专利名称：视频监控光纤围栏系统及使用方法
视频监控光纤围栏系统及使用方法技术领域
本发明属于监控技术领域，具体涉及一种视频监控光纤围栏系统及其使用方法。
技术背景
安全防护 监控系统主要的任务之一就是实时识别周界入侵事件，光纤围栏和视频监控分别在安防监控系统中起着重要的作用。
光纤围栏代表目前最先进的安防技术，通过传感光纤对围栏周界异常微扰的感知进行模式识别，从而可判断是否有入侵行为发生并精确定位入侵位置。光纤围栏具有较长的监控范围，监控距离可达几十公里，并且具有灵敏度高、可靠性高、抗干扰能力强、使用的适应性强、抗电磁干扰等优点，可以监控边防线、重要大型建筑群等。但是由于光纤围栏依靠光纤传感器对微扰信号的检测感知来判断入侵行为，所以在风雨天气时，以及某些动物路过时，也可能判断为入侵行为，造成虚假告警，给使用带来不便。
视频监控系统是通过分布多处的视频摄像头捕获监控区域的监控画面，人工监视各监控画面识别是否有异常行为发生，其监控效果直观，不易产生虚假告警。视频监控系统广泛用在小区、商场以及其他重要区域。然而，视频监控系统依靠人工实时监控多个视频画面，需要固定的监控值班人员持续不断地监视，而且长时间监视容易导致值班人眼睛疲劳， 不免会漏过异常行为的画面，造成漏报警。发明内容
本发明是为了克服目前单独使用光纤围栏或视频监控的缺点，提供一种视频监控光纤围栏系统及其使用方法，将光纤围栏和视频监控的优点有机结合、获得极少虚警的高灵敏度的周界入侵监控系统。
本发明设计的视频监控光纤围栏系统，包括光纤围栏单元，光纤围栏单元主要组成为光源、光电解调模块和感知光纤；光源输出的光送入感知光纤，感知光纤返回端接入光电解调模块。感知光纤铺设于监控区域的周界上，光电解调模块包括依次连接的对应于感知光纤的解调光学结构与光电转换电路、信号放大及滤波电路和模数转换电路。本系统还包括有数据处理单元和视频监控单元。数据处理单元为含有视频及微扰信号联合分析软件的数据处理服务器主机，并接有人机界面。视频监控单元主要组成为视频探头、视频数据传输控制设备和视频数据传输线缆。视频数据传输控制设备经视频数据传输线缆连接多个视频探头。多个视频探头在感知光纤铺设的监控区域周界上等间距分布。光纤围栏单元的光电解调模块和视频监控单元的视频数据传输控制设备的输出信号均连接数据处理单元。
所述感知光纤是特殊铠装的振动敏感的光纤光缆。
所述光纤围栏单元的光源是窄线宽脉冲激光源，光电解调模块的解调光学结构为相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)；
或者所述光纤围栏单元的光源是窄线宽连续激光源，光电解调模块的解调光学结构为马赫-曾德尔干涉仪(MZI)或萨格奈克干涉仪(Sagnac)。
所述视频监控单元的视频数据传输线缆为电缆线或者光纤。
所述视频监控单元的各视频探头的物理地址配有唯一编码，存储于视频数据传输控制设备。
所述数据处理单元连接报警装置。
本发明视频监控光纤围栏系统的使用方法包括如下步骤
I、系统初始化
光源将探测光信号注入到感知光纤，从感知光纤返回的感知光信号进入光电解调模块，由光电解调模块将感知光纤返回信号转换成经过处理的数字信号，传输给数据处理单元，数据处理单元存储正常状态下的感知光纤返回信号在周界各点的背景数据库；视频数据传输控制设备通过视频数据传输线缆按物理地址编码接收各个视频探头正常状态下的视频建立背景图像库，按编码存储各视频探头背景图像；
II、正常情况的监控
光纤围栏单元运行，光源将探测光信号注入到感知光纤，光电解调模块将感知光纤信号转换的数字信号传输给数据处理单元；
视频监控单元运行，各视频探头进行监控，各个实时视频图像传送到视频数据传输控制设备，视频数据传输控制设备将各个实时视频图像送入数据处理单元存储；
数据处理单元将接受数据与步骤I建立的背景数据库比较，无异常扰动，情况正常的结果显示在人机界面上；持续执行本步骤；
III、光纤围栏单元有扰动信号
数据处理单元接收感知光纤信号数据，并与步骤I建立的背景数据库比较发现异常扰动信号，数据处理单元读取异常扰动信号定位信息，并搜索处于产生扰动信号位置的视频探头的编码，调取该编码视频探头当前的视频图像，并从与步骤I建立的背景图像库调出该地址的背景图像，两者对比进行模式识别，判断是否为入侵行为，
