本發(fā)明涉及紅外熱像成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于紅外熱像儀及微型目標(biāo)物移動(dòng)偵測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著近年來(lái)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求也不斷地升級(jí)，對(duì)其的準(zhǔn)確度要求也更加苛刻，而移動(dòng)偵測(cè)功能作為智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心功能之一，人們對(duì)其方法的研究也從未間斷，移動(dòng)偵測(cè)的方法不斷的發(fā)展。

目前常見(jiàn)的移動(dòng)偵測(cè)方法大致分為三種：

1、背景減除法是目前運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中最常用的一種方法，它是用當(dāng)前圖像與背景圖像的差分來(lái)檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)區(qū)域的一種技術(shù)。它一般能夠提供最完全的特征數(shù)據(jù)，但對(duì)于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的變化，如光照和外來(lái)無(wú)關(guān)事件的干擾等特別敏感。最簡(jiǎn)單的背景模型是時(shí)間平均圖像，大部分的研究人員目前都致力于開(kāi)發(fā)不同的背景模型，以期減少動(dòng)態(tài)場(chǎng)景變化對(duì)于運(yùn)動(dòng)分割的影響。

2、時(shí)間差分法又稱相鄰幀差，是在連續(xù)的圖像序列中兩個(gè)或三個(gè)相鄰幀間采用基于像素的時(shí)間差分并且閾值化來(lái)提取出圖像中的運(yùn)動(dòng)區(qū)域。時(shí)間差分運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法對(duì)于動(dòng)態(tài)環(huán)境具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性，但一般不能完全提取出所有相關(guān)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)變化。

3、光流法，基于光流方法的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)采用了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)隨時(shí)間變化的光流特性，通過(guò)計(jì)算位移向量光流場(chǎng)來(lái)初始化基于輪廓的跟蹤算法，從而有效的提取和跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是在攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)存在的前提下也能檢測(cè)出獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。然而，大多數(shù)的光流計(jì)算方法相當(dāng)復(fù)雜，且抗噪性能差，如果沒(méi)有特別的硬件裝置則不能被應(yīng)用于全幀視頻流的實(shí)時(shí)處理。

以上三種方法基本都是基于高清攝像機(jī)來(lái)做，通過(guò)高清圖形的yuv數(shù)據(jù)的分析和算法處理來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)物的偵測(cè)和定位，但是這三種方法都存在一定的問(wèn)題，他們都是基于可見(jiàn)光來(lái)做，所以偵測(cè)的場(chǎng)景需要光照，而且設(shè)備遠(yuǎn)離偵測(cè)場(chǎng)景距離不能過(guò)遠(yuǎn)，而且微小的變動(dòng)都會(huì)造成大量的誤報(bào)，并且對(duì)于目標(biāo)物的取證有一定的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種當(dāng)偵測(cè)場(chǎng)景與設(shè)備距離中遠(yuǎn)距離，或者目標(biāo)物在紅外的視場(chǎng)角的版面范圍內(nèi)所占的像素點(diǎn)數(shù)量較少時(shí)，能夠完整的偵測(cè)出該移動(dòng)目標(biāo)物的移動(dòng)軌跡和過(guò)程，且能夠大大降低誤報(bào)率的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于紅外熱像儀的微型目標(biāo)物移動(dòng)偵測(cè)方法，包括用于獲取紅外視頻流的紅外熱像儀；用于獲取高清視頻流的高清攝像機(jī)，用于獲取目標(biāo)距離信息的測(cè)距裝置，以及包含arm芯片或fpga芯片的用于根據(jù)算法進(jìn)行處理的芯片模塊；用于支撐紅外熱像儀和高清攝像機(jī)并保證兩者同軸的多個(gè)云臺(tái)，用于信息處理的服務(wù)器端，及內(nèi)置電子地圖的客戶端，所述服務(wù)器端包括流媒體服務(wù)器；其偵測(cè)方法包括如下步驟：

