专利名称：室内突发异常事件报警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种报警系统，具体涉及一种室内突发异常事件报警系统。
背景技术：
我们知道，为了防止盗窃，一般会在小区或者室外走廊、门窗等处安装摄像头之类的防盗装置，例如一种基于智能视频的室内人员闯入的监控和报警系统，主要是通过对摄像头图像的智能分析，实现对室内场所移动目标的分析，对人员的非法闯入达到及时发现和报警，同时忽略没有危险的运动，降低虚警。还有一种家居智能防盗系统，其至少由防盗门、机械式锁具、窗户、露天阳台及阳台门构成。通过安装在:(1)防盗门上的门网传感器、防盗门磁传感器，(2)安装在锁具上的锁舌传感器、钥匙插入/拔出传感器、单子跳动传感器，(3)安装在外侧把手组合件内的把手位置传感器，同时设置从露天阳台进入阳台门通道中的阳台路径探测区，从窗户进入居室的通道中的窗户路径探测区，实现自动识别居家中的主人与盗贼的智能家居防盗系统。现有的门窗防入侵系统存在如下的缺点:1.现有市场大多产品功能单一，且不具备综合分析能力。2.单一的防入侵检测技术存在各自的缺陷，在某些情况下无法正常工作，一旦无法正常工作，整个检测系统处于瘫痪状态，系统的稳定性差。如:智能视频分析检测可能会受到环境光线变化、镜面反射等无关运动的干扰，造成大量的误报；热释电红外检测易受温度、强光、环境复杂运动的干扰；振动检测易受到风等外力引起引起门窗振动产生的干扰；玻璃破碎检测易受到外界环境杂音的干扰；门磁检测需要门窗严格闭合，在室内需要通风的情况下将无法使用，如炎热的夏天，用户往往需要开窗通风。3.传统的报警系统如“家居智能防盗系统”，涉及大量的各式传感器，安装调试通常非常复杂，同时报警信息不直观，无法得知现场情况；4.传统的报警系统在切断外接电源的情况下无法工作，给非法入侵者以可乘之机。5.无法对室内合法人员进行一定的监控，例如对子女经常外出或者独居的老人，其健康状况是需要一定的措施加以监控，以保证出现异常情况时如跌倒等能及时解救，而目前却没有这类功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种室内突发异常事件报警系统，解决了现有的报警系统功能单一，误报率高，容易被干扰瘫痪无法正常工作，以及无法对合法人员如老人跌倒、遭受暴力袭击异常事件报警的问题。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:一种室内突发异常事件报警系统，其特征在于:包括视频采集模块，采用视频传感器采集视频流信号，完成图像信号的数字化，图像信号的预处理，得到满足信号处理模块要求的数字视频信号并向信号处理模块输出；音频采集模块，完成语音信号的数模转换，语音信号的采样编码及滤波处理，得到满足信号处理模块要求的数字音频信号并向信号处理模块输出；热释放红外线检测模块，感应移动物体与背景物体的温度的差异，当人体移动时热释红外能够感应到人体温度与背景温度的差异信息，转换成电压信号后向信号处理模块输出；振动检测模块，将外界振动产生形变或受力信息转变为电压信号，向信号处理模块输出；玻璃破碎检测模块和门磁检测模块，通过有线或无线通信方式将相应的信息转变成电压信号向信号处理模块输出；信号处理模块，收集热释放红外线检测报警模块、振动检测模块、视频采集模块和音频采集模块传输过来的信号，进行综合分析，分辨非法入侵、暴力冲突、跌倒长时间不起、煤气泄漏等异常事件，并向报警发送模块发出报警信号；无线接收模块，用于接收振动检测模块，玻璃破碎检测模块，烟雾探测器、紧急呼叫按钮和门磁检测