33等三部分相連接，它通過(guò)從這三個(gè)存儲(chǔ)器中獲取的數(shù) 據(jù)再現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控視頻并確定其在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng) 特性。(3) 系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)如前所述的結(jié)合RFID技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域的 監(jiān)控對(duì)象均以具有唯一編碼的電子標(biāo)簽作為身份識(shí)別標(biāo)記。如前所述的結(jié)合RFID技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將具有相同或者 相近作用區(qū)域的攝像機(jī)11和RFID讀寫(xiě)器13關(guān)聯(lián)，使關(guān)聯(lián)后的每組攝 像機(jī)11和RFID讀寫(xiě)器13的時(shí)鐘同步、作用區(qū)域重疊。如前所述的結(jié)合RFID技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存 儲(chǔ)器33中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)至少包括攝像機(jī)11和RFID讀寫(xiě)器13的關(guān)聯(lián)關(guān) 系、各監(jiān)控對(duì)象所攜帶的電子標(biāo)簽ID和RFID讀寫(xiě)器13 (天線)的位 置以及各自相對(duì)關(guān)系和描述監(jiān)控區(qū)域內(nèi)物體移動(dòng)規(guī)則的概率文法等；視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32中至少存儲(chǔ)各個(gè)攝像機(jī)監(jiān)控的視頻數(shù)據(jù)；RFID數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器31中至少存儲(chǔ)讀取到的監(jiān)控對(duì)象所攜帶的電子標(biāo)簽ID、讀取到電 子標(biāo)簽信息的RFID讀寫(xiě)器13、讀取到的時(shí)間等信息。如前所述的描述監(jiān)控區(qū)域內(nèi)物體移動(dòng)規(guī)律的概率文法具體是指根 據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的具體地理環(huán)境，對(duì)某時(shí)間、處于某地點(diǎn)、 一定數(shù)量的監(jiān)控 對(duì)象可能的運(yùn)動(dòng)方向或者運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行描述的產(chǎn)生式文法。通常監(jiān)控對(duì) 象將有超過(guò)一種以上的方向選擇，但是其對(duì)不同選擇具有不同的傾向 性，根據(jù)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)情況給每條文法賦予一定的概率。下面給出此概率文法的一個(gè)例子，需要說(shuō)明的是本例子僅是為了進(jìn) 行說(shuō)明，而實(shí)際實(shí)施過(guò)程中需要進(jìn)一步修改和完善。參照附圖中圖5所 示。圖5是監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)假設(shè)的一個(gè)十字路口的示意圖。假設(shè)監(jiān)控物體 現(xiàn)在處于A，由A經(jīng)過(guò)Center只能去往B、 C、 D。根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)計(jì) 分析，知道監(jiān)控對(duì)象由A到B的概率是0.4，去C的概率是0.3，去D 的概率是0.25，不動(dòng)的概率是0.05。則我們獲得A處的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 的概率文法<formula>formula see original document page 15</formula>
其中A、 B、 C、 D和Center表示地點(diǎn)方位，《表示沒(méi)有。此文法 可以經(jīng)過(guò)對(duì)A、 B等屬性進(jìn)行擴(kuò)充的方法讓文法獲得更多描述能力，使 系統(tǒng)具備更多的知識(shí)。如前所述的結(jié)合RFID技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)功能至少包 括實(shí)時(shí)監(jiān)控和事后再監(jiān)控兩種類(lèi)型。其中，實(shí)時(shí)監(jiān)控的監(jiān)控目標(biāo)是監(jiān)控對(duì)象的行動(dòng)特性，至少包括目標(biāo) 物體在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的位置、行動(dòng)路線、速度、數(shù)量、在某個(gè)位置停留的 時(shí)間等特征。事后再監(jiān)控使用終端根據(jù)目標(biāo)物體經(jīng)過(guò)RFID讀寫(xiě)器13時(shí)的時(shí)間 T，前后擴(kuò)展一段時(shí)間AT;結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)讀取到電子標(biāo)簽的RFID 讀寫(xiě)器13的編號(hào)檢索獲得與之關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)11。