【摘要】：幼兒園智能視頻監(jiān)控,是指以視頻監(jiān)控為載體監(jiān)控幼兒在園內(nèi)的日常情況,能夠及時發(fā)現(xiàn)異常問題并發(fā)出報警,從而確保幼兒在園內(nèi)的安全。一方面,隨著計算機技術(shù)的日益成熟,視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)滲透到我們生活中的方方面面;另一方面,隨著教育領(lǐng)域改革的不斷深入,家長將更多的目光投向幼兒的成長和身心健康,希望能夠避免幼兒在園內(nèi)發(fā)生意外事故,而傳統(tǒng)的幼兒園視頻監(jiān)控很難起到提前預(yù)警、報警的作用。因此本文以自己搭建的視頻監(jiān)控為載體,在智慧幼兒園安全系統(tǒng)建設(shè)大背景下,致力于智能視頻監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)的研究,實現(xiàn)幼兒園智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)。本文通過在監(jiān)控端完成圖像相關(guān)程序設(shè)計和在PC端完成幼兒異常行為檢測相關(guān)算法的開發(fā),實現(xiàn)了幼兒園智能視頻監(jiān)控系統(tǒng),主要完成的工作內(nèi)容如下:(1)給出了系統(tǒng)整體設(shè)計方案,搭建了系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境,完成了監(jiān)控端主要硬件模塊選型,同時在監(jiān)控端移植了嵌入式Linux系統(tǒng),以及添加了硬件工作相關(guān)的驅(qū)動程序。(2)在監(jiān)控端完成了圖像相關(guān)程序的開發(fā),實現(xiàn)了圖像的采集、處理、壓縮編碼、OSD信息疊加、mp4文件打包存儲等功能。針對無線傳輸實時性的要求,在監(jiān)控端設(shè)計了基于RTSP/RTP協(xié)議的視頻流分包傳輸程序來保證實時性。(3)針對背景可能存在變化的情況,通過基于混合高斯建模的背景法區(qū)分視頻圖像序列中的前景和背景,采用不同的學(xué)習(xí)率進行建模,減少了背景噪聲對前景圖像的干擾,成功提取了運動目標(biāo)。(4)針對目標(biāo)跟蹤過程中出現(xiàn)的目標(biāo)跟蹤無法自動初始化、目標(biāo)受遮擋、目標(biāo)失效等問題,提出了一種基于Camshift/Kalman的多目標(biāo)跟蹤算法,能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)跟蹤自動初始化、目標(biāo)失效處理、多目標(biāo)跟蹤、遮擋跟蹤等功能,與傳統(tǒng)算法相比縮小了跟蹤范圍,提高了運算速度和正確性。(5)根據(jù)幼兒在園內(nèi)活動的場景和可能出現(xiàn)的意外事故情況并結(jié)合運動目標(biāo)檢測、跟蹤、特征提取,實現(xiàn)了越界檢測、基于封閉區(qū)域的入侵檢測、速度異常檢測功能。最后將本文設(shè)計的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在幼兒園中進行實地測試。實驗結(jié)果表明顯示出來的圖像清晰流暢,性能穩(wěn)定,具有高壓縮性和實時性,同時能準(zhǔn)確、快速地提取、跟蹤視頻圖像中的運動目標(biāo)并實現(xiàn)運動目標(biāo)的異常行為檢測,體現(xiàn)了智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點。在算法性能上,不同的場景平均召回率可以達到94.7%,在檢測效率上,平均檢測速度可以達到35.6ms/幀,符合實時檢測的要求,達到了本課題設(shè)計的預(yù)期目標(biāo),能應(yīng)用到智慧幼兒園安全系統(tǒng)建設(shè)中去。
【圖文】：

課題旨在設(shè)計一套可以在幼兒園內(nèi)應(yīng)用的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，由監(jiān)控端部分構(gòu)成，其中監(jiān)控端由嵌入式平臺構(gòu)成，兩者通過 Wifi 相連傳輸數(shù)體架構(gòu)如圖 2.1 所示，以監(jiān)控端和 PC 端劃分，主要實現(xiàn)如下目標(biāo)：一，在嵌入式平臺上能夠?qū)D像傳感器采集到的圖像編碼成 H.265 格數(shù)據(jù)，并將視頻數(shù)據(jù)通過無線模塊傳輸?shù)?PC 端中的 VLC 播放器進行，供教師查看，更好地掌握園內(nèi)幼兒的相關(guān)情況，同時能將視頻以 包的形式存儲在 SD 卡中，，方便家長和教師在幼兒發(fā)生安全事故時能調(diào)錄了解到事實的真相；第二，在采集到的視頻流的基礎(chǔ)上進行幼兒園智控相關(guān)算法的研究，在 PC 上對監(jiān)控中幼兒的行為進行檢測分析，實現(xiàn)覺和視頻分析的相關(guān)算法，并且需兼顧算法的準(zhǔn)確性和效率，從而達到出現(xiàn)的安全事故，達到園內(nèi)幼兒安全成長的目的。

播放程序設(shè)計。序設(shè)計完成的基礎(chǔ)上，將采集到的視頻流通過 端的 Visual Studio 2010 中 Opencv2.4.9 視覺庫環(huán)異常行為檢測相關(guān)算法，實現(xiàn)智慧幼兒園安全系件方案選擇流的 IPC 芯片主要有三種：TI、海思、安霸。三相比，海思的芯片方案具有片內(nèi) H.265 壓縮編碼價格便宜的優(yōu)點[6,7]。因此，本系統(tǒng)選擇海思的 I主要包括圖像處理器模塊、無線模塊、串口模塊硬件電路結(jié)構(gòu)如圖 2.2 所示。在本小節(jié)介紹主要
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN948.6

【參考文獻】

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本文編號：2664772