s1：根據(jù)用戶指令各載有紅外熱像儀及高清攝像機(jī)的各云臺(tái)運(yùn)行至預(yù)置位；

s2：所述芯片模塊根據(jù)預(yù)置位信息確定布防區(qū)域的類(lèi)型，及每一布防區(qū)域?qū)?yīng)的參數(shù)信息，所述參數(shù)信息包括算法類(lèi)型、告警靈敏度，及觸發(fā)告警的面積矢量范圍；

s3：根據(jù)用戶指令通過(guò)所述紅外熱像儀對(duì)每一布防區(qū)域進(jìn)行掃描，并獲取每一預(yù)置位的每一幀紅外視頻流數(shù)據(jù)傳送至所述芯片模塊；

s4：所述芯片模塊將每一幀所述紅外視頻流數(shù)據(jù)先與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中與該預(yù)置位對(duì)應(yīng)的布防坐標(biāo)集比對(duì)，提取出與該布防坐標(biāo)集對(duì)應(yīng)的布防數(shù)據(jù)集；將每一幀所述布防數(shù)據(jù)集與其前兩幀的布防數(shù)據(jù)集根據(jù)設(shè)定的算法進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)計(jì)算分塊處理后的像素點(diǎn)處于所述設(shè)定觸發(fā)告警的面積矢量范圍內(nèi)時(shí)，判定為有移動(dòng)物體觸發(fā)告警，將觸發(fā)告警的坐標(biāo)信息實(shí)時(shí)的發(fā)送至服務(wù)器端；

s5：客戶端通過(guò)服務(wù)器端獲取坐標(biāo)信息，并根據(jù)坐標(biāo)信息在視頻流上對(duì)告警的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的框定，并將觸發(fā)告警的物體的中心點(diǎn)連接起來(lái)，形成一條告警的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。

本發(fā)明提供的一種基于紅外熱像儀的微型目標(biāo)物移動(dòng)偵測(cè)方法，通過(guò)前端紅外熱像儀快速不斷獲取紅外視頻流，big將這些數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳送給芯片模塊，再通過(guò)服務(wù)器端將紅外視頻流及高清攝像機(jī)的高清視頻流轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端，用戶再根據(jù)自身需要，通過(guò)客戶端在紅外視頻流上劃分出移動(dòng)偵測(cè)的高京區(qū)域并設(shè)置好各個(gè)告警區(qū)域的觸發(fā)告警的閾值，客戶端將這些區(qū)域以及對(duì)應(yīng)的參數(shù)反饋給芯片模塊，芯片模塊根據(jù)再根據(jù)紅外視頻流進(jìn)行計(jì)算，最終判斷是否觸發(fā)告警，其采用紅外檢偵測(cè)方式，當(dāng)偵測(cè)場(chǎng)景與設(shè)備距離中遠(yuǎn)距離，或者目標(biāo)物在紅外的視場(chǎng)角的版面范圍內(nèi)所占的像素點(diǎn)數(shù)量較少時(shí)，能夠完整的偵測(cè)出該移動(dòng)目標(biāo)物的移動(dòng)軌跡和過(guò)程，且能夠大大降低誤報(bào)率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種基于紅外熱像儀的微型目標(biāo)物移動(dòng)偵測(cè)方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明版面像素點(diǎn)放大示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)一種可旋轉(zhuǎn)的趣味積木套裝本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