再?gòu)囊曨l數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 32中檢索該攝像機(jī)拍攝時(shí)間(T—AT T+AT)內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)； (4)實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控的方法和流程①智能監(jiān)控包含的兩種方法根據(jù)監(jiān)控的需要在監(jiān)控環(huán)境中布置完畢監(jiān)控設(shè)備后，首先對(duì)監(jiān)控環(huán) 境進(jìn)行數(shù)字化描述，并將其作為監(jiān)控系統(tǒng)的先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)到系統(tǒng)先驗(yàn)知 識(shí)存儲(chǔ)器33中。先驗(yàn)知識(shí)包括(1 )對(duì)進(jìn)入監(jiān)控范圍的監(jiān)控對(duì)象分發(fā) 具有唯一標(biāo)識(shí)符(ID)的電子標(biāo)簽，并對(duì)分發(fā)情況；(2)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi) 各個(gè)攝像機(jī)11、 RFID讀寫(xiě)器13位置信息以及攝像機(jī)11和RFID讀寫(xiě) 器13的對(duì)應(yīng)關(guān)系；(3)描述監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)則的概率文法，(4) 監(jiān)控環(huán)境的抽象三維坐標(biāo)表示等。一、實(shí)時(shí)監(jiān)控情況實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)系統(tǒng)可以對(duì)監(jiān)控對(duì)象實(shí)現(xiàn)行動(dòng)特性的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，并根 據(jù)需要實(shí)時(shí)對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果反饋于整個(gè)系統(tǒng)的 調(diào)控，使系統(tǒng)處于最優(yōu)監(jiān)控狀態(tài)；在有異常現(xiàn)象特定監(jiān)控現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)， 為用戶給出提示。監(jiān)控對(duì)象的行動(dòng)特性是指監(jiān)控對(duì)象在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的位置、行動(dòng)路 線、速度、數(shù)量、在某個(gè)位置停留的時(shí)間等特征。如圖3結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控方法流 程圖所示系統(tǒng)在工作時(shí)，攝像機(jī)控制器21接受來(lái)自用戶給出的命令對(duì)攝像 機(jī)ll進(jìn)行控制，攝像機(jī)ll不間斷獲取監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 經(jīng)攝像機(jī)控制器21初步處理后由其發(fā)送到實(shí)時(shí)使用監(jiān)控終端41和視頻 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32;RFID讀寫(xiě)器控制器22接受來(lái)自用戶的控制命令對(duì)RFID讀寫(xiě)器13 進(jìn)行控制，RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13共同作用實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控對(duì) 象所攜帶的電子標(biāo)簽并將檢測(cè)到的電子標(biāo)簽ID上傳到RFID讀寫(xiě)器控 制器22， RFID讀寫(xiě)器控制器22為電子標(biāo)簽ID號(hào)增加讀取到標(biāo)簽的時(shí) 間、讀取到標(biāo)簽的RFID讀寫(xiě)器13和RFID天線12編號(hào)等附加信息后 形成RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)由RFID讀寫(xiě)器控制器發(fā)送到實(shí) 時(shí)使用終端41和RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31;實(shí)時(shí)使用終端41利用RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13獲取的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和攝像機(jī)11獲取的視頻數(shù)據(jù)，結(jié)合從系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中獲 得的先驗(yàn)知識(shí)，經(jīng)過(guò)概率文法判別和數(shù)量計(jì)算獲取監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)特 性，使用貝葉斯判定方法判定響應(yīng)策略，為用戶給出提示和調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控重點(diǎn)。如，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)特定電子標(biāo)簽被RFID天線12和RFID 讀寫(xiě)器13讀取到的時(shí)間和讀取到此標(biāo)簽的RFID讀寫(xiě)器13位置，依靠 各RFID讀寫(xiě)器13之間在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的相對(duì)邏輯關(guān)系，可以得到攜帶此 標(biāo)簽的監(jiān)控對(duì)象的速度、位置、在某位置監(jiān)控對(duì)象的數(shù)量，還可以推測(cè) 出監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)等；通過(guò)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的分析可以對(duì)特定目標(biāo)通過(guò) 模式識(shí)別的手段進(jìn)行更進(jìn)一步的定位。