如果非入侵行为，情况正常的结果显示在人机界面上，同时继续进行步骤II ;
如果是入侵行为，将该编码视频探头当前的视频图像输出在人机界面上，对确认的入侵行为发出警报；同时继续进行步骤II。
与现有技术相比，本发明视频监控光纤围栏系统的使用方法的有益效果是1、整合了光纤围栏与视频监控，一方面获得了极高的监控灵敏度，另一方面视频监控和计算机自动图像分析结合能准确判断光纤围栏发现的异常扰动信号是否为入侵，避免虚警；2、系统监控过程无需人为干预，无需时刻有人值守，无值班人员由于疲劳忽略入侵告警的情况。
图I为本视频监控光纤围栏系统实施例结构原理图2为本视频监控光纤围栏系统的使用方法实施例流程图。
具体实施方式
本视频监控光纤围栏系统实施例如图I所示，包括数据处理单元、视频监控单元和光纤围栏单元。
数据处理单元为含有视频及微扰信号联合分析软件的数据处理服务器主机，并接有人机界面和报警装置。光纤围栏单元的光电解调模块和视频监控单元的视频数据传输控制设备的输出信号均连接数据处理单元。
光纤围栏单兀主要组成为光源、光电解调模块和感知光纤；光源输出的光送入感知光纤，感知光纤返回端接入光电解调模块。感知光纤铺设于监控区域的周界上，光电解调模块包括依次连接的对应于感知光纤的解调光学结构与光电转换电路、信号放大及滤波电路和模数转换电路。所述感知光纤是特殊铠装的振动敏感的光纤光缆。本例光纤围栏单元的光源是窄线宽脉冲激光源，光电解调模块的解调光学结构为相位敏感光时域反射计。所述光纤围栏单元的光源也可采用窄线宽连续激光源，光电解调模块的解调光学结构则配用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)或萨格奈克干涉仪(Sagnac)。
视频监控单元主要组成为视频探头、视频数据传输控制设备和视频数据传输线缆。视频数据传输控制设备经视频数据传输线缆连接多个视频探头。多个视频探头在感知光纤铺设的监控区域周界上等间距分布。本例视频监控单元的视频数据传输线缆为光纤。所述视频监控单元的各视频探头的物理地址配有唯一编码，存储于视频数据传输控制设备。
本视频监控光纤围栏系统的使用方法实施例的流程如图2所示，包括如下步骤
I、系统初始化
光源将探测光信号注入到感知光纤，从感知光纤返回的感知光信号进入光电解调模块，由光电解调模块将感知光纤返回信号转换成经过处理的数字信号，传输给数据处理单元，数据处理单元存储正常状态下的感知光纤返回信号在周界各点的背景数据库；视频数据传输控制设备通过视频数据传输线缆按物理地址编码接收各个视频探头正常状态下的视频建立背景图像库，按编码存储各视频探头背景图像；
II、正常情况的监控
光纤围栏单元运行，光源将探测光信号注入到感知光纤，光电解调模块将感知光纤信号转换的数字信号传输给数据处理单元；
视频监控单元运行，各视频探头进行监控，各个实时视频图像传送到视频数据传输控制设备，视频数据传输控制设备将各个实时视频图像送入数据处理单元存储；
数据处理单元将接受数据与步骤I建立的背景数据库比较，无异常扰动，情况正常的结果显示在人机界面上；持续执行本步骤；
III、光纤围栏单元有扰动信号
数据处理单元接收感知光纤信号数据，并与步骤I建立的背景数据库比较发现异常扰动信号，数据处理单元读取异常扰动信号定位信息，并搜索处于产生扰动信号位置的视频探头的编码，调取该编码视频探头当前的视频图像，并从与步骤I建立的背景图像库调出该地址的背景图像，两者对比进行模式识别，判断是否为入侵行为，
如果非入侵行为，情况正常的结果显示在人机界面上，同时继续进行步骤II ;