優(yōu)選的，一種基于紅外熱像儀的微型目標(biāo)物移動(dòng)偵測(cè)方法，包括用于獲取紅外視頻流的紅外熱像儀；用于獲取高清視頻流的高清攝像機(jī)，用于獲取目標(biāo)距離信息的測(cè)距裝置，以及包含arm芯片或fpga芯片的用于根據(jù)算法進(jìn)行處理的芯片模塊；用于支撐紅外熱像儀和高清攝像機(jī)并保證兩者同軸的多個(gè)云臺(tái)，用于信息處理的服務(wù)器端，及內(nèi)置電子地圖的客戶端，所述服務(wù)器端包括流媒體服務(wù)器；其偵測(cè)方法包括如下步驟：

s1：根據(jù)用戶指令各載有紅外熱像儀及高清攝像機(jī)的各云臺(tái)運(yùn)行至預(yù)置位；

s2：所述芯片模塊根據(jù)預(yù)置位信息確定布防區(qū)域的類(lèi)型，及每一布防區(qū)域?qū)?yīng)的參數(shù)信息，所述參數(shù)信息包括算法類(lèi)型、告警靈敏度，及觸發(fā)告警的面積矢量范圍；

s3：根據(jù)用戶指令通過(guò)所述紅外熱像儀對(duì)每一布防區(qū)域進(jìn)行掃描，并獲取每一預(yù)置位的每一幀紅外視頻流數(shù)據(jù)傳送至所述芯片模塊；

s4：所述芯片模塊將每一幀所述紅外視頻流數(shù)據(jù)先與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中與該預(yù)置位對(duì)應(yīng)的布防坐標(biāo)集比對(duì)，提取出與該布防坐標(biāo)集對(duì)應(yīng)的布防數(shù)據(jù)集；將每一幀所述布防數(shù)據(jù)集與其前兩幀的布防數(shù)據(jù)集根據(jù)設(shè)定的算法進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)計(jì)算分塊處理后的像素點(diǎn)處于所述設(shè)定觸發(fā)告警的面積矢量范圍內(nèi)時(shí)，判定為有移動(dòng)物體觸發(fā)告警，將觸發(fā)告警的坐標(biāo)信息實(shí)時(shí)的發(fā)送至服務(wù)器端；

s5：客戶端通過(guò)服務(wù)器端獲取坐標(biāo)信息，并根據(jù)坐標(biāo)信息在視頻流上對(duì)告警的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的框定，并將觸發(fā)告警的物體的中心點(diǎn)連接起來(lái)，形成一條告警的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。

優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟s1前，還包括步驟s0，確定設(shè)備的預(yù)置位信息，其具體步驟包括：

轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備到需要進(jìn)行布防移動(dòng)偵測(cè)的場(chǎng)景設(shè)置預(yù)置位，并在紅外視頻流上劃分出布防區(qū)域，和對(duì)應(yīng)區(qū)域的參數(shù)閾值；每設(shè)置一個(gè)預(yù)置位分配一個(gè)預(yù)置位號(hào)；其中預(yù)置位水平角度和預(yù)置位俯仰角度確定一個(gè)預(yù)置位，每一布防區(qū)域在一個(gè)預(yù)置位上最多設(shè)置五個(gè)，若數(shù)量未達(dá)到五個(gè)時(shí)，則沒(méi)有數(shù)據(jù)的坐標(biāo)默認(rèn)為空；

客戶端將每個(gè)預(yù)置位信息，該預(yù)置位的布防區(qū)域信息以及布防區(qū)域?qū)?yīng)的參數(shù)閾值封裝為結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)，并將這些結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)以報(bào)文的形式通過(guò)服務(wù)器端發(fā)送至芯片模塊；芯片模塊將結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

其中發(fā)送的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)的定義如下：

優(yōu)選的，請(qǐng)參見(jiàn)圖2，根據(jù)紅外圖像的版面分辨率的大小，芯片模塊將通過(guò)算法與紅外圖像像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)的原始裸數(shù)據(jù)建立直角坐標(biāo)系，如紅外熱像儀的圖像分辨率發(fā)為640*480，則建立一個(gè)水平方向有640個(gè)單位，垂直方向有480個(gè)單位的直角坐標(biāo)系。在本實(shí)施例中所提出的裸數(shù)據(jù)是指紅外熱像儀所采集的數(shù)據(jù)，未經(jīng)過(guò)處理的原始數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟s2時(shí)，其具體的操作流程如下：