根據(jù)運(yùn)算分析獲得的結(jié)果可以控 制攝像機(jī)11和RFID讀寫(xiě)器13，對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行連續(xù)跟蹤，監(jiān)控。 二、事后再監(jiān)控事后再監(jiān)控是指使用者通過(guò)存儲(chǔ)單元3中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)特定時(shí)間段 或者特定監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行分析監(jiān)控。如圖4結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)事后再監(jiān)控方法 流程圖所示事后再監(jiān)控方法分為對(duì)特定時(shí)間段的監(jiān)控和對(duì)特定目標(biāo)或目標(biāo)群的 監(jiān)控兩種情況。對(duì)特定時(shí)間段再監(jiān)控時(shí)，事后再監(jiān)控使用終端42通過(guò)RFID數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器31獲取此時(shí)間段內(nèi)系統(tǒng)監(jiān)控到的所有電子標(biāo)簽ID，同時(shí)檢索出 相應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)信息，如讀取到此標(biāo)簽的時(shí)間T、讀取到電子標(biāo)簽的RFID 讀寫(xiě)器R等。事后再監(jiān)控使用終端42再?gòu)南到y(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中 獲得RFID讀寫(xiě)器R相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)C以及各個(gè)RFID讀寫(xiě)器之間的相 對(duì)位置關(guān)系等先驗(yàn)知識(shí)。同時(shí)，根據(jù)讀取到的標(biāo)簽的時(shí)間T，前后擴(kuò)展 一段時(shí)間AT，從視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32中檢索攝像機(jī)C拍攝時(shí)間(T一A T T+AT)內(nèi)的數(shù)據(jù)。綜合以上獲得RFID相關(guān)數(shù)據(jù)、先驗(yàn)知識(shí)、監(jiān) 控視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算分析可以獲得此時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)控對(duì)象的行為特性 等使用者感興趣的信息。在對(duì)特定目標(biāo)或目標(biāo)群進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，事后再監(jiān)控使用終端42首先 從系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中獲得目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象的注冊(cè)信息，尤其是所 持有的電子標(biāo)簽的ID。通過(guò)檢索到的電子標(biāo)簽ID，從RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31中獲得這些ID的相關(guān)記錄，從系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中獲取先 驗(yàn)知識(shí)，利用系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中獲得RFID讀寫(xiě)器R相關(guān)聯(lián)的 攝像機(jī)C以及各個(gè)RFID讀寫(xiě)器之間的相對(duì)位置關(guān)系等先驗(yàn)知識(shí)。同時(shí)， 根據(jù)讀取到的標(biāo)簽的時(shí)間T，前后擴(kuò)展一段時(shí)間AT，從視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器32中檢索攝像機(jī)C拍攝時(shí)間(T一AT T+AT)內(nèi)的視頻監(jiān)控?cái)?shù) 據(jù)。最后，綜合這三方面的數(shù)據(jù)計(jì)算分析可以獲得這些監(jiān)控對(duì)象的行為 特性，在知道目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象的某些特征時(shí)，可以通過(guò)模式識(shí)別等方法處 理視頻數(shù)據(jù)，對(duì)目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。 ②智能監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)流程1、 根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的需要安裝合適數(shù)量和質(zhì)量的攝像機(jī)11，同時(shí)在 關(guān)鍵區(qū)域架設(shè)安裝RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13;2、 要求進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域的被監(jiān)控對(duì)象(人或是物)都各自攜帶具有 唯一標(biāo)識(shí)編碼的電子標(biāo)簽，將電子標(biāo)簽的分發(fā)情況記錄在系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí) 存儲(chǔ)器33中；3、 在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)布置好之后，形成RFID讀寫(xiě)器13的位置圖和地理 邏輯圖，以及攝像機(jī)11與RFID讀寫(xiě)器13、 RDID天線12之間的對(duì)應(yīng) 