如果是入侵行为，将该编码视频探头当前的视频图像输出在人机界面的显示器上，接通报警装置，对确认的入侵行为发出警报；同时继续进行步骤II。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.视频监控光纤围栏系统，包括光纤围栏单元，光纤围栏单元主要组成为光源、光电解调模块和感知光纤；光源输出的光送入感知光纤，感知光纤返回端接入光电解调模块，感知光纤铺设于监控区域的周界上，光电解调模块包括依次连接的对应于感知光纤的解调光学结构与光电转换电路、信号放大及滤波电路和模数转换电路；其特征在于 所述视频监控光纤围栏系统还包括有数据处理单元和视频监控单元；数据处理单元为含有视频及微扰信号联合分析软件的数据处理服务器主机，并接有人机界面；视频监控单元主要组成为视频探头、视频数据传输控制设备和视频数据传输线缆，视频数据传输控制设备经视频数据传输线缆连接多个视频探头，多个视频探头在感知光纤铺设的监控区域周界上等间距分布；光纤围栏单元的光电解调模块和视频监控单元的视频数据传输控制设备的输出信号均连接数据处理单元。
2.根据权利要求I所述的视频监控光纤围栏系统，其特征在于 所述感知光纤是特殊铠装的振动敏感的光纤光缆。
3.根据权利要求I所述的视频监控光纤围栏系统，其特征在于 所述光纤围栏单元的光源是窄线宽脉冲激光源，光电解调模块的解调光学结构为相位敏感光时域反射计； 或者所述光纤围栏单元的光源是窄线宽连续激光源，光电解调模块的解调光学结构为马赫_曾德尔干涉仪或萨格奈克干涉仪。
4.根据权利要求I所述的视频监控光纤围栏系统，其特征在于 所述视频监控单元的视频数据传输线缆为电缆线或者光纤。
5.根据权利要求I所述的视频监控光纤围栏系统，其特征在于 所述视频监控单元的各视频探头的物理地址配有唯一编码，存储于视频数据传输控制设备。
6.根据权利要求I所述的视频监控光纤围栏系统，其特征在于 所述数据处理单元连接报警装置。
7.权利要求I至6中任一项所述的视频监控光纤围栏系统的使用方法，其特征在于包括如下步骤 I、系统初始化 光源将探测光信号注入到感知光纤，从感知光纤返回的感知光信号进入光电解调模块，由光电解调模块将感知光纤返回信号转换成经过处理的数字信号，传输给数据处理单元，数据处理单元存储正常状态下的感知光纤返回信号在周界各点的背景数据库；视频数据传输控制设备通过视频数据传输线缆按物理地址编码接收各个视频探头正常状态下的视频建立背景图像库，按编码存储各视频探头背景图像； II、正常情况的监控 光纤围栏单元运行，光源将探测光信号注入到感知光纤，光电解调模块将感知光纤信号转换的数字信号传输给数据处理单元； 视频监控单元运行，各视频探头进行监控，各个实时视频图像传送到视频数据传输控制设备，视频数据传输控制设备将各个实时视频图像送入数据处理单元存储； 数据处理单元将接受数据与步骤I建立的背景数据库比较，无异常扰动，情况正常的结果显示在人机界面上；持续执行本步骤；III、光纤围栏单元有扰动信号 数据处理单元接收感知光纤信号数据，并与步骤I建立的背景数据库比较发现异常扰动信号，数据处理单元读取异常扰动信号定位信息，并搜索处于产生扰动信号位置的视频探头的编码，调取该编码视频探头当前的视频图像，并从与步骤I建立的背景图像库调出该地址的背景图像，两者对比进行模式识别，判断是否为入侵行为， 如果非入侵行为，情况正常的结果显示在人机界面上，同时继续进行步骤II; 如果是入侵行为，将该编码视频探头当前的视频图像输出在人机界面上，对确认的入侵行为发出警报；同时继续进行步骤II。
全文摘要
本发明公开一种视频监控光纤围栏系统及使用方法，本系统的光纤围栏单元的感知光纤铺设于监控区域的周界上，经光电解调模块连接数据处理单元；视频监控单元的视频数据传输控制设备也接入数据处理单元、经视频数据传输线缆连接多个分布于监控区域周界上的视频探头。本系统使用方法为先初始化建立各点光纤的背景数据库和各视频探头的背景图像库并存储。数据处理单元发现光纤围栏的异常扰动信息，对该异常扰动地点定位，调取该点的视频图像，与背景图像库正常图像数据对比，判断是否有入侵，确定再报警。本发明实时监测，自动运行，灵敏度高，几乎无虚警，无须值守。
文档编号H04N7/18GK102982639SQ20121042774
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者岳耀笠, 吴国锋, 阳华, 刘志强 申请人:中国电子科技集团公司第三十四研究所