所述芯片模塊根據(jù)預(yù)置位信息及布防區(qū)域信息，確定每一個(gè)預(yù)置位的布防區(qū)域的類(lèi)型和數(shù)量；

針對(duì)每一種布防區(qū)域的類(lèi)型，通過(guò)幾何算法找出每個(gè)布防區(qū)域內(nèi)部的像素點(diǎn)的所有位置坐標(biāo)，并按照預(yù)置位號(hào)封裝為預(yù)置位布防坐標(biāo)集，分類(lèi)存入數(shù)據(jù)中；其中每一塊保存的布防區(qū)域坐標(biāo)都與與其對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置包括算法選擇類(lèi)型、告警靈敏度及觸發(fā)告警的面積矢量范圍。

優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟s4中，將每一幀所述布防數(shù)據(jù)集與其前兩幀的布防數(shù)據(jù)集根據(jù)設(shè)定的算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，其具體的操作流程如下：若算法類(lèi)型為比對(duì)發(fā)，則芯片模塊獲取到布防區(qū)域數(shù)據(jù)集的集合，將該集合內(nèi)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與前面一幀布防數(shù)據(jù)集里對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)像素點(diǎn)的裸數(shù)據(jù)值進(jìn)行比較，找出該像素點(diǎn)的裸數(shù)據(jù)變化的差值是否超過(guò)設(shè)定的靈敏度的點(diǎn)，若超過(guò)則對(duì)超過(guò)靈敏度的像素點(diǎn)進(jìn)行分塊處理，若分塊后的像素點(diǎn)數(shù)量處于設(shè)定的面積矢量范圍，則判斷有移動(dòng)物體進(jìn)入布防區(qū)域觸發(fā)告警；告警的物體在該版面內(nèi)表現(xiàn)為差值發(fā)生超限且像素點(diǎn)處于面積矢量范圍內(nèi)的像素點(diǎn)組成的像素塊；

若選擇的算法類(lèi)型為差值法，則芯片模塊在獲取到布防數(shù)據(jù)集的集合，計(jì)算出該布防區(qū)域的所有像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)值的平均值b1，再將此平均值b1與前一幀數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)坐標(biāo)集的像素點(diǎn)的平均值a1進(jìn)行比較，若兩個(gè)平均值的差值的絕對(duì)值(|a1-b1|)超過(guò)設(shè)定的靈敏度，則對(duì)該布防區(qū)域數(shù)據(jù)集的每個(gè)數(shù)據(jù)分別減去該幀的布防區(qū)域數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)值的平均值b1，把其中的減后差值的絕對(duì)值高于靈敏度的像素點(diǎn)記錄下來(lái)，再進(jìn)行分塊處理，若分塊后的像素點(diǎn)處于設(shè)定的面積矢量范圍內(nèi)，則判斷有移動(dòng)物體進(jìn)入布防區(qū)域觸發(fā)告警；告警的物體在該版面內(nèi)表現(xiàn)為均差值發(fā)生超限且像素點(diǎn)處于面積矢量范圍內(nèi)的像素點(diǎn)組成的像素點(diǎn)塊。

優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟s4時(shí)，芯片模塊從紅外熱像儀中不斷取出該預(yù)置位的原始裸數(shù)據(jù)并通過(guò)算法進(jìn)行分析比對(duì)，獲取原始裸數(shù)據(jù)的速度保證每秒十五幀以上；當(dāng)有告警觸發(fā)時(shí)，芯片模塊將觸發(fā)告警的坐標(biāo)信息實(shí)時(shí)通過(guò)服務(wù)端發(fā)送給客戶端。