關(guān)系等系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)，存儲(chǔ)到系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中，即標(biāo)定各個(gè) RFID讀寫(xiě)器13和RFID天線12在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的位置；4、 在監(jiān)控區(qū)域攝像機(jī)11不間斷的捕獲視頻信息并不斷通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向 上傳輸，至實(shí)時(shí)監(jiān)控使用終端41和視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32;5、 當(dāng)有監(jiān)控對(duì)象進(jìn)入RFID讀寫(xiě)器13有效讀取距離時(shí)，RFID讀 寫(xiě)器13讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，向上發(fā)送電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)至讀寫(xiě)器控制器22， 讀寫(xiě)器控制器22向標(biāo)簽數(shù)據(jù)中追加獲取到標(biāo)簽數(shù)據(jù)的時(shí)間和獲得到標(biāo) 簽數(shù)據(jù)的RFID讀寫(xiě)器13的編號(hào)，并向上傳送數(shù)據(jù)至RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器31和實(shí)時(shí)監(jiān)控使用終端41，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的監(jiān)控；6、 系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控?？梢苑譃閮煞N情況， 一種是實(shí)時(shí)監(jiān) 控；另外一種是事后再監(jiān)控。總的來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，對(duì)數(shù)據(jù)采用分布式存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，在視 頻監(jiān)控中引入RFID技術(shù)，使用電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)作為視頻數(shù)據(jù)的有效時(shí)間 標(biāo)簽，對(duì)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控的智能化有很大幫助，減少了無(wú)效的視頻處理，提高了視頻監(jiān)控的效率。同時(shí)充分利用RFID技術(shù)批量、高速和非接觸 識(shí)別讀取的特性，尤其適用于對(duì)大批量監(jiān)控對(duì)象的定位、跟蹤，對(duì)監(jiān)控 對(duì)象的行為特性分析等。能有效的解決單純依靠攝像機(jī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng) 在監(jiān)控對(duì)象密度過(guò)大時(shí)出現(xiàn)效果不理想的問(wèn)題，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià) 值。(5)參考實(shí)例本參考實(shí)例僅僅給出了本系統(tǒng)應(yīng)用的一個(gè)場(chǎng)景，并不說(shuō)明本發(fā)明系 統(tǒng)和方法僅適合于參考實(shí)例中的場(chǎng)景。參考實(shí)例以體育場(chǎng)觀眾導(dǎo)引及人員監(jiān)控為背景，對(duì)本系統(tǒng)的組成進(jìn) 行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。在體育館監(jiān)控過(guò)程中，使用RFID標(biāo)簽形式的新式門(mén)票， 作為監(jiān)控的數(shù)據(jù)采集源。其中，① 數(shù)據(jù)采集單元1:針對(duì)體育場(chǎng)大規(guī)模人群的特點(diǎn)，RFID采集設(shè) 備使用北京維深公司出產(chǎn)的915MHzRFID讀寫(xiě)器R9100，可以 完成多電子標(biāo)簽ID批量讀取，且通過(guò)適當(dāng)改變外接RFID天線 12形式可以控制其讀寫(xiě)距離；攝像機(jī)11采用常見(jiàn)的CCD監(jiān)控 攝像頭。② 控制單元2: RFID讀寫(xiě)器控制器22由支持多串口工控機(jī)充當(dāng)， 完成對(duì)RFID讀寫(xiě)器13數(shù)據(jù)采集、工作與否的控制和數(shù)據(jù)的處 理。主板可以采用華北工控生產(chǎn)的低功耗P3級(jí)6串口嵌入式 主板。攝像機(jī)控制器23使用GL6004系列4路網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器， 通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)11的控制和視頻數(shù)據(jù)的壓縮傳輸。③ 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元3:使用普通服務(wù)器充當(dāng)系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33， 進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)和推理運(yùn)算等服務(wù)，可以使用Oracle 9i/10g完成 數(shù)據(jù)服務(wù)。主要記錄門(mén)票(電子標(biāo)簽)分發(fā)情況、RFID讀寫(xiě)器 13和攝像機(jī)11分布位置圖、體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)情況和監(jiān)控對(duì)象運(yùn)動(dòng)規(guī) 則概率文法描述。