模块上的报警传感器发送的报警信号；报警发送模块，采用有线或无线通信方式，主要用于接收信号处理模块发出的报警信号及向向户主手机或小区管理中心发送报警信息；报警联动模块，联动声光报警设备同时工作；语音输出模块，实现来自远程终端设备如手机、监控中心的语音输出；红外LED补光灯模块，在环境照度不足时，给视频采集模块提供辅助光源，保证其在低照度的环境下仍然能够采集到有效的图像数据；电源管理模块，连接外接电源和蓄电池，当外接电源正常供电时，整个产品使用外接电源，当外界电源断电时，内部备用蓄电池自动启用，保证上述各模块在外接电源中断后继续正常工作。更进一步的技术方案是将产品集成在一个机壳内，所述视频采集模块、音频采集模块、热释放红外线检测报警模块、振动检测模块、报警发送模块、无线接收模块、报警联动模块和报警发送模块安装在一个机壳内，所述信号处理模块和电源管理模块以及开关灯控制模块安装在外壳中部，红外LED补光灯模块设置在产品外边缘和中部之间。更进一步的技术方案是上述信号处理模块中核心处理芯片采用双核架构模式，SP“主处理器+从处理器”双核架构模式，主处理器主要完成音视频信号的收集，音视频编码，热释电红外报警信号收集，通过无线接收模块接收振动检测模块，玻璃破碎检测模块，门磁检测模块，烟雾探测器、紧急呼叫按钮等分布式报警传感器发送的报警信号，将多源报警信号连同音视频数据传送给从处理器；从处理器主要用于运行音视频智能分析算法，通过视频和声音判断是否存在突发异常事件，同时结合热释电红外报警信号，振动报警信号，玻璃破碎报警信号，门磁报警信号等多源信息，形成最终的决策信号，如果确定异常事件发生，向主处理器端发送报警信号，并启动声光报警器报警。更进一步的技术方案是上述户主身份判断包括通过人脸识别进行身份确认，其中所述人脸识别主要分为人脸注册，采集同一个人的不同角度的正面人脸照片，通过人脸定位找到人脸在图像中的位置，并标准化人脸尺寸，人脸角度和光照，提取标准化人脸图像的特征，录入注册用户数据库；人脸识别，采用HAAR特征结合adaboost算法实现人脸检测实现人脸定位，采用了两层人眼定位器，都是通过adaboost算法获得人眼定位，利用人脸定位结果通过图像旋转将双眼校正为水平实现人脸标准化，通过二维Gabor滤波器进行特征提取，利用向量间的欧式距离作为匹配度量方式，通过最近邻分类法实现查询的人脸图像与数据库人脸图像的匹配。更进一步的技术方案是上述信号处理模块连接有存储模块；通过电源管理模块连接有外接电源和电池；连接有用于主控CPU运行的内存；连接有用于存储系统启动程序、配置参数、日志信息的闪存；连接有通过外接警灯，警号联动设备，实现本地声光报警，或控制其它关联设备的联动报警模块。更进一步的技术方案是上述视频采集模块包括图像数据相互对齐的普通摄像检测模块和深度摄像检测模块，对于图像中的一点P得到六维信息分量< X，y，d，r，g，b >，其中< x，y >为象素点在图像中的坐标，d为拍摄物体距离摄像机的距离，< r, g, b >为颜色分量，本室内突发异常事件报警系统用于检测运动目标和跟踪的的方法如下:将彩色图像转换为灰度图像，分别针对灰度图像和深度图像建立背景模型，采用混合高斯建立背景模型，混合高斯背景建模假设信号变化的概率分布可以用K个高斯分布拟合，表不为
权利要求
