[發明專利]基于場景識別的入侵檢測方法

有效

• 申請號: 201310106572.3
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103152558A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 權偉;陳錦雄;于小娟;劉彬;鄔祖全
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

1.一種基于場景識別的入侵檢測方法，包括如下步驟：

（1）初始化

將整個視頻區域劃分為N×N個圖像塊，根據圖像的像素亮度值，計算每個圖像塊的均值和標準差，設第i個圖像塊的均值和標準差分別為μ_i和σ_i，則整個場景的模式Z為這N×N個圖像塊對應的均值和標準差組成的向量，即：

Z=（μ₁,σ₁,μ₂,σ₂,…,μ_i,σ_i,…,μ_N×N,σ_N×N）.

對于動態場景，各個圖像塊在不同情況下將具有不同的均值和標準差，因此動態場景將具有多個不同的模式，設Z_k表示場景的第K個模式，該模式對應的第i個圖像塊的均值和標準差分別表示為μ_k,i和σ_k,i，則：

Z_k=（μ_k,1,σ_k,1,μ_k,2,σ_k,2,…,μ_k,i,σ_k,i,…,μ_k,N×N,σ_k,N×N）.

在監控開始之前，獲取場景可能的模式，具體為，對于固定攝像頭，在多個時刻和各種天氣情況下采集具有代表性的視頻圖像；

（2）輸入監控區域視頻圖像

進行入侵檢測的視頻圖像輸入，輸入的圖像是通過監控攝像頭實時采集得到的視頻圖像，也可以是由已采集的視頻文件分解為多個幀組成的圖像序列，按照時間順序逐個輸入圖像；如果輸入圖像為空，則整個流程中止；

（3）場景識別

按照與初始化中相同的方法，計算當前時刻t監控圖像的場景模式Z^t，即：

Zt=(μ1t,σ1t,μ2t,σ2t,...,μit,σit,...,μN×Nt,σN×Nt),]]>

其中，和分別表示場景模式Z^t的第i個圖像塊的均值和標準差；設表示當前場景模式Z^t與場景第K個正常模式的距離，則計算為：

dKt=Σi=1N×N((μit-μk,i)2+(σit-σk,i)2).]]>

計算并比較當前場景模式Z^t與場景的所有正常模式的距離，設為所有距離中最小距離對應的場景正常模式的序號，即：

K^=argminK∈HdKt]]>

其中，H為場景所有正常模式序號的集合；因此，場景識別的結果為，將場景的第個正常模式ZK^=(μk^,1,σk^,1,μk^,2,σk^,2,...,μk^,i,σk^,i,...,μk^,N×N,σk^,N×N)]]>作為當前場景Z^t所屬的模式，其中和分別表示場景模式的第i個圖像塊的均值和標準差；

（4）入侵區域分析與處理

根據當前場景模式Z^t與其所屬的模式計算每個圖像塊對應的模式偏差，設e_i為第i個圖像塊對應的模式偏差，則e_i計算為：

ei=(μit-μk^,i)2+(σit-σk^,i)2.]]>

對所有N×N個圖像塊，如果其偏差值大于閾值θ_e，則將該圖像塊標記為有入侵，否則為沒有入侵，θ_e值可根據具體情況按照應用測試結果加以選擇和設置；

經過以上（1）～（4）的處理后，根據場景已有的正常模式，當前場景首先被有效的識別和匹配，然后通過計算每個圖像塊的模式偏差并與閾值比較，得到被入侵的視頻區域，從而實現對監控視頻的入侵檢測。

2.根據權利要求1所述的一種基于場景識別的入侵檢測方法，其特征在于：對于移動攝像頭，當攝像頭每移動一定的角度，則采集一組視頻圖像，該圖像為在多個時刻和各種天氣情況下采集得到的具有代表性的視頻圖像；根據以上得到的圖像，計算場景的各個模式，該模式均為尚未有入侵發生時場景的正常模式。