視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器32采用具有高速存儲(chǔ)功能的 數(shù)據(jù)服務(wù)器充當(dāng)，完成對(duì)視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器31 功能由RFID讀寫(xiě)器控制器22外接高速硬盤(pán)實(shí)現(xiàn)，記錄RFID 數(shù)據(jù)讀取到的時(shí)間、數(shù)量等信息。④ 應(yīng)用單元4:使用普通PC機(jī)和CRT顯示器陣列。通過(guò)實(shí)時(shí)視頻圖像分析，結(jié)合RFID天線12和RFID讀寫(xiě)器13采集的RFID 數(shù)據(jù)和系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器33中的先驗(yàn)知識(shí)，形成以電子標(biāo)簽 ID為索引的監(jiān)控對(duì)象"ID、多少、何時(shí)、何地"的語(yǔ)義知識(shí)表 示；結(jié)合系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器32中的"描述監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)物體運(yùn)動(dòng) 趨勢(shì)的概率文法"使用概率文法判別方式獲取監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng) 趨勢(shì)；最后，綜合體育館通道容量、監(jiān)控對(duì)象數(shù)量和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 等信息和知識(shí)，采用貝葉斯判定方法選擇體育館管理的應(yīng)對(duì)措 施。以此方便完成對(duì)整個(gè)體育場(chǎng)人流的管理，保證暢通和人員 安全。也可以使用事后再監(jiān)控方法，依照如前所說(shuō)的"ID、多 少、何時(shí)、何地"的電子標(biāo)簽語(yǔ)義信息抓取相關(guān)聯(lián)視頻數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器32中視頻信息，完成對(duì)持貴賓門(mén)票(電子標(biāo)簽)的觀眾在 特定時(shí)間、地點(diǎn)視頻監(jiān)控信息的再分析等功能。 ⑤系統(tǒng)基于100M/lGbps的令牌環(huán)結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)構(gòu)建，保證網(wǎng)絡(luò)帶 寬足以讓系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)便于接入Internet實(shí)現(xiàn)綜合整體監(jiān) 控。
權(quán)利要求
1、一種結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于由數(shù)據(jù)采集單元(1)、控制單元(2)、存儲(chǔ)單元(3)和應(yīng)用單元(4)四部分組成，其中，數(shù)據(jù)采集單元(1)負(fù)責(zé)采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息和電子標(biāo)簽信息；控制單元(2)負(fù)責(zé)從應(yīng)用單元(4)接收命令，控制數(shù)據(jù)采集單元(1)和存儲(chǔ)單元(3)并向應(yīng)用單元(4)返回控制結(jié)果；存儲(chǔ)單元(3)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)控信息，以及描述監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的先驗(yàn)知識(shí)；應(yīng)用單元(4)是監(jiān)控系統(tǒng)和使用者的交互平臺(tái)，其根據(jù)使用者需要顯示當(dāng)前或特定時(shí)間的監(jiān)控信息，接收使用者給出的命令，通過(guò)命令傳遞或數(shù)據(jù)處理使監(jiān)控系統(tǒng)完成命令，并顯示現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻狀況、監(jiān)控系統(tǒng)智能分析推斷的結(jié)果。
2、 如權(quán)利要求1所述的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集單元(1)由攝像機(jī)(11) 、 RFID天線(12)和RFID讀寫(xiě)器(13) 三部分組成，其中攝像機(jī)(11)，用于獲取監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息；RFID天線(12)和RFID讀寫(xiě)器(13)相連接，完成對(duì)監(jiān)控范圍 內(nèi)電子標(biāo)簽信息采集的硬件準(zhǔn)備。
3、 如權(quán)利要求1所述的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述控 制單元(2)由攝像機(jī)控制器(21)和RFID讀寫(xiě)器控制器(22)兩部 分組成，其中攝像機(jī)控制器(21)與數(shù)據(jù)采集單元(1)中的攝像機(jī)(11)相連， 對(duì)攝像機(jī)(11)進(jìn)行控制，接受攝像機(jī)(11)返回的狀態(tài)信息，并對(duì)攝 像機(jī)(11)視頻信息進(jìn)行濾波、壓縮加密處理；RFID讀寫(xiě)器控制器(22)與數(shù)據(jù)采集單元(1)中的RFID讀寫(xiě)器 (13)相連，控制RFID讀寫(xiě)器(13)，接收RFID讀寫(xiě)器(13)向其 返回的狀態(tài)信息，并對(duì)RFID天線(12)和RFID讀寫(xiě)器(13)獲取的 信息進(jìn)行處理。