1.一种室内突发异常事件报警系统，其特征在于:包括 视频采集模块，采用视频传感器采集视频流信号，完成图像信号的数字化，图像信号的预处理，得到满足信号处理模块要求的数字视频信号并向信号处理模块输出； 音频采集模块，完成语音信号的数模转换，语音信号的采样编码及滤波处理，得到满足信号处理模块要求的数字音频信号并向信号处理模块输出； 热释放红外线检测模块，感应移动物体与背景物体的温度的差异，当人体移动时热释红外能够感应到人体温度与背景温度的差异信息，转换成电压信号后向信号处理模块输出； 振动检测模块，将外界振动产生形变或受力信息转变为电压信号，向信号处理模块输出； 玻璃破碎检测模块和门磁检测模块，通过有线或无线通信方式将相应的信息转变成电压信号向信号处理模块输出； 信号处理模块，收集 热释放红外线检测报警模块、振动检测模块、视频采集模块和音频采集模块传输过来的信号，进行综合分析，分辨非法入侵、暴力冲突、跌倒长时间不起、煤气泄漏等异常事件，并向报警发送模块发出报警信号； 无线接收模块，用于接收振动检测模块，玻璃破碎检测模块，烟雾探测器、紧急呼叫按钮和门磁检测模块上的报警传感器发送的报警信号； 报警发送模块，采用有线或无线通信方式，主要用于接收信号处理模块发出的报警信号及向向户主手机或小区管理中心发送报警信息； 报警联动模块，联动声光报警设备同时工作； 语音输出模块，实现来自远程终端设备如手机、监控中心的语音输出； 红外LED补光灯模块，在环境照度不足时，给视频采集模块提供辅助光源，保证其在低照度的环境下仍然能够采集到有效的图像数据； 电源管理模块，连接外接电源和蓄电池，当外接电源正常供电时，整个产品使用外接电源，当外界电源断电时，内部备用蓄电池自动启用，保证上述各模块在外接电源中断后继续正常工作。
2.根据权利要求1所述的室内突发异常事件报警系统，其特征在于:该系统安装在一个机壳内，所述视频采集模块、音频采集模块、热释放红外线检测报警模块、振动检测模块、报警发送模块、无线接收模块、报警联动模块和报警发送模块安装在一个机壳内，所述信号处理模块和电源管理模块以及开关灯控制模块安装在外壳中部，红外LED补光灯模块设置在机壳外边缘和中部之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种室内突发异常事件报警系统，其特征在于:所述信号处理模块中核心处理芯片采用“主处理器+从处理器”双核架构模式，主处理器主要完成音视频信号的收集，音视频编码，热释电红外报警信号收集，通过无线接收模块接收振动检测模块，玻璃破碎检测模块，门磁检测模块，烟雾探测器、紧急呼叫按钮等分布式报警传感器发送的报警信号，将多源报警信号连同音视频数据传送给从处理器；从处理器主要用于运行音视频智能分析算法，通过视频和声音判断是否存在突发异常事件，同时结合热释电红外报警信号，振动报警信号，玻璃破碎报警信号，门磁报警信号等多源信息，形成最终的决策信号，如果确定异常事件发生，向主处理器端发送报警信号，并启动声光报警器报警。
4.根据权利要求3所述的室内突发异常事件报警系统，其特征在于:所述户主身份判断包括通过人脸识别进行身份确认，其中所述人脸识别主要分为 人脸注册，采集同一个人的不同角度的正面人脸照片，通过人脸定位找到人脸在图像中的位置，并标准化人脸尺寸，人脸角度和光照，提取标准化人脸图像的特征，录入注册用户数据库； 人脸识别，采用HAAR特征结合adaboost算法实现人脸检测实现人脸定位，采用了两层人眼定位器，都是通过adaboost算法获得人眼定位，利用人脸定位结果通过图像旋转将双眼校正为水平实现人脸标准化，通过二维Gabor滤波器进行特征提取，利用向量间的欧式距离作为匹配度量方式，通过最近邻分类法实现查询的人脸图像与数据库人脸图像的匹配。
5.根据权利要求1所述的室内突发异常事件报警系统，其特征在于:所述信号处理模块连接有存储模块； 通过电源管理模块连接有外接电源和电池； 连接有用于主控CPU运行的内存； 连接有用于存储系统启动程序、配置参数、日志信息的闪存； 连接有通过外接警灯，警号联动设备，实现本地声光报警，或控制其它关联设备的联动报警模块。