優(yōu)選的，在執(zhí)行步驟s5時(shí)，其具體步驟包括：

根據(jù)紅外攝像儀及高清攝像機(jī)安裝的初始位置的經(jīng)緯度，在電子地圖上添加一固定經(jīng)緯度的設(shè)備站點(diǎn)，同時(shí)設(shè)置該初始位置對(duì)應(yīng)的方向，初始位置即水平角為0度，俯仰角度為90度，其一般默認(rèn)安裝時(shí)出示位置為對(duì)正北方向；

根據(jù)當(dāng)前告警的物體的坐標(biāo)信息獲取角度信息，測(cè)距裝置轉(zhuǎn)至該角度進(jìn)行測(cè)距獲取到距離并傳送至客戶端；當(dāng)發(fā)生告警時(shí)，通過(guò)偵測(cè)設(shè)備可以獲得告警的物體在紅外視場(chǎng)角版面上的坐標(biāo)信息，因?yàn)榧t外鏡頭視場(chǎng)角是一定的，因此單位視場(chǎng)角度內(nèi)對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的數(shù)量也是的一定的，因此根據(jù)視場(chǎng)角版面上的坐標(biāo)和當(dāng)前設(shè)備云臺(tái)角度，即可求出告警的物體當(dāng)前的角度。例如當(dāng)紅外視場(chǎng)角為38度*27度，紅外圖像的分辨率為384*288，當(dāng)前告警的物體的中心點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)，設(shè)備云臺(tái)當(dāng)前角度為水平h度，俯仰p度，假設(shè)此時(shí)告警的物體的角度為水平m，俯仰n，則：

m＝h+(x-(384/2)/(384/38))；

n＝p+(y-(288/2)/(288/27))。

客戶端電子地圖上根據(jù)角度信息及距離標(biāo)定出移動(dòng)物體的位置，并將觸發(fā)告警的物體的中心點(diǎn)連接起來(lái)，在電子地圖上形成一條告警的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。由于前端的偵測(cè)設(shè)備不斷的在進(jìn)行實(shí)施的偵測(cè)，因此坐標(biāo)信息將實(shí)施的更新，即可在電子地圖上實(shí)時(shí)標(biāo)定出移動(dòng)目標(biāo)物的位置運(yùn)動(dòng)軌跡，其中觸發(fā)告警物體的中心點(diǎn)為一個(gè)大概的區(qū)間點(diǎn)即可。

優(yōu)選的，本發(fā)明提供的基于紅外熱像儀的微型目標(biāo)物的移動(dòng)偵測(cè)方法，適用于多種場(chǎng)景的需求，其中一個(gè)典型的場(chǎng)景就是對(duì)高空墜落的物體的偵測(cè)。由于目標(biāo)物從高空墜落的速度較快，因此通常還需要用固定角度的載具來(lái)監(jiān)測(cè)固定的場(chǎng)景。

與前述方向相同，用戶可以在監(jiān)測(cè)場(chǎng)景上劃分出異物墜落的偵測(cè)布防區(qū)域，然后客戶端將布防區(qū)域的坐標(biāo)信息發(fā)送至偵測(cè)設(shè)備，偵測(cè)設(shè)備根據(jù)幾何算法可以算出布防區(qū)域的像素點(diǎn)坐標(biāo)集合。

前端偵測(cè)設(shè)備連續(xù)不斷的獲取紅外熱像儀的原始裸數(shù)據(jù)，然后將沒(méi)兩幀布防區(qū)域的像素點(diǎn)坐標(biāo)集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)與前面兩幀數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)按照對(duì)比法進(jìn)行運(yùn)算。由于異物墜落的目標(biāo)物都是從上往下移動(dòng)，所以針對(duì)異物墜落的算法，對(duì)比時(shí)均與前面兩幀對(duì)比，根據(jù)目標(biāo)物中心點(diǎn)在紅外視場(chǎng)角版面內(nèi)的縱軸左邊是否增大，進(jìn)而確定目標(biāo)物是高空墜落物體，從而觸發(fā)異物墜落告警。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。