4、 如權(quán)利要求1所述的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)單元(3)由RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(31)、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(32)、系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器(33)三部分組成，其中RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(31)與控制單元(2)中的RFID讀寫(xiě)器控制器 (22)相連，存儲(chǔ)系統(tǒng)獲得的RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；其中RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包括通過(guò)RFID天線(12)和RFID讀寫(xiě)器(13)獲取的監(jiān)控對(duì)象攜帶的電子標(biāo)簽ID、讀取到電子標(biāo)簽的時(shí)間T、讀取到此電子標(biāo)簽的RFID天線(12)和RFID讀寫(xiě)器(13)編號(hào)；視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(32)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一定時(shí)間段內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻信息； 系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器(33)主要存描述儲(chǔ)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)狀況的先驗(yàn)知識(shí)。
5、 如權(quán)利要求1所述的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的 應(yīng)用單元(4)由實(shí)時(shí)使用終端(41)和事后再監(jiān)控使用終端(42)兩 部分組成，其中，實(shí)時(shí)使用終端(41)與控制單元(2)中的攝像機(jī)控制器(21)、 RFID讀寫(xiě)器控制器(22)和存儲(chǔ)單元(3)中的系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器(33) 三部分相連，其接受操作者的命令，通過(guò)攝像機(jī)控制器(21)和RFID 讀寫(xiě)器控制器(22)完成對(duì)數(shù)據(jù)采集單元(1)中攝像機(jī)(11)和RFID 讀寫(xiě)器(13)的控制，同時(shí)接收攝像機(jī)控制器(21)和RFID讀寫(xiě)器控 制器(22)傳來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，結(jié)合系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器(33)中的先驗(yàn) 知識(shí)，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控情況，判定監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)特性；事后再監(jiān)控使用終端(42)與存儲(chǔ)單元(3)中的RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器(31)、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(32)、系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器(33)三部分 相連接，事后再監(jiān)控使用終端(42)通過(guò)從這三個(gè)存儲(chǔ)器中獲取的數(shù)據(jù) 再現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控視頻并確定其在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)特 性。
6、 一種結(jié)合無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的智能視頻監(jiān)控方法，其特征在于, 包含以下步驟根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的需要在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)安裝數(shù)據(jù)采集單元； 使被監(jiān)控對(duì)象攜帶具有唯一標(biāo)識(shí)編碼的電子標(biāo)簽，將監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)先驗(yàn) 知識(shí)存儲(chǔ)到系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器；數(shù)據(jù)采集單元不間斷的捕獲視頻信息并不斷通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向上傳輸，至應(yīng)用單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控對(duì)象的實(shí)時(shí)監(jiān)控和事后再監(jiān)控。
7、 如權(quán)利要求6所述的智能視頻監(jiān)控方法，其特征在于 所述數(shù)據(jù)采集單元安裝包括安裝攝像機(jī)，同時(shí)在監(jiān)控區(qū)域架設(shè)安裝RFID天線和RFID讀寫(xiě)器， 將具有相同或者相近作用區(qū)域的攝像機(jī)和RFID讀寫(xiě)器關(guān)聯(lián)，使關(guān)聯(lián)后 的每組攝像機(jī)和RFID讀寫(xiě)器的時(shí)鐘同步、作用區(qū)域重疊，形成一組數(shù) 據(jù)采集單元。
8、 如權(quán)利要求6所述的智能視頻監(jiān)控方法，其特征在于 所述存儲(chǔ)在系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中的先驗(yàn)知識(shí)包括在數(shù)據(jù)采集單元中的攝像機(jī)、RFID天線和RFID讀寫(xiě)器的對(duì)應(yīng)關(guān) 系，各組數(shù)據(jù)采集單元的位置信息，描述監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)則的概 率文法，電子標(biāo)簽的分發(fā)情況和監(jiān)控環(huán)境的抽象三維坐標(biāo)表示。