6.根据权利要求1所述的室内突发异常事件报警系统，其特征在于:所述视频采集模块包括图像数据相互对齐的普通摄像检测模块和深度摄像检测模块，对于图像中的一点P得到六维信息分量< X，y, d, r, g，b >，其中< x，y >为象素点在图像中的坐标，d为拍摄物体距离摄像机的距离，< r, g，b >为颜色分量，本室内突发异常事件报警系统用于检测运动目标和跟踪的的方法如下: 将彩色图像转换为灰度图像，分别针对灰度图像和深度图像建立背景模型，采用混合高斯建立背景模型，混合高斯背景建模假设信号变化的概率分布可以用K个高斯分布拟合，表示为
7.根据权利要求1所述的室内突发异常事件报警系统，其特征在于:本室内突发异常事件报警系统用于检测跌倒的方法如下， 地面自动三维建模，将与视频采集模块相连的摄像机倾斜向下与地面成一定角度安装，将摄像机坐标系的原点设定在图像坐标系的Z轴上，这样平移矩阵T简化为
8.根据权利要求1所述的室内突发异常事件报警系统，其特征在于:音频采集模块还对特定声音进行检测，其检测方法包如下， 语音信号预处理，假设音频信号X(t)的采样率为fs，fs取值8kHz，将X(t)依次经过预加重，分帧和加窗处理，窗函数选择汉宁窗，并去除均值，避免直流分量对ω =O处附近的谱线产生影响； 特征提取，采用经典谱估计中的周期图法，使用FFT实现，最终得到归一化的功率谱X (fn)，提取数目为24的Mel滤波器组。功率谱X (fn)经过Mel滤波器组滤波取对数，再经过离散余弦变换得到梅尔倒谱MFCC系数;Mel滤波器组由一组按照Mel频标分布的三角带通滤波器组成 GMM音频辨识模型的训练，采用期望最大EM算法求取GMM模型，给定训练样本集X ={x1, X2,, xn}，GMM的似然函数为
9.根据权利要求1所述的室内突发异常事件报警系统，其特征在于检测肢体冲突的方法如下:包括光流矢量分析和音频分析 在爆发肢体冲突时伴随着剧烈无规则的运动及大声的嘯叫，因此可以通过光流矢量分析和音频分析检测肢体冲突，当两种方法都检测到肢体冲突时，触发肢体冲突报警，同时抓拍一张现场照片。
光流矢量分析，通过目标跟踪可以得到目标所在的区域，采用KLT特征点光流计算目标区域内的光流矢量V= Iv1, V2,..., vn}，采用幅度加权直方图Hp= {hj}j = 1，2，...，n实现区域光流矢量的统计分析，再通过下式得出第j阶直方hj;
全文摘要
本发明公开了一种室内突发异常事件报警系统，包括视频采集模块，音频采集模块，热释放红外线检测模块，振动检测模块，玻璃破碎检测模块、门磁检测模块，信号处理模块，无线接收模块，报警发送模块，报警联动模块，语音输出模块，红外LED补光灯模块和电源管理模块。本发明实时动态检测分析室内布控区域内人员跌倒长时间不起、非法闯入、偷盗、严重肢体冲突、火灾、煤气泄漏、爆炸等突发性异常安全事件，并将音视频或图片为载体的直观报警信号通过有线或无线通信方式，第一时间送达诸如户主手机或计算机、小区监控计算机等报警接收处理终端，同时联动声光报警器报警，并接收终端设备的语音输出，实现语音对讲。
文档编号G08B19/00GK103198605SQ20131007593
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月11日 优先权日2013年3月11日
发明者黄鹏宇, 何跃凯, 周建雄, 彭元华, 郭振中 申请人:成都百威讯科技有限责任公司