9、 如權(quán)利要求6中所述的智能視頻監(jiān)控方法，其特征在于，所述 實(shí)時(shí)監(jiān)控RFID讀寫(xiě)器控制器控制RFID讀寫(xiě)器不間斷獲取進(jìn)入監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的 監(jiān)控對(duì)象所持有的電子標(biāo)簽ID;在增加了讀取時(shí)間、讀取到此電子標(biāo) 簽的RFID天線和RFID讀寫(xiě)器編號(hào)后上傳至實(shí)時(shí)使用終端和RFID數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器；攝像機(jī)控制器控制攝像機(jī)不間斷獲取監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處 理后上傳至實(shí)時(shí)使用終端和視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；實(shí)時(shí)使用終端利用RFID天線和RFID讀寫(xiě)器獲取的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和攝 像機(jī)獲取的視頻數(shù)據(jù)，結(jié)合從系統(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中獲得的先驗(yàn)知識(shí)， 經(jīng)過(guò)概率文法判別和數(shù)量計(jì)算獲取監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)特性，使用貝葉斯判 定方法判定響應(yīng)策略，為用戶給出提示和調(diào)整監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控重點(diǎn)。
10、 如權(quán)利要求6所述智能視頻監(jiān)控方法，其特征在于，所述事后 再監(jiān)控事后再監(jiān)控使用終端從RFID數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)； 事后再監(jiān)控使用終端再?gòu)南到y(tǒng)先驗(yàn)知識(shí)存儲(chǔ)器中獲得先驗(yàn)知識(shí)； 事后再監(jiān)控使用終端根據(jù)目標(biāo)監(jiān)控對(duì)象經(jīng)過(guò)RFID讀寫(xiě)器時(shí)的時(shí)間T，前后擴(kuò)展一段時(shí)間AT;結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)讀取到電子標(biāo)簽的RJFID 天線和RFID讀寫(xiě)器的編號(hào)檢索獲得與之關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)；再?gòu)囊曨l數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器中檢索該攝像機(jī)拍攝時(shí)間(T—AT T+AT)內(nèi)的視頻內(nèi)容；依靠獲得的RFID監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、先驗(yàn)知識(shí)和監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)三部分?jǐn)?shù)據(jù)， 通過(guò)計(jì)算分析獲得此時(shí)間段內(nèi)使用者感興趣的監(jiān)控對(duì)象的行為特性。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種結(jié)合無(wú)線射頻技術(shù)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其方法。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、存儲(chǔ)單元、控制單元和應(yīng)用單元組成。方法包括根據(jù)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)需要在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)安裝數(shù)據(jù)采集單元，使被監(jiān)控對(duì)象攜帶具有唯一標(biāo)識(shí)編碼的電子標(biāo)簽，將電子標(biāo)簽分發(fā)情況、描述監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)則的概率文法以及現(xiàn)場(chǎng)各種其他信息等記錄在存儲(chǔ)單元中，數(shù)據(jù)采集單元不間斷的捕獲視頻信息和電子標(biāo)簽信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)不斷向上傳輸至應(yīng)用單元來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的監(jiān)控。本發(fā)明有效縮短對(duì)含特定對(duì)象的視頻流檢索所需時(shí)間，集成無(wú)線射頻識(shí)別高速批量識(shí)別物體的優(yōu)勢(shì)，便于實(shí)現(xiàn)高密度情況下對(duì)監(jiān)控對(duì)象的跟蹤和監(jiān)控，提高系統(tǒng)智能化，適用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、便捷的智能監(jiān)控系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G05B19/048GK101325694SQ20071011886
公開(kāi)日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者禹 劉, 楊一平, 馬良俊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所